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VIABILIDADE DA CAPTAÇÃO DA ÁGUA DA
CHUVA PARA INDÚSTRIAS
Rodrigo Pereira Rocha1, Diego da Rocha Santos
2, Wagner Morrone
3, Marcos Henrique
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RESUMO
Este artigo levantou dados sobre o sistema de captação da água da chuva e analisou sua viabilidade
como um investimento. A água é um recurso não renovável e extremamente necessário, seja para
manter a vida no planeta ou para abastecer os diversos processos produtivos que exercemos. Depois
de uma crise hídrica severa na cidade de São Paulo em 2015, a Empresa X analisou seu consumo de
água e decidiu que deveria diminuir seu gasto com este recurso. Após estudos sobre como fazer,
chegou à conclusão de que um de seus processos estava consumindo uma quantidade exagerada de
água e captá-la da chuva para abastecer esta operação era uma maneira estratégica e eficiente de
resolver essa situação. A instituição buscou todas as informações necessárias para elaborar um
projeto que iria melhorar o desempenho da empresa, implantou o sistema e obteve resultados
excelentes, permanecendo atualmente, pois contém uma maior rentabilidade, mesmo se comparado a
um investimento bancário como o CDB.
Palavras-Chave: Água, Captação, Chuva, Economia, Indústria.
1 Graduando em Engenharia Eletrônica pelo Centro Universitário Carlos Drummond de Andrade – Tatuapé – SP.
[email protected] 2 Graduando em Engenharia Eletrônica pelo Centro Universitário Carlos Drummond de Andrade – Tatuapé – SP.
[email protected] 3 Professor Orientador do curso de Engenharia Eletrônica do Centro Universitário Carlos Drummond de Andrade –
Tatuapé – SP. [email protected] 4 Coordenador e Professor Orientador do curso de Engenharia Eletrônica do Centro Universitário Carlos Drummond de
Andrade – Tatuapé – SP. [email protected]
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INTRODUÇÃO
No ano de 2015, a cidade de São Paulo, sofreu uma severa crise hídrica. Tal situação forçou
um racionamento durante meses, que obrigou as pessoas do local a trabalharem com a economia da
água. Foi durante esse período que muitas empresas expandiram seus horizontes para novos
métodos de se obter esse recurso de maneira até mais viável que a convencional.
Segundo Hespanhol e Miezwa (2005), o consumo de água na indústria é de
aproximadamente 20% da água consumida em São Paulo, um índice extremamente elevado, logo
melhores métodos de economia necessitaram ser implantados não só para diminuir os custos
financeiros, mas também evitar o uso desencadeado deste recurso que aos poucos diminui na
natureza, a melhora do aproveitamento e uso consciente das empresas que ainda não aderiram a um
sistema de economia de água se faz necessária.
A água é um recuso que sempre esteve disponível para o uso e por isso se tem uma visão
errada sobre como ela é finita e importante para toda a produção e a vida. É algo o qual se tem o
costume de desperdiçar sem pensar nas consequências que isso traz no presente e no futuro.
Um dos métodos possíveis de se economizar é aproveitando a água da chuva, se for
devidamente captada e tratada, a mesma estará adequada até para uso e consumo humano. Porém
existe uma serie de elementos que se devem conhecer e estudar antes de começar a coletar este
recurso.
Por vezes a água da chuva passa a ser vista como esgoto, que vai do telhado ao chão e
córrego, tornando-se posteriormente um rio inutilizado. O Relatório das Nações Unidas sobre
Desenvolvimento dos Recursos Hídricos (2017) expõem:
“Globalmente, a demanda de água deverá aumentar significativamente nas próximas décadas.
Além do setor agrícola, que é responsável por 70% das captações de água em todo o mundo,
grandes aumentos da demanda de água são previstos para a indústria e produção de energia”.
Aliando com as informações de Carmo, Ojima, Ojima e Nascimento (2007), onde no mundo
há diversos locais com uma vasta escassez de água doce assim torna-se necessário uma utilização
sustentável. Aliar o uso consciente com a redução dos custos e alta competitividade pode ser uma
equação ideal para o crescimento e estabilidade de uma indústria.
Neste artigo será tratado um sistema de captação de água da chuva, seus principais
elementos, focos de atenção antes de implantar o sistema e viabilidade do projeto.
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2 OBJETIVO
O objetivo deste artigo foi levantar dados sobre o sistema de captação de água da chuva e
analisar a sua viabilidade como investimento.
3 MÉTODOS
Os métodos adotados para este artigo foram pesquisas de campo em uma empresa cujo tem o
sistema de captação de água da chuva estruturado para abastecer um de seus processos de produção,
bibliográficas sobre o tema e webgráficas sobre índices pluviométricos e taxa de juros de
determinadas região e época.
4 INTERESSE DA INDÚSTRIA
A utilização da água da chuva para processos industriais é uma ótima maneira de se obter
uma economia financeira significativa. A chuva em São Paulo ocorre em boas proporções durante o
ano, o aproveitamento é massivo. O Boletim da Sociedade Brasileira de Meteorologia (2007) diz:
“As projeções de extremos segundo o IPCC AR4 sugerem para boa parte do Brasil aumentos na
frequência de extremos de chuva em todo o Brasil, principalmente na Amazônia do oeste, sul e
sudeste do Brasil. (ORSINI, 2007, p. 27)”.
Sabe-se que o consumo de água na indústria é extremamente elevado se comparado com o
uso residencial, por exemplo. De acordo com a Organização das Nações Unidas (2019), cada pessoa
necessita de 3,3 mil litros de água por mês, equivalente a 3,3m3 (cerca de 110 litros de água por dia
para atender as necessidades de consumo e higiene), assim extrapolando, uma empresa com uma
média de 150 funcionários consome 495m³.
Logo qualquer empresa devido ao seu quadro de funcionários está sujeita a um consumo alto
de água. Se for uma empresa que utiliza da água para algum processo de produção esse cosumo
aumenta ainda mais.
Dessa forma o sistema de captação da água da chuva se torna viável para diminuir este
consumo. Conforme figura 1, modelo utilizado em indústrias que pode se expandir para outras
áreas, como residencial, agrícola, comercial e demais setores econômicos.
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Figura 1 – Esboço do sistema de captação. Fonte: (Autores; 2019).
Como se pode ver na figura 1, o sistema consiste em captar a água da chuva que cai na área
do telhado da empresa, oferecer um caminho por onde ela seja filtrada ou tratada e armazenada para
uso posterior.
Segundo Ferraz e Silva (2015), um sistema que substitua a fonte fornecedora de água para
tarefas e processos se devidamente implantado pode reduzir o gasto com água em até 80%. O
impacto financeiro das distribuidoras de água, por exemplo, da SABESP em São Paulo pode ser
diminuído em números consideráveis, logo tais economias podem ser aplicadas para outras
finalidades.
Vale ressaltar que é de suma importância analisar como será feito o sistema, como será o
desempenho, quais os custos, se a empresa tem infraestrutura para implantar, onde armazenar,
conhecer bem qual processo será abastecido pelo sistema, estudar todo o projeto no geral e buscar
exemplos de empresas que já fizeram o mesmo na região.
5 SISTEMA NA PRÁTICA
A Empresa X, localizada no município de Ferraz de Vasconcelos, na região metropolitana
no estado de São Paulo, fez um estudo de monitoramento do consumo de água e constatou que ele
era excessivo. Através da análise das relações de causa e efeito demonstrado na figura 2, a empresa
teve uma maior amplitude de visão do problema e onde deveriam ser aplicadas as medidas
corretivas.
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Figura 2 – Diagrama causa e efeito da água na empresa. Fonte: (Empresa X; 2016).
Na figura 2 nota-se uma cadeia de situações e desperdícios, gerando alto consumo de água
em vários setores e situações na Empresa X. Logo, a necessidade de um meio o qual a empresa
pudesse diminuir o seu custo.
Uma das ideias propostas foi a da captação da água da chuva uma vez que a empresa tem
uma ampla área de telhado, espaço para armazenar e processos de produção que dependem
diretamente do uso desse recurso.
Assim inicia-se uma série de pesquisas e análises para obter qual seriam o custo e
desempenho desse sistema na empresa X: a quantidade de água que seria captada, tratada e
economizada indústria.
5.1 PERDAS DE ESCOAMENTO
Seguindo a NBR 15527 (2007), dependendo do que é constituído o telhado, a
permeabilidade, o ângulo e mesmo a conservação, modifica a eficiência da captação. Exemplo:
telhados lisos e metálicos são melhores se comparados com os de cerâmica por serem mais
impermeáveis, deixando mais fácil para a captação.
No caso da empresa X, o telhado é constituído de metal liso, logo sua eficiência para um
sistema de captação de água da chuva foi de grande ajuda para a decisão da companhia.
Este já foi um gasto eliminado na questão da infraestrutura que a empresa X teve, porém é
importante resaltar que em alguns casos para que o sistema tenha o desempenho desejado é
necessário que o material do telhado seja trocado ou revestido.
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5.2 FILTRO
O telhado de qualquer empresa está exposto a uma imensa quantidade de impurezas que não
são nada interessantes para o sistema de captação de água da chuva, para isso sempre deve ser
colocado no projeto um sistema de filtragem e se for necessário tratamento da água captada.
No caso da empresa X, como o foco para essa água captada da chuva não era o consumo
humano, não houve a necessidade de tratamento da água. Mas, ainda sim filtros foram colocados
para impedir que resíduos como pedras, poeira, musgo, insetos, entre outros atrapalhassem quando
um processo fosse ser abastecido pelo sistema.
O modelo escolhido pela companhia foi do tipo vortex mostrado na figura 3, pois eles
tinham as qualidades que eram procuradas pela empresa X.
Figura 3 – Filtros Vortex. Fonte: (Engeplas; 2019).
De acordo com CARDOSO (2009), os filtros se localizam na junção dos tubos que trazem a
água da chuva de vários condutores, assim aumentando a eficiência. Aderem uma filosofia original
no ramo da filtragem que em eficiência se garante, deixando a água da chuva livre de sujeiras como
galhos, musgos, folhas e insetos, quase sem perda de água e com necessidade quase isenta de
manutenção. A capacidade de filtragem é de partículas de até 0,28 mm e a de captação em media
90% da água.
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A empresa X, buscou construir um sistema que precisasse do mínimo de manutenção. Assim
por mais que o custo do projeto poderia se elevar a economia com a mão de obra posterior
compensaria esse gasto inicial.
Em alguns projetos do sistema de captação de água da chuva, é colocado um sistema
inteligente para melhorar a eficiência da filtragem. Os coletores de água do telhado ficam fechados
enquanto não há chuva e quando começa a chover se inicia uma contagem, geralmente de dois a
cinco minutos para dar tempo das principais impurezas serem retiradas apenas então os coletos se
abrem e começam a captar a água da chuva provinda dos telhados que posteriormente ainda passam
por um filtro ou semelhante.
5.3 POTENCIAL DE CAPTAÇÃO
Como já foi citado nesse artigo, é de suma importância que a empresa antes de decidir
colocar o projeto em pratica estudar todos os seus pontos positivos e negativos: custos do plano, a
região onde a companhia se localiza, o espaço para armazenar o resurso, desempenho do sistema,
qual vai ser a finalidade da água captada, se haverá necessidade de tratamento especial e entre
outros.
Consultando a NBR 15527 (2007), pode-se obter a seguinte equação adaptada para o cálculo
do potencial de captação de um telhado em determinada região:
(1)
Onde:
“P” é potencial de captação
“I” é índice pluviométrico anual da região
“A” é área do telhado
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“C” é coeficiente de escoamento
“E” é eficiência do filtro.
5.4 POTENCIAL NA EMPRESA X
Quando se pensa em um sistema de captação de água da chuva, a primeira coisa que se deve
perguntar é o quanto chove na região que se pretende implantar o projeto.
O sistema pode ser implantado com os melhores materiais e mão de obra, porém mesmo
assim não desempenhar o que a empresa deseja, por isso também é muito importante conhecer a
região onde esse projeto vai ser situado.
O quanto chove no local é a primeira coisa que devemos analisar logo os níveis pluviométricos
da região se fazem necessários para este projeto. Índice pluviométrico é a medida de quantos
milímetros de água chove por ano por m². Exemplo: se no município de São Paulo chove em torno
de 1.350 mm/m² por ano, que são iguais a 1.350 litros ou 1.35 m³ por metro, se multiplicado pela
área do telhado fornece o máximo de água que pode ser captado.
Com base nos dados obtidos com a Empresa X (2016), no município de Ferraz de
Vasconcelos no ano de 2015 houve:
1.411mm ou 1,4m³ de chuva no ano como mostra a figura 4
A área do telhado da indústria é 525m²
A qualidade do telhado é de metal liso 85%
A qualidade do filtro de 90% de vazão.
Com a equação 1 foi obtido o potencial de 566m³/ano ou 566.000 litros por ano.
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Figura 4 – Índice pluviométrico de Ferraz de Vasconcelos. Fonte: (Empresa X; 2016).
O melhor meio de aproveitar este potencial depende do quanto à empresa pode armazenar e
quais processos serão abastecidos por esta água. No caso da empresa X, foi utilizado no processo de
fosfatização que demanda muito deste recurso e logo necessitou de um grande reservatório.
5.5 RESERVATÓRIO
Quando se começa a pesquisar e estudar sobre o sistema de captação de água da chuva, o
reservatório pode parece algo simples e que não merece a devida importância. Porém, ele é um
elemento crucial para o bom desempenho do projeto.
A água se não for devidamente armazenada pode trazer diversos problemas para a empresa,
além de poder acabar sendo desqualificada para o seu destino final.
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O reservatório por muitas vezes acaba sendo o maior empecilho na hora de implantar o
sistema de captação de água da chuva. Seu alto custo surpreende os pretendentes a adotar esse
projeto uma vez que muitos pensam que ele se consiste apenas de uma caixa d’água.
Assim como nos outros elementos do sistema de captação de água da chuva, o tipo de
reservatório pode mudar dependendo da finalidade que for desejada para o recurso coletado.
Geralmente, quando se deseja o consumo humano dessa água os componentes do projeto são mais
caros.
Porém, a parte que costuma exigir mais atenção na hora de escolher um reservatório não é o
tipo e sim o tamanho. Quanto maior mais espaço será ocupado na empresa e mais caro será, mas, se
for pequeno demais poderá haver um grande desperdício de água coletada que seria um uso
deplorável do projeto.
Segundo Amorim e Pereira (2008), o ideal é que o reservatório não fique muito tempo
ocioso assim como não deve exceder o seu limite desperdiçando a água coletada com frequência.
Para que isso seja evitado devemos dimensionar corretamente o reservatório.
O dimensionamento do reservatório depende de diversos fatores entre eles:
Região do projeto
Objetivo final da água coletada
Variação dos dados pluviométricos
Quantidade de consumo de água onde será abastecido pelo projeto
Área onde será feita a captação
Geralmente o cálculo é feito visando que alguns meses chovem mais e em outros chove menos.
O ponto que se deseja chegar é que nos meses que chove mais a água não transborde e nos meses
que chova menos essa água sobressalente dos outros seja utilizada.
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Desse modo o sistema de captação da água da chuva está condicionado a desempenhar de
modo que é muito mais vantajoso para a empresa. Assim podendo atingir números formidáveis de
economia desse recurso.
No caso da empresa X, foi utilizado um reservatório de grande porte, pois os índices
pluviométricos eram favoráveis e o destino escolhido demandava muita água.
5.6 PROCESSO DE FOSFATIZAÇÃO
De acordo com o projeto da Empresa X (2016), um de seus processos essenciais para a
produção consome uma quantidade imensa de água e isso causava um gasto exorbitante que já não
cabia mais a empresa pagar, pois estava diminuindo seu lucro.
O processo em questão é o de fosfatização que consiste em oito tanques de 1000 litros,
sendo quatro de produtos químicos e os outros quatro de água para o enxágue das peças, conforme
demonstrado na figura 5.
Figura 5 – Fluxograma do processo de fosfatização. Fonte: (Empresa X; 2016).
Conforme a entrada do processo:
A primeira etapa é o desengraxante, para retirar toda a oleosidade das peças.
A segunda é o enxágue do desengraxante, retirando o excesso de produto da peça.
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A terceira é o decapante, que retira as imperfeições de solda e as oxidações
superficiais das peças.
A quarta é a lavagem do decapante, que retira o produto das peças.
A quinta é o refinador, que prepara a peça para o próximo processo.
A sexta é o fosfato, aplicando uma camada de cristais de fosfato.
A sétima e a oitava são enxágue, para remover a acidez que se encontra nas peças.
Analisando o processo acima é possível ver que o emprego de água é excessivo, pois têm
quatro tanques de 1.000 litros, estes tanques são limpos duas vezes na semana gerando um consumo
de 8.000 litros, com um gasto de 32.000 litros de água por mês.
Portanto este foi o processo escolhido pela empresa X, porque alem de ter esse alto consumo
de água, não necessita de água potável, logo os gastos que poderiam ser gerados para tratar a água
foram dispensados.
6 RESULTADOS DO SISTEMA
Como já foi anteriormente citado neste artigo, a Empresa X (2016), fez um estudo sobre
seus custos, identificou um alto consumo de água e tomou algumas providencias para resolver este
problema.
Estudou a fundo sobre o sistema de captação de água da chuva e decidiu que era uma ótima
opção para resolver um problema com o processo de fosfatização que consume uma quantidade
imensa deste recurso.
Para ter a certeza de que a aplicação deste sistema era o melhor investimento para a
empresa, foram levantados dados sobre aplicações bancarias de baixo risco, chamadas de CDB.
Após, foi feita uma comparação entre a rentabilidade do dinheiro caso fosse aplicado no banco ou
no sistema de captação como mostra a figura 6.
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Figura 6 – Cálculo do ROI. Fonte: (Empresa X; 2016).
De acordo com Vieira, Verde, Bezerra, Rodrigues e Ismael (2011), ROI significa retorno
sobre investimento e é um dos melhores indicadores para analisar a viabilidade de um investimento
para uma empresa, pois combina fatores de lucratividade como: receitas, custos e investimento e
apresenta um resultado em porcentagem, assim deixando melhor para comparar com outros
investimentos sejam eles internos ou externos a companhia.
Como é visível, o sistema de captação de água da chuva mesmo subtraindo seu custo entre
materiais e implantação, acaba sendo mais vantajoso para a empresa do que uma aplicação bancaria.
Porém, analisando os dados obtidos no site do Banco Central do Brasil (2019), foi notável o
fato de que a taxa de juros anual da época, que é a base da rentabilidade desta aplicação, era
extremamente alta, sendo ela de 14,25% ao ano.
Atualmente, devido a uma melhora na economia do país temos uma taxa de 6,5% ao ano e
com esta simples mudança na economia o sistema de captação torna-se ainda mais rentável se
comparado a aplicações bancárias semelhantes.
Para as afirmações dadas serem mais precisas foi levantado o índice pluviométrico mais
recente da região de Ferraz de Vasconcelos, ou seja, de 2018 para 2019 os dados foram obtidos no
site Tempo Agora (2019), com eles foram comparadas novamente à diferença da rentabilidade entre
a aplicação bancária e o sistema de captação. Na tabela 1 pode-se observar a divergência entre os
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dois investimentos considerando as informações mais atuais.
Tabela 1 – Comparação de Investimentos em 2019.
2019 CDB Sistema de C.
Valor Inicial R$ 19.063,00 R$ 19.063,00
Tempo Investido 58 meses 58 meses
Faturamento R$ 25.690,72 R$ 52.374,92
Custos R$ 1.219,80 R$ 19.063,00
Lucro R$ 24.470,92 R$ 33.311,92
Fonte: (Autores; 2019).
O sistema de captação segue sendo um melhor investimento, pois analisada a diferença dos
valores obtidos pela Empresa X em 2016 e os deste artigo em 2019, será mais uma comprovação de
que as empresas que decidiram investir seu dinheiro em um sistema de captação tiveram e ainda
estão tendo um retorno formidável.
Imaginando um cenário positivo para o futuro do país onde a economia só tem a melhorar
cada vez mais, o sistema de captação de água da chuva também só tem a melhorar, pois quanto
melhor a economia menor é a taxa de juros, logo os investimentos desse gênero pagam menos.
No gráfico 1 tem as informações das tabelas da figura 6 e da tabela 1 para uma
representação visual do quanto o sistema de captação se sobressaiu a aplicação bancaria com o
passar do tempo.
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Gráfico 1 – Investimentos em épocas distintas.
Fonte: (Autores; 2019).
Como é visível no gráfico, atualmente o sistema de captação de água da chuva é muito mais
vantajoso comparado ao investimento bancário, principalmente quando levamos em consideração as
seguintes informações: para o cálculo da rentabilidade do CDB foi utilizado o tempo de 58 meses
para o dinheiro aplicado e para o sistema de captação apenas 36 meses, pois foram retirados 22
meses para o projeto pagar seu custo.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Conforme Coral (2002), um dos focos globais atualmente vem sendo a diminuição dos
custos. Sejam eles dentro de uma indústria, em um escritório ou uma residência, para assim ser
possível que esse capital economizado receba outro fim mais vantajoso. Outro foco seria a
sustentabilidade ecológica que inclusive fornece algumas certificações para empresas que cumprem
certos requisitos, isto sendo um dos frutos de diversos esforços políticos para uma gestão
sustentável, assim como as leis que exigem alguns requesitos ecológicos mínimos das empresas
para poderem atuar legalmente, caso não cumpram as penalidades podem ser de multas indo até o
fechamento da empresa.
Visualizando os resultados expostos neste artigo é visível que a sustentabilidade do projeto
aliada a sua alta rentabilidade é um dos seus pontos mais fortes, verifica-se pela tabela 1 que ao
R$ 0,00
R$ 5.000,00
R$ 10.000,00
R$ 15.000,00
R$ 20.000,00
R$ 25.000,00
R$ 30.000,00
R$ 35.000,00
2016 2019
CDB
Sistema de Captação
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final dos 58 meses estipulados para montagem tem-se o sistema pago, e um lucro de R$ 33.311,92
alem de todo o esquema de captação implantado e funcionando mês a mês gerando alta economia
de água assim diminuindo o impacto ecológico da empresa e aumentando seus lucros.
Olhando pelo outro lado, uma empresa que tenha optado por aplicar o dinheiro no lugar de
implantar o sistema de captação, além de no final do tempo estipulado para a simulação na tabela 1
estar com uma quantia inferior de capital, a companhia terá apenas o dinheiro e mais nada. No
momento em que for necessário usar esse recurso para algo cessara totalmente sua rentabilidade.
O sistema de captação de água da chuva assim que for cotado pela empresa pode parecer
algo caro, pois há diversos pontos a serem analisados, equipamentos para serem comprados,
algumas vezes é necessária alguma mudança na infraestrutura para poder ser implantado e tem o
custo da mão de obra.
Porém se a empresa estudar todos os tópicos discutidos neste artigo analisar qual seria o
melhor modo de aplicar na companhia, qual o melhor processo para ser abastecido, o filtro com
maior eficiência, onde vão armazenar a água coletada, calcular quanto será possível captar, entre
outros.
Fica claro para as empresas que fizerem o estudo que o investimento inicial para implantar o
sistema de captação de água da chuva é algo que se torna mínimo se for comparado com o quanto a
companhia irá economizar e lucrar.
Conclui-se que o sistema de captação da água da chuva é um investimento sustentável
ecologicamente, podendo ser implantado em diversos setores e adaptado para atender a necessidade
de quem o utiliza. Quando se coloca a questão do quanto à gestão ecológica é visada atualmente e
todos os pontos negativos de não seguir um caminho sustentável pode-se ver claramente que
empresas com um sistema de captação da água da chuva ou semelhantes em suas plantas estão
caminhando mais rápido e de maneira mais eficiente para um sucesso que todos desejam.
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