Dimensionamento e instalação de rede dupla de água não potável

A adoção de uma série de medidas visando à redução do consumo de água potável e uso do esgoto tratado em um edifício residencial diminuiu em 45% os gastos com água e esgoto no total de despesas ordinárias do condomínio estudado. Destaque para a implantação de uma rede dupla de água não potável, como evidencia o artigo a seguir.

Maurício C. Cabral da Silva, prof. da Universidade Anhembi Morumbi; José Carlos Mierzwa, prof. da Escola Politécnica da USP; Denny Chaluppe, Diogo C. Coutinho, Luma Leite e Penido Aparecido M. Sousa, engenheiros civis

Data: 20/10/2016

Edição: Hydro Outubro 2016 - Ano XI - N^o 120

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Rede dupla para uso de água não potável pode ser uma alternativa para minimizar a pressão sobre os recursos hídricos. A rede dupla consiste em instalar em edificações comerciais e residenciais duas redes de captação e distribuição de água: uma com água potável, para abastecimento de pontos mais nobres, que necessitam de altos padrões de potabilidade, e outra de águas não potáveis, que podem ser de água pluvial e/ou água de reúso. Por exemplo, em um esquema de implantação do sistema de rede dupla, existem dois reservatórios: um para água potável (1) e outro com água de reúso (2). A água do reservatório 1 alimenta apenas pontos que necessitam de água potável, e o efluente gerado por alguns desses pontos é conduzido, por prumada separada do esgoto comum, ao sistema de tratamento da água. Após tratada, a água é encaminhada ao reservatório 2, de onde segue distribuída e reutilizada em pontos que dispensam a potabilidade da água.

O sistema de rede dupla, assim como inúmeros outros meios de reaproveitamento de água, apresenta dificuldades em ser popularizado, pois a carência por padrões que possam orientar e auxiliar no seu dimensionamento e implantação compromete sua expansão, justamente por gerar insegurança quanto à sua eficiência e viabilidade.

Portanto, a definição de tais parâmetros é extremamente necessária para que o sistema alcance o máximo de eficiência possível, desde seu dimensionamento e aplicação até a sua contribuição para a preservação dos recursos hídricos.

O propósito do presente trabalho é desenvolver um estudo técnico e econômico detalhado desse sistema, com foco no dimensionamento e na instalação da rede para empreendimentos verticais.

O estudo técnico e econômico baseou-se em um condomínio residencial, no qual o sistema de rede dupla está instalado desde 2005. Vale destacar que esse sistema pode ser implantado tanto em edifícios já construídos quanto na fase de projeto.

Dimensionamentos

O dimensionamento das prumadas, tanto de água potável quanto de reúso e esgoto, além dos reservatórios de água potável e de reúso, foi feito com base em normas já existentes. A diferença no dimensionamento da rede dupla está nos pontos contribuintes, uma vez que pontos anteriormente pensados para serem consumidores de água potável passarão a usar efluente tratado.

Redes de água fria

A maneira e os critérios para projetar as instalações prediais de água fria, atendendo às condições técnicas mínimas de higiene, economia, segurança e conforto aos usuários são definidas pela NBR 5626:1998 [1]. Esse dimensionamento é dividido em duas etapas: dos reservatórios e das tubulações.

Reservatórios inferior e superior

A função do reservatório é para reserva de dois dias de consumo (para eventual desabastecimento público de água), prevendo-se 60% para o reservatório inferior e 40% para o superior do total de consumo para esse período. No caso de edifícios, deve-se acrescentar de 15% a 20% desse total para reserva de incêndio. Os volumes dos reservatórios são estabelecidos em função do consumo diário (CD), das necessidades de água para os sistemas de combate a incêndios (VCI) e para outros sistemas, como o de ar condicionado (VAC), por exemplo.

Para o dimensionamento do reservatório de reúso não é necessário considerar as vazões de incêndio e ar condicionado.

Tubulações

O dimensionamento do sistema de distribuição de água fria deve ser feito para garantir abastecimento de água com a vazão adequada para o funcionamento dos aparelhos e equipamentos sanitários atendidos, tendo em vista a carga disponível.

A instalação predial de água fria deve ser dimensionada de modo que a vazão de projeto estabelecida esteja disponível no respectivo ponto de utilização, se apenas tal ponto estiver em uso. A estimativa das vazões (Q) é feita pela unidade de carga (pesos relativos) e deve considerar também a velocidade máxima (Vmáx).

A velocidade máxima de escoamento é definida em função do ruído, possibilidade de corrosão e de controle do golpe de aríete. Segundo a NBR 5626:1998, a velocidade máxima é igual a 3 m/s.

O diâmetro (D) da tubulação pode ser definido de duas formas: pela equação da continuidade ou pelo ábaco de diâmetros e vazões em função da soma dos pesos.

A perda de carga na tubulação (∆H) é dada pela equação geral da perda de carga, e o valor máximo adotado para perda de carga unitária (Jmáx) é de 0,08 m/m.

De acordo com a NBR 5626:1998, em condições dinâmicas (com escoamento) a pressão da água nos pontos de utilização deve ser estabelecida de modo a garantir a vazão de projeto e o bom funcionamento da peça de utilização e do aparelho sanitário. Em qualquer situação, a pressão não deve ser inferior a 1,0 mca, com exceção do ponto da caixa de descarga, onde a pressão pode ser menor do que esse valor, até um mínimo de 0,5 mca. Do ponto da válvula de descarga para a bacia sanitária a pressão não deve ser inferior a 1,5 mca.

Redes de esgoto

Fig. 1 – Esquema de utilização da água – consumo total sem reúso

A maneira e os critérios para projetar o sistema predial de esgoto, atendendo às condições técnicas mínimas de higiene, economia, segurança e conforto aos usuários são definidos pela NBR 8160/1999 [2].

O dimensionamento do sistema predial de esgoto é feito pelo método UHC – Unidades Hunter de Contribuição, sendo respeitados os diâmetros nominais mínimos dos ramais de descarga indicados em [2]. A rede de esgoto é composta pelos seguintes componentes:

Ramais de descarga e de esgoto.
Tubos de queda.
Subcoletores e coletor predial.
Subsistemas de ventilação.

Aplicação do dimensionamento em edifício

O edifício possui 60 unidades residenciais, sendo 56 apartamentos com uma suíte e dois quartos, e quatro coberturas duplex. A iniciativa para instalação do sistema de rede dupla deu-se principalmente devido aos altos valores nas contas mensais de água pagas pelo condomínio, que em meados do ano de 2003 representavam aproximadamente 16,43% do total das despesas mensais.

A primeira iniciativa tomada para redução do consumo foi a revisão geral do sistema hidráulico do edifício, com a regulagem de 240 válvulas de descarga e a eliminação de pequenos vazamentos. Com essa revisão, houve redução aproximada de R$ 500,00 nas contas de água. A redução econômica não foi muito representativa, então foram adotadas medidas como utilização de aparelhos sanitários de restrição de consumo; eliminação das válvulas de descarga e substituição das bacias sanitárias por modelos mais modernos, dotadas de caixa acoplada; implantação de válvulas redutoras de pressão; instalação de medidores individuais; e implantação do sistema de rede dupla.

Para a implantação do SRD foi necessária a construção de uma ETE – estação de tratamento de esgoto dentro do condomínio, e a instalação da tubulação de interligação das bacias sanitárias, máquinas de lavar e tanques. As intervenções dentro dos apartamentos foram mínimas, e implantou-se o reúso apenas em duas das quatro bacias sanitárias dos apartamentos, a fim de evitar transtornos aos moradores.

Fig. 2 – Esquema de utilização da água – consumo total com reúso

Resultados

Simulando a aplicação do SDR em uma situação hipotética, considerando os consumos estudados por Barreto [3], em um primeiro momento, toda água potável consumida será revertida em esgoto (760 L de demanda = 760 L de consumo = 760 L de esgoto) (fi gura 1), porém, considerando o objetivo do presente trabalho, que é a utilização da água proveniente do tanque, máquina de lavar roupa, lavatórios e chuveiros para alimentação de bacias sanitárias, limpeza de pisos, rega de jardins e lavagem de veículos (pontos englobados em “outros usos”), é possível verificar, em uma análise simplista (figura 2), que a demanda passará a ser de 486 L, pois os únicos consumidores primários serão o chuveiro, máquina de lavar roupas, tanque, lavatório e pia de cozinha. A demanda de uso da bacia sanitária e outros usos somam 274 L, que podem facilmente ser supridos pelo reaproveitamento da água do tanque, máquina de lavar roupa, lavatórios e chuveiros, cujo efluente soma 395 L.

Conclusões

Constata-se significativo benefício quanto ao aspecto ambiental. Com o reúso houve redução média de 18,1% no consumo de água potável do edifício estudado, constituindo uma contribuição da comunidade local para o uso sustentável dos recursos hídricos.

Com relação à qualidade da água produzida, todos os parâmetros analisados apresentaram conformidade com o estabelecido na NBR 13969 [4].

Quanto ao aspecto financeiro também constata-se benefício para os moradores, pois a conta média do período destacado foi de apenas R$ 3503,65, de modo que a participação das despesas com água e esgoto no total de despesas ordinárias passou de 15,06% para 10,39%.

Referências

Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT. NBR 5626: Instalação predial de água fria. Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1998. 41 p.

Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT. NBR 8160: Sistemas prediais de esgoto sanitário – Projeto e execução. Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1999. 74 p.

Barreto, Douglas. Perfil do consumo residencial e usos finais da água. 2008. 40 f. Dissertação (Mestrado) Curso de Habitação, Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, São Paulo, 2008.

Associação Brasileira de Normas Técnicas – NBR 13969 – Tanques sépticos – Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos – Projeto, construção e operação.