Modelagem de previsão de acúmulo de água pluvial para reserva técnica de incêndio pela utilização de bases de dados de sensoriamento remoto por satélite

Marcos Guedes do Nascimento , Raimundo Aprígio de Menezes Júnior e Bruno César Bezerra Nóbrega de Souza

Resumo
A captação de água pluvial tem sido adotada para reduzir o consumo de água potável. Sob esta ótica, o presente trabalho busca analisar o acúmulo de água pluvial para Reserva Técnica de Incêndio do prédio do PRODEMA, localizado nas dependências da Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, Brasil. Para realização do estudo, foram utilizadas informações pluviométricas relativas a 15 pontos da cidade, de 2015 a 2020, adquiridas nas bases de dados dos produtos de sensoriamento remoto por satélite PFLDAS, PGLDAS e TERRACLIMATE, pela emprego da ferramenta computacional de nuvem Google Earth Engine. Como resultados, verificou-se que a PFLDAS e a TERRACLIMATE apresentaram valores em patamares próximos, enquanto que a PGLDAS traz valores inferiores aos destas bases. No período de março a agosto, a pluviosidade mostrou-se alta, com variações entre 250 e 350 mm, enquanto que, de setembro a dezembro, ocorreram as menores pluviosidades, com médias entre 20 e 30 mm. Ficaram nítidas as discrepâncias entre os dados das bases, principalmente em razão dos valores destoantes da PGLDAS em relação às demais. Contudo, isto não compromete os resultados, pois a utilização de precipitações médias, a partir de informações das três bases, mitigam de maneira aceitável tais divergências. Os volumes médios anuais acumuláveis na edificação considerada, podem chegar a 927 m³ em anos menos chuvosos e a 1.390 m³ nos anos de maior incidência de chuva. Sendo assim, para um sistema de hidrantes tipo 1, com RTI de 5 m³ e para um sistema de hidrantes tipo 2, cuja RTI seja 10 m³, será possível abastecê-lo em, no máximo, 2 a 4 dias, a depender do sistema de hidrante utilizado. Mesmo num mês seco, em que o volume médio acumulado diariamente é de 0,5 m³, a RTI será totalmente atendida entre 10 e 20 dias. Deste modo, ficou evidenciado que a RTI pode ser devidamente suprida pela água da chuva, desde que se garanta a manutenção permanentemente do seu nível. Sugere-se para isto, que o reservatório seja elevado e que extravase a água excedente a um reservatório maior, localizado no solo e conectado permanentemente a ele. A partir daí, deve-se avalizar que, caso a RTI seja total ou parcialmente esvaziada, haja reabastecimento imediato com a água do segundo reservatório, por meio de bombeamento hidráulico.

Palavras-chave
Água de chuva; Captação de água; Sensoriamento remoto; RTI; Segurança contra incêndio.

Abstract
Rainwater accumulation forecast modeling for technical fire reserve by using satellite remote sensing databases. Rainwater harvesting has been adopted to reduce drinking water consumption. From this perspective, the present work seeks to analyze the accumulation of rainwater for the Technical Fire Reserve of the PRODEMA building, on the premises of the Federal University of Paraíba, João Pessoa, Brazil. To carry out the study, rainfall information was used for 15 points of the city, from 2015 to 2020, purchased from the satellite remote sensing product databases PFLDAS, PGLDAS and TERRACLIMATE, by the used of cloud computing tool Google Earth Engine. In the results, it was found that PFLDAS and TERRACLIMATE show values at close levels, while PGLDAS brings values lower than these bases. In the period from March to August, rainfall showed up high, with variations between 250 and 350 mm, while that, from September to December, there was the lowe strainfall, with averages between 20 and 30 mm. The discrepancies between the bases' data are notorious, mainly due to differences in the level of values PGLDAS in relation to the others. However, this does not compromise the results, as the use of médium precipitation, from on information from the three bases, acceptablely mitigate the existing divergences. The average annual volumes that can be accumulated in the considered building reach 927 m³ in less rainy years and 1390 m³ in years with higher rainfall. Thus, for a type 1 hydrant system, withan RTI of 5 m³ and for a type 2 hydrant system, whose RTI is from 10 m³, it will be possible to supply them in a maximum of 2 or 4 days, a dependent of the hydrant system used. Even in a dry month, in which the average volume accumulated dailyis 0.5 m³, the RTI Will be fully answered between 10 and 20 days. In this way, it was evident that the RTI can be properly supplied by rainwater, as long as the permanent maintenance of its level is guaranteed. For this, it is suggested that there servoir be elevated and that the excess water is released to a larger reservoir, located on the ground and permanently connected to it. From the non, it should be guaranteed that, if the RTI is totally or partially emptied, there be immediate replenishment with water from these condreservoir, by means of hydraulic pumping.

Keywords
Rainwater; Water catchment; Remote sensing; RTI; Fire safety.

DOI
10.21438/rbgas(2022)092116

Texto completo
PDF

Referências
Abatzoglou, J. T.; Dobrowski, S. Z.; Parks, S. A.; Hegewisch, K. C. TerraClimate, a high-resolution global dataset of monthly climate and climatic water balance from 1958-2015. Scientific Data, v. 5, Article number: 170191, 2018. https://doi.org/10.1038/sdata.2017.191

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT NBR 13.714:2000 - Sistemas de hidrantes e de mangotinhos para combate a incêndio. Rio de Janeiro: ABNT, 2000.

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT NBR 15.527:2006 - Água de chuva - Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não potáveis - Requisitos. Rio de Janeiro: ABNT, 2006.

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT NBR 5.626:1998 - Instalação predial de água fria. Rio de Janeiro: ABNT, 1998.

Agarwal, A.; Narain, S. Dying wisdom: Rise, fall and potential of India's Traditional Water Harvesting Systems. Nova Delhi: Center for Science and Environment, 1997.

ANA - Agência Nacional de Águas. Estimativas de evapotranspiração real por sensoriamento remoto no Brasil. Brasília: ANA, 2020. Disponível em: <https://www.snirh.gov.br/portal/centrais-de-conteudos/central-de-publicacoes/23-estimativas-de-eva potranspiracao-real-por-sensoriamento-remoto/view>. Acesso em: 10 jun. 2021.

Barrett, E. C.; Martin, D. W. The use of satellite data in rainfall monitoring. London: Academic Press, 1981.

Beaudoing, H.; Rodell, M.; NASA/GSFC/HSL. GLDAS Noah Land Surface Model L4 3 hourly 0.25 x 0.25 degree V2.1 (GLDAS_NOAH025_3H). Greenbelt: Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center, 2020. https://doi.org/10.1175/BAMS-85-3-381

Belmeziti, A.; Coutard, O.; Gouvello, B. How much drinking water can be saved by using rainwater harvesting on a large urban area? Application to Paris Agglomeration. Water Science & Technology, v. 70, n. 11, p. 1782-1788, 2014. https://doi.org/10.2166/wst.2014.269

Calvetti, L.; Beneti, C.; Pereira Filho, A. J. Integração do radar meteorológico doppler do SIMEPAR e uma rede de pluviômetros para a estimativa da precipitação. Anais do XI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, São José dos Campos, Instituto Nacional de Pesquisa e Estatística, 2003.

Coombes, P.; Argue, J.; Kuczera, G. Figtree Place: A case study in water sensitive urban development (WSUD). Urban Water Journal, v. 4, n. 1, p. 335-343, 2000. https://doi.org/10.1016/S1462-0758(00)00027-3

Domenech, L.; Saurí, D. A comparative appraisal of the use of rainwater harvesting in single and multi-family buildings of the Metropolitan Area of Barcelona: Social experience, drinking water savings and economic costs. Journal Cleaner Production, v. 19, n. 6/7, p. 598-608, 2011. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2010.11.010

Evenari, M.; Shanan, L.; Tadmor, N. The Negev: The callange of a desert. Cambridge: Harvard University Press, 1982.

Galvão, C. B.; Magalhães Júnior, C. A. O. A relação entre as representações sociais de professores sobre Educação Ambiental e os projetos relacionados à Conferência Nacional Infanto Juvenil pelo Meio Ambiente. Revista Eletrônica do Mestrado em Educação Ambiental, v. 33, n. 2, p. 124-141, 2016.

Gauzin-Muller, D. Arquitectura ecológica: 29 ejemplos europeos. 1. ed. Barcelona: Gustavo Gili, 2003.

Gnadlinger, J. Estratégia para uma legalização favorável à captação e ao manejo de água de chuva no Brasil. Anais do 5º Simpósio Brasileiro sobre Sistemas de Captação de Água de Chuva, Teresina, Associação Brasileira de Captação e Manejo de Água da Chuva, 2005.

Gomes, U. A. F.; Domènech, L.; Pena, J. L.; Heller, L.; Palmier, L. R. A captação de água de chuva no Brasil: novos aportes a partir de um olhar internacional. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 19, n. 1, p. 7-16, 2014. https://doi.org/10.21168/rbrh.v19n1.p7-16

Google Maps. Imagem de satélite do Prédio do Programa de Desenvolvimento e Meio Ambiente da Universidade Federal da Paraíba. João Pessoa, Brasil. 2021. Disponível em: <https://www.google.com/maps/place/PRODEMA/@-7.1396502,-34.8448797,949m/data=!3m1!1e3!4m5!3m4!1s0x7acc2b97e426991:0x9a01949e16480b5!8m2!3d-7.1399669!4d-34.8443781>. Acesso em: 18 set. 2021.

Group Raindrops. Aproveitamento da água de chuva. 1. ed. Curitiba: Organic Trading, 2002.

Han, M.; Ki, J. Establishment of sustainable water supply system in small islands through rainwater harvesting (RWH): Case study of Guja-do. Water Science & Technology, v. 62, n. 1, p. 148-153, 2010. https://doi.org/10.2166/wst.2010.299

Herrmann, T.; Schmida, U. Rainwater utilisation in Germany: Efficiency, dimensioning, hydraulic and environmental aspects. Urban Water, v. 1, n. 4, p. 307-316, 2000. https://doi.org/10.1016/S1462-0758(00)00024-8

Jensen, J. R. Sensoriamento remoto do ambiente: uma perspectiva em recursos terrestres. 2. ed. São José dos Campos: Parêntese, 2009.

Kahinda, J. M.; Taigbenu, A. E.; Boroto, J. R. Domestic rainwater harvesting to improve water supply in rural South Africa. Physics and Chemistry of the Earth, v. 32, p. 1050-1057, 2007. https://doi.org/10.1016/j.pce.2007.07.007

Ly, H.; Ye, Q.; Liu, A.; Meng, F.; Zhang, W.; Xiong, W.; Wang, P.; Wang, C. Seeking urbanization security and sustainability: Multi-objective optimization of rainwater harvesting systems in China. Journal of Hydrology, v. 550, p. 42-53, 2017. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2017.04.042

Magnoni, P. H. J. Estimativa de recarga de águas subterrâneas por sensoriamento remoto e computação em nuvem. Botucatu: Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista, 2020. (Dissertação de Mestrado).

May, S.; Prado, R. T. A. Estudo da qualidade da água de chuva para consumo não potável em edificações. Anais do CLACS' 04 - I Conferência Latino-Americana de Construção Sustentável e ENTAC 04 - 10º Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, São Paulo, 2004. (CD ROM).

McNally, A.; Arsenault, K.; Kumar, S.; Shukla, S.; Peterson, P.; Wang, S.; Funk, C.; Peters-Lidard, C. D.; Verdin, J. P. A land data assimilation system for Sub-Saharan Africa food and water security applications. Scientific Data, v. 4, n. 1, p. 1-19, 2017. https://doi.org/10.1038/sdata.2017.12

McNally, A.; NASA/GSFC/HSLFLDAS. Noah Land Surface Model L4 Global Monthly 0.1 x 0.1 degree (MERRA-2 and CHIRPS). Greenbelt: Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center, 2018. Disponível em: <https://disc.gsfc.nasa.gov/datasets/FLDAS_NOAH01_C_GL_M_001/summary>. Acesso em: 18 maio 2021.

McNally, A.; Verdin, K.; Harrison, L.; Getirana, A.; Jacob, J.; Shukla, S.; Arsenault, K.; Peters-Lidard, C.; Verdin, J. P. Acute water-scarcity monitoring for Africa. Water, v. 11, n. 10, 1968, 2019. https://doi.org/10.3390/w11101968

Mol, J. M. D. Estimativa de precipitação por meio de sensoriamento remoto. Brasília: Universidade de Brasília, 2005. (Dissertação de mestrado).

Neves, M. V.; Bertolo, E.; Rossa, S. Aproveitamento e reutilização da água para usos domésticos. Anais da Primeira Jornada de Hidráulica Recursos Hídricos e Ambiente, Porto, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, 2006.

Özdemir, S.; Elliott, M.; Brown, J.; Nam, P. K.; Hien, V. T.; Sobsey, M. D. Rainwater harvesting practices and attitudes in the Mekong Delta of Vietnam. Journal of Water, Sanitation & Hygiene for Development, v. 1, n. 3, p. 171-177, 2011. https://doi.org/10.2166/washdev.2011.024

Paraíba. Norma Técnica CBMPB nº 004/2013. Classificação das edificações quanto à natureza da ocupação, altura, carga de incêndio e área construída. Disponível em: <https://bombeiros.pb.gov.br/wp-content/uploads/2013/10/NT-nº-0042013-CBMPB.pdf>. Acesso em: 17 jul. 2021.

Paraíba. Norma Técnica CBMPB nº 015/2016. Sistemas de hidrantes e mangotinhos. Corpo de Bombeiros Militar da Paraíba, Disponível em: <https://bombeiros.pb.gov.br/wp-content/uploads/2016/10/NT-CBMPB-nº-015-2016-SISTEMAS-DE-HIDRANTES-E-MANGOTINHOS.pdf>. Acesso em: 17 jul. 2021.

Paraná. Plano diretor de drenagem para a Bacia do Rio Iguaçu na Região Metropolitana de Curitiba. Curitiba: Secretaria de Estado do Meio Ambiente e Recursos Hídricos, 2002. (Versão 1.0).

Rodell, M.; Houser, P. R.; Jambor, U.; Gottschalck, J.; Mitchell, K.; Meng, C.; Arsenault, K.; Cosgrove, B.; Radakovich, J.; Bosilovich, M.; Entin, J. K.; Walker, J. P.; Lohmann, D.; Toll, D. The global land data assimilation system. Bulletin of the American Meteorological Society, v. 85, n. 3, p. 381-394, 2004. https://doi.org/10.1175/BAMS-85-3-381

Roebuck, R. M.; Oltean-Dumbrava, C.; Tait, S. Whole life cost performance of domestic rainwater harvesting systems in the United Kingdom. Water and Environment Journal, v. 25, n. 3, p. 355-365, 2011. https://doi.org/10.1111/j.1747-6593.2010.00230.x

Rowe, M. P. Rain water harvesting in Bermuda. Journal of the American Water Resources Association, v. 47, n. 6, p. 1219-1227, 2011. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.2011.00563.X

Scofield, R. A.; Kuligowski, R. J. Status and outlook of operational satellite precipitation algorithms for extreme-precipitation events. Weather and Forecasting, v. 18, n. 6, p. 1037-1051, 2003. https://doi.org/10.1175/1520-0434(2003)018<1037:SAOOOS>2.0.CO;2

Silva, C. O. F.; Manzione, R. L.; Albuquerque Filho, J. L. Combining remotely sensed actual evapotranspiration and GIS analysis for groundwater level modeling. Environmental Earth Sciences, v. 78, n. 15, Article number: 462, 2019. https://doi.org/10.1007/S12665-019-8467-X

Vieira, S. A. Uso racional de água em habitações de interesse social como estratégia para a conservação de energia em Florianópolis. Florianópolis: Universidade Federal de Santa Catarina, 2012. (Dissertação de mestrado).

Zaizen, M.; Urakawa, T.; Matsumoto, Y.; Takai, H. The collection of rainwater from dome stadiums in Japan. Urban Water, v. 1, n. 4, p. 355-359, 2000. https://doi.org/10.1016/S1462-0758(00)00028-5

Zhu, Q.; Yuanhong, L. A sustainable way for integrated rural development in the mountainous area in China. Anais do 7º Simpósio Brasileiro de Captação e Manejo de Água de Chuva, Associação Brasileira de Captação e Manejo de Água da Chuva, Caruaru, 2009.


 

ISSN 2359-1412