Índice
2.Águas pluviais e o seu aproveitamento
2.1.Vantagens e desvantagens do
aproveitamento das águas pluviais
2.2.Áreas a aproveitar água pluvial
3.Aproveitamento de água pluvial e
controle de enchentes
3.1.Sistemas de drenagem urbana
3.2.Técnicas de implantação de sistemas
de drenagem
3.2.1.Reservatórios para controle de cheias
3.2.2.Sistema de colecta da água da
chuva
5.Discussão e resultados esperados
1.Abreviaturas
LID-Low Impact Development
SUDS-Sustainable Urban Design System
WSUD-Water Sensitive Urban Design
BMP-Best Management Practices
IMP-Integrated Management Practices
1.1.Resumo
Esteartigo levanta
questões relacionadas ao aproveitamento de águas pluviais para o uso doméstico
em que a potabilidade não seja extremamente exigente, esperando
consciencializar a população sobre práticas que visam o reaproveitamento de
água. Desse modo, a pesquisa desenvolve mecanismos apresentando possíveis
soluções para a escassez da água em simultâneo o controle das enchentes nas zonas urbanas.
Palavras chave: água pluvial, captação de águas pluviais,
sustentabilidade.
1.2.Introdução
O artigo desenvolvido
neste trabalho tem como finalidade propor práticas sustentáveis de
aproveitamento de águas pluviais com vista a redução de escassez e controlo de
enchentes em centros urbanos, e a metodologia desse artigo baseia-se em uma
pesquisa bibliográfica, incidindo em consulta de publicações de autores ligados
a área de estudo.
Através dessa
consulta bibliográfica, foi possível colher conhecimento sobre o ponto de
situação sobre a problemática de falta de água e possíveis soluções se baseando
na água pluvial, através de estudos previamente publicados. Esperáramos
contribuir no desenvolvimento desta área de estudo e que de alguma forma
desperte o interesse na conservação e aproveitamento de água.
1.3.Problema e
Justificativa
A água é um recurso
essencial à vida e a sobrevivência dos seres vivos podendo ser abundante em
algumas regiões do planeta, mas, em outras, chegando a ser quase inexistente.
Segundo (WHO, 2006 apud
Hagemann) citado por Oliveira et al,
apesar de o Planeta Terra possuir a maior parte de sua superfície coberta por
água, quando se fala em água disponível para o consumo humano os dados são
alarmantes. Segundo a Organização Mundial da Saúde, cerca de 97,5% da água no
planeta é salgada e a água doce corresponde a 2,5%.
Aproximadamente 70%
da água doce está nas calotes polares e 30% está presente nos continentes. No
entanto, menos que 1% da água dos continentes está directamente acessível ao
uso humano, o que corresponde a 0,007% do total de água na terra. Além disso,
grande parte da água disponível em fontes superficiais encontra-se com sua
qualidade deteriorada. (HAGEMANN, 2009 citado por Oliveira et al).
Vários países já
enfrentam o problema da falta de água. Segundo a Organização das Nações Unidas
para a Agricultura e Alimentação (FAO, 2008 apud Hagemann)citado
por Oliveira et al, o consumo de água tem crescido mais que duas vezes a taxa de
crescimento da população no último século. A previsão para o ano de 2025 é que
cerca de 1,8 bilhões de pessoas viverão em países ou regiões com absoluta
escassez de água e dois terços da população mundial enfrentará dificuldades
relacionadas à disponibilidade desse recurso.
Moçambique não é um
País que sofre menos pela escassez da água, desse modo medidas urgentes que
visam o aproveitamento ao máximo de águas pluviais como alternativa para combater
esse fenómeno são enseciais. Por essa razão, espera-se que este artigo contribua
para disseminação de práticas de conservação com vista a redução de escassez de
água, usando tecnologias acessíveis para o efeito.
Ho:
O aproeitamento de águas fluviais traz melhorias no combate a enchentes e
escassez de água em centros urbanos.
Ha:
O aproeitamento de águas fluviais não traz melhorias no combate a enchentes e
escassez de água em centros urbanos.
1.4.Objectivos
1.4.1.Objectivo
geral
O objectivo geral
desse trabalho é descrever os diferentes métodos de captação de água pluvial
não potável para fins de uso doméstico, procurando um enquadramento nas
condições nacionais (no clima, viabilidade económica, topográfica e ambiental),
contribuindo na redução de danos pelo excesso e carência deste líquido.
1.4.2.Objectivos
específicos
·
Analisar
o estado actual de aproveitamento de água pluvial em Moçambique;
·
Identificar
métodos de captação mais comuns usados no País e no mundo e o seu desempenho no
processo de colecta da água
·
Descrever
as vantagens e desvantagens do aproveitamento de água pluvial não potável em
uso doméstico
2.Águas pluviais e o seu aproveitamento
Em Moçambique, com o aumento da densidade populacional, mudanças
climáticas, degradação ambiental o consumo e a procura de água potável tem sido
excessiva e intensa, e tem se demonstrado como sendo um recurso cada vez mais
escasso, não conseguindo cobrir a demanda em que ela é procurada.
Por outro lado a expansão urbana tem afectado a permeabilidade dos solos,
criando enchentes nas cidades pela redução da taxa de infiltração da água no
solo e consequentemente o aumento do escoamento superficial.
A água pluvial pode
ser armazenada de várias formas, desde açudes e lagoas até caixas de
água,reservatórios e cisternas com paredes impermeabilizadas e cobertas. As
primeiras podem apresentarmaiores perdas por infiltração e evaporação. Para além
disso, não mantêm a qualidade da água umavez que existe o risco de introdução
de matéria orgânica e outras substâncias. As segundas têm avantagem de terem
menores perdas e de, eventualmente, de manter a água com maior
qualidade(Perdomo et al., 2005 citado por Oliveira, 2008).
Estas soluções são, também, usadas na captação de água superficial em
sistemas públicos de abastecimento, no entanto a outra escala, afastadas dos
locais de consumo e incluindo processos de forma a garantir a sua qualidade
para consumo humano (Oliveira, 2008).
2.1.Vantagens e desvantagens do aproveitamento das águas pluviais
A captação de água pluvial é uma técnica largamente difundida em países
como a Austrália e aAlemanha que permite a obtenção de água de boa qualidade,
de maneira simples e eficaz (Perdomoet al., 2005 citado por Oliveira,
2008).
Esta técnica permite (Almeida et al., 2006; Perdomo et al.,
2005; Philips, 2005, citados por Oliveira, 2008):
·
Contribuir para a conservação da água;
·
Reduzir
a dependência que existe das reservas de água subterrânea que quando sobre
exploradas esgotam;
·
Reduzir
o consumo de água da rede pública e o custo associado;
·
Reduzir
os custos de exploração dos sistemas de abastecimento de água;
·
Evitar
a utilização de água potável em usos compatíveis com qualidade inferior, como
por exemplo, na lavagem de pavimentos, rega de hortas e jardins, etc. ;
·
Contribuir
para controlar as inundações, armazenando parte da água responsável pelo
escoamento superficial.
As tecnologias
necessárias para a captação e armazenamento de água pluvial são
normalmentesimples de instalar e de fácil utilização. A população local pode
facilmente ser treinada paraimplementar essas tecnologias e os materiais de
construção ou soluções prontas a instalar estãodisponíveis no mercado (GDRC,
2005; citado por Oliveira, 2008).
No que diz
respeito a desvantagens, estas estão sobretudo associadas à variabilidade
temporal daprecipitação (GDRC, 2005; citado
por Oliveira, 2008) e à qualidade da água que se não for devidamente
tratada poderá pôr emcausa a saúde humana e o funcionamento das componentes do
sistema. Segundo Baptista et al.(2001)citado por (Oliveira, 2008), o aproveitamento de água pluvial deve
ter um tratamento adequado (filtração e desinfecção)mais ou menos exigente
consoante a qualidade da água e o uso a que se destina. Outras desvantagens
podem ser nomeadamente, a aceitabilidade social devido ao contacto das pessoas
com a água poder afectar asua saúde e o sistema poder implicar um investimento
significativo e alguma manutenção. De umaforma geral, os impactos negativos
destas aplicações são negligenciáveis.
2.2.Áreas a
aproveitar água pluvial
A captação das
águas pluviais para aproveitamento em usos não potáveis pode ser realizada em
diferentes
instalações, incluindo as residenciais, comerciais ou industriais.
Em geral, as
águas pluviais podem ser utilizadas nos seguintes usos:
·
Descarga
de autoclismos;
·
Lavagem de pavimentos e de veículos
motorizados;
·
Rega
de jardins;
·
Lavagem
de roupas.
Em instalações
de maiores dimensões, como as industriais ou comerciais, podem considerar-se
outros usos
compatíveis, nomeadamente:
·
Arrefecimento
de telhados, equipamentos e máquinas;
·
Serviços
de limpeza;
·
Descarga
de autoclismos;
·
Combate
a incêndios;
·
Rega
de espaços verdes;
·
Lavagem
de veículos;
·
Lavagem
de roupas, por exemplo em hotéis e lavandarias;
3.Aproveitamento
de água pluvial e controle de enchentes
3.1.Sistemas
de drenagemurbana
Segundo (Santos
e Mamede, 2013), os sistemas de drenagem urbana fazem parte do conjunto de
melhoramentos públicos existentes em uma área urbana, quais sejam: redes de
abastecimento deágua, de colecta de esgotos sanitários, de cabos de transmissão
de energia, deserviços de comunicações, além da iluminação pública,
pavimentação de ruas, guiase passeios, parques, áreas de recreação e lazer.
Alheia a sua importância,historicamente, as obras relacionadas à drenagem
urbana, devido ao impacto quecausam na sua implantação e por não serem
“visíveis”, não despertam o interesseda classe política.
Basicamente, o
sistema de drenagem pode ser considerado como composto por dois sistemas distintos,
que devem ser planejados e projectados com critériosdiferenciados. São os
sistemas de micro drenagem e de macro drenagem.
O sistema de micro
drenagem, ou de drenagem inicial, é aquele formado pelos pavimentos das ruas,
guias e sarjetas, bocas de lobo, galerias de águas pluviais e também canais de
pequenas dimensões. Esse sistema é dimensionado para oescoamento de águas
pluviais cuja ocorrência tem um período de retorno de até 10anos. Quando bem
projectado, elimina praticamente os alagamentos na área urbana,evitando as
interferências entre as enxurradas e o tráfego de pedestres e deveículos, e
danos às propriedades.
O sistema de
macrodrenagem é constituído, em geral, por estruturas de maiores dimensões, projectado
para cheias cujo período de retorno deve estar próximo de 100anos. Quando este
sistema não é projectado, ele existe naturalmente, pois as cheiasescoam pelas
depressões topográficas e pelos cursos de água naturais. Se a áreaurbana não se
desenvolver de forma coerente com essas condições, são grandes osriscos de
prejuízos materiais, e mesmo de perdas de vidas humanas.
Os sistemas de
drenagem e manejo de águas pluviais proporcionam benefíciosimportantes quando
bem projectados. A aquisição de dados e informações para o planeamento dos
sistemas e o exame prévio dos problemas de operação emanutenção futura destes
sistemas é fundamental para o sucesso doempreendimento. Nestas fases, o emprego
da tecnologia é fundamental, desde aobtenção de dados hidrológicos confiáveis,
levantamentos planialtimétricos precisos,bem como definição da tecnologia a ser
utilizada no controle dos sistemasprojectados, os quais poderão ter comando
centralizado, utilizando telemetria eperfeitamente integrado aos demais
sistemas de serviços da cidade.
No sistema de
drenagem urbana convencional, as águas pluviais são escoadaspelas sarjetas das
ruas, captadas pelas bocas de lobo e levadas às galerias deáguas pluviais. Nem
sempre é necessária a existência de galerias, porque assarjetas também têm
capacidade de esgotamento; assim, a construção da galeria sóse faz necessária
quando a vazão escoada pela sarjeta se tornainconvenientemente volumosa,
prejudicando o tráfego de veículos e pedestres ouinundando propriedades
próximas.
No sistema de
drenagem urbana sustentável é promovido o retardamento e o tratamento das águas
das enxurradas, incluindo uma ou mais das seguintesestruturas: pisos
permeáveis, valas de infiltração/filtração, trincheiras filtrantes,bacias de
detenção (piscinões), entre outras. Estas acções apresentam menor impacto
ambiental e menor custo de implantação, sendo descritas com maiordetalhe nos
itens seguintes.
3.2.Técnicas
de implantação de sistemas de drenagem
As principais
técnicas de implantação de sistemas de drenagem sustentável sãoconhecidas pelas
siglas LID, SUDS, WSUD, BMP e IMP. Basicamente, cada técnicaprocura
restabelecer a hidrologia natural da região, através da gestão das
águaspluviais nas proximidades do local de incidência, ao invés de usar apenas
osmétodos tradicionais de drenagem (Mamede et
al, 2013).
Ainda em uma
escala reduzida, algumas técnicas compensatórias poderiam ser implantadas em
Moçambique, tais como:
·
Tetos Verdes, que
são telhados armazenadores, compostos por vegetação ou por britas e seixos,
favorecendo a arquitectura paisagística e ainda contribuindo para o conforto térmico
da edificação;
·
Jardim
de Chuva, que consiste em um canteiro abaixo do nível de calçada, complantações
de flores e árvores, permitindo o escoamento da água pluvial através
dainfiltração no solo, diminuindo a vazão das redes de drenagem;
·
Trincheiras
de Infiltração, que são estruturas formadas a partir de aberturas devalas e
emprego de materiais auto drenantes, como pedras de mão, brita e areia.São
recomendados em vias públicas e estacionamentos;
·
Pavimento
Permeável, que é uma óptima solução em estacionamentos e viaspúblicas de
tráfego leve, possuindo diversos formatos, cores e padronagens, sendoum recurso
ecologicamente correcto e ainda favorecendo a beleza do paisagismo; e
·
Poço
de Infiltração, que é uma abertura no solo com preenchimento dediferentes
tamanhos de pedras, visando melhoras as condições para infiltração,podendo ser
implantados em pequenas áreas.
Em complemento
às técnicas de drenagem sustentável, a captação e acumulação da água da chuva,
em grande escala, para posterior reuso em sistemas não potáveis, pode
contribuir significativamente para a redução da carga nos sistemas de drenagens
convencionais, durante a ocorrência de chuvas torrenciais, sendo, ainda, uma
importante opção para o uso racional deste importante insumo (Mamede et al, 2013).
3.2.1.Reservatórios
para controle de cheias
Os
reservatórios para controle de cheias, chamados popularmente de
"piscinões",são estruturas que funcionam para detenção ou retenção de
águas pluviais e têmfinalidade de reduzir o efeito das enchentes em áreas
urbanas. Os piscinões sãograndes reservatórios que retardam a ida da água das
chuvas para o esgoto pluvial,que é o responsável por escoá-la para os rios. Com
esse atraso, o volume de águacirculando na rede diminui, evitando o transbordo.
Estes reservatórios podemarmazenar água tanto ao ar livre como em pátios
cobertos no subsolo de áreas urbanas. O escoamento pode acontecer por
gravidade, passando por telas ecomportas, ou por bombeamento.O maior sistema de
drenagem do mundo foi construído para o controle deinundações na cidade de
Tóquio, Japão. O G-Cans Project tem cinco reservatóriossubterrâneos conectados
por uma tubulação de 6.400m e 10m de diâmetro,enterrada a 50m de profundidade.
Na época das chuvas, quatro reservatóriosrecebem a água excedente dos rios da
cidade de Saitama, nos arredores de Tóquio.
A água é
desviada para um reservatório final, com 65m de altura e 32m de diâmetro.Este
reservatório possui altura equivalente a um prédio de 22 andares.
Destereservatório, a água passa para um reservatório com capacidade para
340.000m3.
O teto deste
reservatório é sustentado por 59 pilares de 50 toneladas cada e, fora daépoca
das chuvas, está área pode ser visitada por turistas. A partir de
comandocentralizado em um moderno centro de operações, dez turbinas bombeiam a
águapara o rio Edogawa, que está localizado a uma altitude mais baixa, nos
arredores dacapital japonesa.(Mamede et
al, 2013)
Figura 1: Sala de Controle do projeto G-Cans, em Saitama,
Japão (Mamede et al, 2013)
Em Moçambique
já existe aplicação na construção de "piscinoes" para reservava de
água pluviais, embora não esteja sendo usada no consumo em todos casos por
várias razões, ao menos contribui para redução na taxa de enchentes verificados
nos bairros como mostra o exemplo na figura a seguir.
Figura 2: Reservatório de contenção de enchentes, Maputo
(Google Earth)
3.2.2.Sistema de colecta da água da chuva
Para a colecta
da água da chuva é necessária a instalação de condutores horizontais,
condutores verticais, dispositivos para filtragem, descarte da água de limpeza
do telhado e materiais grosseiros, e reservatório de armazenamento da água.
Estes componentes serão abordados abaixo, como também ilustra a figura 3.
Figura 3. Esquema de coleta de água da chuva com
reservatório de autolimpeza.
Fonte:
Tomaz (1998).
Áreas de captação
As áreas de
captação da água da chuva são geralmente telhados, lajes ou áreas Impermeáveis
como estacionamentos, calçadas e pátios.
É mais comum a
captação da água dos telhados, por apresentar melhor qualidade, visto que áreas
sobre a superfície do solo geralmente sofrem a influência directa do tráfego de
pessoas e veículos. A captação em telhados também possibilita que na maioria
dos casos a água atinja o reservatório de armazenamento por gravidade, o que
facilita o projecto.
O material do
qual é constituído o telhado é importante para a definição do coeficiente de
escoamento superficial, que determina quanto da água precipitada se transforma
em escoamento (Christmann et al,
2014).
Calhas e tubulações
A condução das
águas precipitadas sobre as coberturas da instalação predial pluvial usualmente
é feita por meio de calhas, condutores, grelhas, dentre outros componentes, que
podem ser encontrados em diversos materiais, porém os mais utilizados são em
PVC e metálicos (alumínio e aço galvanizado). As secções das calhas possuem as
mais variadas formas, dependendo das condições impostas pela arquitectura, bem
como dos materiais empregados na confecção das mesmas.
Após a água
escoar pelas calhas, os tubos de queda, ou verticais, conduzem as águas das
calhas às redes colectoras que poderão estar situadas no terreno ou presas ao
teto do subsolo no caso dos edifícios e/ ou pavimentos, ou despejar livremente
na superfície do terreno(Christmann et al,
2014).
Tratamentos
O tipo e a
necessidade de tratamento das águas pluviais dependerão da qualidade da água
colectada e do seu destino final. As concentrações de poluentes, e outras
impurezas nas águas pluviais são maiores nos primeiros milímetros da chuva,
assim recomenda-se principalmente a filtração simples, e um procedimento que é
denominado de autolimpeza da água da chuva(Christmann et al, 2014).
Cisterna:
reservatório de armazenamento para a água da chuva
O reservatório
de armazenamento tem a função de reter e acumular a água captada pelo telhado,
que é conduzida pelo sistema através da calha para filtragem e armazenada em
cisternas ou caixas d’água, ficando armazenada ao abrigo da luz e do calor e é
bombeada para uma caixa d’água superior, que pode abastecer o banheiro, a lavandaria
etc(Christmann et al, 2014).
Figura 6. Processo de captação da água da chuva (Christmann
et al, 2014).
De acordo com May
(2004) a viabilidade do sistema depende basicamente de três factores:
precipitação, área de colecta e demanda. O reservatório de água da chuva, por
ser o componente mais dispendioso do sistema, deve ser projectado de acordo com
as necessidades do usuário e com a disponibilidade pluviométrica local para
dimensioná-lo correctamente, sem inviabilizar economicamente o sistema. Baseado
nos resultados das análises realizadas e na utilização do sistema de colecta e
aproveitamento de água da chuva, seu uso para fins não potáveis deve ser
estimulado.
A cisterna pode ser
apoiada, semi-apoiada, enterrada ou elevada, e ser construída com diferentes
materiais, como: concreto armado, blocos de concreto, alvenaria de tijolos,
aço, plástico, poliéster, polietileno e outros (Christmann et al, 2014).
4.Considerações
finais
Este trabalho
mostra que com mudanças simples nas políticas de concepção de estruturas
hidráulicas é possível trazer alterações significativas na vida das populações
no âmbito de conservação e controle de enchentes e em simultâneo trazendo
alternativas no consumo não potável de água.
Dessa forma, o
aproveitando águas pluviais nas zonas urbanas do país através da reservação da
mesma pode ser um caminho sustentável face a demanda excessiva desse precioso
líquido, devendo se consciencializar a população sobre cultura de conservação
da água que os impactos positivos que possa ter no ambiente.
5.Discussão e
resultados esperados
Com base no
levantamento bibliográfico empregado na construção do trabalho pode-se detectar
que apesar de vários estudos relacionados ao tema, a água, que representa o bem
mais importante adquirido do meio ambiente e de fundamental importância para a
sobrevivência dos seres vivos, é consumida frequentemente de forma inadequada.
Diante da escassez
de água potável, é necessário, a conscientização da população referente à
maneira correcta de utilização da água, onde o desperdício não pode ocorrer, e
encontrar novas formas de captar, armazenar e aproveitar a água. A água da
chuva está disponível na grande maioria das regiões, e por isso sua captação
pode resolver problemas como as enchentes nas cidades e a ameaça de conflitos
sociais pela água.
6.Referências
bibliográficas
Oliveira, Christmann S.; Pierezan J. APROVEITAMENTO, CAPTAÇÃO E (RE) USO DAS ÁGUAS
PLUVIAIS NA ARQUITETURA, 2014.
CohimE.;Garcia A. & Asher Kiperstok.
CAPTAÇÃO E APROVEITAMENTO DE
ÁGUA DE CHUVA:dimensionamento de reservatórios.
Mamede B., Santos L.; AUTOMAÇÃO EM DRENAGEM PLUVIAL E CONTROLE
DE ENCHENTES: APROVEITAMENTO DAS ÁGUAS NOS GRANDES CENTROS URBANOS, 2013.
Tomaz, P.
(2003). Aproveitamento de
água de chuva para áreas urbanas e fins não potáveis. SãoPaulo. NavegarEditora.
HAGEMANN, Sabrina E. Avaliação da
qualidade da água da chuva e da viabilidade de suacaptação e uso. 2009.
Disponívelem<
http://w3.ufsm.br/ppgec/wp-content/uploads/Sabrina_Elicker_Hagemann_Disserta%C3%A7%C3%A3o_de_Mestrado.pdf
>.