Viabilidade econômica de sistema para redução do desperdício de água em sistemas prediais de água quente: um estudo de caso em edificações multifamiliares

Abstract

Em residências que possuem aquecedores de passagem a gás para o aquecimento da água, há desperdício de água no início da utilização dos aparelhos sanitários. O objetivo geral deste trabalho é verificar a viabilidade econômica ao implementar um sistema automatizado nos pontos de consumo de água quente das edificações que reduz o desperdício de água dos instantes iniciais de uso. Para quantificar este desperdício foram realizadas medições in loco em catorze residências. A conformação e funcionamento do sistema baseiam-se nas características dos sistemas prediais elaborados conforme as normas brasileiras. Para verificar o funcionamento do sistema, um protótipo foi construído. Dos resultados das medições foi estimado o potencial de economia de água que seria desperdiçada. E a partir da construção do protótipo estimaram-se os custos com componentes hidráulicos e eletrônicos. Ambas as estimativas fundamentam uma análise econômica comparativa entre a instalação do sistema automatizado proposto e de um sistema de recirculação individual em um estudo de caso para um edifício multifamiliar. Foram realizadas nove análises econômicas diferentes variando-se o potencial de economia de água e o tipo de sistema para obter o Valor Presente Líquido, a Taxa Interna de Retorno e o payback descontado. Verificou-se que para variar significativamente a temperatura da água que sai dos aparelhos desperdiça-se, em média, 4 litros de água. Por meio do protótipo foi validado o algoritmo do sistema e constatado redução no desperdício ao redirecionar a água fria antes do consumo de água quente. As análises comprovaram que o sistema proposto é mais viável que os sistemas de recirculação individual usualmente empregados. O sistema proposto reduz o desperdício de água se mostrando viável ao proporcionar um potencial diário de economia de água de pelo menos 5,3%. O emprego do sistema é fortemente dependente dos pré-requisitos observados na edificação onde será instalado. Custos de instalação devem ser cautelosamente orçados para que o sistema se mostre viável economicamente. Os resultados desta pesquisa servem como guia para realização de análise econômica de sistemas de recirculação e elaboração do sistema proposto em edificações multifamiliares com diferentes layouts arquitetônico e estrutural.

Abstract: In homes that have instantaneous gas heaters to heat water, cold water is wasted in the first seconds of using hot water fixtures. The main objective of this work is to verify the economic feasibility of implementing an automated system integrated to the hot water fixtures of buildings that reduces the waste of water from the initial moments of use. In order to quantify such waste of water, measurements were carried out in fourteen homes. The conformation of the system was suggested based on the characteristics of the water building systems designed according to Brazilian standards. In order to verify the functioning of the proposed automated system, a prototype was built. From the results of the measurements, it was possible to estimate the potential for saving water that would be wasted. And from the construction of the prototype, it was possible to estimate the costs with piping and electronic components. Both estimates were used to perform a comparative economic analysis between the installation of the proposed automated system and an individual recirculation system in a case study for a multifamily building. Altogether nine different economic analyses were carried out, varying the water saving potential and the type of recirculation system to obtain the Net Present Value, Internal Rate of Return and discounted payback. In order to have a significant variation in the temperature of the water that flows out the water fixtures it was verified that, on average, 4 litres of water is wasted. By using the prototype, it was possible to validate the algorithm of the automated system and verify a reduction in water waste by redirecting cold water before hot water consumption. It was verified in all analyses that the proposed system is more viable than the traditionally used individual recirculation system. The proposed system reduces waste of water in domestic hot water systems, proving viable by providing a daily water savings potential of at least 5.3%. The use of the system is strongly dependent on requirements observed in the building where it would be installed. Costs for installation-related services must be carefully budgeted for the system to be economically feasible. The results of this research serve as a guide to carry out an economic analysis of recirculation systems and development of the proposed system in multifamily buildings with different architectural and structural layouts.