Submitted by Vasti Dinizmm (vastijpa@hotmail.com) on 2017-07-26T14:09:27Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2386667 bytes, checksum: 00fa99fd986b067ec07bf8c1ce965bc5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-26T14:09:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2386667 bytes, checksum: 00fa99fd986b067ec07bf8c1ce965bc5 (MD5) Previous issue date: 2016-12-12 / Rainwater harvesting and storage technologies have improved access to water and, consequently, the lives of rural communities in the semiarid region of Brazil. In regions with scarce rainfall, these systems have aided in the supply for human consumption, especially in the dry season, however the monitoring and control of water quality must be carried out to reduce the health risks of the beneficiary populations. This study aimed to evaluate the management and quality of water stored in household cisterns for human consumption in rural communities in the municipalities of Simão Dias and Tobias Barreto in Sergipe. The methodology adopted was qualitative and quantitative, developed with the application of 44 forms for socio-environmental diagnosis of the families and collection of 44 samples of water stored in cisterns for analysis in the laboratory. The parameters electrical conductivity, turbidity, salinity, total dissolved solids, color, chloride, fluoride, alkalinity, hardness, total coliforms and Escherichia coli were adopted for water quality analysis and evaluation.. As the rainwater stored by sometimes does not meet the demands of families, the use of water from other sources, called a The results of the physico-chemical analysis of the 44 samples revealed that the rainwater quality meets the drinking standards established by Ordinance 2,914 / 11, however the fluoride levels found in the rainwater and mixed waters were below the recommended level and Do not guarantee the prevention of dental cavities of tank usersmixed, and brought by car-kite is deposited in cisterns, which can change the quality of water. Microbiological evaluation of water revealed contamination by total coliforms in all cisterns of both municipalities and by E. coli in 100% of the households of Tobias Barreto and 75% of those of Simão Dias, rendering the water unfit for human consumption. The sanitary commitment of the water is possibly related to the deficiencies in the maintenance and conservation of the system of capture and storage of water like roofs, gutters, ducts and cistern; nd the management of users in the removal of water from cisterns, in which the use of buckets attached to ropes predominates. The training and mobilization of the beneficiaries of the cisterns are central aspects for better water quality, in order to minimize possible health risks and ensure the correct functioning of these systems. / As tecnologias de captação e armazenamento de água da chuva têm melhorado o acesso a água e consequentemente a vida de comunidades rurais no semiárido do Brasil. Em regiões com chuvas escassas, estes sistemas têm auxiliado no suprimento para o consumo humano, em especial nos meses de estiagem, entretanto o acompanhamento e controle da qualidade da água devem ser realizados para diminuir os riscos à saúde das populações beneficiadas. Este trabalho teve como objetivo avaliar as formas de manejo e qualidade da água armazenada em cisternas domiciliares para o consumo humano em comunidades rurais nos municípios de Simão Dias e Tobias Barreto, em Sergipe. A metodologia adotada foi quali-quantitativa, desenvolvida com a aplicação de 44 formulários para o diagnóstico socioambiental das famílias e coleta de 44 amostras de água armazenada em cisternas para análise em laboratório. Os parâmetros condutividade elétrica, turbidez, salinidade, sólidos dissolvidos totais, cor, cloreto, fluoreto, alcalinidade, dureza, coliformes totais e Escherichia coli foram adotados para análise e avaliação da qualidade da água. Como a água da chuva armazenada na maioria das vezes não atende às demandas das famílias, o uso de água de outras fontes, chamada de mista, e trazida por carro-pipa é depositada nas cisternas, o que altera a qualidade da água. Os resultados da análise físico-química das 44 amostras revelaram que a qualidade da água da chuva atende aos padrões de potabilidade estabelecidos pela Portaria 2.914/11, entretanto os níveis de fluoreto encontrados nas águas da chuva e mista estavam abaixo do recomendado pela referida norma e não garantem a prevenção de cáries dentárias dos usuários das cisternas. A avaliação microbiológica da água apresentou contaminação por coliformes totais em todas as cisternas de ambos os municípios e por E. coli em 100% dos domicílios de Tobias Barreto e 75% dos de Simão Dias, tornando a água imprópria para o consumo humano sem tratamento prévio. O comprometimento sanitário da água possivelmente está relacionado às deficiências na manutenção e conservação do sistema de captação e armazenamento de água como telhados, calhas, dutos e cisterna; e ao manejo dos usuários na retirada da água das cisternas, no qual predomina o uso de baldes presos em cordas. A capacitação e mobilização dos beneficiários das cisternas são aspectos centrais para melhor qualidade da água, para minimizar possíveis riscos à saúde e garantir o correto funcionamento destes sistemas.

Submitted by JANAINA ANDRÉA DA SILVA null (janaina.silva@embraer.com.br) on 2018-03-07T17:10:23Z No. of bitstreams: 1 Microsoft Word Viewer - DISSERTAÇÃO VERSÃO FINAL 06 MARÇO 2018.pdf: 1343678 bytes, checksum: 41cf1e1bcf5b5b653a5b3ea1b1a8e9fd (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-03-07T17:46:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_ja_me_guara.pdf: 1343678 bytes, checksum: 41cf1e1bcf5b5b653a5b3ea1b1a8e9fd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-07T17:46:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_ja_me_guara.pdf: 1343678 bytes, checksum: 41cf1e1bcf5b5b653a5b3ea1b1a8e9fd (MD5) Previous issue date: 2018-01-29 / O objetivo deste trabalho foi analisar a viabilidade de implantação de um sistema de captação de água de chuva para abastecer o processo de lavagem de aeronaves na EMBRAER, e este estudo pode ser estendido para aplicação aos centros de manutenção de companhias aéreas nacionais e aeroportos. O trabalho consiste em um estudo de caso. Em sua realização foram analisadas as condições locais para implantar o sistema de coleta de água de chuva, a quantidade de recurso pluvial disponível na região de São José dos Campos, a necessidade de armazenagem de água para suprir períodos de estiagem, a qualidade necessária da água para atender a esta finalidade, e as aplicações para o reuso do efluente da lavagem de aeronaves. Os resultados mostraram que o volume de água de chuva disponível na região é suficiente para abastecer o processo de lavagem das aeronaves e que a água tem qualidade suficiente para esta aplicação. O trabalho mostra ainda que com a reutilização do efluente gerado na lavagem de aeronaves torna a implantação do projeto viável e que além do retorno financeiro, a proposta traz benefício ambiental, preservando o recurso hídrico de boa qualidade. / The aim of this work was to verify the feasibility of introduce a rainwater harvesting system to supply the aircraft washing process at EMBRAER and this study may be extended to the airlines maintenance centers and airports. This work consists in a case study. To perform this work were studied the local conditions to introduce the rainwater harvesting system, the amount of rainfall available in São José dos Campos, the need to storage water to supply drought periods, the quality of the water to supply the process with security and the applications for reuse the effluent from aircraft washing process. The results showed that the amount of rainwater avaiable in the region is enough to supply the aircrafts washing process and the water is sufficient in quality for this application. The work also showed that the reuse of the effluent generated by the aircraft washing process makes feasible the project implementation. In addition to the financial return, the purpose brings environmental benefits preserving the good quality water resources.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3136257 bytes, checksum: 455dacf19263b72ad2227f133783a225 (MD5) Previous issue date: 2012-06-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The expectation of drinking water shortage for the next years has been a motivating factor to search for alternatives to supply the demand of future generations, to promote rational use of water and to reduce its waste. Once water is directly linked to people s maintenance and quality of life, also jeopardizing all living species in our planet, it is imperative that the entire civil, business and industrial society as well the government and its public institutions seek mechanism to preserve it. This research aimed at proposing a system of rainwater usage for Campina Grande campus of the Federal Institute of Education, Science and Technology of Paraíba IFPB and analyzing the economic viability of its establishment. The general goal was to evaluate the possibility of rainwater usage for non-drinking use in flush toilets, car wash and garden watering as sustainable mechanism of water rational usage in order to minimize drinking water waste, reduce costs of water bought by the institution and to comply with the sustainability criteria required by the Normative Instruction number 01/2010 of the Planning, Budget and Management Ministry MPOG. The methodological approach was based on descriptive and exploratory parameters, with data obtained in loco by means of photographic and documental registers of the mentioned IFPB campus. In order to develop this study, data was collected referring to supply of rainwater in the region, and the survey of annual water consumption in the cited campus, the estimate of non-drinking water demand and the measurement of the storage reservoir were accomplished. Economic analysis of the investment was done by financial mathematical tools, and for a 787 m3 reservoir, the cost involved of R$ 180.447,44, the benefit/cost ratio of 2,52, the payback period of 9,83 years and the net present value of R$ 274.701,45 were found. Therefore, the economic viability of the rainwater harvesting system implementation was proved and it showed to be attractive, especially when it requires a very high demand of water with less noble purposes, as it is the case. The proposed system allowed the storage of rainwater which meets a demand of 94% of non-drinking consumption of the mentioned campus. This will provide meaningful saving of water acquired from the Water Company of Paraíba CAGEPA. / A expectativa de escassez de água potável para os próximos anos tem sido fator motivador de busca de alternativas para suprir a demanda das futuras gerações, promover o uso racional da água e reduzir o seu desperdício. Visto que a água está diretamente ligada à manutenção e qualidade de vida da população, comprometendo também, toda espécie de vida no nosso planeta, é imperativo que toda a sociedade civil, empresarial, industrial, como também o Governo e suas Instituições Públicas, busquem mecanismos para preservá-la. O tema deste trabalho foi propor um sistema de aproveitamento de água de chuva para o Campus Campina Grande do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba IFPB e analisar a viabilidade econômica de sua implantação. O objetivo geral foi avaliar a possibilidade do aproveitamento de águas de chuva para uso não potável em descargas de vasos sanitários, lavagens de veículos e rega de jardins, como mecanismo sustentável de uso racional da água a fim de minimizar o desperdício de água potável, reduzir os custos de água comprada pela instituição e cumprir com os critérios de sustentabilidade exigidos pela Instrução Normativa n° 01/2010 do Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão - MPOG. A abordagem metodológica escolhida e elaborada foi baseada nos parâmetros descritivos e exploratórios, com dados obtidos in loco através de registros fotográficos e documentais do referido campus do IFPB. Para desenvolver esse estudo foram coletados dados referentes à oferta de água de chuva na região, feito o levantamento do consumo anual de água no referido campus, bem como a estimativa das demandas de água não potável e o dimensionamento do reservatório de armazenamento. Em seguida, foi realizada a análise econômica do investimento por meio de ferramentas da matemática financeira, que apresentou para um reservatório de capacidade de 787 m³, custos de investimento de R$ 180.447,44, relação Benefício/Custo igual a 2,52, o Período de Retorno de Capital de 9,83 anos e Valor Presente Líquido de R$ 274.701,45. Dessa forma foi comprovada, a viabilidade econômica da implantação do sistema de aproveitamento de água de chuva, que mostrou ser atrativo, principalmente quando se requer grandes demandas de água para fins menos nobres, como é o caso. O sistema proposto permite obter um volume de água armazenada em reservatório proveniente das chuvas da região, que atende a uma demanda de 94 % do consumo não potável do referido campus, o que proporcionará uma economia significativa de água comprada mensalmente à Companhia de Água da Paraíba - CAGEPA.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1283414 bytes, checksum: f72bab77f56f7c862a3a8941ce4e81c2 (MD5) Previous issue date: 2007-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Potable water scarcity is an ancient problem ant it is being accentuated nowadays, mainly because of human population increase and the pollution of water resources. This situation has led the human beings to look for other water sources. The catchment of rainwater in residences appears to be an option of good perspectives, since it substitutes the use of potable for rain water where the first is not required. In the rain water catchment process, impermeable areas, such as the roof, are utilized. The rainwater is collected by drips and conducted through pipes to an underground reservoir where it can be stored. This water is general used for non potable usages, such as in toilet, showers, sink, wash-house and also for car wash and garden watering. This work deals with to study of the technical, economical and social viability of rainwater catchment in residences in the city of João Pessoa, state of Paraíba, in northeast Brazil.The catchment system comprised the roof, drips, pipes, sand filter, chlorination, lower reservoir and upper reservoir. The water treatment stage along with the good quality of rainwater allows it to be used for all domestic demands, except the potable one. Therefore, in this work, only the kitchen demand was considered for the potable water and all the other demands for non potable water. Three socio-economical residence standards were considered: a popular, a medium and a high one. Potable and non potable usages were assumes based on literature review and were considered 84,62, 87,65 and 89,63% for the non potable usage in the popular, medium and high socio-economical residence standards, respectively. The net present value (NPV) and the benefit/cost ratio were calculated for a twenty-year period for a residential rainwater system. The pay-back period was also calculated. These economical indicators were calculated for several lower reservoir capacities, varying from a ten-day equivalent capacity to a maximum of that calculated by the Rippl method. For the present water tax scenario the rainwater catchment showed to be an unviable alternative for the popular and medium socio-economical standards. For the high socio-economical standard the alternative showed to be economically viable, with NPV varying from R$ 1278,17 a R$ 2254,00, benefit/cost ration varying from 1,29 to 1,47 and payback period varying from 8,17 to 10,36 years. Furthermore, for future expected scenarios of water taxes, the rainwater cathment in residences showed to be an economical viable alternative, with NPV of up to R$ 32386,11for the high socio-economical residence standard and water tax equivalent to four times the current one. In order to discovery the population acceptability, 800 interviews were applied. Results showed that 66,1% of João Pessoa population have the knowledge of rainwater usage in residences, of which, 54,37% make use of it. Including the people who would use rainwater in residence if they knew the alternative, the potential use of this water would increase almost two thirds of the city population. / O problema da disponibilidade da água potável é antigo e vem se agravando com o passar do tempo, devido especialmente ao aumento da população e da poluição dos mananciais. Isto leva a procurar novas formas de aproveitamento da água. O aproveitamento de água pluvial surge como uma ação de boas perspectivas, pois substitui o uso de água potável onde a qualidade desta não é necessária. No processo de coleta de água de chuva, são utilizadas áreas impermeáveis, normalmente o telhado. A água de chuva coletada através de calhas, condutores verticais e horizontais é armazenada em reservatório, geralmente enterrado. A água armazenada deverá ser utilizada somente para consumo não potável, como em bacias sanitárias, chuveiros, lavatórios, lavagem de roupas e veículos e em torneiras de jardim. Este trabalho trata do estudo da viabilidade técnica e econômica da utilização de um sistema de coleta e aproveitamento da água de chuva, e da avaliação da opinião da população de João Pessoa PB sobre a implantação desse sistema para residências desta cidade. O sistema de capitação e armazenamento de águas pluviais foi concebido contendo o telhado, calhas, condutos verticais e horizontais, filtro de areia, cloração, reservatório inferior e reservatório superior. A etapa de tratamento (filtração e cloração) juntamente com uma boa qualidade inerente às águas pluviais, a torna passível de todos os usos numa residência, exceto o potável. Dessa forma, apenas a pia de cozinha (preparo de alimentos, lavagem de pratos, ingestão) ficou utilizando água potável fornecida pela concessionária. Foram considerados três tipos padrão de residências com níveis sócio-econômicos distintos: um popular, um médio e um terceiro de padrão alto. A distribuição de usos potáveis e dos não potáveis foi pesquisada na bibliografia e foi definida como sendo 84,62% de demanda por água não-potável (água pluvial) para a residência de padrão popular, 87,65% para o padrão médio e 89,63% para o padrão alto. Foram calculados os indicadores econômicos valor presente líquido (VPL) e razão benefício/custo, ambos para uma vida útil do sistema de 20 anos, além do período de retorno, para alguns valores possíveis de a capacidade do reservatório de acumulação, variando desde o máximo possível calculado pelo método de Rippl, até a um mínimo equivalente a dez dias de consumo da residência. Para o atual cenário de tarifas, o aproveitamento de águas pluviais no âmbito predial é alternativa economicamente inviável para os padrões popular e médio de residências. Para o padrão alto, em virtude do valor mais elevado de tarifa e de quantidade maiores de águas pluviais utilizadas, a alternativa é economicamente viável, com VPL variando de R$ 1.278,17 a R$ 2.254,00, razão benefício/custo variando de 1,29 a 1,47 e período de retorno variando de 8,17 a 10,36 anos. Por outro lado, para cenários futuros de valor de tarifa, o aproveitamento de águas pluviais em residências é alternativa economicamente viável, com VPL de até cerca de R$ 32.386,11 para o padrão alto de residência e valor de tarifa de água equivalente ao quádruplo do atual. Para se obter a opinião da população foram realizadas 800 entrevistas. Os resultados mostram que 66,1% da população tem conhecimento sobre a utilização da água de chuva, dos quais 54,37% a utilizam. Incluindo o percentual de entrevistados que utilizariam águas pluviais em residências caso tivessem conhecimento da opção, a parcela de utilização aumentaria para quase dois terços dentre a população pessoense, demonstrando um alto nível de aceitação da opção.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:03:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaniereRML_DISSERT.pdf: 4537908 bytes, checksum: bf609ffc779092f2c68dcd5aa376bbb5 (MD5) Previous issue date: 2011-08-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Urban stormwater can be considered as potential water resources as well as problems for the proper functioning of the manifold activities of the city, resulting from inappropriate use and occupation of the soil, usually due to poor planning of the occupation of the development areas, with little care for the environmental aspects of the drainage of surface runoff. As a basic premise, we must seek mechanisms to preserve the natural flow in all stages of development of an urban area, preserving the soil infiltration capacity in the scale of the urban area, comprising the mechanisms of natural drainage, and noting preserving natural areas of dynamic water courses, both in the main channel and in the secondary. They are challenges for a sustainable urban development in a harmonious coexistence of modern developmental, which are consistent with the authoritative economic environmental and social quality. Integrated studies involving the quantity and quality of rainwater are absolutely necessary to achieve understanding and obtaining appropriate technologies, involving both aspects of the drainage problems and aspects of use of water when subjected to an adequate management of surface runoff , for example, the accumulation of these reservoirs in detention with the possibility of use for other purposes. The purpose of this study aims to develop a computer model, adjusted to prevailing conditions of an experimental urban watershed in order to enable the implementation of management practices for water resources, hydrological simulations of quantity and, in a preliminary way, the quality of stormwater that flow to a pond located at the downstream end of the basin. To this end, we used in parallel with the distributed model SWMM data raised the basin with the highest possible resolution to allow the simulation of diffuse loads, heterogeneous characteristics of the basin both in terms of hydrological and hydraulic parameters on the use and occupation soil. The parallel work should improve the degree of understanding of the phenomena simulated in the basin as well as the activity of the calibration models, and this is supported by monitoring data acquired during the duration of the project MAPLU (Urban Stormwater Management) belonging to the network PROSAB (Research Program in Basic Sanitation) in the years 2006 to 2008 / As ?guas pluviais urbanas podem ser consideradas como recursos h?dricos potenciais e tamb?m como problemas para o bom funcionamento das m?ltiplas atividades da cidade, decorrentes do uso e ocupa??o inadequados do solo, em geral, devido ao planejamento insatisfat?rio do desenvolvimento da ocupa??o das ?reas, com poucos cuidados com rela??o aos aspectos ambientais da drenagem dos defl?vios superficiais. Como premissa b?sica, h? que se buscar a preserva??o dos mecanismos naturais de escoamento em todos os est?gios de desenvolvimento de uma ?rea urbana; preservando-se a capacidade de infiltra??o do solo na escala da ?rea urbana; compreendendo os mecanismos naturais da drenagem, observando e preservando os espa?os naturais din?micos dos cursos d ?gua, tanto na calha principal como na secund?ria. S?o desafios para uma urbaniza??o sustentada, num conv?vio harm?nico da modernidade desenvolvimentista, em que se coadunam os impositivos econ?micos com qualidade ambiental e social. Estudos integrados envolvendo a quantidade e a qualidade das ?guas pluviais s?o absolutamente necess?rios para se alcan?ar o entendimento e a obten??o de tecnologias adequadas, envolvendo tanto os aspectos relacionados com os problemas de drenagem quanto os aspectos de uso das ?guas quando submetidas a um adequado manejo dos defl?vios superficiais, como, por exemplo, a acumula??o dessas em reservat?rios de deten??o com possibilidades de utiliza??o em outras finalidades. A proposta do presente trabalho objetiva o desenvolvimento de um modelo computacional, ajustado ?s condi??es reinantes de uma bacia experimental urbana, a fim de possibilitar a implementa??o de pr?ticas de manejo de recursos h?dricos, a realiza??o de simula??es hidrol?gicas de quantidade e, de maneira preliminar, da qualidade das ?guas pluviais que afluem a uma lagoa localizada na extremidade de jusante da bacia de drenagem. Para tanto, utilizou-se, paralelamente, o modelo distribu?do SWMM1 com dados da bacia levantados com a m?xima resolu??o poss?vel a fim de permitir a simula??o de cargas difusas, caracter?sticas heterog?neas da bacia tanto em termos de par?metros hidrol?gicos e hidr?ulicos quanto do uso e ocupa??o do solo. O trabalho paralelo deve aprimorar o grau de entendimento dos fen?menos simulados na bacia bem como a atividade de calibra??o dos modelos, sendo essa amparada pelos dados de monitoramento adquiridos durante o per?odo de vig?ncia do projeto MAPLU (Manejo de ?guas Pluviais Urbanas) pertencente a rede PROSAB (Programa de Pesquisas em Saneamento B?sico) nos anos de 2006 a 2008

A construção civil ocupa uma posição muito importante no contexto da degradação ambiental, a qual o Planeta vem assistindo nas últimas décadas, sendo responsável por uma parcela significativa do consumo total de recursos naturais. Além disso, considerando uma análise do ciclo de vida de edifícios, a fase de uso dos mesmos tem tomado crescente importância no impacto total gerado pela edificação. Alterações no ciclo hidrológico e poluição dos meios hídricos são exemplos de importantes impactos gerados pelo uso de edificações. Em meio urbano são co-responsáveis também pelas cheias e inundações, que com freqüência geram importantes perdas humanas e materiais. Soluções técnicas alternativas têm sido desenvolvidas e apresentadas pelo mundo. Porém mostram-se pouco adaptáveis às condições nacionais, entre outros, por causa do aspecto econômico, muito importante em países subdesenvolvidos como o Brasil. Neste sentido, a pesquisa objetiva uma caracterização dos benefícios diretos e indiretos decorrentes da implantação de sistemas de captação e aproveitamento de água da chuva, para utilização não potável, em meio urbano, principalmente sob o aspecto econômico. Para tanto, revisa alguns aspectos relativos à contextualização e à viabilidade técnica destes sistemas, apresentando desde o tema da água no planeta até suas interações mais objetivas, no meio urbano. Um estudo experimental, sobre a edificação denominada Protótipo Alvorada, é desenvolvido em paralelo, a fim de ilustrar e balizar os estudos das variáveis dimensionais do sistema, dos números de chuva, neste caso para Porto Alegre/RS, e também o levantamento dos principais tipos e componentes de sistemas existentes. Os resultados para os benefícios diretos, sobre o aspecto econômico, demonstram em geral que o custo de implantação do sistema é o maior entrave à sua aplicação. Este fato deve-se, em grande parte à disponibilidade do recurso em Porto Alegre, entregue dentro das residências por um baixo custo. O estudo em torno dos benefícios indiretos revelou o potencial do sistema como auxiliar na drenagem urbana. Dependendo ainda de estudos mais aprofundados, o sistema conta com a possibilidade receber subsídio público para sua implantação, gerando economia para o mesmo e maximizando também o benefício direto. / During the past few decades the building industry was becoming increasingly responsible for a large portion of environmental degradation. In addition, considering the life cycle analysis of buildings, the building utilization phase is gaining importance in building environmental impact. Alterations in the water cycle, often resulting in human and economic loses because of urban flooding, is an example where the building utilization phase plays a significant role in environmental degradation. One answer to these problems is alternative technical solutions that are being developed and presented to environmental forums throughout the world; however, most of the alternative solutions are not economically feasible for sub-developed countries like Brazil. The objective of this research is to characterize the direct and indirect benefits provided by residential urban rainwater catchment systems and the implementation for non-potable use in the urban environment for economic gain. Towards this goal, the dissertation reviews some contexts and technical viability concerns about urban water interactions and drainage systems. A study, developed simultaneously with the research, was conducted on the building Protótipo Alvorada to gain an understanding of the variables of system dimensions, rain water distribution and volume. The study also explores existing systems, principal types of systems and components of existing systems. The results of this study have shown that, from an economic standpoint, the cost of system implementation is generally the main barrior to implemention of rainwater catchment systems. One reason that rainwater catchment systems are not economically feasible choice for the city of Porto Alegre is in large part due to the availability of potable water in the city. Water distribution to residences within the city is very inexpensive and widely available. The study about the indirect benefits of rainwater catchment systems has shown the potential of systems to help alleviate urban drainage problems. Despite the necessity for further studies, the feasibility of system implementation here in Porto Alegre/RS counts on the possibility of initial public funding in order to maximize the direct benefits of catchment systems. Installation of rainwater catchment systems would ultimately save money for the municipal government of Porto Alegre.

A construção civil ocupa uma posição muito importante no contexto da degradação ambiental, a qual o Planeta vem assistindo nas últimas décadas, sendo responsável por uma parcela significativa do consumo total de recursos naturais. Além disso, considerando uma análise do ciclo de vida de edifícios, a fase de uso dos mesmos tem tomado crescente importância no impacto total gerado pela edificação. Alterações no ciclo hidrológico e poluição dos meios hídricos são exemplos de importantes impactos gerados pelo uso de edificações. Em meio urbano são co-responsáveis também pelas cheias e inundações, que com freqüência geram importantes perdas humanas e materiais. Soluções técnicas alternativas têm sido desenvolvidas e apresentadas pelo mundo. Porém mostram-se pouco adaptáveis às condições nacionais, entre outros, por causa do aspecto econômico, muito importante em países subdesenvolvidos como o Brasil. Neste sentido, a pesquisa objetiva uma caracterização dos benefícios diretos e indiretos decorrentes da implantação de sistemas de captação e aproveitamento de água da chuva, para utilização não potável, em meio urbano, principalmente sob o aspecto econômico. Para tanto, revisa alguns aspectos relativos à contextualização e à viabilidade técnica destes sistemas, apresentando desde o tema da água no planeta até suas interações mais objetivas, no meio urbano. Um estudo experimental, sobre a edificação denominada Protótipo Alvorada, é desenvolvido em paralelo, a fim de ilustrar e balizar os estudos das variáveis dimensionais do sistema, dos números de chuva, neste caso para Porto Alegre/RS, e também o levantamento dos principais tipos e componentes de sistemas existentes. Os resultados para os benefícios diretos, sobre o aspecto econômico, demonstram em geral que o custo de implantação do sistema é o maior entrave à sua aplicação. Este fato deve-se, em grande parte à disponibilidade do recurso em Porto Alegre, entregue dentro das residências por um baixo custo. O estudo em torno dos benefícios indiretos revelou o potencial do sistema como auxiliar na drenagem urbana. Dependendo ainda de estudos mais aprofundados, o sistema conta com a possibilidade receber subsídio público para sua implantação, gerando economia para o mesmo e maximizando também o benefício direto. / During the past few decades the building industry was becoming increasingly responsible for a large portion of environmental degradation. In addition, considering the life cycle analysis of buildings, the building utilization phase is gaining importance in building environmental impact. Alterations in the water cycle, often resulting in human and economic loses because of urban flooding, is an example where the building utilization phase plays a significant role in environmental degradation. One answer to these problems is alternative technical solutions that are being developed and presented to environmental forums throughout the world; however, most of the alternative solutions are not economically feasible for sub-developed countries like Brazil. The objective of this research is to characterize the direct and indirect benefits provided by residential urban rainwater catchment systems and the implementation for non-potable use in the urban environment for economic gain. Towards this goal, the dissertation reviews some contexts and technical viability concerns about urban water interactions and drainage systems. A study, developed simultaneously with the research, was conducted on the building Protótipo Alvorada to gain an understanding of the variables of system dimensions, rain water distribution and volume. The study also explores existing systems, principal types of systems and components of existing systems. The results of this study have shown that, from an economic standpoint, the cost of system implementation is generally the main barrior to implemention of rainwater catchment systems. One reason that rainwater catchment systems are not economically feasible choice for the city of Porto Alegre is in large part due to the availability of potable water in the city. Water distribution to residences within the city is very inexpensive and widely available. The study about the indirect benefits of rainwater catchment systems has shown the potential of systems to help alleviate urban drainage problems. Despite the necessity for further studies, the feasibility of system implementation here in Porto Alegre/RS counts on the possibility of initial public funding in order to maximize the direct benefits of catchment systems. Installation of rainwater catchment systems would ultimately save money for the municipal government of Porto Alegre.

Amostras de água de chuva foram coletadas no campus da USP Ribeirão Preto (RP) de agosto de 2002 a dezembro de 2005. Cerca de 84% (n=127) das amostras apresentaram excesso de acidez, com pH médio de 5,12. Não se observou sazonalidade no pH de acordo com o período de safra da cana. As concentrações médias ponderadas pelo volume (MPV, em mol L-1): K+ 3,9 (n=175), Na+ 2,1 (n=172), Ca2+ 5,0 (n=175) e Mg2+ 1,8 (n=168), observadas em RP, bem como seus fluxos de deposição por via úmida, foram ligeiramente mais elevadas que aquelas encontradas em chuvas de regiões com características semelhantes. As concentrações destes cátions foram sazonais, com um aumento no período de safra, sendo que a maior diferença foi observada para o íon K+, indicando a sua importante fonte na queima de biomassa. A sazonalidade do íon Ca2+ aponta para a importância das atividades agrícolas, intensificadas no período de safra, na emissão deste cátion para a atmosfera. Observaram-se boas correlações lineares entre as concentrações de Na+ e K+ (0,67626) e de Na+ e Ca2+ (0,77822), indicando a possibilidade de emissões pirogênicas e a ressuspensão do solo serem fontes de emissão de Na+. A MPV de carbono orgânico dissolvido (COD) encontrada em RP foi mais elevada que na Amazônia, onde também há intensa queima de biomassa, porém seus fluxos por via úmida em ambas as regiões foram similares (0,42 molCm-2ano-1). As concentrações de COD em RP apresentaram correlações lineares significativas com K+ (0,70341) e com Ca2+ (0,61638), apontando para a queima de biomassa e ressuspensão do solo como fontes importantes de emissão de carbono orgânico para a atmosfera. As concentrações de COD nas chuvas de Araraquara foram ainda maiores que em RP, indicando pronunciadas fontes locais naquela cidade. As MPV (nmol L-1) de Cd 0,54 (n=56), Pb 3,02 (n=94) e Cu, 19,9 (n=98), encontradas nas chuvas de RP foram semelhantes a regiões urbanas e industriais do hemisfério norte, enquanto a concentração de Al (448 nmol L-1, n=126) foi menor, e a de Zn (405 nmol L-1, n=120) apresentou-se dentro das faixas de concentrações relatadas nestes locais. Com exceção de Cd, os demais metais analisados (Pb, Cu, Zn e Al) também apresentaram concentrações significativamente maiores (P=0,05) nas chuvas durante o período de safra, indicando que a queima de biomassa e as atividades agrícolas podem aumentar a emissão destes metais para a atmosfera de RP. A correlação linear significativa entre Pb e Ca2+ (0,53845), indica a participação da ressuspensão do solo no aporte atmosférico de Pb em RP, enquanto a ausência de correlação linear entre Zn e K+ (0,20182) parece indicar a presença de outras fontes significativas de Zn para a atmosfera de RP, além da queima de biomassa. O cálculo do fator de enriquecimento demonstra que Cd, Zn, Pb e Cu estão enriquecidos com relação ao solo na chuva de RP, sugerindo que estes podem ter fontes antrópicas locais e / ou distantes. A análise preliminar de componentes principais não esclareceu o peso das diferentes fontes de emissão atribuídas neste trabalho. / Rain water samples were collected based on events at the University of São Paulo - campus Ribeirão Preto - from August 2002 to December 2005. About 84% (n=127) of the samples had excess of acidity, with an average pH of 5.12. There was no correlation between the pH values and the sugar cane harvest period. The Volume Weighed Means (VWM, in mol L-1) for K+ 3.9 (n=175), Na+ 2.1 (n=172), Ca2+ 5.0 (n=175) and Mg2+ 1.8 (n=168), and their wet fluxes in RP were slightly higher than those reported to regions with similar characteristics. The concentrations for these cations were seasonal, with higher values during the harvest period. The largest difference was observed for K+, indicating its important source in the biomass burning activity. The seasonality showed for Ca2+ is probably related to the higher soil resuspension during the more intense agricultural activities. A good linear correlation observed between Na+ and K+ (0.67626) and between Na+ and Ca2+ (0.77822), suggest that Na+ may have important pirogenic as well as soil dust sources. The VWM for Dissolved Organic Carbon (DOC) in RP was higher than that reported for rainwater in the Amazon region (where the biomass burning is also intense); however, the wet fluxes from both sites were very similar (0.42 mol C m-2 ano-1). DOC concentrations were well correlated with K+ (0.70341) and Ca2+ (0.61638), suggesting that the biomass burning as well as soil dust can be important sources of organic carbon to the atmosphere. DOC concentrations in rainwater from Araraquara were even higher than those for RP, showing a high local source of organic carbon. The VWM (nmol L-1) for Cd 0.54 (n=56), Pb 3.02 (n=94) and Cu 19.9 (n=98) found in the rainwater from RP were similar to urban and industrialized regions of the Northern Hemisphere, while for Al (448 nmol L-1, n=126) it was lower, and for Zn (405 nmol L-1, n=120) the VWM was within the range reported for such areas. Except for Cd, all the other metals measured (Pb, Cu, Zn and Al) also showed higher concentrations (P=0.05) in rainwater samples during the harvest period, suggesting that biomass burning and intensive agricultural activities can increase these species concentrations in the atmosphere. The significant linear correlation between Pb and Ca2+ (0.53845) indicates that soil inputs can be of relevance for Pb atmospheric inputs in RP. On the other hand, the absence of linear correlation between Zn and K+ (0.20182) seems to indicate the presence of other important sources for Zn to the atmosphere besides biomass burning. The calculated Enrichment Factor showed that Cd, Zn, Pb and Cu are anomalously enriched in RP rainwater in relation to soil, suggesting these metals may have antroprogenic local sources as well as distant ones. The preliminary statistical analysis of principal components did not clarify the weight of the different sources of emission attributed in this work.

Um maior conhecimento sobre a composição química da água de chuva pode auxiliar no entendimento de como as atividades agrícolas da região de Ribeirão Preto podem afetar a composição da atmosfera local e regional. A proposta do presente estudo é determinar a concentração de íons majoritários e etanol na água de chuva de Ribeirão Preto, investigar suas fontes, e avaliar a possível sazonalidade dessas espécies químicas. As amostras de água de chuva foram coletadas no campus da Universidade de São Paulo (USP), no ano de 2007, e de agosto de 2011 a junho de 2012. No período de safra da cana-de-açúcar as concentrações médias ponderadas pelo volume (MPV) dos íons nas amostras de chuva foram mais elevadas (teste-t; P=0,05) do que no período de entressafra, com exceção do íon H+. As maiores razões entre as médias do período de safra e entressafra foram observadas para o K+ (6,7) e NH4+ (4,2), possivelmente porque os respectivos elementos estão presentes em elevadas concentrações na folha da cana, que é queimada antes da colheita manual da planta. O balanço da eletroneutralidade (considerando os íons: H+, K+, Na+, NH4+, Ca2+, Mg2+ Cl-, NO3-, SO42, F-, H3CCOO-, HCOO- e HCO3-) apresentou um déficit de ânions de 13% que foi atribuído às espécies aniônicas orgânicas presentes na água de chuva que não foram quantificadas. O valor médio ponderado pelo volume de pH nas amostras de chuva deste trabalho foi de 5,4, sendo que grande parte dos eventos de chuva (68%) de Ribeirão Preto apresentou excesso de acidez. O método desenvolvido nesse trabalho para a determinação de etanol em água de chuva não necessitou de etapa de pré-concentração, apresentou boa precisão, exatidão, com baixos limites de detecção (0,46 mol L-1) e quantificação (1,54 mol L-1). A concentração de etanol nas amostras de água de chuva (n= 45) variou de 2,5 a 7,4 mol L-1 (MPV = 5,30 1,17), não sendo observada sazonalidade dentro dos períodos estudados. Possivelmente a principal fonte de emissão de etanol é proveniente de combustíveis automotivos, que por sua vez, tem baixa modulação durante o decorrer do ano. As espécies orgânicas dissolvidas totais (voláteis e não purgáveis) na água de chuva são principalmente moduladas pela queima de biomassa, no período de safra. A concentração média ponderada pelo volume de COD na chuva de Ribeirão Preto durante o período deste estudo foi de 311 ± 59 mol L-1. A fração volátil dissolvida na água de chuva (COV) foi em média (MPV) 16,1 ± 4,0 mol L-1, sendo que a concentração média de etanol representa 33% desse valor. Apesar da concentração relativamente baixa de COV com relação ao carbono total dissolvido, esses compostos na fase gasosa podem desempenhar importante papel em reações fotoquímicas que levam a formação de espécies oxidantes de elevada toxicidade. / The improvement of our knowledge about the chemical composition of rainwater can improve our understanding on how the agricultural activities in Ribeirão Preto can affect the composition of the local and the regional atmosphere. The aim of the present study is to determine the concentration of major anions and ethanol in rainwater from Ribeirão Preto to investigate their sources, and to examine the possible seasonal variability of these species. The rainwater samples were collected at the University of São Paulo - campus of Ribeirão Preto during the year 2007, and from August 2011 to June 2012. During the sugar cane harvest period, the volume weighted means (VWM) concentrations for the major ions in the rainwater samples were significantly higher than those obtained during the non-harvest period (t-test, P=0.05), except for H+ ions. The largest ratios between the ions averages obtained for the harvest and for the non-harvest periods were observed for K+ (6.7) and NH4+ (4.2), possibly because these elements are present at elevated concentration in the sugar cane leave (that is burnt before the manual harvest). The electroneutrality balance (considering the ions: H+, K+, Na+, NH4+, Ca2+, Mg2+ Cl-, NO3-, SO42, F-, H3CCOO-, HCOO- e HCO3-) showed an anion deficit of 13%, and it was attributed to the anionic organic species that were present in the samples but were not identified in this work. The pH VWM was 5.4, and 68% of the rainwater samples from Ribeirão Preto analyzed in the work presented an excess of acid. The method developed in this work for the determination of ethanol in rainwater did not need a pre concentration step, and showed a good precision, accuracy, with low detection and quantification limits (0,46 and 1,54 mol L-1 respectively). The ethanol concentrations in the rainwater ranged from 2.8 to 7.4 mol L-1 (VWM = 5.30 1.17, n= 45), and there was not a clear seasonality within the two studied periods. Possibly the main emission source of ethanol was vehicular fuels that have low variability in the inputs during the year. The variability of total organic compounds (volatile and non-purgeable) in the rainwater samples are mainly due to the biomass burning during the sugar cane harvest period. The VWM of dissolved organic carbon (DOC) in the rainwater collected during this study in Ribeirão Preto was 311 ± 59 mol L-1. The volatile fraction VWM was 16.1 ± 4.0 mol L-1, and on average, 33% of these compounds were ethanol. Although this concentration of volatile organic carbon is relatively low compared to the total dissolved carbon concentration, these compounds in the gaseous phase can have an important role in the photochemical reactions that take place in the atmosphere with consequent formation of highly toxic oxidant species.

Orientador: Marina Sangoi de Oliveira Ilha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-20T11:57:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_MarcusAndreSiqueira_D.pdf: 2890130 bytes, checksum: 1dd550889b35580500ff1fcbf1bf6c8e (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Os sistemas prediais de aproveitamento de água pluvial tem como objetivos possibilitar o uso de fontes alternativas de água em atividades que prescindam da água potável nas edificações e também contribuir para a redução do escoamento superficial ocasionado pela impermeabilização do solo dos centros urbanos. O uso desses e de outros sistemas relacionados com a conservação de água nas edificações pode ser também atrativo do ponto de vista econômico, do que resulta um maior incentivo para a sua implementação. Para tanto, a análise da qualidade dos investimentos nesses sistemas deve ser considerada na tomada da decisão pela implantação de medidas voltadas para a mitigação do impacto ambiental da construção dos edifícios. O presente trabalho tem como objetivo propor uma ferramenta para a análise da qualidade de investimentos em sistemas prediais de aproveitamento de água pluvial, baseada na otimização do valor presente líquido dos investimentos necessários. Para tanto, é proposto o uso da técnica da Particle Swarm Optimization. A ferramenta desenvolvida foi utilizada para a avaliação da qualidade dos investimentos em sistemas prediais de aproveitamento de água pluvial em edificações representativas de três categorias tarifárias: pública, comercial e industrial. Os resultados obtidos indicam as oportunidades de investimentos nos referidos sistemas, a partir da consideração de cenários que contemplam ou não a cobrança da tarifa de esgoto decorrente do uso dessa fonte alternativa / Abstract: The main purposes of a Rainwater Harvesting systems is to allow the use of alternative water sources where potable water is not necessary and to contribute to reduce the surface runoff caused by the impervious areas in urban centers. The use of this system or any other technology that promotes water conservation in buildings can also be economically feasible, resulting in more incentives for their implementation. To achieve this goal, the quality of the investment's analysis must be considered when the decision making process is occurring, that way, the reduction of the impacts caused by is encouraging. The present work aims to propose a tool to analyze the quality of investments in rainwater harvesting systems, based on optimizing the net present value of the investments realized. It was proposed the use of the Particle Swarm Optimization technique. The developed tool was used to evaluate the quality of investments in buildings that uses rainwater representing three tariff categories: public, commercial and industrial. The results indicate the opportunities for invest in those systems, specially those scenarios that include or not the sewage rate , resulting from the use of this alternative water source / Doutorado / Edificações / Doutor em Engenharia Civil