Método para avaliar o impacto ambiental da implantação e do uso de sistemas de aproveitamento de água pluvial em edificações

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Teston, Andréa
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/214259
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2019.
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spelling Método para avaliar o impacto ambiental da implantação e do uso de sistemas de aproveitamento de água pluvial em edificaçõesEngenharia civilÁguas pluviaisImpacto ambientalTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2019.O objetivo principal desta tese foi desenvolver e aplicar um método de avaliação de impacto ambiental de sistemas de aproveitamento de água pluvial em edificações baseado em Avaliação de Ciclo de Vida e Modelagem de Balanço Hídrico. Os objetivos específicos foram traçados para quantificar a influência do aproveitamento de água pluvial na variação das recargas de aquíferos, da evapotranspiração e do escoamento superficial das cidades; utilizar a modelagem de balanço hídrico como base de dados de fluxo de água (inventário) para a avaliação de impacto de ciclo de vida; avaliar as influências nos dados de saída devido à variação dos parâmetros de entrada da modelagem; e permitir a comparação do impacto de aproveitamento de água pluvial no meio urbano, quando instalado em diferentes cenários e por diferentes tipologias dos sistemas de aproveitamento de água pluvial. Na primeira etapa do método proposto, fez-se a definição do objetivo e escopo de forma a caracterizar o sistema a ser avaliado. Nesta fase definiram-se os objetivos, os cenários, a caracterização do modelo em componentes, a função e unidade funcional, o horizonte de tempo e as fronteiras. Em seguida, fez-se a coleta dos dados de entrada: área de estudo, dados climáticos, dados sobre o abastecimento centralizado, o aproveitamento de água pluvial e o uso do solo urbano. Por meio do balanço hídrico, realizado no inventário de ciclo de vida, quantificaram-se os fluxos de água em cada componente do sistema urbano de água. Os fluxos de energia, produtos químicos e materiais também foram quantificados nesta etapa. Por fim, os impactos relacionados ao fluxo de água e a vida útil dos materiais foram quantificados. O método descrito foi avaliado por um painel de especialistas e, matematicamente, por meio da aplicação em um estudo de caso em software de cálculo numérico (Matlab). A aplicação do estudo de caso foi feita na Bacia Hidrográfica do Rio Belém, localizada em região central da cidade de Curitiba/PR. Os resultados secundários da aplicação do estudo demonstraram que houve redução de escoamento superficial e de recarga de aquíferos devido ao aproveitamento de água pluvial nas edificações. Houve redução significativa também no consumo de água potável. Quanto aos resultados principais, o potencial mais significativo de redução de impacto ambiental foi encontrado no processo de operação dos sistemas urbanos de água, por meio de economia de produtos químicos e energia para tratamento e transporte de água do sistema centralizado. A utilização dos sistemas de aproveitamento de água pluvial resultou em redução de impacto em onze das dezoito categorias de impacto midpoint analisadas, principalmente nas categorias relacionadas aos danos à saúde humana. Com a aplicação do método proposto, considerou-se que o objetivo geral desta tese foi satisfatoriamente alcançado. As principais contribuições do método dizem respeito a: adaptação de um modelo de balanço hídrico às principais características dos sistemas urbanos de água das cidades brasileiras; uso de dados do local do estudo de caso para simulação de fluxos de água no inventário de ciclo de vida; e avaliação dos impactos ambientais relativos ao consumo de água por diferentes tipologias de edificações. Com isso, gera-se subsídio para tomada de decisão de projetistas e gestores do setor de saneamento urbano e para o desenvolvimento de políticas públicas.Abstract: The main objective of this thesis was to develop and apply a method to quantify the environmental impact assessment due to rainwater harvesting systems in buildings by using the concepts of Life Cycle Assessment and Water Balance Modelling. Some specific objectives were defined to quantify the influence of rainwater use on the variation of aquifer recharges, evapotranspiration and surface runoff of cities; use water balance modelling as a water flow database (inventory) for life cycle impact assessment; evaluate the influence of the input parameters on output data modelling; and allow the comparison of the impact of rainwater use in the urban environment, when installed in different scenarios and different rainwater harvesting system typologies. In the first step of the method, the objective and scope were defined in order to characterise the system to be evaluated. In this phase, the objectives, the scenarios, the characterization of the model into components, the function and functional unit, the lifespan and the boundaries were defined. Then, the input data were collected: study area, climate data, centralised supply data, rainwater harvesting and urban land use. Through the water balance, carried out in the life cycle inventory, the water flows in each component of the urban water system were quantified. Energy flows, chemicals and materials were also quantified at this stage. Finally, impacts related to water flow and lifespan of materials were quantified. The method was evaluated by a panel of experts and, mathematically, by applying it to a case study in a numerical calculation software (Matlab). The case study was applied in the Belém River Basin, located in the central region of Curitiba/PR. The secondary results of the application of the study showed that there was a reduction of runoff and recharge of aquifers due to rainwater harvesting in buildings. There was also a significant reduction in drinking water consumption. As for the main results, the most significant potential for environmental impact reduction was found in the operation process of urban water systems, through the decrease of chemicals and energy consumption for centralized water treatment and transportation. Rainwater harvesting systems in buildings has resulted in environmental impact reduction in eleven out of eighteen midpoint impact categories analysed, primarily in the categories related to human health damage. By applying the method, it was considered that the main objective of this thesis was satisfactorily achieved. The main contributions of the method concern: adaptation of a water balance model to the main characteristics of municipal water systems in Brazil; use of local data to simulate water flows in the life cycle inventory; and the assessment of environmental impacts related to water consumption in different types of buildings. The method generates subsidies for decision-making of designers and managers of the urban sanitation sector and the development of public policies.Ghisi, EnedirUniversidade Federal de Santa CatarinaTeston, Andréa2020-10-21T21:03:00Z2020-10-21T21:03:00Z2019info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis322 p.| il., gráfs.application/pdf369424https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/214259porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2020-10-21T21:03:00Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/214259Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732020-10-21T21:03Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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