Dispositivo automático para proteção da qualidade da água de chuva das cisternas

certificada 2013

Instituição
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
Endereço
Rodovia BR 104, km 59, s/n - Nova Caruaru - Caruaru/PE
E-mail
sylvana.ufpe@gmail.com
Telefone
(81) 2126-7774
Responsáveis pela tecnologia
NomeTelefoneE-mailRedes Sociais
Júlio Cesar Azevedo Luz de Lima(81) 9488-5269juliocesarazevedo@gmail.com
Sávia Gavazza(81) 8835-1390savia@ufpe.br
Sylvana Melo dos Santos(81) 9297-2976sylvana.ufpe@gmail.com
Resumo da Tecnologia

Foi concebido um dispositivo para proteção sanitária de cisternas. Este faz o desvio automático das primeiras águas de chuva e permite que impurezas, introduzidas na água da chuva durante a lavagem da atmosfera e superfície de captação (telhado e calhas), sejam desviadas e não atinjam as cisternas.*{ods3},{ods6}*

Tema Principal

Recursos Hídricos

Tema Secundário

Saúde

Problema Solucionado

Antes de atingir as cisternas, diversas impurezas são introduzidas nas águas de chuva durante a passagem desta pela atmosfera, carreando materiais em suspensão e dissolvendo possíveis gases poluentes da atmosfera, e telhado e calhas, que podem conter impurezas depositadas, como fezes de animais, restos de folhas, poeira, etc. O conceito de se desviar os primeiros milímetros de cada chuva não é novo, mas boa parte dos dispositivos existentes é de difícil instalação e operação, principalmente no tocante à vedação. Por esta razão, quando instalado, em decorrência dos problemas operacionais, os moradores acabam abandonando e desconectando o dispositivo do sistema de coleta de água. Além disso, os moradores são orientados, quando do recebimento das cisternas dos diversos programas de governo, a realizar manualmente o descarte das primeiras águas de chuva, no início de cada evento chuvoso, independente do horário em que se inicie. O dispositivo desenvolvido no âmbito desta pesquisa é simples e faz o descarte de forma automática, de modo que os moradores se isentem da preocupação de levantar, muitas vezes de madrugada, para desviar as águas que levariam impurezas às cisternas.

Objetivo Geral

Avaliar o desempenho do dispositivo de desvio das primeiras águas de chuva aplicado a cisternas no semiárido pernambucano.

Objetivo Específico

- Monitorar a qualidade da água armazenada em cisternas, com e sem dispositivo de desvio automático, durante ciclos consecutivos de chuvas e estiagens. - Estudar a influência da intensidade pluviométrica na determinação do volume de água a ser descartado através do dispositivo automático de desvio das primeiras águas de chuva, necessário para limpeza da atmosfera e sistema de captação. - Verificar a eficiência do dispositivo de desvio automático em reter impurezas ao longo do percurso da água em um sistema de captação (teto-ductos-desvio-cisterna).

Solução Adotada

O dispositivo, dimensionado para desviar o primeiro milímetro de chuva, foi confeccionado em tubos e conexões de PVC, objetivando uma montagem simples e rápida, mas garantindo, também, estanqueidade. No início da precipitação, o sistema deve estar completamente vazio para receber as primeiras águas de chuva que lavam a atmosfera, o telhado e as calhas. Neste momento, com base no princípio de vasos comunicantes, os tubos são cheios até atingir a capacidade total do dispositivo, cujo volume é calculado em função da área do telhado. Em seguida, a água com níveis de impurezas reduzidos é encaminhada à cisterna. Ao final de cada evento chuvoso o dispositivo deve ser esvaziado manualmente para funcionar plenamente na próxima chuva. O dispositivo desenvolvido foi instalado em uma residência localizada na cidade de Pesqueira-PE, cujo telhado apresenta inclinação de 27% e área igual a 50,77 m2, o que resultou em 6,5 m de tubos para armazenar 1 mm de precipitação. O objetivo foi analisar o comportamento e a eficiência do dispositivo, acompanhando as variações na qualidade da água durante o percurso até a cisterna da residência. Esses experimentos foram realizados durante dois eventos de chuva ocorridos em dois anos consecutivos, na mesma época do ano (entre os meses de agosto e setembro). Quando do início de um evento de precipitação foi coletada amostra de água nos pontos A (água da chuva, coletada em recipiente de plástico, desinfetado com álcool 70%), B (água que passou pelo telhado e calhas), C (água do interior do desvio), D (água encaminhada a cisterna) e E (água armazenada no interior da cisterna). Os seguintes parâmetros foram analisados, de acordo com o Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 2005), em todas as amostras: cor real e aparente; turbidez; pH e alcalinidade; sólidos suspensos totais – SST; coliformes totais e E.Coli; e bactérias heterotróficas, com frequência mensal. 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 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). O material de coleta foi esterilizado (120ºC e 1atm, por 20 min) e o morador da residência foi instruído sobre os procedimentos de coleta. Uma das primeiras atividades desenvolvidas no âmbito deste projeto foi o levantamento das famílias que poderiam ser envolvidas dentro da área de atuação da pesquisa. Neste contexto, foram obtidas informações sobre famílias residentes em comunidades rurais localizadas na região da bacia escola do município de Pesqueira, com a aplicação de questionários que abordaram aspectos técnico-sócio-econômicos dos moradores.

Resultado Alcançado

Nos dois experimentos realizados observou-se influência nos parâmetros provocada pelo desvio do primeiro milímetro de chuva. Em relação à turbidez os valores obtidos após o desvio (ponto D), em ambos os experimentos, comparados com os valores obtidos no interior do desvio, ponto C, indicaram que o dispositivo de descarte foi eficiente em reter partículas em suspensão, com eficiência iguais a 62,4% e 49,6%, respectivamente para os anos 1 e 2. Observou-se ainda que em ambos os experimentos os valores encontrados nos pontos após o desvio e no interior da cisterna estiveram de acordo com o padrão de potabilidade estabelecido pela Portaria do Ministério da Saúde Nº 2.914/2011 que limita a turbidez em 5 UNT na rede de distribuição. Os resultados obtidos para coliformes fecais e bactérias heterotróficas totais confirmam a importância do desvio das primeiras águas de chuvas como barreira sanitária na melhoria da qualidade da água armazenada em cisternas. Foi observada remoção de coliformes totais de 96,5% (do ponto B ao ponto D). Quando a referência passa a ser bactérias heterotróficas, a redução foi de 37,3% no ano 1 e 44,8% no ano 2, entre os pontos B e D. O resultado mais importante do ponto de vista o uso da água de chuva para consumo humano reside na não detectação de E.Coli nas amostras após o desvio em ambos os anos de avaliação, o que reforça a funcionalidade do desvio com relação a remoção de organismos patogênicos. Adicionalmente, experimentos realizados com precipitação simulada indicaram que o dispositivo de desvio promoveu a remoção de 93,2; 93,7; 98 e 100%, respectivamente de cor, turbidez, coliformes totais e E.Coli. Os resultados do projeto foram exibidos no Jornal Nacional em 03/11/2011, e nesta reportagem, em seu depoimento, a Sra. Maria revela que depois que a UFPE instalou o dispositivo de desvio na sua residência, a família não sofreu mais com “dor de barriga”. Esse depoimento mostra como um dispositivo simples e barato, pode beneficiar milhares de brasileiros, levando saúde às famílias que consomem água de chuva armazenada em cisternas. Destaca-se que o desvio do primeiro milímetro de chuva é extremamente importante para garantir o encaminhamento de água de boa qualidade às cisternas. Isso consolida o dispositivo de desvio como tecnologia social de aplicação imediata e fácil replicação.

Locais onde a Tecnologia Social já foi implementada
Cidade/UFBairroData da implementação
Pesqueira / PernambucoComunidade de Guaribas12/2009
Caruaru / PernambucoCampus da UFPE (Centro Acadêmico do Agreste)12/2011
Público-alvo da tecnologia
Público alvo
Adulto
Crianças
Famílias de baixa renda
Idosos
Mulheres
População em geral
Profissionais necessários para implementação da tecnologia
ProfissionalQuantidade
Encanador ou pessoa experiente em serviços gerais ou o próprio morador, desde que devidamente treinado.1
Recursos materiais necessários para implementação da tecnologia

O material utilizado para confecção do dispositivo é constituído basicamente de conexões de PVC para esgoto, que deverá ser conectado às calhas de PVC e à tubulação que transportará a água até a cisterna. O dimensionamento da quantidade de tubos que deverão ser conectados em série depende da dimensão da área do telhado de captação da água de chuva.

Valor estimado para a implementação da tecnologia

Além de uma pessoa treinada para a montagem, que pode ser um encanador ou uma pessoa com experiência em serviços gerais ou mesmo o morador (após as devidas orientações), estima-se que, para uma casa cujo telhado tenha uma área de captação de 50 m2, o custo com as conexões seja da ordem de R$ 200,00.

Instituições parceiras na tecnologia
Instituição parceiraAtuação na tecnologia social
CNPqFomento dos projetos de pesquisa.
Impacto Ambiental

A aplicação da tecnologia traz como principal impacto ambiental a redução do consumo de água superficial, com a melhoria da qualidade da água da chuva utilizada para consumo humano.

Forma de Acompanhamento

O monitoramento da eficácia do dispositivo de desvio desenvolvido se deu por meio do monitoramento da qualidade da água armazenada em cisternas da zona rural de Pernambuco, bem como da instalação experimental de cisternas no Campus de Caruaru da UFPE.

Forma de Transferência

O dispositivo desenvolvido, dada a disponibilidade do material de confecção em todo o território nacional e a facilidade de confecção, é facilmente reproduzível, em qualquer escala de interesse. O dispositivo pode ser incorporado aos programas de governo por meio de treinamento da comunidade para confecção (mesma metodologia de confecção de cisternas de placas), incorporado ao conjunto de cisternas de plástico entregues pelo governo, ou utilizado por instituições pulverizadas. Como instituição de ensino/pesquisa/extensão, os pesquisadores tem completo interesse em ver o dispositivo incorporado e o objetivo/missão plenamente atingidos.

Anexos da tecnologia
LegendaArquivo/Download
Fotos e resultados da pesquisaBaixar
Manejo correto da águaBaixar
Resultados da pesquisa UFPEdownload
Endereços eletrônicos associados à tecnologiaDepoimento Livre

O projeto é fruto da dissertação de mestrado do aluno Julio Cesar Luz, documento público. Esse trabalho também foi submetido para apresentação no 8o Congresso Brasileiro de Água de Chuva. O projeto foi objeto de matéria veiculada no Jornal Nacional em 03/11/2011 (http://g1.globo.com/jornal-nacional/noticia/2011/11/dispositivo-protege-qualidade-de-agua-da-chuva-armazenada-em-cisternas.html). Uma representante do Ministério da Integração Nacional foi a Caruaru-PE, no dia 20/04/2012, conhecer o projeto na intenção de incorporar a tecnologia no programa Água para Todos do governo federal (http://maisab.com.br/tvasabranca/blog/visita-de-tecnica-do-ministerio-da-integracao-nacional-para-implantacao-de-cisternas/).