UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO ACADÊMICO DO AGRESTE
NÚCLEO DE TECNOLOGIA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL...
MANUELLA LOPES FIGUEIRAS
Avaliação da influência do descarte das primeiras águas de
chuva sobre a qualidade bacteriológica...
Catalogação na fonte
Bibliotecária Simone Xavier CRB4 - 1242
F475a Figueiras, Manuella Lopes.
Avaliação da influência do d...
Dedico este trabalho primeiramente
a Deus, e a toda minha família.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, pela minha saúde, proteção, por me ajudar sempre que
precisei, e por todas a...
RESUMO
AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO DESCARTE DAS PRIMEIRAS ÁGUAS
DE CHUVA SOBRE A QUALIDADE BACTERIOLÓGICA DA ÁGUA CAPTADA
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ABSTRACT
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BACTERIOLOGICAL QUALITY OF THE CAPTURED WATER IN R...
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Consumo de água por setor....................................................................
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – O consumo médio per capita de água em L.hab-1
.d-1
no Brasil em 2002...............19
Tabela 2...
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABCMAC
ANA
Associação Brasileira de Captação e Manejo de Água de Chuva
Agência Nacional das...
Sumário
1 INTRODUÇÃO...................................................................................................13
...
3.2 Experimento com chuva simulada ...................................................................42
3.2.1 Descrição d...
13
1 INTRODUÇÃO
A água é um recurso natural essencial à sobrevivência humana e de outros organismos
vivos, além de ser fun...
14
Sobre esse tema, a utilização de águas pluviais oferece muitas vantagens, dentre elas o
seu uso para fins menos nobres,...
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abastecimento de água tradicionais (LIMA et al., 2011 apud ALBUQUERQUE, 2004; GOULD
E MCPHERSON2
, 1987), uma vez que, ...
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2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 Panorama da Água no Mundo
As águas de rios, lagos e represas, cuja captação é mais acessível,...
17
já são evidentes em várias partes do mundo. Dados do Fundo das Nações Unidas para a
Infância (UNICEF) e da OMS revelam ...
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Dentro desse contexto que envolve a degradação da qualidade dos recursos hídricos e os
aumentos do consumo de água potá...
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Tabela 1 – O consumo médio per capita de água em L.hab-1
.d-1
no Brasil em 2002
Consumo médio per capita de água em L.h...
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Quando se trata da degradação dos recursos hídricos provocada pelo despejo de resíduos
domésticos e industriais nos rio...
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O Nordeste, especialmente em sua grande área semiárida, apresenta pluviosidade
irregular, tanto espacial como temporal....
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2.2 Águas Pluviais
2.2.1 Ciclo Hidrológico
Na natureza, a água se encontra em contínua circulação, fenômeno conhecido c...
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Segundo Weiner3
(1987, apud SOUZA, 2009) o uso de sistemas de captação de águas de
chuva para consumo humano foi invent...
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população (4,0 milhões) utilizam a água de cisternas para beber. Na área rural as residências
possuem cisternas de todo...
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Figura 4 – Cisterna em construção no Semiárido do Nordeste Brasileiro
Fonte: Blog Sustentabilidade em foco (http://foco...
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sempre tem uma boa qualidade química (dureza, salinidade, alcalinidade, dentre outros) para
vários usos, inclusive para...
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lado, quando não manejados corretamente, ou seja, sem manutenção periódica, podem-se tornar
um ambiente propício à prol...
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Figura 5 – Sistema de Captação de água de chuva
Fonte: Funasa (2010)
Brito et al. (2005), em estudo com 46 cisternas do...
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2.3.1 Área de Captação
As superfícies de captação da água da chuva são geralmente telhados ou áreas
impermeáveis sobre ...
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Figura 6 – Sistema de condução da água de chuva a cisterna
Fonte: Tavares (2009)
2.3.3 Dispositivos de descarte das pri...
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processa-se o acúmulo de água nos tubos verticais e só após estes estarem completamente
cheios, é que a água é direcion...
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pequeno (cerca de 0,001 m3
por m2
de área de captação) e, portanto, perde-se muito pouco da
água, já que essa água pode...
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Cisterna de placas de cimento
Esse tipo de cisterna fica enterrado no chão até mais ou menos dois terços da sua altura....
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Cisterna de tijolos
Essa cisterna é construída com, aproximadamente, dois terços da sua altura abaixo do
solo. A parede...
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na terra. O reboco interno das paredes é aplicado em duas ou três camadas de argamassa de cal
com pouco cimento e cober...
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qualidade da água em nível nacional e internacional estão baseados na detecção e enumeração
de coliformes totais. (Amor...
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proveniente de animais de sangue quente, como o homem. A presença de Escherichia coli em
águas armazenadas em cisternas...
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Por outro lado, alguns estados já instituíram legislações sobre a coleta da água da chuva
com o objetivo de controlar e...
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Além disso, existem instituições internacionais e nacionais que promovem congressos,
reunindo estudos sobre o aproveita...
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A Resolução CONAMA N°357/05 dispõe sobre a classificação dos corpos d’água, sobre
as diretrizes do enquadramento e sobr...
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3 Materiais e Métodos
A pesquisa objetiva estudar o descarte do primeiro ao quarto milímetro de água de chuva
sob duas ...
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3.2 Experimento com chuva simulada
3.2.1 Descrição da instalação experimental
O módulo para estudo (Figura 13) encontra...
43
Figura 13 – Esquema da instalação experimental: módulo para estudo
Fonte: O autor (2013)
Figura 14 – Detalhe do sistema...
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3.2.3 Funcionamento do sistema
Na simulação de uma chuva, a água é aspergida no telhado, via equipamentos mecânicos,
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Figura 15 – Painel de controle das operações da instalação experimental
Fonte: O autor (2013)
3.2.4 Dimensionamento do ...
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Figura 16 – Esquema de funcionamento do dispositivo de desvio
Fonte: Lima et al. (2011)
3.2.5 Determinação dos volumes ...
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Para obter o volume de descarte para essa a área de captação deste experimento, utilizou-
se a Equação 2. No cálculo fo...
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Para tal atividade, foram utilizados 400 ml de lodo, sem diluição, em dois experimentos,
nos quais o lodo foi distribuí...
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Tabela 4 – Intensidades obtidas para as pressões aplicadas
Pressão (mca) Volume (m³) Intensidade (mm/h)
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volume aduzido para a superfície de captação e o tempo necessário para o desvio de cada
milímetro.
Como o dispositivo d...
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Figura 19 – Água sendo direcionada para os respectivos baldes durante o experimento
Fonte: O autor (2013)
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Durante o experimento foi feita à retirada das amostras do interior de cada balde
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53
incubadas em estufa bacteriológica a 35°C, por 48 horas (APHA, 2005). Após o tempo de
incubação, foi utilizado um conta...
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4 Resultados e discussões
4.1 Verificação da eficiência do desvio no experimento de chuva simulada
4.1.1 Monitoramento ...
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4.1.2 Análises físico-químicas e bacteriológicas para o experimento de simulação de chuva
Além da aferição da intensida...
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4.1.3 Turbidez e cor aparente
Ao analisar os resultados obtidos para o parâmetro turbidez (Figura 20, a e b), pode-se
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Figura 20 – Variação da turbidez nos pontos de amostragem
Fonte: O autor (2013)
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Figura 21 – Variação da cor aparente nos pontos de amostragem
Fonte: O autor (2013)
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concentração detectada nesta pesquisa (215 mg/l para o 1° experimento e 184 mg/l para o 2°
experimento).
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Figura 23 – Valores obtidos de bactérias heterotróficas nos pontos de amostragem
Fonte: O autor (2013)
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Projeto de captação de água   ufpe
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  1. 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO ACADÊMICO DO AGRESTE NÚCLEO DE TECNOLOGIA CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL MANUELLA LOPES FIGUEIRAS Avaliação da influência do descarte das primeiras águas de chuva sobre a qualidade bacteriológica da água captada em telhado Caruaru, 2013
  2. 2. MANUELLA LOPES FIGUEIRAS Avaliação da influência do descarte das primeiras águas de chuva sobre a qualidade bacteriológica da água captada em telhado Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia Civil do Centro Acadêmico do Agreste - CAA, da Universidade Federal de Pernambuco - UFPE, como requisito para aprovação na disciplina Trabalho de Conclusão de Curso. Área de concentração: Engenharia Civil/Saneamento Ambiental Orientador: Profa . Kenia Kelly Barros Silva Caruaru, 2013
  3. 3. Catalogação na fonte Bibliotecária Simone Xavier CRB4 - 1242 F475a Figueiras, Manuella Lopes. Avaliação da influência do descarte das primeiras águas de chuva sobre a qualidade bacteriológica da água captada em telhado. / Manuella Lopes Figueiras. - Caruaru: O Autor, 2013. 70f; il.; 30 cm. Orientadora: Kenia Kelly Barros Silva Monografia (Trabalho de Conclusão de Curso) – Universidade Federal de Pernambuco, CAA. Engenharia Civil, 2013. Inclui bibliografia 1. Águas pluviais. 2. Controle de qualidade da água. 3. Superfície de contato. I.
  4. 4. Dedico este trabalho primeiramente a Deus, e a toda minha família.
  5. 5. AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente a Deus, pela minha saúde, proteção, por me ajudar sempre que precisei, e por todas as pessoas especiais que colocou em minha vida. A toda minha família, a meus pais, a minha irmã, a minha vozinha, tia Fernanda, tia Roberta e todos os meus parentes por todo apoio e suporte. Especialmente a minha mãe e a minha irmã por terem tido paciência comigo, por acreditarem em mim e me dado forças para nunca desistir. A todos os amigos que ganhei durante o curso, que me ajudaram e que tornaram os momentos difíceis melhores, com toda a alegria e descontração, pois nunca deixamos de nos divertir. A todos os professores que contribuíram para o nosso aprendizado com tanta dedicação e que sempre estiveram dispostos a nos ajudar, sempre muito solícitos. Especialmente a professora Sávia pela oportunidade e confiança, pois me permitiu fazer parte do projeto cisternas, e por todos os ensinamentos e orientação. Assim como agradecer por todo o apoio e orientação da Professora Sylvana, que foi a minha primeira orientadora. A toda a família do LEA, pois lá fiz muitos amigos que com certeza lembrarei para sempre. A todo o aprendizado que adquiri ao longo desses anos que estive nesse laboratório. A todos os momentos de alegria e brincadeiras, que estiveram presentes no nosso dia a dia. Obrigada a toda a equipe do LEA e LQ – Anão (Everton), Bagera (José Roberto), Luís, Fellipe, Ramona, Fernanda, Bruninha, Natanna, Gleydson, Denise, Glenda, Ivanildo, Andréa, Marcelo, Tiago, Claudete, Amanda e todos os outros. A minha orientadora, Professora Kenia, pelos ensinamentos e orientação, sempre com muita paciência e dedicação. E por todo o apoio e amizade. Obrigada !!!!!
  6. 6. RESUMO AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO DESCARTE DAS PRIMEIRAS ÁGUAS DE CHUVA SOBRE A QUALIDADE BACTERIOLÓGICA DA ÁGUA CAPTADA EM TELHADO Devido ao crescente problema da escassez da água de boa qualidade, faz-se cada vez mais necessário o desenvolvimento de pesquisas que busquem soluções acerca do tema. Assim, com o propósito de minimizar a carência de água, nos últimos anos vem sendo estudado, principalmente, o reúso de águas residuárias e o aproveitamento da água de chuva. Com relação ao aproveitamento da água de chuva, vem-se utilizando uma tecnologia milenar bastante simples, as cisternas, para armazenar a água de chuva e destiná-la ao consumo humano. No entanto, a qualidade bacteriológica da água armazenada em cisternas é afetada diretamente pelos contaminantes que escoam pela superfície de captação. Para evitar que essa contaminação alcance às cisternas, dispositivos de desvio dos primeiros milímetros de chuva são implantados. A função desse dispositivo é desviar e descartar a água proveniente do primeiro milímetro de chuva, que contêm as impurezas da lavagem da atmosfera e telhado, evitando, assim, seu encaminhamento à cisterna. Assim, dentre o cenário exposto, a presente pesquisa objetiva avaliar a influência do descarte das primeiras águas de chuva (do 1° mm ao 4° mm de chuva), e a influência da intensidade da precipitação simulada (23,74 mm/h e 46 mm/h, adotadas em projeto) sobre a qualidade bacteriológica da água captada em telhado em instalação experimental localizada na região do Agreste Pernambucano. O módulo de estudo, foi instalado no Campus da UFPE em Caruaru, onde foi implantado um desvio automático que se baseia no princípio físico dos vasos comunicantes e do fecho hídrico. Os parâmetros bacteriológicos analisados para caracterização da água foram: E. Coli, bactérias heterotróficas e coliformes totais. Alguns parâmetros físico-químicos, como cor aparente, turbidez e sólidos suspensos totais, também foram analisados com a finalidade de avaliar suas relações com os parâmetros bacteriológicos. Os resultados de monitoramento mostraram que o descarte do primeiro milímetro de chuva é essencial para garantir uma melhor qualidade da água captada. O dispositivo de descarte, do primeiro milímetro, teve capacidade de reduzir em até 98% as bactérias heterotróficas e 100% a E. Coli. Palavras-chave: água de chuva, superfície de contato, qualidade de água.
  7. 7. ABSTRACT EVALUATION OF INFLUENCE OF DISPOSAL OF FIRST RAINWATERS ON THE BACTERIOLOGICAL QUALITY OF THE CAPTURED WATER IN ROOF Due to the growing problem of water scarcity of good quality becomes increasingly necessary to develop research that seeks solutions to some of the theme. So in order to minimize the water shortage in recent years have been studied, especially the reuse of wastewater and the use of rainwater for non-potable and potable purposes. Regarding the use of rainwater comes up using an ancient technology simple enough, tanks to store rain water and consign it for human consumption. However, the bacteriological quality of the water stored in cisterns is directly affected by contaminants drained by the catchment surface. To prevent that the contamination reach the cisterns, deviation devices of first millimeters of rain are deployed. The purpose this device is deviate and discard the water from the first millimeter of rain, which contain impurities from the washing the roof and atmosphere, thus preventing its referral to the cistern. So, among the scenario above, the present study aims to evaluate the influence of the disposal of the first rainwater (from 1 ° to 4 ° mm rain), and the influence of the intensity of rainfall (23.74 mm/h and 46 mm/h, intensities adopted in project) on the bacteriological quality of the water stored in cistern installed in the rural region of Pernambuco State. The study module was installed on campus in UFPE Caruaru, where he was deployed an automatic bypass which is based on the physical principle of communicating vessels and sealing water. The parameters analyzed for characterization of water were: E. Coli, heterotrophic bacteria, total coliforms. Same physicochemical parameters, as apparent color, turbidity and total suspended solids, were analyzed with the aim of to assess their relationships with bacteriological parameters. The monitoring results showed that discarding the first millimeter of rainfall is essential to ensure a better quality of water stored in tanks. The device disposal, the first millimeter, had the ability to reduce up to 98% heterotrophic bacteria and 100% E. Coli. Key words: rainwater, contact surface, water quality.
  8. 8. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 – Consumo de água por setor..................................................................................16 Figura 2 – Área de abrangência do Semiárido brasileiro .......................................................20 Figura 3 – Isoietas anuais no país, entre 1961 e 1990............................................................21 Figura 4 – Cisterna em construção no Semiárido do Nordeste Brasileiro...............................25 Figura 5 – Sistema de Captação de água de chuva ................................................................28 Figura 6 – Sistema de condução da água de chuva a cisterna ................................................30 Figura 7 – Sistema de desvio de vasos comunicantes e fecho hídrico....................................31 Figura 8 – Dispositivo para desvio automático das primeiras águas ......................................32 Figura 9 – Cisternas construídas com placas de cimento e com tela e arame. ........................33 Figura 10 – Cisterna construída com tijolo............................................................................34 Figura 11 – Cisterna de tijolos e argamassa de cal enterrada .................................................35 Figura 12 – Localização de Caruaru em Pernambuco............................................................41 Figura 13 – Esquema da instalação experimental: módulo para estudo..................................43 Figura 14 – Detalhe do sistema de distribuição dos aspersores sobre a superfície de captação .............................................................................................................................................43 Figura 15 – Painel de controle das operações da instalação experimental ..............................45 Figura 16 – Esquema de funcionamento do dispositivo de desvio .........................................46 Figura 17 – Curva do sistema ...............................................................................................49 Figura 18 – Mangueira utilizada para direcionamento das águas para os baldes ....................50 Figura 19 – Água sendo direcionada para os respectivos baldes durante o experimento ........51 Figura 20 – Variação da turbidez nos pontos de amostragem ................................................57 Figura 21 – Variação da cor aparente nos pontos de amostragem..........................................58 Figura 22 – Variação dos sólidos suspensos totais (SST) nos pontos de amostragem ............59 Figura 23 – Valores obtidos de bactérias heterotróficas nos pontos de amostragem...............60 Figura 24 – Valores obtidos de coliformes totais nos pontos de amostragem.........................61 Figura 25 – Valores obtidos de E. Coli nos pontos de amostragem........................................62
  9. 9. LISTA DE TABELAS Tabela 1 – O consumo médio per capita de água em L.hab-1 .d-1 no Brasil em 2002...............19 Tabela 2 – Padrões de qualidade estabelecidos pela Resolução CONAMA N°357/05 para água doce de Classe I............................................................................................................40 Tabela 3 – Valores dos volumes inicial e final obtidos para as pressões aplicadas.................48 Tabela 4 – Intensidades obtidas para as pressões aplicadas ...................................................49 Tabela 5 – Amostras coletadas em campo.............................................................................51 Tabela 6 – Parâmetros analisados e metodologia utilizada ....................................................53 Tabela 7 – Volumes obtidos na leitura do hidrômetro durante o 1° experimento ...................54 Tabela 8 – Volumes obtidos na leitura do hidrômetro durante o 2° experimento ...................54 Tabela 9 – Resultados dos parâmetros físico-químicos e bacteriológicos para o 1ª experimento .............................................................................................................................................55 Tabela 10 – Resultados dos parâmetros físico-químicos e bacteriológicos para o 2ª experimento..........................................................................................................................55
  10. 10. LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABCMAC ANA Associação Brasileira de Captação e Manejo de Água de Chuva Agência Nacional das Águas ASA Articulação no Semiárido Brasileiro CONAMA Conselho Nacional de Meio Ambiente FUNASA IBGE MI NBR OMS P1MC PNUD UFC UNESCO Fundação Nacional de Saúde Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística Ministério da Integração Nacional Norma Brasileira Organização Mundial de Saúde Programa Um Milhão de Cisternas Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento Unidade Formadora de Colônia Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura UNICEF Fundo das Nações Unidas para a Infância VMP Valor Máximo Permitido
  11. 11. Sumário 1 INTRODUÇÃO...................................................................................................13 1.1 Histórico e Contextualização do Problema.......................................................14 1.2 Objetivos...........................................................................................................15 1.2.1 Geral................................................................................................................................... 15 1.2.2 Específicos.......................................................................................................................... 15 2 REFERENCIAL TEÓRICO ..............................................................................16 2.1 Panorama da Água no Mundo.........................................................................16 2.1.1 No Brasil ............................................................................................................................ 18 2.1.2 No Nordeste........................................................................................................................ 20 2.2 Águas Pluviais..................................................................................................22 2.2.1 Ciclo Hidrológico................................................................................................................ 22 2.2.2 Utilização da água da chuva ao longo da história............................................................... 22 2.2.3 Qualidade da água de chuva............................................................................................... 25 2.2.4 Qualidade da água da chuva armazenada em cisternas ...................................................... 26 2.3 Sistema de Captação, Dispositivo de Desvio e Cisterna....................................28 2.3.1 Área de Captação................................................................................................................ 29 2.3.2 Calhas e Condutores Verticais............................................................................................ 29 2.3.3 Dispositivos de descarte das primeiras águas...................................................................... 30 2.3.4 Reservatório de armazenamento ......................................................................................... 32 2.4 Doenças de veiculação hídrica e organismos patogênicos ...............................35 2.4.1 Coliformes Totais................................................................................................................ 36 2.4.2 Bactérias heterotróficas...................................................................................................... 37 2.5 Legislação.........................................................................................................37 2.5.1 Legislação relacionada à captação da água de chuva ......................................................... 37 2.5.2 Legislação relacionada à qualidade da água....................................................................... 39 3 MATERIAIS E MÉTODOS ...............................................................................41 3.1 Descrição do local de estudo.............................................................................41
  12. 12. 3.2 Experimento com chuva simulada ...................................................................42 3.2.1 Descrição da instalação experimental................................................................................. 42 3.2.2 Componentes da instalação experimental........................................................................... 42 3.2.3 Funcionamento do sistema................................................................................................. 44 3.2.4 Dimensionamento do dispositivo de desvio.......................................................................... 45 3.2.5 Determinação dos volumes acumulado em um tubo de DN 100 mm e descartados e da quantidade de tubos a ser utilizada neste experimento............................................................................... 46 3.2.6 Identificação de contaminação bacteriológica .................................................................... 47 3.2.7 Desenvolvimento do experimento........................................................................................ 48 3.3 Parâmetros analisados .....................................................................................52 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES.......................................................................54 4.1 Verificação da eficiência do desvio no experimento de chuva simulada ..........54 4.1.1 Monitoramento do sistema durante o experimento ............................................................. 54 4.1.2 Análises físico-químicas e bacteriológicas para o experimento de simulação de chuva....... 55 4.1.3 Turbidez e cor aparente ...................................................................................................... 56 4.1.4 Sólidos suspensos totais...................................................................................................... 58 4.1.5 Bactérias heterotróficas...................................................................................................... 59 4.1.6 Coliformes totais e termotolerantes..................................................................................... 60 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS..............................................................................63 6 SUGESTÕES PARA TRABALHOS CIENTÍFICOS FUTUROS ....................64 REFERÊNCIAS .................................................................................................................65
  13. 13. 13 1 INTRODUÇÃO A água é um recurso natural essencial à sobrevivência humana e de outros organismos vivos, além de ser fundamental a diversos usos como irrigação, lazer, processos industriais, geração de energia, dentre outros. Porém, a grande maioria das pessoas parece acreditar que a água é um bem infindável, fazendo o seu uso de forma inconsciente. Do total de água existente no mundo, aproximadamente, 97,5% é salgada e os outros 2,5% restantes correspondem à água doce. No entanto, 68,9% dessa água doce estão congeladas em calotas polares do Ártico, Antártica e nas regiões montanhosas, 29,9% corresponde à água subterrânea e apenas 0,266% representa toda a água disponível em lagos, rios e reservatórios, o que significa 0,007% do total de água existente no planeta. Ainda assim, cerca de 0,93% da água doce restante no Planeta está contida na biomassa e em forma de vapor na atmosfera (OLIVEIRA, 2008 apud TOMAZ1 , 2003). Embora esses valores percentuais se demonstrem pequenos, estudos mostram que essa quantidade de água doce disponível seria suficiente para suprir as necessidades da população mundial, se não houvesse uma distribuição heterogênea do total hídrico disponível para consumo e os impactos causados pelas atividades poluidoras (CARTAXO, 2006). Com o crescimento acelerado da população, o contínuo desperdício e a poluição cada vez mais presente em suas diversas formas, como as contaminações de formas físicas, químicas e biológicas de um corpo de água, a água com padrões de potabilidade aceitáveis está se tornando cada vez mais escassa em algumas regiões do mundo. Embora o Brasil esteja em uma situação confortável, com relação à disponibilidade hídrica, detendo cerca de 14% das reservas mundiais, essa escassez se faz presente quando observamos, em especial, algumas áreas do nordeste brasileiro que sofrem bastante com a seca, como por exemplo a região do semiárido. Contudo, não é específico da região nordeste do Brasil, em outras regiões do mundo, esse fenômeno também ocorre, e vem comprometendo a alimentação, a saúde e necessidades gerais das pessoas. Assim, para minimizar essa situação, nos últimos anos vem-se buscando soluções alternativas para o abastecimento de água, como, por exemplo, o reúso de águas residuárias tratadas e a captação e aproveitamento da água da chuva. 1 TOMAZ, P. Aproveitamento de água de chuva. Navegar Editora. São Paulo, 2003.
  14. 14. 14 Sobre esse tema, a utilização de águas pluviais oferece muitas vantagens, dentre elas o seu uso para fins menos nobres, como descarga em bacias sanitárias, ornamentação, lavagem de ruas e calçadas. Além disso, sua captação retém parte do volume precipitado que iria escoar para as ruas. Desta forma, a prática da utilização de águas pluviais tanto contribui para a economia de água tratada, como minimiza a ocorrência de enchentes em cidades. Com relação à definição do uso e o tratamento necessário para tornar a água de chuva da região de captação própria ao consumo, torna-se imprescindível caracterizá-la, pois as condições atmosféricas locais e a superfície por onde essa água irá escoar até o seu armazenamento irão influenciar sua qualidade. Isto por que, embora a água da chuva seja naturalmente limpa, as áreas de escoamento e captação retêm impurezas que serão carreadas por essa água, comprometendo sua qualidade e, consequentemente, seu uso para fins potáveis. 1.1 Histórico e Contextualização do Problema Uma forma simples de captação e armazenamento de água de chuva, que vem sendo adotada há vários séculos, é a utilização de cisternas, que são reservatórios de água, normalmente construídos em placas de concreto destinados a armazenar águas de chuva que escoam por uma superfície de captação. Esse sistema de captação e armazenamento de água pode ser considerado uma solução individual de abastecimento de água, porque, mesmo com o baixo índice pluviométrico típico de regiões semiáridas, é possível estocar uma quantidade de água capaz de suprir as necessidades básicas (beber e cozinhar) de uma família. No entanto, vários estudos que examinaram a qualidade de águas de chuva armazenadas em cisternas concluíram que essas geralmente atendem os padrões de potabilidade da Organização Mundial de Saúde (OMS) para parâmetros físico-químicos, porém, frequentemente, não atendem aos padrões de potabilidade da OMS, quanto aos critérios de qualidade microbiológica (ANDRADE NETO, 2004), o que pode acarretar sérios problemas de saúde pública. Sobre esse assunto, Zhu et al. (2003) em sua pesquisa realizada em Loess Plateau, Norte da China, ao analisar a qualidade da água da chuva armazenada em cisternas, para fins potáveis, coletadas através de diferentes sistemas de captação, concluiu que a água da chuva coletada através de telhados atendeu aos padrões de qualidade impostos pela OMS para água potável, em alguns parâmetros, exceto para o parâmetro bacteriológico, por apresentar coliformes. No entanto, outros resultados demonstram que a água da chuva captada e armazenada em equipamentos seguros apresenta qualidade elevada, quando comparada com outras fontes de
  15. 15. 15 abastecimento de água tradicionais (LIMA et al., 2011 apud ALBUQUERQUE, 2004; GOULD E MCPHERSON2 , 1987), uma vez que, a primeira parcela da chuva, geralmente acumula maior índice de poluição (CIPRIANO, 2004; JAQUES, 2005; OKEREKE et al., 2006), pois arrasta a sujeira acumulada em superfícies de escoamento contaminadas por fatores externos como poeiras, folhas de árvores, fezes de aves, de roedores e outros animais de pequeno porte. Dessa forma, é interessante que esse primeiro milímetro de chuva seja desviado e assim não entre nos reservatórios (cisternas). 1.2 Objetivos 1.2.1 Geral Avaliar a influência do descarte das primeiras águas de chuva sobre a qualidade bacteriológica da água captada em telhado. 1.2.2 Específicos i. Analisar a influência do descarte individual dos quatro primeiros milímetros de chuva individualmente sob a qualidade bacteriológica da água utilizando o como indicadores de contaminação o grupo Coliformes Termotolerantes (Coliformes Totais e Escherichia coli) e Bactérias Heterotróficas; ii. Avaliar a influência da intensidade de precipitação sobre a qualidade bacteriológica da água captada, após o desvio dos quatro primeiros milímetros de precipitação. iii. Estudar a influência dos parâmetros físico-químicos sobre os parâmetros bacteriológicos das águas captadas. 2 GOULD, J. E. AND MCPHERSON, H. J. Bacteriological Quality of Rainwater in Roof and Groundwater Catchment Systems in Botswana. Water International 12:135-138pp. 1987.
  16. 16. 16 2 REFERENCIAL TEÓRICO 2.1 Panorama da Água no Mundo As águas de rios, lagos e represas, cuja captação é mais acessível, representam muito pouco do total de água doce disponível para consumo humano. No entanto, essa água doce nem sempre é potável, ou seja, livre de contaminação. Acredita-se que menos de 1% de toda a água doce do Planeta está em condições potáveis. E o problema se agrava, quando essa pequena parcela de água disponível para consumo está sujeita a múltiplos usos, muitas vezes de forma pouco sustentável (WWF - BRASIL, 2006). Dentro do ciclo natural da água na natureza, a parcela do corpo hídrico que captamos para consumo, muitas vezes após o mesmo, é lançada nos corpos hídricos sem o devido tratamento, o que prejudica os rios e toda forma de vida que nele habita, impossibilitando o uso desse recurso para consumo mais restritos ou encarecendo seu tratamento. Entre as principais causas do comprometimento da qualidade da água, estão o aumento do consumo, o desperdício, a poluição das águas superficiais e subterrâneas por esgotos domésticos e resíduos tóxicos provenientes de indústrias e de atividades agrícolas. A demanda de água por setores pode ser observada na Figura 1, com destaque para o consumo de água doce na agricultura, que atinge 70%, sendo esta atividade a que maior demanda água de boa qualidade. Figura 1 – Consumo de água por setor Fonte: Consumo Sustentável apud Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação (FAO) Os efeitos na qualidade e na quantidade da água disponível, relacionados com o rápido crescimento da população mundial e com a concentração dessa população em grandes cidades,
  17. 17. 17 já são evidentes em várias partes do mundo. Dados do Fundo das Nações Unidas para a Infância (UNICEF) e da OMS revelam que quase metade da população mundial (2,6 bilhões de pessoas) não conta com serviço de saneamento básico e que uma em cada seis pessoas (cerca de 1,1 bilhão de pessoas) ainda não possui sistema de abastecimento de água adequado. Além disso, as projeções da Organização das Nações Unidas (ONU) indicam que, se essa tendência continuar, em 2050 mais de 45% da população mundial estará vivendo em países que não poderão garantir a cota diária mínima de 50 litros de água por pessoa (IDEC, 2005). Sobre esse assunto, a Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO), relata que na metade do século XXI, pelo menos dois bilhões de pessoas, em 48 países, sofrerão com a falta de água. Embora os habitantes de Israel e da Palestina já convivam essa realidade (WWF - BRASIL, 2006). Outro problema que merece atenção é que a água doce disponível para consumo não está distribuída uniformemente pelo globo. Sua distribuição depende essencialmente dos ecossistemas que compõem o território de cada país. Segundo o Programa Hidrológico Internacional da UNESCO, na América do Sul encontra-se 26% do total de água doce disponível no planeta e apenas 6% da população mundial, enquanto o continente asiático possui 36% do total de água e abriga 60% da população mundial (IDEC, 2005). Outro dado importante, é que o consumo médio diário de água é muito variável ao redor do globo. Esse consumo está fortemente relacionado com o índice de desenvolvimento do país e o poder aquisitivo das pessoas. De acordo com o Relatório do Desenvolvimento Humano (PNUD, 2006), o consumo médio de água varia entre 200-300 L.hab-1 .d-1 na maioria dos países da Europa e 575 L.hab-1 .d-1 nos Estados Unidos, já na África, o consumo médio em países como Moçambique é inferior a 10 L.hab-1 .d-1 . Além da variação de consumo, o acesso adequado à água e ao saneamento reflete a distribuição de riqueza nos países. Em 20% dos países mais ricos, o acesso à rede de abastecimento de água chega a 85% da população. Ao contrário, em países mais pobres os números chegam a 25% da população. No entanto, a desigualdade vai além do acesso, em que grande parte do mundo em desenvolvimento, as pessoas mais pobres não só têm acesso a menos água potável, como também pagam alguns dos preços mais elevados do mundo por esse bem. Assim sendo, pessoas que vivem em bairros degradados de Jacarta (Indonésia), Manila (Filipinas) e Nairobi (Quênia) pagam de 5 a 10 vezes mais por unidade de água do que aquelas que vivem nas zonas mais nobres dessas cidades, e mais do que pagam os consumidores em Londres ou Nova Iorque. (PNUD, 2006).
  18. 18. 18 Dentro desse contexto que envolve a degradação da qualidade dos recursos hídricos e os aumentos do consumo de água potável e do custo de sua unidade, as consequências inerentes a esses assuntos remetem à humanidade perdas irreparáveis de vidas e também grandes prejuízos financeiros. 2.1.1 No Brasil O Brasil está incluído entre os países com maior reserva de agua doce no mundo, porém, devido a sua grande extensão territorial, apresenta elevada heterogeneidade em relação as suas características demográficas, climáticas e sociais. A região Norte, a menos populosa do país, possui praticamente 70% dos recursos hídricos disponíveis no Brasil. Já as outras regiões, que englobam a maior parte da população brasileira, apresentam a seguinte forma de distribuição: 15 % no Centro - Oeste, 12% no Sudeste e Sul e apenas 3% na Região Nordeste. (GONDIM, 2001). Com relação à desigualdade do consumo de água entre os estados brasileiros, o Rio de Janeiro é o estado que, em 2002, apresentou o maior registro de consumo médio per capita de água, aproximadamente 232 L.hab-1 .d-1 . Esse valor é quase três vezes maior que o consumo registrado no estado de Pernambuco (85 L.hab-1 .d-1 ), para o mesmo ano (Tabela 1).
  19. 19. 19 Tabela 1 – O consumo médio per capita de água em L.hab-1 .d-1 no Brasil em 2002 Consumo médio per capita de água em L.hab-¹.d-¹ no Brasil em 2002 1° - Rio de Janeiro: 231,87 2° - Espirito Santo: 192,83 3° - Distrito Federal: 188,15 4° - Amapá: 174,93 5° - Roraima: 167,17 6° - São Paulo: 165,67 7° - Minas Gerais: 143,44 8° - Maranhão: 141,88 9° - Santa Catarina: 129,23 10° - Rio Grande do Sul: 128,69 11° - Goiás: 127,03 12° - Paraná: 126,28 13° - Rio Grande do Norte: 115,84 14° - Sergipe: 114,10 15° - Ceará: 113,84 16° - Tocantins: 112,27 17° - Paraíba: 112,08 18° - Bahia: 111,53 19° - Piauí: 107,33 20° - Alagoas: 107,23 21° - Acre: 104, 44 22° - Mato Grosso do Sul: 103,03 23° - Pará: 98,28 24° - Rondônia: 96,45 25° - Pernambuco: 85,14 Fonte: Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD) Embora o Brasil esteja em uma situação considerada confortável com relação à disponibilidade hídrica, segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2000), ainda há o problema do acesso da população à água tratada, como é o caso da cidade de Manaus, localizada na Bacia Amazônica, em que grande parte das moradias não recebe água potável. Ao considerarmos o território nacional, cerca de 36% das moradias, ou seja, aproximadamente 20 milhões de residências, não têm acesso a água de boa qualidade. E não é só isso, o Brasil também registra elevado índices de desperdícios: de 20% a 60% da água tratada que é destinada ao consumo se perde na distribuição, isto devido às condições de conservação das redes de abastecimento e, também, ao desperdício provocado por parte da população e dos empresários dos setores agrícolas e industriais (IDEC, 2005).
  20. 20. 20 Quando se trata da degradação dos recursos hídricos provocada pelo despejo de resíduos domésticos e industriais nos rios e lagos, além do carreamento de produtos tóxicos, adicionados ao solo, provocado pelo escoamento das águas de chuva, segundo dados do IBGE (2000) o país lança, sem nenhum tratamento prévio, aos rios e lagoas cerca de 85% das águas residuárias que produz. 2.1.2 No Nordeste O Nordeste brasileiro possui uma área de 1.554.388 Km² e vivem nessa região 53.082 habitantes, segundo dados do IBGE (2010). Segundo dados oficiais do Ministério da Integração (MI) (2005), o Semiárido brasileiro abrange uma área de 969.589,4 km² o que corresponde a 86,48% da área da região Nordeste, com exceção do Maranhão (Figura 2). Em 2005 o Ministério da Integração definiu a nova delimitação do Semiárido Brasileiro, onde essa delimitação tem como critérios o índice pluviométrico inferior a 800 mm, o índice de aridez até 0,5 (calculado pelo balanço hídrico que relaciona as precipitações e a evapotranspiração potencial) e o risco de seca maior que 60 %. Figura 2 – Área de abrangência do Semiárido brasileiro Fonte: Agencia Nacional das Aguas (ANA) / Ministério da Integração (MI)
  21. 21. 21 O Nordeste, especialmente em sua grande área semiárida, apresenta pluviosidade irregular, tanto espacial como temporal. Em períodos regulares, ao longo do ano, apenas em um período curto de 3 a 4 meses (fevereiro - maio) ocorrem precipitações, levando a um longo período de estiagem. Assim como apresenta temperaturas elevadas durante todo o ano e baixas amplitudes térmicas. E ainda apresenta reservas insuficientes de água em seus mananciais. Esta situação se torna um fator limitante para o desenvolvimento social e econômico da região. O Nordeste semiárido se inclui no “Polígono das Secas”, caracterizado como uma região compreendida pela isoieta de 800 mm como pode ser observado na Figura 3. Além disso, a quantidade de chuva é menor do que o índice de evaporação, ou seja, a evaporação é maior do que a de chuva que cai, configurando taxas negativas no balanço hídrico. Figura 3 – Isoietas anuais no país, entre 1961 e 1990 Fonte: ANA (2005)
  22. 22. 22 2.2 Águas Pluviais 2.2.1 Ciclo Hidrológico Na natureza, a água se encontra em contínua circulação, fenômeno conhecido como ciclo da água ou ciclo hidrológico. As águas dos oceanos, dos rios, dos lagos, da camada superficial dos solos e das plantas evaporam por ação da incidência de raios solares. O vapor formado vai constituir as nuvens que, em condições adequadas, condensam-se e precipitam-se em forma de chuva, neve ou granizo. Parte da água das chuvas se infiltra no solo, outra parte escorre pela superfície até os cursos de água ou retorna à atmosfera pela evaporação, formando novas nuvens. A porção que se infiltra no solo vai abastecer aquíferos, reservatórios de água subterrânea que, por sua vez, vão alimentar rios e lagos (IDEC, 2005). A quantidade de água e a velocidade com que ela circula nas diferentes fases do ciclo hidrológico são influenciadas por diversos fatores como, por exemplo, a cobertura vegetal, altitude, topografia, temperatura, tipo de solo e geologia. Embora se considere que a quantidade de água que circula na terra é preservada pelo ciclo hidrológico, as reservas existentes estão sendo modificadas com a exploração excessiva dos aquíferos, a construção de barragens e o desmatamento. A qualidade é alterada constantemente pelas fontes poluidoras pontuais ou difusas, que limitam a capacidade de autodepuração (TUNDISI, 2003). Como o consumo de água nas várias atividades humanas é bastante variável, a depender da concentração da população, economia regional e atividades agrícolas e industriais, os impactos não são iguais e apresentam diferentes proporções sobre cada componente do ciclo hidrológico e sobre a qualidade da água (TUNDISI, 2006). 2.2.2 Utilização da água da chuva ao longo da história A técnica de captar água de chuva é tão antiga e popular que, há dois mil anos, na China, já existiam cacimbas e tanques coletores de chuva para fornecer água potável. No México, astecas e maias desenvolveram sua agricultura baseada na captação de água de chuva, fornecida por cisternas à população que vivia nas encostas dos morros (WWF - BRASIL, 2006). No Sul da África, há 200.000 anos, o “Homo sapiens” coletava água de chuva em ovos de avestruz, os enterrava e guardava para tomar a água na estação de seca (FUNDAÇÃO KONRAD ADENAUER; GTZ, 2006). No deserto de Negev, hoje território de Israel e da Jordânia, há 2.000 anos, existiu um sistema integrado de manejo de água de chuva (GNADLINGER, 2000).
  23. 23. 23 Segundo Weiner3 (1987, apud SOUZA, 2009) o uso de sistemas de captação de águas de chuva para consumo humano foi inventado, independentemente, em várias partes do mundo e em diversos continentes há milhares de anos. Esses sistemas de captação eram usados principalmente em regiões semiáridas, onde havia chuvas apenas em poucos meses do ano. Em Jerusalém, por exemplo, cisternas eram muito comuns. A cidade era abastecida por grandes reservatórios de pedra construídos abaixo dela. A água que abastecia esses reservatórios provinha de telhados inclinados, ruas e pátios. Até os anos 50, modernos apartamentos eram construídos sobre estes tipos de cisternas onde se podia armazenar água para o caso de falha no sistema de abastecimento convencional, secas ou combate a incêndio. Os romanos eram famosos por transportarem água as suas cidades, por meio de aquedutos, mas também usavam a captação de água de chuva em larga escala, especialmente na África do Norte e na Ásia Menor. Deles, os árabes herdaram essas tecnologias, as quais novamente serviram de exemplo para espanhóis e portugueses. O nome ‘cisterna’, de origem latina, e o termo ‘algibe’, de origem árabe, para tanques de água de chuva são alguns dos legados linguísticos deixados por esses povos (INSA, 2011). A captação e o manejo da água de chuva pela sociedade perdeu força devido à implantação de novas tecnologias de abastecimento, como a construção de grandes barragens, no desenvolvimento do aproveitamento de águas subterrâneas, no projeto de irrigação encanada e na implantação de sistemas de tratamento e abastecimento integrados que fornecem água diretamente para a população. Entretanto, atualmente a utilização da água da chuva voltou a ser realidade, fazendo parte da gestão moderna de grandes cidades em países desenvolvidos. E, buscando atenuar o problema ambiental de escassez de água, vários países europeus e asiáticos estão utilizando amplamente a água da chuva em residências, indústrias e atividades agrícolas; até mesmo os Estados Unidos e alguns países da África e da Índia estão seriamente empenhados e comprometidos com o aproveitamento da água da chuva e com o desenvolvimento de pesquisas e tecnologias que facilitem e garantam o uso seguro desta fonte alternativa de água (ANNECCHINI, 2005). A Austrália, que pertence ao chamado grupo dos países desenvolvidos, cujo clima é predominantemente semiárido, desde o século XIX, quando era uma ilha para os prisioneiros do Reino Unido, tem usado a água de chuva sem preconceitos. Hoje, cerca de 20% da 3 WEINER L. (1987). Rain water cisterns in Israel`s Negev desert: past and present development. In: Proceedings Of The III Internacional Raiwater Catchment Systems, janeiro, Tailândia.
  24. 24. 24 população (4,0 milhões) utilizam a água de cisternas para beber. Na área rural as residências possuem cisternas de todos os tipos e tamanhos fazendo parte da paisagem. (INSA, 2011). A água de chuva já pode ser encontrada engarrafada na Europa, Tasmânia, e EUA. A empresa Tank Town instalada no Texas, região com índices pluviométricos médios de 320 mm, capta água de chuva através de uma área de proveito de 20.000 m2 para armazenamento em 13 tanques de fibra de vidro com capacidade de 300.000 l. Essa empresa usa sistemas de tratamento como filtração de osmose reversa e desinfecção por ultravioleta, mas sem uso de tratamento químico, sendo a primeira empresa dos EUA a utilizar esse tipo de serviço (XAVIER, 2010 apud KRUG4 , 2004; TANK TOWN5 , 2009; VARA6 , 1995). Na Califórnia (EUA), Alemanha e Japão, são oferecidos financiamentos para a construção de estruturas para captação de água da chuva. Em Hamburgo, na Alemanha, é concedido cerca de US$ 1.500,00 a US$ 2.000,00 a quem aproveitar a água da chuva, que também servirá para conter picos de enchentes. Na Alemanha, o aproveitamento da água da chuva é destinado à irrigação de jardins, descarga de bacias sanitárias, máquinas de lavar roupa e uso comercial e industrial e vem sendo feito desde o ano de 1980 (ROGGIA, 2007 apud TOMAZ7 , 2003). No Brasil, existe o Programa de Formação e Mobilização Social para a Convivência no Semiárido: Um Milhão de Cisternas Rurais – P1MC, cujo objetivo é fornecer cisternas para armazenamento da água da chuva a 1.000.000 de famílias rurais do semiárido brasileiro, juntamente com a mobilização social e educação ambiental da população. O Programa é concebido, executado e gerido pela ASA - Articulação no Semiárido Brasileiro, com parcerias com outros setores, como por exemplo, o governo federal, empresas e ONGs. O P1MC abrange os estados da região Nordeste onde o clima semiárido possui maior intensidade: Bahia, Sergipe, Alagoas, Pernambuco, Rio Grande do Norte, Paraíba, Ceará e Piauí, e mais o Norte de Minas Gerais e o Nordeste do Espírito Santo. Desde que surgiu, em 2003, até os dias de hoje, o P1MC construiu mais de 300 mil cisternas, beneficiando mais de 1,5 milhões de pessoas (Figura 4). 4 KRUG. N. Each life, some rain must fall. why not bottle it? New York Times - January 8, 2004. 5 TANK TOWN. Rainwater. Disponível online em https://rainwatercollection.com. 2009. 6 VARA. C. Tank Town content to keep rainwater local, personal. Oak Hill Gazette. 1995. 7 TOMAZ, P. Aproveitamento de água de chuva. Navegar Editora. São Paulo, 2003.
  25. 25. 25 Figura 4 – Cisterna em construção no Semiárido do Nordeste Brasileiro Fonte: Blog Sustentabilidade em foco (http://focosustentavel.blogspot.com.br) (acessado em 10/06/12) 2.2.3 Qualidade da água de chuva A qualidade da água de chuva varia de acordo com a localização geográfica (proximidade do oceano), com as condições meteorológicas (intensidade, duração e tipo de chuva, regime de ventos, estações do ano, etc.), com a presença ou não de vegetação e também com a presença de carga poluidora. Devido à necessidade e ao crescente interesse do aproveitamento da água da chuva como alternativa para mitigar a escassez hídrica, para usos potáveis e não potáveis, surgem os questionamentos a cerca da sua qualidade, principalmente nos centros urbanos onde a poluição é mais presente. Segundo Andrade Neto (2004), a água das chuvas é geralmente excelente para vários usos, inclusive para beber, exceto em locais com forte poluição atmosférica, densamente povoados ou industrializados. Metais pesados, especialmente chumbo, são potencialmente perigosos em áreas com intensidade alta de tráfico ou próximas a indústrias. Substâncias químicas orgânicas, como organoclorados e organofosfatados, usadas em venenos, praguicidas e herbicidas, quando em altas concentrações na atmosfera, também podem contaminar a água da chuva. Contudo, a contaminação atmosférica da água das chuvas normalmente é limitada a zonas urbanas e industriais fortemente poluídas e, mesmo nestes locais, a água de chuva quase
  26. 26. 26 sempre tem uma boa qualidade química (dureza, salinidade, alcalinidade, dentre outros) para vários usos, inclusive para diluir águas duras ou salobras. Com relação à contaminação microbiológica na atmosfera, esta é ainda mais rara que a contaminação química. Na maioria dos locais do mundo, especialmente em áreas rurais e em pequenas cidades, os níveis de poluição e contaminação da atmosfera são baixos e não atingem concentrações capazes de comprometer significativamente a qualidade da água das chuvas, que é geralmente a água natural disponível de melhor qualidade. 2.2.4 Qualidade da água da chuva armazenada em cisternas A água da chuva, dependendo da região onde for coletada, pode ter diversas substâncias químicas dissolvidas e material particulado, em maior ou menor proporção; entretanto a eliminação dos primeiros milímetros de precipitação, geralmente a qualidade da água melhora significativamente (ANDRADE NETO, 2003). Cisternas são tanques construídos para armazenar a água de chuva captada em uma superfície próxima. As superfícies que são utilizadas como área de captação e escoamento da água da chuva, geralmente, são os telhados das casas, os quais, provavelmente, apresentaram, após um determinado período de estiagem, impurezas, como, fezes de aves, de roedores e de outros animais de pequeno e médio porte, poeiras, folhas de árvores, além de resíduos de revestimentos (fibrocimento e tintas, por exemplo). Desta forma, para garantir uma captação segura da água da chuva, é necessário descartar os primeiros milímetros de chuva que lavaram a atmosfera e o telhado. Segundo Andrade Neto (2004), quando a água da chuva escoa sobre a superfície de captação, lava essa superfície carreando a sujeira acumulada no intervalo entre duas chuvas. Quanto maior o tempo entre a última chuva e a próxima, maior a quantidade de sujeira acumulada, no entanto, essa quantidade depende também do local onde a superfície de captação está construída (telhados são geralmente muito mais limpos em zonas rurais, do que em locais com trânsito de veículos, pessoas ou animais) e das condições de exposição à sujeira (locais remotos e isolados são mais seguros). A qualidade da água da chuva também depende da calha e da tubulação que a transporta até a cisterna, e, consequentemente, da proteção sanitária da mesma. Esses sistemas são de suma importância, não apenas como estruturas físicas para coleta e armazenamento da água de chuva, mas também como barreiras sanitárias, uma vez que quando manuseados de forma adequada, minimizam a contaminação microbiana da água armazenada na cisterna. Por outro
  27. 27. 27 lado, quando não manejados corretamente, ou seja, sem manutenção periódica, podem-se tornar um ambiente propício à proliferação de agentes de contaminação. A cisterna também é um ambiente vulnerável, sua estrutura física deve ser mantida íntegra: tampa fechada e seu interior deve ser lavado a cada período de estiagem. Além disso, o manejo da água armazenada na cisterna pelos moradores também pode ser fonte de contaminação. Fatores como a introdução de baldes contaminados para a retirada de água e o abastecimento com água de barreiros, de açude ou outras fontes de água sem qualidade sanitária comprovada pode levar à depreciação da qualidade da água armazenada. Sobre esse assunto, um estudo no Médio Jequitinhonha (MG) apresentado no 5º Caderno de pesquisa em engenharia de saúde pública da Fundação Nacional de Saúde (FUNASA, 2010), cuja região está localizada no semiárido brasileiro que abrange as zonas rurais das cidades de Araçuaí e Itinga (MG), foi realizado pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) com o apoio da Associação Brasileira de Captação e Manejo de Água de Chuva (ABCMAC), com o objetivo de monitorar a qualidade físico-química e bacteriológica da água armazenada em cisternas, divulgou que, com o sistema implantado (Figura 5), nas cisternas construídas em Araçuaí (MG), verificou-se a presença de Escherichia coli em aproximadamente 70% das amostras. Destes, 40% eram de água de chuva armazenada em cisternas mais antigas, com mais de um ano de construção, o que pode estar relacionado a não desinfecção da água e ao abandono da prática de desvio das primeiras chuvas e da falta de limpeza anual das cisternas. No que diz respeito à contagem de bactérias heterotróficas, 10% dos resultados relativos às cisternas novas foram superiores ao estabelecido pela Portaria MS Nº 518/2004. Já nas cisternas antigas, 32% dos resultados apresentaram-se inadequados, principalmente no período chuvoso e logo após o mesmo.
  28. 28. 28 Figura 5 – Sistema de Captação de água de chuva Fonte: Funasa (2010) Brito et al. (2005), em estudo com 46 cisternas dos semiáridos baiano e pernambucano, observaram que as variáveis físicas e químicas atendiam aos padrões de qualidade para água potável da Portaria MS Nº 518/2004, porém, as análises bacteriológicas indicavam presença de coliformes fecais na maioria das cisternas. Já Amorim & Porto (2001), em trabalho com 14 cisternas em Petrolina-PE, observaram que todas apresentaram contaminação com Coliformes Totais, com valores de NMP/100 mL variando de 40 a 16 000 NMP/100 mL. 2.3 Sistema de Captação, Dispositivo de Desvio e Cisterna O sistema de captação, desvio e armazenamento das águas de chuva geralmente é composto pelos componentes:  Área de captação/telhado, a superfície onde a chuva cai;  Calhas e tubulações, os canais de transporte entre a superfície de coleta e o reservatório de armazenamento;  Dispositivo de desvio das primeiras águas;  Cisterna ou reservatório de armazenamento, onde a chuva coletada é armazenada.
  29. 29. 29 2.3.1 Área de Captação As superfícies de captação da água da chuva são geralmente telhados ou áreas impermeáveis sobre a superfície do solo como estacionamentos, calçadas e pátios. A captação da água é mais comum nos telhados, por apresentar melhor qualidade, e também possibilita que na maioria dos casos a água atinja o reservatório de armazenamento por gravidade, o que facilita o projeto, e como a estrutura de captação é o próprio telhado da residência, o custo da implantação do sistema de aproveitamento de água de chuva diminui (HAGEMANN, 2009). É importante destacar que é preciso fazer uma limpeza frequente da área de captação, a fim de efetivar a remoção de materiais, como folhas, galhos e fezes de animais, que possam obstruir a passagem das águas para a calha, a fim de minimizar a contaminação e assegurar a qualidade da água que será coletada. 2.3.2 Calhas e Condutores Verticais As calhas e condutores verticais correspondem ao subsistema de condução que são responsáveis por levar a água da superfície de captação até o dispositivo de descarte da primeira chuva, quando este existir, ou direto ao reservatório de armazenamento (Figura 6). Os materiais mais comumente utilizados são Policloreto de vinila (PVC), plástico ou outro material que seja inerte. A manutenção desse sistema é importante para a conservação da qualidade da água, uma vez que as calhas acumulam sujeiras, folhas, dejetos de pequenos animais e os dutos por serem fechados e com aberturas nas extremidades são um ambiente agradável para pequenos animais e insetos.
  30. 30. 30 Figura 6 – Sistema de condução da água de chuva a cisterna Fonte: Tavares (2009) 2.3.3 Dispositivos de descarte das primeiras águas As primeiras chuvas carreiam a maior parte das impurezas que estão depositadas no telhado, lavando-o. Essas impurezas são "arrastadas" juntamente com as primeiras águas para as tubulações de condução; assim, para evitar que alcancem o reservatório, devem ser separadas e posteriormente descartadas. Com o propósito de evitar que a primeira parcela da chuva interfira na qualidade da água que será coletada, o dispositivo de descarte das primeiras águas de chuva desvia essas águas, armazenando-as temporariamente, seja num pequeno reservatório ou em tubos verticais de PVC. Esse processo de armazenamento se define pelo sistema utilizado. Os dispositivos de descarte armazenam um volume determinado de água, e quando cheios fazem com que a água passe para a cisterna e, assim, funcionam como barreiras sanitárias. Existem várias técnicas de descarte da primeira chuva. O sistema de desvio pode ser manual, cujo funcionamento consiste na retirada da conexão do tubo da calha pelo proprietário do sistema de captação, ou automático, com a construção do aparato de desvio. O dispositivo apresentado por Lima et al. (2011) (Figura 7) baseia-se nos princípios físicos dos vasos comunicantes e do fecho hídrico, em que à medida que o telhado é lavado,
  31. 31. 31 processa-se o acúmulo de água nos tubos verticais e só após estes estarem completamente cheios, é que a água é direcionada para a cisterna. Em qualquer caso de funcionamento do dispositivo, é fundamental que depois de cada evento chuvoso, o mesmo seja esvaziado, através de uma tubulação de descarga, a qual deve ser novamente fechada permitindo o funcionamento do desvio automático das primeiras águas do próximo evento. Figura 7 – Sistema de desvio de vasos comunicantes e fecho hídrico Fonte: Lima et al. (2011) Andrade Neto (2004) apresenta um dispositivo (Figura 8) visto como um pequeno tanque para onde são desviadas automaticamente as primeiras águas de chuva, através de uma conexão em tê intercalada na tubulação de entrada da cisterna, que deriva para este pequeno tanque as águas de lavagem da superfície de captação. Como o tanque de desvio permanece totalmente fechado, quando o telhado está lavado ele enche e só então é que a água de melhor qualidade vai para a cisterna. O fecho hídrico dispensa boias ou outros artifícios. Depois da chuva, e antes que se acumule sujeira na superfície de captação, o tanque de desvio deve ser esvaziado, através de uma tubulação de descarga, que quando é novamente fechada, deixa o dispositivo pronto para o desvio automático das primeiras águas da próxima chuva. O tanque de desvio é
  32. 32. 32 pequeno (cerca de 0,001 m3 por m2 de área de captação) e, portanto, perde-se muito pouco da água, já que essa água pode ser empregada em usos menos exigentes. Figura 8 – Dispositivo para desvio automático das primeiras águas Fonte: Andrade Neto (2004) 2.3.4 Reservatório de armazenamento O reservatório de armazenamento é considerado um dos componentes mais importantes de um sistema de aproveitamento de água pluvial, pois, além de ter o maior custo, é onde a água ficará guardada para uso posterior. O reservatório pode estar apoiado sobre o solo ou enterrado e sempre que possível deve estar localizado perto dos pontos de consumo, para diminuir a distância de transporte da água. Os materiais mais comumente utilizados são concreto, alvenaria, ferro-cimento, metal galvanizado, fibra de vidro e polipropileno (HAGEMANN, 2009). Segundo Gnadlinger (1997), os tipos de cisternas que atualmente estão sendo construídas, sobretudo nas comunidades rurais do Nordeste, são as seguintes: Cisterna de placas de cimento; Cisterna de tela e arame; Cisterna de tijolos; Cisterna de ferro cimento; Cisterna de cal.
  33. 33. 33 Cisterna de placas de cimento Esse tipo de cisterna fica enterrado no chão até mais ou menos dois terços da sua altura. Sua construção é feita a partir da instalação de placas de concreto. Essas placas são curvadas de acordo com o raio projetado da parede da cisterna, a depender da capacidade prevista. A parede da cisterna é levantada com essas placas finas, a partir do chão já cimentado. Depois disso, um arame de aço galvanizado (N° 12 ou 2,77 mm) é enrolado no lado externo da parede e essa é rebocada (Figura 9a) (GNADLINGER, 1997). Cisternas de tela e arame Essas cisternas são construídas com tela e cimento, mas para isso necessitam de uma fôrma que é uma chapa de aço enrolada (Figura 9b). O teto pode ser feito usando tela, ou com o uso da mesma técnica do sistema de placas pré-moldadas. A chapa de aço, após a construção, pode ser retirada e usada várias vezes. Essas cisternas são construídas, em geral, acima do solo (GNADLINGER, 1997). Figura 9 – Cisternas construídas com placas de cimento e com tela e arame. Fonte: Gnadlinger (1997) (b) Tela e arame(a) Placas de cimento
  34. 34. 34 Cisterna de tijolos Essa cisterna é construída com, aproximadamente, dois terços da sua altura abaixo do solo. A parede circular de tijolos (ver Figura 10) é levantada em uma base concretada e tem espessura de 20 cm. A parede é rebocada pelo lado interior e exterior, o teto da cisterna é nivelado, e confeccionado com concreto de armação simples ou até com vigas de madeira e uma laje fina de concreto (GNADLINGER, 1997). Figura 10 – Cisterna construída com tijolo Fonte: Blog Jorcy Aguiar (http://jorcyaguiar.blogspot.com.br) (acessado em 19/03/13) Cisterna de ferro cimento A cisterna de ferro-cimento é adequada especialmente para a construção individual. Em cima de um fundo cimentado é construído uma armação de arame de aço (com diâmetro de até 5 mm). Esta armação é enrolada varias vezes com telas de arame (GNADLINGER, 1997). Cisterna de cal A cisterna de cal fica praticamente enterrada. Muitas vezes, só uma pequena parte da cúpula superior aparece na superfície (Figura 11). O solo é escavado na medida exata do tamanho da cisterna. As paredes de tijolos têm 20 cm espessura e são diretamente encostadas
  35. 35. 35 na terra. O reboco interno das paredes é aplicado em duas ou três camadas de argamassa de cal com pouco cimento e coberto com nata de cimento (GNADLINGER, 1997). Figura 11 – Cisterna de tijolos e argamassa de cal enterrada Fonte: Gnadlinger (1997) 2.4 Doenças de veiculação hídrica e organismos patogênicos A água constitui fator essencial para todo o ser vivo, mas também pode ser um veículo de doenças parasitárias e infecciosas. Os microrganismos patogênicos atingem a água através de excretas de pessoas ou animais infectados, causando problemas para a saúde do homem, especialmente no seu aparelho intestinal. Tais doenças atingem, em maior ou em menor grau, diversas classes sociais, porém torna-se mais preocupante para os grupos populacionais desassistidos. Essas doenças são típicas de lugares onde não há saneamento básico (água e esgoto tratados), assistência médica regular e também onde há um alto índice de desnutrição (PIMENTEL). A contaminação da água por microrganismos patogênicos mais comuns são a febre tifoide, a febre paratifoide, cólera, disenteria bacilar, diarreias, hepatites, dentre outras. A determinação de microrganismos patogênicos na água, para detecção de contaminação, requer procedimentos complexos e longos, sendo necessária a utilização de organismos indicadores de contaminação fecal para avaliar a qualidade bacteriológica da água. Dentre os principais organismos indicadores, estão os Coliformes Totais e o Grupo de Coliformes Termotolerantes (Escherichia coli) além de Estreptococos fecais. No entanto os padrões bacteriológicos de
  36. 36. 36 qualidade da água em nível nacional e internacional estão baseados na detecção e enumeração de coliformes totais. (Amorim & Porto, 2001 apud Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA8 , 1986; World Health Organization – WHO9 , 1987). O grupo de bactérias coliformes totais está constituído por vários gêneros da família Enterobacteriaceae (Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter e Escherichia) e são definidos como bastonetes Gram negativos, não formadores de esporos, anaeróbios facultativos e fermentadores da lactose em 24-48 horas com produção de ácido e gás (Amorim & Porto, 2001 apud APHA10 , 1995). A razão da escolha da escolha do grupo das bactérias coliformes como indicador de contaminação da água deve-se aos seguintes fatores (FUNASA, 2009):  Estão presentes nas fezes de animais de sangue quente, inclusive os seres humanos;  Sua presença na água possui uma relação direta com o grau de contaminação fecal;  São facilmente detectáveis e quantificáveis por técnicas simples e economicamente viáveis, em qualquer tipo de água;  Possuem maior tempo de vida na água que as bactérias patogênicas intestinais, por serem menos exigentes em termos nutricionais e incapazes de se multiplicarem no ambiente aquático;  São mais resistentes à ação dos agentes desinfetantes do que os germes patogênicos. 2.4.1 Coliformes Totais Os Coliformes Totais são um grupo de bactérias que possui representantes de vida livre capazes de se reproduzir no meio ambiente. Portanto, isoladamente, não são bons indicadores de contaminação fecal (SILVA, 2006). Geralmente não são patogênicas, mas indicam a possibilidade da presença de organismos patogênicos. Os coliformes totais indicam as condições higiênicas e podem estar presentes inclusive em águas e solos não contaminados. A Escherichia coli, por sua vez, é a principal bactéria do grupo dos coliformes termotolerantes (grupo predominante dentre os Coliformes Totais) que possui origem exclusivamente intestinal 8 CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. Resolução n° 20 de 18 de janeiro de 1986. IN: Legislação de Conservação da Natureza, 4 ed., São Paulo, FBCN/CESP. 1986, 720p. 9 WORLD HEALTH ORGANIZATION. The international drinking water supply and sanitation decade: review of mid-decade progress (as at December, 1985). Geneva, WHO, 1987. 25p. 10 AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 19 th. Ed. Washington, APHA, 1995. 1100p.
  37. 37. 37 proveniente de animais de sangue quente, como o homem. A presença de Escherichia coli em águas armazenadas em cisternas sugere que a mesma foi contaminada recentemente por bactérias de origem intestinal e possivelmente patogênicas. A Escherichia coli, por sua vez, não é boa indicadora de organismos mais resistentes como vírus e protozoários. Para isso os Coliformes Totais são mais eficazes (SOUZA, 2009). 2.4.2 Bactérias heterotróficas A denominação bactérias heterotróficas compreende todas as bactérias que usam nutrientes orgânicos para o seu crescimento. A contagem de bactérias heterotróficas representa diversos microrganismos isolados a partir de um método particular, que incluem algumas variáveis como meio de cultura, tempo e temperatura de incubação, e a forma de inoculação no meio (ALLEN, 2004). São bactérias capazes de se desenvolverem em água parada na ausência de desinfetante. A quantidade total de bactérias heterotróficas em água de cisternas, por exemplo, em geral, indica a presença de matéria orgânica na água (SOUZA, 2009). 2.5 Legislação 2.5.1 Legislação relacionada à captação da água de chuva Atualmente no Brasil não há uma legislação específica com relação à captação e o manejo da água de chuva com armazenamento em cisternas para fins potáveis. A Lei Federal n° 9.433/97, que institui a Política Nacional dos Recursos Hídricos, estabelece no parágrafo primeiro do artigo 12° que: § 1º Independem de outorga pelo Poder Público, conforme definido em regulamento: I - o uso de recursos hídricos para a satisfação das necessidades de pequenos núcleos populacionais, distribuídos no meio rural; II - as derivações, captações e lançamentos considerados insignificantes; III - as acumulações de volumes de água consideradas insignificantes. Sendo assim, por serem captações em volumes considerados pequenos e para usos individuais, as captações da água de chuva não necessitam de outorga do Poder Público para usufruir desse recurso.
  38. 38. 38 Por outro lado, alguns estados já instituíram legislações sobre a coleta da água da chuva com o objetivo de controlar enchentes, conservar a água e fazer o uso racional da mesma. Em São Paulo (Lei Nº 13.276/02) e no Rio de Janeiro (Decreto Municipal Nº 23.940/04), a coleta da água da chuva é obrigatória para os empreendimentos com área impermeabilizada superior a 500 m², com o objetivo de evitar inundações. A chuva coletada deve ser encaminhada a um reservatório de retenção para posterior infiltração no solo ou para ser despejada na rede de drenagem após uma hora de chuva, ou ainda para ser conduzida a outro reservatório, para ser utilizada para fins não potáveis. Com relação ao uso da água de chuva para fins não potáveis, o Decreto Municipal Nº 23.940/04 do Rio de Janeiro menciona que: Art. 3° - No caso de novas edificações residenciais multifamiliares, industriais, comerciais ou mistas que apresentem área do pavimento de telhado superior a quinhentos metros quadrados e, no caso de residenciais multifamiliares, cinquenta ou mais unidades, será obrigatória a existência do reservatório objetivando o reúso da água pluvial para finalidades não potáveis e, pelo menos, um ponto de água destinado a esse reúso, sendo a capacidade mínima do reservatório de reúso calculada somente em relação às águas captadas do telhado. Art. 4° - Sempre que houver reúso das águas pluviais para finalidades não potáveis, inclusive quando destinado à lavagem de veículos ou de áreas externas, deverão ser atendidas as normas sanitárias vigentes e as condições técnicas específicas estabelecidas pelo órgão municipal responsável pela Vigilância Sanitária. A Norma Brasileira (NBR) 15527/07 surgiu como a primeira diretriz brasileira específica, que fornece os requisitos ao aproveitamento de água de chuva em coberturas de áreas urbanas, para fins não potáveis tais como descargas em bacias sanitárias, irrigação de plantas ornamentais, lavagem de veículos e calçadas, limpezas de pátios, espelhos de água e usos industriais. Em resumo, essa norma trata das condições gerais que devem ser satisfeitas pelo sistema de aproveitamento, principalmente no que se refere a calhas e condutores, reservatórios, instalações prediais e manutenção. A norma se aplica a usos não potáveis, em que a água de chuva possa ser utilizada após tratamento adequado (HAGEMANN, 2009). Segundo Annecchini (2005), em países como a Austrália, a Alemanha, os Estados Unidos e a Índia, existem manuais e guias de orientação para a utilização da água da chuva de forma segura, que descrevem desde a implantação e escolha do material até as atividades de conservação da qualidade da água e manutenção dos reservatórios. São exemplos desses manuais o Texas Guide to Rainwater Harvesting (1997), EUA e o Water Safety (2005) da Austrália.
  39. 39. 39 Além disso, existem instituições internacionais e nacionais que promovem congressos, reunindo estudos sobre o aproveitamento da água da chuva realizados pelo mundo como a International Rainwater Catchment Systems Association (IRCSA), a American Rainwater Catchment Systems Association (ARCSA) e a Associação Brasileira de Captação e Manejo de Água de Chuva (ABCMAC). 2.5.2 Legislação relacionada à qualidade da água Para definir os padrões de qualidade para a água de chuva armazenada em cisternas são utilizados os parâmetros estipulados pela Portaria MS N°2.914/11 do Ministério da Saúde e a resolução CONAMA N° 357/05. A Portaria MS N°2.914/11 trata dos padrões de potabilidade da água para o consumo humano. E com relação às disposições gerais pode-se destacar dois artigos. Art. 2º. Esta Portaria se aplica à água destinada ao consumo humano proveniente de sistema e solução alternativa de abastecimento de água. Art. 4º. Toda água destinada ao consumo humano proveniente de solução alternativa individual de abastecimento de água, independentemente da forma de acesso da população, está sujeita à vigilância da qualidade da água. Essa portaria estabelece os limites de vários parâmetros, que afetam a qualidade microbiológica (Quadro 1) da água e os limites para algumas substâncias químicas que representam riscos à saúde. Para as bactérias heterotróficas recomenda-se que não se ultrapasse o limite de 500 UFC/ml. Além disso, a Portaria trata das medidas de controle e monitoramento para garantir a qualidade da água. Quadro 1 – Parâmetros para a qualidade bacteriológica de água para consumo humano Fonte: Portaria do Ministério da Saúde N° 2.914/12
  40. 40. 40 A Resolução CONAMA N°357/05 dispõe sobre a classificação dos corpos d’água, sobre as diretrizes do enquadramento e sobre os padrões de lançamento de efluentes nos corpos d’água. Para as águas doces, essa Resolução estabelece 5 classes de uso sendo elas: Classe Especial e Classes I, II, III e IV. A classe I denominada classe especial, é a classe destinada, ao abastecimento para consumo humano e apresenta os parâmetros necessários para tal finalidade (Tabela 2). Tabela 2 – Padrões de qualidade estabelecidos pela Resolução CONAMA N°357/05 para água doce de Classe I PARÂMETRO CLASSE I Coliformes Termotolerantes ou Escherichia coli 200 NMP/100 ml OD 6 mg/L DBO5 3 mg/L pH 6 a 9 Cor Verdadeira Nível de cor natural do corpo de água em mg Pt/L Turbidez 40 UNT Fonte: Resolução CONAMA N°357/05
  41. 41. 41 3 Materiais e Métodos A pesquisa objetiva estudar o descarte do primeiro ao quarto milímetro de água de chuva sob duas intensidades distintas. Para se obter um controle maior sob o experimento decidiu-se por fazer uma simulação de chuva, onde é possível controlar a vazão e a intensidade da chuva simulada. 3.1 Descrição do local de estudo A presente pesquisa foi desenvolvida na região Agreste do Estado de Pernambuco, no município de Caruaru (Figura 12). O município está incluído na área geográfica de abrangência do Semiárido Brasileiro e na Microrregião do Vale do Ipojuca. Caruaru dista aproximadamente 140 km da capital do estado, Recife. Segundo o Diagnóstico do Município de Caruaru (MME, 2005) o município está inserido na unidade geoambiental do Planalto da Borborema, formada por maciços e outeiros altos, com altitude variando entre 650 a 1.000 metros, e a vegetação de dominância é a caatinga. Apresenta clima tropical do tipo semiárido, com chuvas escassas e mal distribuídas, chovendo durante os meses de maio a agosto. Segundo dados disponibilizados pela Secretária de Agricultura e Reforma Agrária, a precipitação pluviométrica média do município de Caruaru é de 484,8 mm (cálculo baseado nos dados de precipitação anual do período de 1992 - 2007). A temperatura média anual é de 22,5ºC. De acordo com informações do IBGE (2010), a população do município de Caruaru é de aproximadamente 314.912 habitantes. Figura 12 – Localização de Caruaru em Pernambuco Fonte: O autor (2013)
  42. 42. 42 3.2 Experimento com chuva simulada 3.2.1 Descrição da instalação experimental O módulo para estudo (Figura 13) encontra-se instalado na Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), Campus do Centro Acadêmico do Agreste (CAA), situada no município de Caruaru-PE. Esse módulo consiste de uma instalação de aspersão de água para simulação de chuva, cujo objetivo foi determinar o volume de água necessário a ser descartado para a limpeza da superfície de captação (telhado). 3.2.2 Componentes da instalação experimental Os elementos que compõe a instalação experimental (Figura 13):  Superfície de captação, representada por um telhado em telhas cerâmicas, com 59 m2 de área;  Sistema de captação das águas da chuva, representado por calhas de PVC instaladas com inclinação de 0,5 % e diâmetro nominal (DN) de 100 mm;  Dispositivo de desvio em tubos de PVC, instalado na saída da calha, destinado a fazer o descarte das primeiras águas de chuva;  Cisterna em placas de concreto com capacidade de 16.000 L;  Reservatório auxiliar, em polipropileno, com capacidade de 1.000 L, para armazenamento da água a ser utilizada na simulação de chuva;  Sistema de aspersores fixos, distribuídos uniformemente sobre a superfície de captação como pode ser observado na Figura 14;  Sistema de bombeamento com utilização de bomba centrífuga, da marca Schneider, de potência de 1 CV e diâmetro de 1” (25,4 mm);  Equipamento de medição de volume de água aduzida para simulação de chuva, composto por 01 (um) hidrômetro volumétrico de DN de 25 mm, Classe C;  Manômetro analógico, de DN de 100 mm e escala de 0-20 metros de coluna d’agua (mca), para aferição da pressão manométrica do barrilete de recalque, a ser destinado ao controle da vazão e intensidade da chuva.
  43. 43. 43 Figura 13 – Esquema da instalação experimental: módulo para estudo Fonte: O autor (2013) Figura 14 – Detalhe do sistema de distribuição dos aspersores sobre a superfície de captação Fonte: O autor (2013)
  44. 44. 44 3.2.3 Funcionamento do sistema Na simulação de uma chuva, a água é aspergida no telhado, via equipamentos mecânicos, aspersores, dispostos uniformemente em toda a área de captação (telhado). Os aspersores lançam a água em ângulos pré-definidos; desta forma, neste experimento, foram utilizados aspersores formando ângulos de 360° na parte central, 180° nas bordas do telhado e 90° nas quinas. Para diminuir as perdas de água pelo sistema, os aspersores foram instalados a 40 cm acima da área de captação. O total de equipamentos instalados somaram 16 unidades. A água usada na simulação foi armazenada em um reservatório auxiliar, com capacidade para 1.000 L, funcionando como um poço de sucção para a elevatória. Desse reservatório, a água era recalcada para os aspersores que simulariam uma chuva, através de uma bomba centrífuga. Para controle da vazão e aferição do volume de água utilizado na simulação pluviométrica, instalou-se na tubulação de recalque um hidrômetro volumétrico, e, a montante desse medidor de vazão, instalou-se um medidor de pressão (manômetro analógico), com a finalidade de monitorar e controlar a intensidade da chuva simulada. As águas escoadas, decorrentes da simulação da chuva artificial, percorriam o telhado, cuja inclinação corresponde a 14,8° em relação a horizontal. Em seguida, as águas escoadas alcançavam as calhas coletoras, para então serem direcionadas ao sistema de desvio, no qual ficará retido um volume referente ao primeiro milímetro de chuva. Neste sistema, somente após as tubulações do desvio estiverem completamente preenchidas com uma parcela do escoamento da água de chuva é que as próximas parcelas serão direcionadas ao interior da cisterna. Finalmente para controle e operação de todo o sistema, as válvulas, registros, hidrômetro, manômetro e botoeira de liga/desliga foram instalados em um único painel como pode ser visto na Figura 15.
  45. 45. 45 Figura 15 – Painel de controle das operações da instalação experimental Fonte: O autor (2013) 3.2.4 Dimensionamento do dispositivo de desvio O desvio, em tubos e conexões de PVC, foi instalado para armazenar o primeiro milímetro de chuva simulada, para posterior descarte. O funcionamento do dispositivo utilizado para armazenamento e descarte dos primeiros milímetros de chuva (Figura 16), construído e instalado no módulo de estudo, baseia-se no princípio físico dos vasos comunicantes e do fecho hídrico, em que à medida que o telhado é lavado, processa-se o acúmulo de água nos tubos verticais e só após estes estarem completamente cheios, é que a água é direcionada para a cisterna. Para o perfeito funcionamento do desvio por mais de um período de chuvas, é fundamental que depois de cada período, o dispositivo seja esvaziado, através da abertura do desvio para descarte, o qual deve ser novamente fechado após esvaziamento, permitindo o funcionamento do dispositivo para o desvio automático das primeiras águas do próximo evento chuvoso.
  46. 46. 46 Figura 16 – Esquema de funcionamento do dispositivo de desvio Fonte: Lima et al. (2011) 3.2.5 Determinação dos volumes acumulado em um tubo de DN 100 mm e descartados e da quantidade de tubos a ser utilizada neste experimento Utilizando um diâmetro de 100 mm, o volume de acumulação em 1m de tubulação será obtido através da Equação (1). = Á × Equação 1 Em que: Á = 4 Substituindo a equivalência e os valores na Equação 1, teremos, = 4 × = (0,1) 4 × 1 = 7,85 Assim, em cada metro de tubo com diâmetro de 100 mm, serão acumulados 7,85 litros.
  47. 47. 47 Para obter o volume de descarte para essa a área de captação deste experimento, utilizou- se a Equação 2. No cálculo foram consideradas uma altura de precipitação de 1 mm (1litro.m- ²) e uma área do telhado de 59 m². = Á × çã Equação 2 = 59 × 1 ( ) = 59 Quantidade necessária em metros de tubos de PVC. = Equação 3 = 59 7,85 = 7,5 3.2.6 Identificação de contaminação bacteriológica Antes da execução do experimento foi preciso realizar análises bacteriológicas na água, após seu contato com a superfície de captação, para caracterizá-la quanto aos seus parâmetros bacteriológicos. Isto foi realizado a fim de conhecer as características bacteriológicas da amostra antes do início do experimento, porque é necessário haver certo índice de contaminação para que se possa avaliar a influência do descarte de cada milímetro de chuva. Essa necessidade surgiu após ser observado que na área onde o módulo de estudo está localizado, há poucos meios de contaminação do telhado (arborização e animais nas proximidades, principalmente pássaros e roedores). Feitas as primeiras análises na água que entrou em contato com a superfície de captação, constatou-se que não havia contaminação por grupo dos coliformes, e que a maior parcela da contaminação observada era por micro poluentes inorgânicos, ou seja, areia e poeira, em sua maioria, advindos dos arredores do terreno. Desta forma, como não foi detectada contaminação bacteriológica na área de captação, optou-se por fazer uma contaminação artificial, utilizando lodo anaeróbio coletado da estação de tratamento de esgoto (ETE) Mangueira, localizada no município do Recife, a qual é operada pela Companhia Pernambucana de Saneamento (COMPESA).
  48. 48. 48 Para tal atividade, foram utilizados 400 ml de lodo, sem diluição, em dois experimentos, nos quais o lodo foi distribuído sobre o telhado de maneira uniforme. Foi utilizado dessa medida, pois o lodo possui contaminantes, entre os quais, organismos patogênicos que irão simular uma contaminação bacteriológica no telhado. 3.2.7 Desenvolvimento do experimento Antes da execução do experimento propriamente dito, foi preciso determinar as intensidades pluviométricas mínima e máxima possíveis de serem simuladas a partir do sistema existente, para finalmente definir-se as intensidades que seriam utilizadas para a realização do experimento. Para a obtenção das intensidades máxima e mínima do sistema, foi necessário realizar medições de volumes aduzidos para o telhado. Como as pressões possíveis para o conjunto motor bomba variavam entre 5 mca e 17,5 mca, optou-se por aferir os volumes aduzidos em 06 (seis) pressões diferentes com intervalos de 2,5 mca, para obter a curva do sistema. Na Tabela 3 estão descritas as leituras obtidas no hidrômetro, ou seja, o volume aduzido, para cada pressão aplicada. O intervalo de tempo considerado para aferir os volumes aduzidos no experimento foi de 1 minuto. Munidos desses valores dos volumes e com a área do telhado conhecida (59 m²), obteve-se as intensidades trabalháveis para esse sistema (Tabela 4). Por fim plotou-se o gráfico que representa a faixa de intensidade disponível no sistema (Figura 17). Tabela 3 – Valores dos volumes inicial e final obtidos para as pressões aplicadas Leitura no hidrômetro para as pressões correspondentes Pressão (mca) Volume Inicial (L) Volume Final (L) 5 5791 5814,5 7,5 5749 5781 10 5690 5729 12,5 5600 5645 15 5530 5580 17,5 5450 5505 Fonte: O autor (2013)
  49. 49. 49 Tabela 4 – Intensidades obtidas para as pressões aplicadas Pressão (mca) Volume (m³) Intensidade (mm/h) 5 0,024 23,74 7,5 0,032 32,32 10 0,039 39,39 12,5 0,045 45,45 15 0,050 50,51 17,5 0,055 55,56 Fonte: O autor (2013) Figura 17 – Curva do sistema Fonte: O autor (2013) Observou-se que, para a pressão mínima do sistema (5 mca) a intensidade de precipitação obtida foi de 23,74 mm/h, enquanto que, para a pressão máxima possível (17,5 mca) a intensidade foi de 55,56 mm/h. A partir desses valores, foram adotadas duas intensidades distintas a serem utilizadas no experimento: 23,74 mm/h e 46 mm/h, cujas pressões no barrilete equivalem a 5 mca e 13,5 mca, respectivamente. A intensidade de 23,74 mm/h foi escolhida por ser o valor trabalhável pelo sistema que mais se aproxima da faixa de precipitação mais comum da região de Caruaru (INPE, 2010), e a intensidade de 46 mm/h, embora ocorra com menos frequência, foi estabelecida para avaliar uma condição mais extrema de precipitação e também para avaliar a influência da variação da intensidade na qualidade bacteriológica da água encaminhada à cisterna. De forma a assegurar que as intensidades escolhidas estavam sendo corretamente simuladas, durante os experimentos foram acompanhados, além da pressão no barrilete, o
  50. 50. 50 volume aduzido para a superfície de captação e o tempo necessário para o desvio de cada milímetro. Como o dispositivo de desvio instalado no módulo de estudo foi dimensionado para desviar apenas o primeiro milímetro de chuva foi necessário substituí-lo por quatro baldes plásticos, destinados a acumular individualmente cada milímetro de chuva simulado, visto que, para a execução do experimento, era preciso o desvio de quatro milímetros. Os baldes foram graduados para acumular 59 litros, ou seja, a representação de um milímetro, de acordo com a área do telhado. Para auxiliar no direcionamento da água aos baldes foi utilizada uma mangueira flexível (Figura 18). O momento em que a água estava sendo direcionada para os respectivos baldes durante o experimento pode ser observado na Figura 19. Figura 18 – Mangueira utilizada para direcionamento das águas para os baldes Fonte: O autor (2013)
  51. 51. 51 Figura 19 – Água sendo direcionada para os respectivos baldes durante o experimento Fonte: O autor (2013) É importante ressaltar que os quatro baldes utilizados, assim como todo o material necessário para coleta, foram devidamente esterilizados. Os baldes e a mangueira foram lavados e esterilizados com álcool etílico 70%, e os recipientes (frascos de polietileno) utilizados para a coleta das amostras foram esterilizados em autoclave a 120°C e 1atm por 15 minutos. Com relação à quantidade de amostras analisadas foram retiradas num total de dez, em cada experimento, como descrito na Tabela 5. Antes do início do experimento, a primeira amostra coletada foi àquela referente ao reservatório auxiliar, construído em polipropileno, que corresponde à água utilizada para simular a chuva. Tabela 5 – Amostras coletadas em campo Amostras Pontos de Coleta 01 Interior do reservatório auxiliar (água utilizada para a simulação da chuva) 02 Antes do desvio - primeira água ao chegar no balde "A" 03 Após desviar o primeiro milímetro - primeira água ao chegar no balde "B" 04 Após desviar o segundo milímetro - primeira água ao chegar no balde "C" 05 Após desviar o terceiro milímetro - primeira água ao chegar no balde "D" 06 Após desviar o quarto milímetro - primeira água após encher o balde "D" 07 Interior do balde "A" 08 Interior do balde "B" 09 Interior do balde "C" 10 Interior do balde "D" Fonte: O autor (2013)
  52. 52. 52 Durante o experimento foi feita à retirada das amostras do interior de cada balde imediatamente após o seu enchimento, para evitar o comprometimento das características reais das amostras, em função de uma possível decantação de materiais sedimentáveis no interior do balde. Para obtenção das amostras que representam a água armazenada no interior dos desvios foi necessário misturar, em proporção de 1:1, as amostras coletadas do interior dos baldes, que receberam os milímetros de chuva desviados, a partir da coleta do segundo milímetro de chuva. Desta forma, para representar a amostra do primeiro milímetro, recolheu-se a água contida no balde A; para representar a amostra do segundo milímetro, foram misturadas as amostras dos baldes A e B; para representar o terceiro milímetro, foram misturadas as amostras dos baldes A, B e C e para representar a água armazenada no interior do desvio dos quatro primeiros milímetros, fez-se uma mistura das amostras contidas em todos os baldes (A, B, C e D). 3.3 Parâmetros analisados Foram analisados parâmetros físico-químicos e bacteriológicos. Os parâmetros físico- químicos realizados foram escolhidos objetivando visualizar a relação que os mesmos têm com os parâmetros bacteriológicos Segundo Von Sperling (2005) a presença de sólidos em suspensão pode conferir proteção a patógenos. Os sólidos em suspensão são forma do constituinte responsável pela turbidez, que representa o grau de interferência com a passagem da luz através da água. As matérias particuladas podem ser utilizadas como indicativo da provável presença de microrganismos. Com base nesta observação, fez-se necessário realizar a análise da turbidez e de sólidos suspensos nas amostras. Sabendo que a turbidez pode estar incluída numa parcela responsável pelo valor da cor aparente, optou-se também por realizar a análise de cor. Os parâmetros analisados estão apresentados na Tabela 6 e foram avaliados conforme a metodologia recomendada pelo Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 2005). As amostras coletadas foram encaminhadas ao Laboratório de Engenharia Ambiental (LEA), do Centro Acadêmico do Agreste (CAA), da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), onde foram feitas as análises de qualidade da água. A contagem de bactérias heterotróficas totais foi realizada através do método Pour Plate. O meio utilizado foi o ágar nutriente para contagem em placas, sendo as amostras
  53. 53. 53 incubadas em estufa bacteriológica a 35°C, por 48 horas (APHA, 2005). Após o tempo de incubação, foi utilizado um contador manual de colônias para a contagem de Unidades Formadoras de Colônias (UFC). Para a detecção de Coliformes totais e E. Coli foi utilizado o método Colilert, que consiste num processo enzimático fundamentado no substrato cromogênico definido (ONPG-MUG). A medição para cor aparente foi realizada de forma direta em um espectrofotômetro, sem a necessidade de centrifugação. Porém, para a cor verdadeira verificou-se a necessidade de se fazer uma centrifugação da amostra, seguida por leitura direta em um espectrofotômetro. A medição da turbidez é feita de forma direta em um turbidímetro, após calibração do mesmo. Tabela 6 – Parâmetros analisados e metodologia utilizada Parâmetro Método Coliformes totais Colilert® (9223B.) E.Coli Colilert® (9223B.) Bactérias heterotróficas Contagem em placas – “Pour plate” (9215B.) Cor aparente e cor real Espectrofotométrico (2120 C.) Sólidos suspensos totais – SST Gravimétrico (2540D.) Turbidez Espectrofotométrico (2130B.) Fonte: O autor (2013)
  54. 54. 54 4 Resultados e discussões 4.1 Verificação da eficiência do desvio no experimento de chuva simulada 4.1.1 Monitoramento do sistema durante o experimento Para certificar que as intensidades escolhidas para a realização do experimento (23,74 mm/h e 46 mm/h) estavam sendo corretamente simuladas foram observados o volume aduzido para a área de captação e o tempo necessário para desviar cada milímetro. Os resultados obtidos durante o monitoramento da simulação de chuva estão apresentados nas Tabelas 7 e 8. As intensidades mostradas nessas tabelas sofreram baixas variações. No primeiro experimento, apenas o valor correspondente para ao desvio do 3º milímetro foi diferente dos demais (I = 22 mm/h). Já no segundo experimento, os valores variaram de 46 mm/h (após os 3º e 4º mm) a 48 mm/h (após o 1º mm). Essas variações ocorrem devido às perdas existentes durante o percurso percorrido pela água, devido à ação dos ventos e imprecisões toleráveis de aferição por parte do sistema e dos operadores. No entanto, essas perdas estiveram de acordo com os valores previstos, com uma variação máxima de 6% identificada durante a realização dos experimentos, o que não comprometendo a análise dos resultados. Tabela 7 – Volumes obtidos na leitura do hidrômetro durante o 1° experimento 1° experimento (5 mca) Tempo decorrido (s) Volume (m³) Intensidade (mm/h) Inicio 0 8,002 - Após 1° milímetro 264 8,100 23 Após 2° milímetro 452 8,170 23 Após 3° milímetro 640 8,237 22 Após 4° milímetro 820 8,310 23 Fonte: O autor (2013) Tabela 8 – Volumes obtidos na leitura do hidrômetro durante o 2° experimento 2° experimento (13,5 mca) Tempo decorrido (s) Volume (m³) Intensidade (mm/h) Inicio 0 8,354 - Após 1° milímetro 233 8,536 48 Após 2° milímetro 407 8,667 47 Após 3° milímetro 590 8,803 46 Após 4° milímetro 770 8,930 46 Fonte: O autor (2013)
  55. 55. 55 4.1.2 Análises físico-químicas e bacteriológicas para o experimento de simulação de chuva Além da aferição da intensidade de chuva simulada, foram realizadas análises físico- químicas e bacteriológicas de todas as amostras para os dois experimentos, conforme apresentado nas Tabelas 9 e 10. Tabela 9 – Resultados dos parâmetros físico-químicos e bacteriológicos para o 1ª experimento Resultados do experimento de chuva com a 1ª intensidade (23,74 mm/h) Cor Aparente (mg Pt-Co/L) Cor Real (mg Pt-Co/L) Turbidez (UNT) SST (mg/L) Bactérias Heterotróficas (UFC/mL) E-Coli (NMP/mL) Coliformes Totais (NMP/mL) Água da Caixa 3 2 0,77 6 915 0 2050 Antes do desvio 489 33 386 1573 62550 15050 193500 Após 1º mm 18 4 22,4 215 2897 200 2030 Após 2º mm 14 3 15,66 123 2153 0 1480 Após 3º mm 9 3 13,77 85 1250 0 750 Após 4º mm 5 3 9,34 63 1078 0 510 Desvio 1 mm 78 7 94,1 516 29700 3100 20700 Desvio 2 mm 39 6 39,3 328 17178 740 14735 Desvio 3 mm 28 4 31,1 231 3220 520 14510 Desvio 4º mm 23 4 27,8 142 1045 520 9815 Fonte: O autor (2013) Tabela 10 – Resultados dos parâmetros físico-químicos e bacteriológicos para o 2ª experimento Resultados do experimento de chuva com a 2ª intensidade (46 mm/h) Cor Aparente (mg Pt-Co/L) Cor Real (mg Pt-Co/L) Turbidez (UNT) SST (mg/L) Bactérias Heterotróficas (UFC/mL) E-Coli (NMP/mL) Coliformes Totais (NMP/mL) Água da Caixa 3 2 0,84 7 830 0 860 Antes do desvio 323 26 241 989 11515 14250 728300 Após 1º mm 9 5 33,26 184 3150 0 13400 Após 2º mm 7 3 14,58 96 1480 0 4960 Após 3º mm 5 3 11,19 77 810 0 4280 Após 4º mm 4 2 7,12 69 460 0 3310 Desvio 1mm 41 8 83,77 432 7355 3100 50400 Desvio 2 mm 33 6 41,21 394 2220 940 9200 Desvio 3 mm 24 4 29,55 151 2010 615 7100 Desvio 4º mm 17 4 19,11 112 710 200 4200 Fonte: O autor (2013)
  56. 56. 56 4.1.3 Turbidez e cor aparente Ao analisar os resultados obtidos para o parâmetro turbidez (Figura 20, a e b), pode-se verificar que os maiores valores observados foram registrados após a passagem da água pela área de captação, ou seja, no ponto de coleta antes do desvio. O maior valor encontrado dentre os experimentos foi de 386 UNT (1° experimento, ponto de coleta antes do desvio (Figura 20a)). Na pesquisa desenvolvida no município de Santa Maria - RS, por Hagemann (2009), que analisou a qualidade da água da chuva, foram selecionadas duas áreas de estudo para análise, onde em uma delas foi instalado um amostrador de coleta de água de chuva no telhado de um dos prédios da Universidade. E os maiores valores de turbidez foram encontrados nas amostras coletadas na Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), onde a mesma oscilou de 7 a 89 UNT. No município de Pesqueira – PE, Souza (2009), também encontrou valores elevados (65,79 UNT) no interior dos dispositivos para descarte das primeiras águas de chuva. Embora esses autores tenham encontrados valores altos para o parâmetro turbidez, na presente pesquisa foram obtidos valores superiores, devido à maior área de solo exposto na região (pouca vegetação), à grande movimentação de carros em estrada não pavimentada, localizada próxima à área de estudo, e a grande época de estiagem, acarretando uma maior acumulação de partículas no telhado. Durante o período de estiagem, normalmente, ocorre deposição de sólidos em suspensão e restos de animais e plantas no telhado e nas calhas, sendo esses os principais fatores responsáveis pela presença de cor e turbidez, além de possíveis contaminações de origem bacteriológica. Mendez et. al (2011) em estudos realizados em Austin, Texas, onde a média de precipitação anual é 856 mm (precipitações similares as encontradas no semiárido nordestino), obtiveram resultados análogos aos encontrados nesta pesquisa. Os autores avaliaram o efeito do material da área de captação sobre a qualidade da água de chuva coletada, e, ao analisar os valores de turbidez, obtiveram, após o desvio das primeiras águas de chuva, para a área coberta com telha, um valor máximo de 23 UNT.
  57. 57. 57 Figura 20 – Variação da turbidez nos pontos de amostragem Fonte: O autor (2013) Como se pode observar na Figura 20 (a e b), após os desvios das primeiras águas, houve uma redução na turbidez, o que demonstra a eficiência dos dispositivos de descarte em reter, em seu interior, as partículas carreadas do telhado (após o 1° mm). A eficiência de redução da turbidez alcançada pelo dispositivo de descarte foi bastante eficaz, uma vez que foram atingidos valores de 22,4 UNT, indicando uma redução de 94%, quando comparada ao valor de 386 UNT, no primeiro experimento, e 33,26 UNT, redução de 86%, em comparação com o valor de 241 UNT, para no segundo experimento. Com relação à cor, pode-se destacar que a cor aparente reduziu bastante seus valores (Figura 21), principalmente entre os pontos de coleta antes do desvio e após o 1° milímetro. Assim, após o 1° milímetro, a cor aparente reduziu de 489 mg Pt-Co/L para 18 mg Pt-Co/L, o que representa uma queda de 96%, no primeiro experimento, e de 323 mg Pt-Co/L para 9 mg Pt-Co/L, redução de 97%, no segundo experimento.
  58. 58. 58 Figura 21 – Variação da cor aparente nos pontos de amostragem Fonte: O autor (2013) Os altos valores da cor aparente são justificáveis pelos mesmos motivos expostos anteriormente para a turbidez. Pode-se observar que a maior eficiência de remoção desses parâmetros ocorreu após o descarte do primeiro milímetro. Analisando os resultados obtidos após o quarto milímetro para a turbidez, pode-se verificar que os mesmos se apresentaram superiores ao permitido pela Portaria 2.914/2011 que é de 5,00 UNT, em todos os pontos coletados, com exceção da água da caixa. Porém os valores obtidos após o quarto milímetro para e a cor aparente estiveram abaixo do permitido, que é de até 15 mg Pt-Co/L, segundo a mesma portaria (Portaria 2.914/2011), para as águas destinadas ao consumo humano. 4.1.4 Sólidos suspensos totais Com relação aos sólidos suspensos totais (SST), a taxa de remoção no primeiro milímetro foi semelhante ao comportamento observado para a turbidez. No primeiro experimento, houve uma redução de 86% (de 1573 mg/L para 215 mg/L) e uma redução de 81% (de 989 mg/L para 184 mg/L), para o segundo experimento (Figuras 22 a e b). Da mesma forma, Annecchini (2005) em Vitória – ES, avaliando as variações das características físico-químicas e bacteriológicas da água da chuva ao longo de um sistema de aproveitamento, verificou uma redução considerável no teor de SST, a partir da eliminação do primeiro milímetro de chuva. Da mesma forma, Mendez et. al (2011) obtiveram valor máximo de SST de 150 mg/l, após o desvio das primeiras águas de chuva, o que concorda com a
  59. 59. 59 concentração detectada nesta pesquisa (215 mg/l para o 1° experimento e 184 mg/l para o 2° experimento). Figura 22 – Variação dos sólidos suspensos totais (SST) nos pontos de amostragem Fonte: O autor (2013) 4.1.5 Bactérias heterotróficas Os maiores valores para as bactérias heterotróficas (Figura 23, a e b) foram identificados logo após o contato da água com a superfície de captação (ponto de coleta antes do desvio), destacando o valor de 62.550 UFC/mL, registrado no primeiro experimento (Figura 23a). A respeito desse parâmetro, Crabtree et al. (1996) analisando a qualidade da água armazenada em cisternas, nas Ilhas Virgens, Estados Unidos, também obtiveram altos valores de bactérias heterotróficas, em torna de 9,9 x 105 UFC/ml, porém, superior ao maior valor encontrado (6,25 x 104 UFC/ mL) nessa pesquisa. A maior eficiência de remoção foi observada após o desvio do 4º mm, no primeiro experimento (Figura 23a), registrando uma remoção, no primeiro experimento, de 98% (de 62550 UFC/ mL para 1078 UFC/ mL), enquanto que no segundo essa redução foi de 96% (de 11515 UFC/ mL para 460 UFC/ mL).
  60. 60. 60 Figura 23 – Valores obtidos de bactérias heterotróficas nos pontos de amostragem Fonte: O autor (2013) A Portaria do Ministério da Saúde (N° 2914/2011) vigente preconiza que para bactérias heterotróficas a tolerância é de 500 UFC/mL. Dessa forma, os resultados obtidos para bactérias heterotróficas, após o 4º mm, mostram que a exigência foi cumprida para o experimento com a simulação de maior intensidade (460 UFC/mL, registrado no segundo experimento, Figura 23b). No experimento no qual foi feita uma simulação de chuva com menor intensidade (Figura 23b), o resultado obtido foi de aproximadamente 2,2 vezes maior do que o valor máximo permitido. 4.1.6 Coliformes totais e termotolerantes Os resultados das análises de coliformes totais encontram-se registrados na Figura 24 (a e b). Como se pode observar, a água da caixa utilizada para a realização do experimento estava inicialmente contaminada de coliformes totais, porém ao passar pelo telhado e pelas calhas, houve um grande aumento na contaminação dessa água, passando de 2050 NMP/100 mL para 193500 NMP/100 mL, no primeiro experimento (Figura 24a) e de 860 NMP/100 mL para 728300 NMP/100 mL, no segundo experimento (Figura 24b). O maior valor (728300 NMP/100 mL) foi identificado no ponto antes do desvio, no experimento com a maior intensidade (Figura 24b). A remoção de coliformes totais após o desvio do 1º mm foi aproximadamente 99%, com a menor intensidade de chuva simulada (Figura 24a), e de 98% quando foi simulada uma chuva com maior intensidade (Figura 24b).

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