Método para avaliação do impacto ambiental da implantação de sistemas integrados de aproveitamento de água pluvial e água cinza em residências unifamiliares a partir da análise do ciclo de vida

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2015.O objetivo deste trabalho é desenvolver e validar um método baseado na Análise de Ciclo de Vida (ACV) para quantificar e avaliar o impacto ambiental devido à implantação de sistemas integrados de aproveitamento de água pluvial e água cinza em habitações residenciais unifamiliares. A primeira etapa do método é a definição do escopo do estudo, onde são determinadas a função e configuração dos sistemas, a unidade funcional e o horizonte de tempo da análise. Na etapa de diagnóstico de água e esgoto são analisados o consumo de água e a produção de esgoto na habitação, e estimados o potencial de economia de água potável e a redução de esgoto. A avaliação do impacto social é uma etapa opcional que visa analisar a aceitabilidade das fontes alternativas de água adotadas. No inventário são catalogados os dados de entrada e saída relacionados aos sistemas por meio de equações propostas para quantificação dos efeitos ambientais. Na fase de avaliação de impacto de ciclo de vida, os dados quantificados no inventário são traduzidos em impactos ambientais com o auxílio de programas computacionais específicos para ACV. Uma consulta a um painel de especialistas foi realizada para o aperfeiçoamento do método proposto, e para comprovar a aplicabilidade do método foi realizado um estudo de caso. Com a aplicação do método avaliou-se comparativamente os efeitos ambientais da implantação de um sistema integrado de aproveitamento de água pluvial e água cinza em relação ao sistema hidráulico predial convencional de abastecimento de água potável. O desenvolvimento do estudo se deu por meio de levantamentos in loco em habitações de interesse social na região metropolitana de Florianópolis, sul do Brasil, e também parcialmente por meio de análise teórica. No estudo de caso, verificou-se que por meio da integração de aproveitamento de água pluvial e água cinza, o potencial médio de economia de água potável seria de 41,9%, enquanto o máximo potencial de economia, 53,4%. O potencial de economia de água potável obtido como o uso exclusivo de água cinza seria 19,4% do consumo total de água, e o potencial de redução de esgoto 40%. Na avaliação de impactos de ciclo de vida pelos métodos ReCiPe H e CML 2 baseline 2000 gerenciados pelo programa SimaPro, versão 7.3, verificou-se que os efeitos ambientais mais significativos estavam relacionados à fase de operação dos sistemas. O método se mostrou válido e adequado para avaliação do impacto ambiental da implantação de sistemas integrados de aproveitamento de água pluvial e água cinza residenciais. As principais contribuições do método dizem respeito à avaliação ambiental dos impactos de sistemas alternativos de água e à geração de subsídios para tomada de decisão, em diferentes níveis de atuação e por diferentes envolvidos no processo de inovação. Portanto, poderá servir como ferramenta de apoio a decisão para projetistas, empresários, pesquisadores e gestores do setor de abastecimento de água. Além disso, o método poderá contribuir para recomendação de potenciais medidas de mitigação de impactos ambientais. Também poderá contribuir para o desenvolvimento de políticas públicas específicas para incentivo do uso residencial de fontes alternativas de água.Abstract : The objective of this study is to develop and validate a method by using the concepts of LCA to quantify and assess the environmental impact due to the implementation of integrated rainwater harvesting systems and greywater in houses. The first phase of the method is the definition of the scope of the study, where the function and configuration of the systems, the functional unit and the lifespan of the analysis are determined. At the phase of diagnosis of water and wastewater, the consumption of water and wastewater generation in the house are analysed, and the potential for potable water savings and wastewater reduction are estimated. The social impact assessment is an optional step that aims to examine the social acceptability of alternative water sources. In the inventory, input and output data related to the systems by means of equations to quantify the environmental effects are catalogued. In the life cycle impact assessment phase, data quantified in the inventory are converted into environmental impacts using specific computer programmes for LCA. A consultation with a panel of experts was conducted in order to improve the proposed method; and a case study was carried out to check the applicability of the method. By applying the proposed method the environmental effects of implementing a rainwater and greywater integrated system compared to a conventional water supply system was assessed. The development of the study was based on on-site survey in low-income houses in Florianópolis, Southern Brazil, and also on theoretical analysis. The average potential for potable water savings through the integrated use of rainwater and greywater in the case study was 41.9%, while the maximum potential savings was 53.4%. The potential for potable water savings obtained for the use of greywater was 19.4% of total water consumption, and the potential for wastewater reduction was 40%. The most significant environmental effects in the assessment of the life cycle by using the methods Recipe H and CML 2 baseline 2000 managed by software SimaPro version 7.3 were related to the operational phase. The method was valid and appropriate to assess the environmental impact of the implantation of integrated rainwater harvesting and residential greywater systems. The main contributions of the method are related to the environmental assessment of alternative water systems and generation of subsidies for decision making at different levels of action and different stakeholders in the innovation process. Therefore, it can serve as a decision support tool for designers, researchers and managers of the water supply sector. Furthermore, the method can contribute to the recommendation of potential mitigation of environmental impacts. It can also contribute to the development of specific public policies to encourage residential use of alternative water sources