III ENECS – ENCONTRO NACIONAL SOBRE EDIFICAÇÕES E COMUNIDADES SUSTENTÁVEIS

ANÁLISE ECONÔMICA E FUNCIONAL DE RACIONALIZAÇÃO DO USO DE ÁGUA EM UMA EDIFICAÇÃO UNIVERSITÁRIA

Ricardo Nagamine Costanzi (ricardo.costanzi@poli.usp.br) Doutorando do Departamento de Hidráulica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo e Docente da Universidade Estadual do Oeste do Paraná Benedito Martins Gomes – (bmgomes@unioeste.br) Área de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental – RHESA/Universidade Estadual do Oeste do Paraná Alethéa Shiki (ashiki@terra.com.br) Graduanda do curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual do Oeste do Paraná RESUMO A importância cada vez maior de minimizar o consumo e reutilizar direta e/ou indiretamente a água tem incidido sobre os sistemas prediais hidráulicos das instalações prediais, sendo que o estudo de racionalização do uso de água em edificações deve considerar a funcionalidade do sistema de instalações prediais, bem como a viabilidade econômica para a implantação de alterações de partes ou de todo sistema instalado. Este trabalho teve como objetivo verificar a viabilidade econômica de modificação de equipamentos do sistema predial de água fria de uma edificação universitária localizada na cidade de Cascavel/PR, bem como a funcionalidade dos equipamentos instalados. O período de retorno para modificação do sistema com equipamentos economizadores foi de aproximadamente 2 anos com a restrição a um grupo de aparelhos ou a real necessidade da edificação. Palavras-chave: água, minimização, instalação predial ECONOMICAL AND FUNCTIONAL ANALYSIS OF RATIONALIZATION OF THE

USE OF WATER IN AN ACADEMICAL BUILDING

ABSTRACT The importance to minimize the consumption of water and direct and/or indirectly reuse of water has increase and has happened on the hydraulic systems of the building installations. The study of rationalization of the water use in constructions must consider the functionality of the hydraulic system installations, as well as the economic viability for the implantation of alterations of parts or all installed system. This work had as objective to verify the economic viability of equipment modification of water building system of a located university in the city of Cascavel/PR, as well as the functionality of the installed equipment. The period of return of investment for modification of the system with economizers equipment was of approximately 2 years with the restriction to a group of devices or the real necessity of the building system. Keywords: water, minimization, building installation

1. INTRODUÇÃO A água é um bem de extrema importância ao ser humano, porém poucos são aqueles que se dão conta disto. Segundo TAKAGI (2000) apud TOMAZ (1997), cinco bilhões de pessoas ficarão sem água potável em 2025. As previsões do físico japonês começam a fazer sentido a partir do momento em que os dados sobre abastecimento de água no Brasil vêm surgindo. É sabido que o Brasil é o país que possui a maior quantidade de água potável no planeta, porém, no Nordeste se concentram apenas 7% dos recursos hídricos do país, sendo que existe uma população correspondente a 29% do total de brasileiros. Desta forma, existe uma necessidade iminente para ações que visem a minimização do consumo de água. É tão acentuada a preocupação para o problema da água que as grandes empresas do ramo de instalações hidráulicas também vem investindo em desenvolvimento e pesquisa para se adequar e auxiliar na economia de água. É dessa motivação que surgem os equipamentos economizadores de água. Existem no mercado equipamentos hidráulicos que podem e devem ser utilizados no combate ao desperdício de água. Estes equipamentos economizadores têm como proposta oferecer ao usuário utilizar apenas o necessário, assim, torneiras e descargas só despejam água em quantidade mínima para exercer sua função. Em outros componentes como chuveiros e ralos, a solução é controlar a vazão. Os exemplos de equipamentos economizadores são as bacias de apenas 6 L, enquanto que as bacias convencionais funcionam com 12 L, para a mesma função. Fazem parte desta lista de equipamentos economizadores os arejadores para pias e torneiras, restritores de vazão para chuveiros e torneiras, as torneiras com fechamento automático ou com sensores, entre outros. No Quadro 1 são demonstrados os equipamentos mais utilizados no mercado e a economia de água com equipamentos economizadores.

QUADRO 1 - Equipamentos economizadores

Equipamento Consumo em equipamento convencional

Equipamento economizador

Consumo de equipamento economizador

Bacia com caixa acoplada 12 l/descarga Bacia VDR 6 l/descarga Bacia com válvula bem regulada 10 l/descarga Bacia VDR 6 l/descarga Ducha (quente+fria) até 6mca 0,19 l/s Restritor vazão 8l/min 0,16l/s Ducha (quente+fria)-15 a 20mca 0,34 l/s Restritor vazão 8l/min 0,13 l/s Torn. de pia–até 6mca 0,23 l/s Arejador vazão 6l/min 0,10 l/s Torn. de pia–15 a 20mca 0,42 l/s Arejador vazão 6l/min 0,10 l/s Torn. Uso geral/tanque–até 6mca 0,26 l/s Regulador de vazão 0,13 l/s Torn. Uso geral/tanque–15 a 20mca

0,42 l/s Regulador de vazão 0,21 l/s

Torn. Uso geral/tanque–até 6mca 0,26 l/s Restritor de vazão 0,10 l/s Torn. Uso geral/tanque–15 a 20mca

0,42 l/s Restritor de vazão 0,10 l/s

Torn. de jardim–40 a 50mca 0,66 l/s Regulador de vazão 0,33 l/s Mictório 2,00 l/uso Válvula automática 1,00 l/uso

Fonte: SABESP (2001)

Existem ainda outros tipos de equipamentos economizadores que estão sendo lançados. Um exemplo é a Válvula de Descarga Ciclo Fixo de 6 litros por fluxo. Esta válvula tem a mesma economia da Bacia com caixa acoplada. Os fabricantes estão se adequando as necessidades de desempenho dos equipamentos visando diminuir o desperdício de água e portanto espera-se que muitas novidades nesta área venham a surgir durante os próximos anos. Na Figura 1 podemos observar o percentual de economia proporcionado pelo tipo de equipamento utilizado.

FIGURA 1 - Percentual de economia proporcionado pelo tipo de equipamento Fonte: SABESP (2001)

Observando a Figura 1 nota-se que a economia com o uso dos equipamentos economizadores varia de 32% a até 76%, o que só vem comprovar a eficácia destes. Desta forma, além da conscientização da população para a necessidade de se economizar água, é possível desenvolver sistemas hidráulicos com função de se racionalizar o abastecimento de água, sem que o conforto dos usuários seja diminuído. É para tanto que este trabalho vem se desenvolver, baseado em estudos de medição e pesquisa. 2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral

O intuito deste trabalho é realizar estudos para se obter uma forma de minimização no consumo de água do bloco A (salas de aula) do campus de Cascavel da Universidade Estadual do Oeste do Paraná.

50%

40%

32%

62%

57%

76%

50%

50%

62%

76%

50%

50%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%

Bacia caixa acoplada

Bacia váluva descarga

Restritor de Vazão para ducha 6mca

Restritor de Vazão para ducha 15 a 20mca

Arejador para torneira de pia 6mca

Arejador para torneira de pia 15 a 20mca

Regulador de vazão para torneira uso geral/tanque 6mca

Regulador de vazão para torneira uso geral/tanque 15 a 20mca

Restritor de vazão para torneira uso geral/tanque 6mca

Restritor de vazão para torneira uso geral/tanque 15 a 20mca

Regulador de vazão para torneira de jardim - 40 a 50mca

Válvula automática para mictório

Economia %

2.2 Objetivos Específicos

Este trabalho tem como objetivos específicos:

♦ Determinar e comparar o consumo individual de água na edificação destinada a salas de aula no campus da UNIOESTE da cidade de Cascavel; ♦ Propor e analisar a viabilidade econômica de novos equipamentos hidráulicos no sistema predial existente;

3. MATERIAL E MÉTODOS

A coleta de dados e o estudo foram divididos conforme o apresentado a seguir:

3.1. Edificação – Unioeste

A edificação em questão pertence ao campus de Cascavel - UNIOESTE, mais especificamente o Bloco A de salas, sito a rua Universitária nº 1619, na cidade de Cascavel, Paraná. A edificação contém quatro pavimentos e se destina a salas de aula. 3.1.1. Dados referentes aos usuários do Bloco A

O número de acadêmicos no campus de Cascavel foi levantado junto a Secretaria Acadêmica da Universidade Estadual do Oeste do Paraná, no campus de Cascavel, situada no prédio antigo, Bloco B. O número de acadêmicos foi dividido de acordo com o período em que o acadêmico estuda. 3.1.2. Dados referentes ao consumo do Bloco A

O abastecimento de água do campus da UNIOESTE é composto de um hidrômetro junto ao reservatório, situado na entrada do campus. Para que fosse possível a medição do consumo de água somente da edificação em estudo, foi instalado um hidrômetro próximo a caixa d’água situada na laje superior do 3º pavimento. Foram realizadas duas medições, para que fosse possível obter o consumo de água da edificação. 3.1.3. Estudo do sistema hidráulico predial

Para obter informações sobre o sistema hidráulico do bloco A contou-se com o auxílio do Engenheiro responsável pelo Departamento de Obras do campus. Este forneceu informações sobre os projetos hidráulicos, a forma de abastecimento do campus e principalmente do bloco em questão, além das mudanças no sistema hidráulico que não estavam registrados nos projetos. Foram quantificados os equipamentos sanitários pelo projeto de instalações hidráulicas e por inspeção à edificação, possibilitando verificar o funcionamento do sistema hidráulico.

3.1.4. Análise da viabilidade econômica

Foi realizado o cálculo do período de retorno, considerando os juros mensais de 1% ao mês e o investimento inicial como sendo a implantação do sistema economizador e uma diminuição dos custos mensais relacionados a diminuição do consumo de água.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.1. Edificação – UNIOESTE

Após todo o processo de estudo e vistoria na edificação, reuniram-se os dados coletados da seguinte forma: 4.1.1. Dados referentes aos usuários do Bloco A

O número de acadêmicos no campus de Cascavel foi de:

Período Integral: 1459 pessoas Período Matutino: 326 pessoas Período Noturno: 1043 pessoas

No total são 2828 acadêmicos que frequentam as instalações do edifício Bloco A da UNIOESTE/Cascavel. Este dado é relevante, pois assim pode-se averiguar o consumo de água médio por pessoa dentro da edificação, além do número de aparelhos sanitários ideal (necessários). 4.1.2. Dados referentes ao consumo do Bloco A As medições realizadas no hidrômetro situado próximo às caixas d’água situadas na laje superior do edifício em questão proporcionaram a verificação do consumo mensal de aproximadamente 618 m³, o que equivale a um consumo diário de 23,78 m³. Considerando-se o número de alunos, obteve-se um consumo per capta de aproximadamente 8,4 litros por dia. Um consumo baixo se admitirmos que uma pessoa utilize o vaso sanitário e o lavatório, o vaso gastando cerca de 12 litros e o lavatório 2 litros, o consumo por pessoa seria próximo de 14 litros/dia. 4.1.3. Estudo do sistema hidráulico predial

Para o bloco A, foram projetadas três caixas d’água de 500 litros, distribuídos ao longo da edificação. Observando que estas caixas não seriam suficientes, foram implantadas mais três de 500 litros ligadas em paralelo com cada caixa d’água existente, obtendo-se no final 3.000 litros de água (3,0 m³). Houve também a necessidade de instalação de uma moto-bomba para que o abastecimento deste edifício fosse concluído de forma satisfatória. No projeto as caixas d’água e a moto-bomba foram implantadas posteriormente ao término da obra e não constam do projeto. Foram quantificados os equipamentos sanitários pelo projeto e pela inspeção à edificação apresentados no Quadro 2.

QUADRO 2 – Quantificação dos aparelhos sanitários por pavimento

I.S.F. I.S.M. I.S. PVTO. Bacia

Sanit. Lavat. Bacia

Sanit. Lavat. Mict. Bacia

Sanit. Lavat. Pia

Bebedor

Pia

Térreo 7 7 7 4 4 2 2 - - 3 1º 21 21 21 12 12 - - - 2 - 2º 21 21 21 12 12 - - - 2 - 3º 15 18 15 9 12 8 8 8 2 -

Total 64 67 64 39 40 10 10 8 6 3

4.1.4. Demanda de equipamentos sanitários

Para analisar se o número de equipamentos sanitários é suficiente para atender às necessidades do usuário de forma correta e satisfatória, fez-se um cálculo da quantidade de equipamentos que a literatura exige. Para tanto, utilizou-se tabela em CREDER (1984). Sendo assim obteve-se: O número de alunos é de 1785 (considerou-se como crítico o período matutino onde permanecem na edificação os alunos do período integral mais os alunos do período matutino) Na tabela não consta o tipo de edifício Universidade, portanto considerou-se como sendo Escola Secundária. Não foi possível conseguir dados quanto ao número de alunos por sexo, portanto, estimou-se 50% homens e 50% mulheres (893 homens e 892 mulheres), obtendo-se: Bacias Sanitárias:

Instalações Sanitárias Masculinas: 9 bacias Instalações Sanitárias Femininas: 20 bacias

Mictórios: Instalações Sanitárias Masculinas: 30 mictórios

Lavatórios: Instalações Sanitárias Masculinas/Femininas: 18 lavatórios

Bebedores: 24 bebedores Este levantamento foi comparado com o número de aparelhos existentes e serão apresentados no Quadro 3.

QUADRO 3 – Quantidade de equipamentos existentes e estimados Equipamentos Existente Estimado Bacia Sanitária 138 29 Lavatórios 116 30 Mictórios 40 30 Bebedores 6 24

Nota-se, através do Quadro 3, o superdimensionamento dos equipamentos sanitários, com exceção dos bebedores, os quais seriam necessários em um número quatro vezes maior.

4.1.5. Reservação

As caixas d’água locadas na laje superior do 3º pavimento são em número de seis (como já foi citado), somando um total de 3m³ (6 caixas de 0,5m³). Estes reservatórios possuem apenas função de caixas de passagem e não de reservação, visto que existe o reservatório principal, localizado próximo a reitoria. Considerando um consumo de 8,4 l/dia por aluno, as caixas atendem ao esperado. 4.1.6. Estudo econômico para modificação dos sistemas hidráulicos

O levantamento do custo de troca das torneiras de pressão por torneiras de fechamento automático e das válvulas hidro por vasos sanitários com caixa acoplada encontra-se no Quadro 4.

QUADRO 4 – Custos de material Item Custo Unitário

(R$) Quantidade Custo (R$)

Válvula de fechamento automático para mictório 166,75 40 6.670,00 Vaso sanitário com caixa acoplada 132,50 138 18.285,00 Torneira de fechamento automático 123,25 116 14.297,00

Acessórios (Tê c/ redutor, Luva, Tubulação, joelho, Argamassa, Tinta e outros)

- - 2.550,00

Mão-de-obra - - 2.600,00 Sendo assim o valor dos custos para instalações dos equipamentos economizadores serão de R$44.402,00. A Sanepar cobra para consumidores acima de 30 metros cúbicos de consumo mensal R$2,65/m³. Sendo assim o custo da água consumida no prédio é de: Custo = Custo por m³ x Consumo mensal Custo = 2,65 x 618 m³ Custo = R$1.637,70 mensais O retorno do investimento foi calculado considerando juros mensais de 1% e uma estimativa de economia de aproximadamente 42% de acordo com as seguintes formulações: - consumo teórico de água para beber de aproximadamente 4% (CHAIN et al, 2000); consumo com descargas de vaso e mictório de aproximadamente 65% e uso do lavatório de 30%, o que corresponde a uma economia mensal de R$688,00. Aplicando a relação obteve-se que o tempo de retorno será de 104,2 meses ou aproximadamente 8 anos e 9 meses. No caso do Bloco A, o número de aparelhos sanitários está acima do necessário. Para analisar o efeito de economia que haveria se a quantidade de equipamentos estivesse de acordo com o ideal, apresentaram-se os cálculos no Quadro 5.

QUADRO 5 – Custos de material – situação ideal Item Custo Unitário

(R$) Quantidade. Custo (R$)

Registro de fechamento automático para mictório 166,75 30 5.002,50 Vaso sanitário com caixa acoplada 132,50 30 3.975,00 Torneira de fechamento automático 123,25 30 3.697,50 Acessórios (Tê c/ redutor, Luva, Tubulação, joelho, Argamassa, Tinta e outros)

- - 760,00

Mão-de-obra - - 815,00 Sendo assim o valor dos custos para instalações dos equipamentos economizadores serão de R$14.250,00. Aplicando-se juros de 1% ao mês, obteve-se que o tempo de retorno será de 23,3 meses ou aproximadamente 2 anos.

5. CONCLUSÃO

A conscientização da racionalização água se faz necessária. Porém, observa-se a necessidade de modificação, não só da forma de uso da água, como do desenvolvimento de equipamentos e sistemas que visem diminuir o consumo de água mantendo a função do sistema predial de água fria. Desta forma, pode-se verificar que para o sistema em uso no bloco de salas de aula da UNIOESTE, existe a necessidade de um ajuste do número de aparelhos sanitários que atendem a edificação para possibilitar a implantação de equipamentos economizadores e a viabilidade econômica dos mesmos. O cálculo do período de retorno para troca e instalação de aparelhos economizadores de água no sistema predial de água fria foi de aproximadamente dois anos, o qual pode ser considerado relativamente baixo. Quanto ao consumo médio per capita a edificação universitária apresentou consumo de 8,4 litros/pessoa/dia. Um valor baixo se admitirmos que uma pessoa que utilize o banheiro uma vez ao dia gasta cerca de 14 litros. Enfim, o que se observou através deste trabalho foi a gama de métodos e materiais que já estão a disposição para ser usado na racionalização da água. Cabe ao governo incentivar através de leis e normas, o uso dos equipamentos economizadores de água; aos fabricantes de equipamentos hidráulicos cabe continuar a pesquisar e criar peças que possibilitem a economia de água; e aos engenheiros, projetar sistemas racionais de uso de água.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CHAIN, R. R.; NETTO, C. A. M. F.; MESSUTI, E.; RIBEIRO, L. A. Sistema de reaproveitamento de água para edificações. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA, 20º, 2000.

CREDER, H. Instalações Hidráulicas e Sanitárias. 3ª Edição. Rio de Janeiro: Editora LTC, 1984. 404p.

TOMAZ, P. Conservação da água. São Paulo, 1997. 294p.

www.sabesp.com.br