APROVEITAMENTO DO VOLUME DE CHUVAS DO ESTADO DE

RONDÔNIA PARA USO NA ATIVIDADE FRIGORÍFICA NA

CIDADE DE JI-PARANÁ. Área temática: Gestão Ambiental e Sustentabilidade

Sergio Luiz Sousa Nazario

sergionazario@yahoo.com.br

Amanda Novais Lorêdo de Melo

amandanlm@hotmail.com

Luciano Polegário Cunha

polegariocunha@gmail.com

André Luiz Mochi Spiguel

andre_mochi@hotmail.com

Rodrigo Oliveira Rodrigues

ror_210@hotmail.com

Resumo: A escassez de água é um problema atual. O elevado crescimento

populacional, influenciando diretamente no acréscimo da demanda e mau uso que se

faz dos recursos hídricos, está transformando as formas de captação e o

comportamento da sociedade em relação ao consumo. Com isso, a busca de fontes

alternativas para obtenção de água potável de menor impacto vem apresentando maior

significância. O uso da água pluvial destaca-se em regiões tais como o Estado de

Rondônia que apresenta períodos chuvosos com volume considerável. O sistema pode

ser implantado em todos os tipos de edificações, desde que a mesma ofereça estrutura

para captação e área disponível para locação dos outros elementos. Neste contexto

busca-se em um galpão de um frigorífico, captar a água e utiliza-la na própria

atividade (banheiros, lava-botas, bucharia, produção de charque e limpeza geral),

diminuindo custos nos processos totais de produção, ou seja, aumentando a viabilidade

econômica e ambiental. Através das equações e conceitos essenciais torna-se possível

realizar o dimensionamento de reservatório, calhas, condutores verticais, bombas e

tipo de tratamento adotado, elementos fundamentais para implantação do sistema.

Observou-se redução de 105 m³ de água mensal captada do rio e 13,61% do uso de

energia elétrica devido à diminuição do bombeamento nos períodos chuvosos. De

acordo com orçamentos atuais obtidos pelo Departamento de Obras e Serviços

Públicos do Estado de Rondônia, o custo total para a execução do projeto é de R$

31.783,59. Mensalmente, é possível economizar R$ 1.150,71 através da redução de

custos de energia, tratamento de água e esgoto, entretanto, durante 07 meses constata-

se alto volume de chuva, totalizando uma economia de R$ 8.054,97. O período de

recuperação do investimento é de 04 anos, isso implica cooptação de valor à atividade,

afirmando então a viabilidade de execução, classificando-o como um projeto

sustentável.

Palavras-chaves: Água Pluvial, Sustentabilidade, Recursos HIdricos, Economia,

Captação de água.

INTRODUÇÃO

A escassez de água tem sido uma das grandes preocupações já que sua demanda

tem aumentado constantemente devido ao acréscimo populacional. Com isso, faz-se

necessário à busca por práticas que aprimorem o uso da água seja por medidas de

mudanças técnicas nos sistemas de abastecimento ou por mudanças de comportamento

da sociedade atual (TUCCI, 2005).

Visando a implantação de métodos que aprimorem o uso da água, observado que

há uma boa parcela destinada ao consumo humano que não exigem um alto rigor de

potabilidade, o uso de fontes alternativas se tornou uma ótima solução para reduzir

problemas de escassez.

A região norte, mais especificamente o estado de Rondônia possui um grande

volume de chuva principalmente nos meses de novembro a março e essa água era

desperdiçada sendo simplesmente devolvida aos rios. Considerando isso, e os fatores

citados acima, observa-se que o aproveitamento de água pluvial pode ser considerado

uma ótima fonte alternativa.

Para um projeto de aproveitamento de água também é necessário dimensionar

todos os elementos do projeto: reservatórios, bombas, calhas, condutos e estudar a

resistência dos materiais empregados nas construções.

Nessa totalidade, a implantação do aproveitamento de água pluvial em

indústrias, se bem manejados, poderão ser uma importante fonte de renda, gerando

economia de gastos e valor à atividade, também um exemplo de produção sustentável

que vem sendo cada vez mais uma cobrança de mercado.

Com o sistema implantado no frigorífico, os custos de produção reduzem, por

exemplo, o consumo de energia elétrica. Outro item de grande importância aqui

discutido é a redução da retirada de águas de rios ou lençóis freáticos para

abastecimento e redução de bombeamento.

Neste trabalho, é apresentado um estudo de caso em um frigorifico na cidade de Ji-

Paraná no estado de Rondônia a fim de verificar a viabilidade econômica para aplicação de

um sistema de captação de agua pluvial com o objetivo de reduzir a utilização de água potável

em certas aplicações industriais e proporcionar a diminuição no consumo de energia elétrica.

MATERIAIS E MÉTODOS

ÁREA DE ESTUDO

Este estudo foi realizado em um frigorífico, localizado no município de Ji-

Paraná – RO. Os dados utilizados para dimensionamento do sistema de captação de

água pluvial foram obtidos através de análise pluviométrica da região, consumo médio

de água por animal abatido, do levantamento topográfico e arquitetônico do local de

instalação do mesmo e de informações de consumo de energia elétrica cedidas pelo

responsável do frigorífico. Possui capacidade de abatimento de 40 animais/dia é

composto por uma construção em alvenaria com de 39,10 metros de comprimento por

15 metros de largura.

QUANTIFICAÇÃO DO FRIGORÍFICO

O consumo diário de água é de aproximadamente 800 L/animal, onde 50 L são

destinados aos processos que recebem contato direto com os produtos, portanto,

necessitam de água potável e tratada e 750 L para uso geral.

CAPTAÇÃO, CONDUÇÃO E ELEVAÇÃO DA ÁGUA PLUVIAL

Para captação da água no telhado do frigorífico foi necessária a determinação

da vazão total do projeto considerando a água pluvial disponível de acordo com a

intensidade pluviométrica da região e do modelo de telhado do frigorifico em questão.

As equações 01 e 02 respectivamente foram utilizadas para determinação da vazão e da

área de captação de chuva do telhado (NBR10844, 2007).

𝑄 =𝑖∗𝐴

60 Equação 01

Sendo: Q = Vazão total do projeto em L/min; i = intensidade pluviométrica em mm/h

que para a região em estudo é de 160,05 mm/h; A= área de contribuição em m².

𝐴 = (𝑎 +ℎ

2) . 𝑏 Equação 02

Sendo: A = Área de contribuição, em m²; a = Largura, em m; h = Altura da tesoura, em

m; b = Comprimento, em m.

Para dimensionamento das calhas pela fórmula de Manning-Strickler faz-se

necessário ter o conhecimento do coeficiente de rugosidade do material da calha, para o

qual foi adotado 0,011 o que caracteriza materiais plásticos, de fibrocimento, aço e

metais não ferrosos (AMORIM, 2008).

𝑄 = 𝐾 (𝑆

𝑛) 𝑅𝐻

2/3 𝑖1

2 Equação 03

Sendo Q = vazão de projeto em L/min; S = área de seção molhada em m²; n =

coeficiente de rugosidade; Rh = raio hidráulico em m; i = declividade da calha em m/m

onde é recomendada pela NBR 10844/89 o valor de 0,5 %; K = 60.000.

Para dimensionamento do diâmetro da tubulação de captação horizontal da água

pluvial de acordo com a NBR 15527 utiliza-se a equação 04 (NBR 15527,2007).

D = 1,55(Q.n

i12

)3

8 Equação 04

Sendo i a 𝐷𝑒𝑐𝑙𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 da tubulação em %, n o coeficiente de rugosidade e Q a vazão

em m3 /s.

Para a condução da água captada até o reservatório são usados condutores

verticais e os mesmos são obtidos pela equação 05 (NBR 15527,2007).

𝐷 = (𝑄

0,019.𝑇𝑜5/3)

3/8

Equação 05

Sendo: Q = vazão de projeto em L/min; To = taxa de ocupação (valor adotado de 30%);

D = diâmetro interno do condutor vertical em mm.

As bombas para elevação e aumento da pressão da água são dimensionadas a

partir da equação 06 (NETTO, 1998).

𝑃 =𝛾𝑄𝐻𝑚𝑎𝑛

75𝜂𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 Equação 06

Sendo P = potência em CV; 𝛾 = peso específico do líquido a ser elevado (água:

1000kgf/m³); Q = vazão em m³/s; Hman= altura manométrica em m; ηbomba=

rendimento bomba.

Na tabela 01 apresenta-se os rendimentos de bombas centrifugas de acordo com

a vazão em litros por segundo.

Tabela 01 – Rendimentos de Bombas Centrífugas

Rendimento de Bombas Centrífugas

Q

(l/s) 5 7,5 10 15 20 25 30 40 50 100 200

ηm 52% 61% 66% 68% 71% 75% 80% 84% 85% 87% 88%

Fonte: Azevedo Neto, José Martiniano (1998).

DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO

Os reservatórios devem atender as normas de acordo com à ABNT-NBR

12217/1994 e ABNT-NBR 15527/2007, as quais determinam as condições específicas

de um reservatório, seja ele elevado ou enterrado, onde em todos os casos deve existir

dispositivo indicador do nível da água. Os dispositivos de fechamento das canalizações

devem permitir o reparo ou remoção sem maiores danos a toda a estrutura. As paredes e

fundo dos reservatórios devem ser impermeabilizados.

Para o dimensionamento dos reservatórios é utilizado o Método Azevedo Neto,

no qual se considera apenas o volume captado e o período de estiagem (mensal)

(AMORIM, 2008).

V = 0,042 x P x A x T Equação 07

Sendo V = volume do reservatório em litros; P = precipitação média anual em mm/h; T

= número de meses de pouca chuva ou seca (adimensional); A = área de captação em

m²;

Para aproveitamento das condições topográficas o reservatório foi colocado em

ponto estratégico na área. Essa localização tem como objetivo reduzir o bombeamento

excessivo.

TRATAMENTO DE ÁGUA

A água pluvial mesmo não contendo índices consideráveis de poluição exige

tratamento adequado e deve ser utilizada apenas para limpezas, irrigações e usos que

não sejam o de consumo humano. O tratamento compõe-se de um filtro de água de

chuva, conjunto flutuante, sifão ladrão e um freio d’ água.

A desinfecção da água é realizada através do processo de cloração. Na aplicação

de cloro líquido usam-se bombas dosadoras, que aspiram uma quantidade do líquido e

pressionam-no para a linha de dosagem através de pulsos os quais injetam o produto

químico de acordo com a vazão da água nas tubulações.

De acordo com a SNatural & Naturaltec, a dosagem de cloro em água potável

deve ser de no mínimo 0,2 ppm e após a dosagem, para o uso da água devem ser

esperados 30 minutos.

ANÁLISE DA VIABILIDADE ECONÔMICA

Para obter os custos totais dos equipamentos, materiais e mão de obra para

implantação do sistema, foram realizados orçamentos com empresas específicas e

análise de custos padronizados pelo Departamento de Obras e Serviços Públicos do

Estado de Rondônia.

O período em que ocorre a recuperação do investimento é calculado através do

payback.

P =C

E

T Equação 08

Sendo, C = custo com materiais e aplicação do projeto, em reais; E = economia

com a implantação do projeto, em reais; T = tempo em meses.

RESULTADOS E DISCUSÕES

CAPTAÇÃO DA ÁGUA PLUVIAL

A captação de água pluvial para proporcionar ao empreendimento, considerável

economia é apresentada na Tabela 02.

Tabela 02 – Resultados Captação de Água Pluvial.

Área 654,87 m2

Vazão 1.746,8 L/min

Dimensões (calha retangular) 240 mm x 200 mm

Condutor Vertical Circular (p/ reservatório) 150 mm

RESERVATÓRIO

Para o cálculo do reservatório utilizou-se o método Azevedo Neto, onde o

número de meses de pouca chuva ou seca adotado foi de 05 meses. Sendo assim obteve-

se um reservatório com volume de 22 m³. Fixando-se um diâmetro de 3 m, obteve-se

uma altura correspondente de 3 m.

CONJUNTOS ELEVATÓRIOS: BOMBAS

Para a implantação do sistema de aproveitamento de água pluvial, deve-se

utilizar duas bombas, em que no caso a primeira tem a função de apenas elevar a água

para um reservatório a 8,30 m. Adotado uma vazão de 15 L/s e através da tabela 01 o

rendimento dessa bomba será de 68%. Tem-se uma potência de 02 CV o que

corresponde a 1472 W. A segunda bomba tem como objetivo aumentar a pressão da

água. Azevedo Neto (1998) classifica as bombas de acordo com a pressão, onde no caso

as de alta pressão devem possuir altura manométrica igual ou superior a 50 m. Para essa

bomba é solicitada uma vazão de 7,5 L/s e novamente pela tabela 01, obtém-se um

rendimento de 61%. Logo a segunda bomba deve possuir uma potência de 08 CV, o que

corresponde a 5888 W.

O reservatório para água pluvial será acompanhado de uma bomba inicial de 02

CV de potência, a qual tem a função de transportar a água já devidamente filtrada e

clorada para um novo reservatório permanecendo até que seja solicitada. Aos banheiros,

lava-botas, bucharia e charque, a água é conduzida apenas por efeito da gravidade,

porém, para a limpeza do frigorífico exige-se uma alta pressão, com isso, haverá uma

nova bomba de 08 CV de potência.

CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA NO FRIGORÍFICO

O frigorífico apresenta alto consumo de energia elétrica por se tratar de um

sistema que exige elevado bombeamento de água.

O consumo anual para bombear água do rio para o reservatório é de 9.387,0

kwh, sendo o valor do kWh no ano de 2015 foi de R$ 0,38474 reais gerando um

montante de R$ 3.611,55 reais/ano com energia elétrica.

ANÁLISE DOS INVESTIMENTOS

Para calcular a viabilidade assim como o tempo necessário para recuperar o

investimento é necessário listar os custos do projeto conforme a tabela 03. A

implantação total do sistema tem custo total de R$ 31.783,59 com todo material

necessário além da mão-de-obra total para a execução, com orçamento realizado de

acordo com Departamento de Obras e Serviços Públicos do Estado de Rondônia.

Tabela 03 – Custos para implantação do projeto

Material UND. Quant. Preço unitário Preço Total

Concreto dosado em central convencional

brita 1 e 2 (resistência: 30 MPa)

M³

06

405,00

2 430,00

Ferro CA-50 Kg 80 4,51 360,80

Piso em Cerâmica Porcelanato Comercial,

PEI-5 – ref.: Incepa, Eliane, Gyotoku ou

equivalente.

M²

36

34,89

1 256,04

Argamassa pré-fabricada para

assentamento de porcelanato Kg 216 1,65 356,40

Argamassa rejunte Kg 07 3,43 24,00

Argamassa Polimérica

(Impermeabilizante Sika) L 18 9,25 166,50

Telha cerâmica romana. UN. 182 1,80 328,00

Madeira para cobertura M² 11,34 140,00 1 587,60

Tubo de PVC, ∅=150 mm M 100 25,00 2 500,00

Calha de Chapa Galvanizada 200x240mm M 165 17,00 2 805,00

Motor-Bomba centrífuga 2 CV UN. 01 625,65 625,65

Conjunto Motor-Bomba para recalque de

água – trifásico (altura manométrica: 50

m / potência: 8 HP )

UN.

01

2.100.00

2 100,00

Kit para tratamento de água de chuva

composto por filtro industrial para áreas

de até 1500 m², sifão ladrão, freio d’ água

e conjunto flutuante de sucção

UN.

01

9.648,20

9 648,20

Bomba Dosadora de Cloro UN. 01 596,00 596,00

Mão de obra - - - 7 000,00

TOTAL 31 783,59

Fonte: TABELA DEOSP Fevereiro de 2015 LS SEM desoneração

A economia gerada com a implantação do projeto é apresentada nas tabelas 04 e

05. De acordo com a tabela 04 observa-se que em 12 meses chega-se a uma economia

em energia elétrica no bombeamento de água de 491,52 reais ao ano.

Tabela 04 – Economia Energia: bombeamento

De acordo com a tabela 05 observa-se uma economia mensal de 105 metros

cúbicos de água mês, considerando 7,38 reais o metro cubico de água, chega-se a uma

economia mensal no custo de água de 774,90 reais chegando a um montante de

9298,80 reais ao ano. Outro item a ser considerado é a economia com tratamento de

esgoto que é contabilizada de acordo com a redução no consumo de agua tratada. O

mesmo possui um valor de 3,17 reais por metro cubico tratado chegando-se a um valor

de 4018,20 reais ao ano. Sendo assim ao utilizar água pluvial de acordo com as tabelas

04 e 05 o estabelecimento pode economizar anualmente cerca de 13317,00 reais.

Tabela 05 – Economia Água e Tratamento de Esgoto

Item Valor

(m³)

Consumo

sem

pluvial

(m³)

Consumo

com

pluvial

(m³)

Custo

sem

pluvial

(R$)

Custo

com

pluvial

(R$)

Economia

Mensal

(R$)

Economia

12 meses

(R$)

Economia

07 meses

(R$)

Água

tratada

7,38 720 615 5 313,60 4 538,70 774,90 9 298,80 5 424,30

Esgoto

tratado

3,17 720 615 2 284,40 1 949,55 334,85 4 018,20 2 343,95

Total - 720 615 7 598,00 6 488,25 1 109,75 13 317,00 7 768,25

Item Valor

(kWh)

Bombeamento

sem pluvial

Bombeamento

com pluvial

Custo

sem

pluvial

(R$)

Custo

com

pluvial

(R$)

Economia

Mensal

(R$)

Economia

12 meses

(R$)

Economia

07 meses

(R$)

Bomba 0,38474 782,25

kWh/mês

675,8

kWh/mês

300,96 260,00 40,96 491,52 286,72

CONCLUSÃO

A implantação de um sistema de aproveitamento de água pluvial em um

frigorífico é de grande importância para a empresa já que diminui custos e amortece

impactos ao meio ambiente.

Neste projeto pôde-se demonstrar o dimensionamento de todos os elementos

essenciais para um eficaz sistema. O consumo de energia elétrica da concessionária

local pode ser reduzido nos períodos chuvosos, onde a água coletada através dos

telhados passa por tratamento e fica armazenada até ser solicitada para uso.

Através do payback calculado conclui-se que a implantação desse projeto é

viável já que o mesmo é recuperado em 04 anos. Além disso, pode-se citar a viabilidade

ambiental, pois o mesmo usa uma fonte de abastecimento alternativa que tenta reduzir a

escassez de água com o uso de algo que antes não era aproveitável. Há uma redução de

105 m³ de água mensal que seria captado do rio que abastece o frigorífico e há o

aproveitamento de uma água consideravelmente boa, mas que antes não era utilizada.

Existe a redução de 13,61% do uso de energia elétrica, este que também visa um projeto

sustentável.

Os benefícios do aproveitamento de água pluvial são claros, reais e visíveis,

portanto faz-se necessário aplicá-lo com todas as exigências solicitadas.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12217 - Projeto de reservatório de

distribuição de água para abastecimento publico. Rio de Janeiro, jul 1994.

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 15527: Água de chuva- Aproveitamento de

coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis – Requisitos. Rio de Janeiro, set. 2007.

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10844: Instalações prediais de águas

pluviais – Requisitos. Rio de Janeiro, set. 2007.

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto –

procedimento. Rio de Janeiro, mar. 2003.

AMORIN, V.S; PEREIRA, A. J. D. Estudo comparativo dos métodos de dimensionamento para

reservatórios utilizados em aproveitamento de água pluvial. In Encontro Nacional de tecnologia do

ambiente construído, 2008 Porto Alegre. Anais... Porto Alegre: ANTAC, 2008. 1 CD-ROM.

AquaStock. Aproveitamento de água da chuva. CATÁLOGO DE PRODUTOS 2013.

ECOHABITAT – Soluções Sustentáveis Inteligentes. Sistema de Aproveitamento de Água de Chuva -

3P TECHNIK. Florianópolis, SC. Disponível em: <http://www.ecohabitatbrasil.com.br/imgArquivos/eco

habitat_manual_de_instalacao_residencial.pdf>. Acesso em: 10 jun. 2014.

Governo do Estado de Rondônia. Departamento de obras civis e serviços públicos. TABELA DEOSP.

Fevereiro de 2014 LS SEM desoneração. Revisão 26/03/2014.

MEYER, Sheila T. O Uso de Cloro na Desinfecção de Águas, a Formação de Trihalometanos e os

Riscos Potenciais à Saúde Pública. Cad. Saúde Públi., Rio de Janeiro, jan/mar, 1994.

NETTO, José Martiniano de Azevedo. Manual de Hidráulica. Coordenação Roberto de Araújo;

coautores Miguel Fernandes y Fernandez, Acácio Eiji Ito. 8ª edição. São Paulo: Editora Blucher, 1998.

TUCCI, Carlos E.M. Gestão de Águas pluviais. RHAMA - Consultoria, pesquisa e treinamento

ambiental. Cap. 2 Rio Grande do Sul, dez. 2005.