Impacto da variabilidade climática intra e interanual no aproveitamento de água de chuva: um estudo de caso

Maycon Breno Macena da Silva; Carlos de Oliveira Galvão; Márcia Maria Rios Ribeiro

doi:10.18830/issn.1679-0944.n34.2023.23

Authors

Maycon Breno Macena da Silva Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental https://orcid.org/0000-0002-3526-5442
Carlos de Oliveira Galvão Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental https://orcid.org/0000-0002-0800-7085
Márcia Maria Rios Ribeiro Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental https://orcid.org/0000-0002-3446-6752

DOI:

https://doi.org/10.18830/issn.1679-0944.n34.2023.23

Keywords:

Rainwater, public buildings, seasonal variations, climate change

Abstract

This article presents the potable water savings potential of a university building using a rainwater harvesting system (SAAC) and how this indicator varies intra and interannually, that is, between the months of the year and between different years of a historical series, respectively. For this, simulations of the water balance of the SAAC with different scenarios of demands and tanks, in a daily time step, were used as a method. As a result, it was found that with tanks between 23 and 33 m³ it is possible to save between 90.84 and 193.68 m³ (9,5% and 20,2%) of potable water per year in the building studied. It was also noticed that the greater the demand for rainwater, the greater the variation in the potential for saving potable water. Knowing this variation is important for water resources planning, but it does not diminish the potential and attractiveness of this appropriate technology for buildings such as the one studied here.

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Author Biographies

Maycon Breno Macena da Silva, Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental

Doutorando em Engenharia Civil e Ambiental pela Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). Bacharelem Engenharia Civil e mestre em Engenharia Civil e Ambiental também pela UFCG. Foi monitor no componente curricular Ciências do Ambiente, extensionista, pesquisador de iniciação científica e estagiário da Agência Executiva de Gestão das Águas do Estado da Paraíba (AESA). Desenvolve atividades relacionadas à governança das águas e gestão de demanda dos recursos hídricos.

Carlos de Oliveira Galvão, Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental

Professor Titular da Universidade Federal de Campina Grande, onde é docente desde 1993, é Engenheiro Civil (1984) e Mestre (1990) em Engenharia Civil/Recursos Hídricos pela Universidade Federal da Paraíba/Campina Grande e Doutor em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1999). Tem atuação principal em hidrologia do semiárido, hidrometeorologia e gestão de recursos hídricos.

Márcia Maria Rios Ribeiro, Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal da Paraíba (1985), mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal da Paraíba (1990) e doutorado em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2000) com um período (sanduíche) na University of East Anglia (Inglaterrra). Pós-doutorado no Instituto de Ciências Sociais da Universidade de Lisboa (2010-2011). Pós-Doutorado na Griffith University - Australian Rivers Institute - Austrália (2016-2017). É professora da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). É Editora Associada da Revista Brasileira de Recursos Hídricos (RBRH). Foi Diretora de Comissões Técnicas da Associação Brasileira de Recursos Hídricos (ABRH). Atua no tema da gestão de recursos hídricos com ênfase para os seus aspectos econômicos, sociais, legais e institucionais abordando, entre outros, os instrumentos de gestão, a análise de conflitos, o gerenciamento da demanda de água, a participação pública.

References

AGÊNCIA EXECUTIVA DE GESTÃO DAS ÁGUAS DO ESTADO DA PARAÍBA – AESA. Meteorologia – chuvas. 2019. Disponível em: http://www.aesa.pb.gov.br/aesa-website/meteorologia-chuvas/. Acesso em: 22 abr. 2019.

AMOS, C.; RAHMAN, A.; GATHENYA, J.; FRIEDLER, E.; KARIM, F.; RENZAHO, A. Roof-Harvested Rainwater Use in Household Agriculture: contributions to the sustainable development goals. Water, v. 12, n. 2, p. 332, 2020.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 15527: Aproveitamento de água de chuva de coberturas para fins não potáveis – Requisitos. Rio de Janeiro, 2019.

BARBOSA, G. A.; MARINHO, S. D. A. M.; GALVÃO, C. O. Potencial de melhoria do metabolism da água em um empreendimento de habitação popular de grande porte por meio de fontes alternativas. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 23., 2019, Foz do Iguaçu. Anais… Associação Brasileira de Recursos Hídricos, 2019. p. 1-10.

CAMPISANO, A.; BUTLER, D.; WARD, S.; BURNS, M. J.; FRIEDLER, E.; DEBUSK, K.; FISHER-JEFFES, Ll. N.; GHISI, E.; RAHMAN, A.; FURUMAI, H. Urban rainwater harvesting systems: research, implementation and future perspectives. Water Research, v. 115, p. 195-209, 2017.

CARDOSO, R. N. C.; BLANCO, C. J. C.; DUARTE, J. M. Technical and financial feasibility of rainwater harvesting systems in public buildings in Amazon, Brazil. Journal of Cleaner Production, v. 260, p. 121054, 2020.

CARVALHO, T. M. N.; SOUZA FILHO, F. A.; SABÓIA, M. A. M. Performance of rainwater tanks for runoff reduction under climate change scenarios: a case study in brazil. Urban Water Journal, v. 17, n. 10, p. 912-922, 2020.

CASTRO, P. P. C.; RAVENA, N.; MENDES, R. Understanding governance in the implementation of rainwater systems in the Amazon – Belem. Management of Environmental Quality: An International Journal, v. 31, n. 1, p. 54-74, 2020.

CHELLERI, L.; SCHUETZE, T.; SALVATI, L. Integrating resilience with urban sustainability in neglected neighborhoods: challenges and opportunities of transitioning to decentralized water management in Mexico City. Habitat International, v. 48, p. 122-130, 2015.

CORDÃO, M. J. S.; RUFINO, I. A. A.; ALVES, P. B. R.; BARROS FILHO, M. N. M. Water shortage risk mapping: a gis-mcda approach for a medium-sized city in the Brazilian semi-arid region. Urban Water Journal, v. 17, n. 7, p. 642-655, 2020.

FEWKES, A. Modelling the performance of rainwater collection systems: towards a generalised approach. Urban Water, v. 1, n. 4, p. 323-333, 2000.

GHISI, E.; CORDOVA, M. M. Netuno 4. Programa computacional. Universidade Federal de Santa Catarina, Departamento de Engenharia Civil. 2014. Disponível em: http://www.labeee.ufsc.br/. Acesso em: 20 jul. 2020.

GHISI, E.; THIVES, L. P.; PAES, R. F. W. Investment feasibility analysis of rainwater harvesting in a building in Brazil. Water Supply, v. 18, n. 4, p. 1497-1504, 2017.

GRANDE, M. H.; GALVÃO, C. O.; MIRANDA, L. I. B.; GUERRA SOBRINHO, L. D. The perception of users about the impacts of water rationing on their household routines. Ambiente & Sociedade, v. 19, n. 1, p. 163-182, 2016.

IMTEAZ, M. A.; PAUDEL, U.; SANTOS, C. Impacts of climate change on weather and spatial variabilities of potential water savings from rainwater tanks. Journal of Cleaner Production, v. 311, p. 127491, 2021.

INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE – IPCC. Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Suiça: IPCC, 2022.

INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE – IPCC. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Suiça: IPCC, 2021.

KARIM, Md. R.; SAKIB, B. M. S.; SAKIB, Sk. S.; IMTEAZ, M. A. Rainwater Harvesting Potentials in Commercial Buildings in Dhaka: reliability and economic analysis. Hydrology, v. 8, n. 1, p. 9, 2021.

LIMA, K. L. B. A.; NUNES, L. G. C. F.; SILVA, S. R. Análise da viabilidade de implantação de captação de águas pluviais em escola pública no Recife-PE. Revista Nacional de Gerenciamento de Cidades, v. 5, n. 36, p. 1-17, 2017.

LIN, C.; LIOU, K.; LEE, M.; CHIUEH, P. Impacts of urban water consumption under climate change: an adaptation measure of rainwater harvesting system. Journal of Hydrology, v. 572, p. 160-168, 2019.

MARENGO, J. A.; ALVES, L. M.; BESERRA, E. A.; LACERDA, F. F. Variabilidade e mudanças climáticas no semiárido brasileiro. In: MEDEIROS, S. S.; GHEYI, H. R.; GALVÃO, C. O.; PAZ, V. P. D. (Ed.). Recursos Hídricos em regiões áridas e semiáridas. Campina Grande: Instituto Nacional do Semiárido, 2011, p. 385-422.

MARINHO, S. D. A. M.; GALVÃO, C. O.; MIRANDA, L. I. B. A cidade sensível à água sob a perspectiva do metabolismo urbano e da análise da produção do espaço. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 25, n. 5, p. 727-737, 2020.

MUSAYEV, S.; BURGESS, E.; MELLOR, J. A global performance assessment of rainwater harvesting under climate change. Resources, Conservation and Recycling, v. 132, p. 62-70, 2018.

PARAÍBA. Lei nº 10.033, de 03 de julho de 2013. Diário Oficial do Estado da Paraíba de 04/07/2013. João Pessoa, PB, 2013.

PENDERGRASS, A. G.; KNUTTI, R.; LEHNER, F.; DESER, C.; SANDERSON, B. M. Precipitation variability increases in a warmer climate. Scientific Reports, v. 7, n. 1, p. 1-9, 2017.

PREETI, P.; HADDAD, K.; RAHMAN, A. Assessing the Impacts of Climate Change on Rainwater Harvesting: a case study for eight australian capital cities. Water, v. 14, n. 19, p. 3123, 2022.

RÊGO, J. C.; GALVÃO, C. O.; ALBUQUERQUE, J. P. T.; RIBEIRO, M. M. R.; NUNES, T. H. C. A gestão de recursos hídricos e a transposição de águas do Rio São Francisco para o Açude Epitácio Pessoa – Boqueirão. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 22., 2017, Florianópolis. Anais... Associação Brasileira de Recursos Hídricos, 2017. p. 1-8.

ROCHA, M. S. D.; NÓBREGA, R. L. B.; FARIAS, C. A. S.; GALVÃO, C. O. Impacto das mudanças climáticas em cisternas rurais do nordeste brasileiro. Revista Eletrônica de Gestão e Tecnologias Ambientais, p. 5-15, 2022.

ROCHA, V. L. Validação do algoritimo do programa Netuno para avaliação do potencial de economia de água potável e dimensionamento de reservatórios de sistemas de aproveitamento de água pluvial em edificações. 2009. 166 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2009.

SANTOS, C. A. G.; GALVÃO, C. O.; BRASIL NETO, R. M.; MENESES, I. A. Variability of rainfall in the semi-arid region of Brazil. In: International Conference on Hydroinformatics, 13, 2018, Palermo. Proceedings… HIC, 2018. p. 1-4.

SANTOS, C.; IMTEAZ, M.A.; GHISI, E.; MATOS, C. The effect of climate change on domestic Rainwater Harvesting. Science of The Total Environment, v. 729, p. 138967, 2020.

SILVA, M. B. M.; DANTAS, A. K. E. A.; RODRIGUES, A. C. L. Dispositivos legais relacionados à captação de água de chuva no Brasil. In: I CONIMAS e III CONIDIS, 2019, Campina Grande. Anais... Realize Editora, 2019. p. 1-12.

SILVA, M. B. M.; LIMA, D. F.; RIBEIRO, M. M. R. Governança de água e planejamento urbano: aproveitamento de água de chuva para construção de cidades mais resilientes. Revista de Gestão de Água da América Latina, v. 18, n. 1, p. 1-14, 2021.

SOARES, A. L. F. Gerenciamento da demanda de água em ambientes de uso público: o caso da Universidade Federal de Campina Grande. 2012. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) – Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2012.

TESTON, A.; SCOLARO, T. P.; MAYKOT, J. K.; GHISI, E. Comprehensive Environmental Assessment of Rainwater Harvesting Systems: a literature review. Water, v. 14, n. 17, p. 2716, 2022.

TOOSI, A. S.; DANESH, S.; TOUSI, E. G.; DOULABIAN, S. Annual and seasonal reliability of urban rainwater harvesting system under climate change. Sustainable Cities and Society, v. 63, p. 102427, 2020.

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE – UFCG. UFCG economiza R$ 1,5 milhão na conta de água em 4 anos. 2019. Disponível em: https://www.prefeitura.ufcg.edu.br/images/agua/PU-Dados---Consumo-de-gua-2019-15milho.pdf. Acesso em: 20 jun. 2022.

WOOD, R. R; LEHNER, F.; PENDERGRASS, A. G; SCHLUNEGGER, S. Changes in precipitation variability across time scales in multiple global climate model large ensembles. Environmental Research Letters, v. 16, n. 8, p. 084022, 2021.

ZHANG, S.; ZHANG, J.; YUE, T.; JING, X. Impacts of climate change on urban rainwater harvesting systems. Science of The Total Environment, v. 665, p. 262-274, 2019.