Caracterização do first flush proveniente de cobertura de fibrocimento localizada em Florianópolis

Abstract

O objetivo deste trabalho consiste em caracterizar qualitativamente o first flush proveniente de uma cobertura de fibrocimento, e analisar o impacto do desvio do escoamento pluviométrico inicial sobre o desempenho quantitativo de sistemas de aproveitamento de água pluvial. Foram coletadas amostras da água pluvial de escoamento referente aos cinco primeiros milímetros escoados, além de amostras de água pluvial não interceptada na cobertura e dados dos eventos de precipitação. Ensaios laboratoriais foram realizados para quantificação dos parâmetros: pH, sólidos suspensos totais, turbidez, condutividade, cor aparente, coliformes totais e Escherichia coli. Análises estatísticas descritivas foram conduzidas comparando a qualidade da água pluvial coletada diretamente da atmosfera e das amostras de escoamento provenientes da cobertura de fibrocimento. Análises de regressão foram efetuadas a fim de verificar a tendência de comportamento dos parâmetros de qualidade durante o escoamento. Analisou-se, ainda, a possível existência de diferenças entre os parâmetros de qualidade da água e as categorias de período de tempo seco antecedente e intensidade pluviométrica. A caracterização qualitativa do first flush foi realizada por meio de análise de componentes principais e análises de regressão simples entre parâmetros de qualidade fortemente correlacionados. Por fim, conduziu-se uma análise de sensibilidade para identificar se o first flush apresenta influência no desempenho quantitativo de sistemas de aproveitamento de água pluvial. Os resultados mostram que o escoamento pluvial pode ser altamente contaminado, sendo observadas concentrações de Escherichia coli superiores ao limite de detecção do teste (2419,6 NMP/100 mL). De acordo com os modelos obtidos estima-se a necessidade de desvio dos 2,5 milímetros iniciais de escoamento para redução de 50% da turbidez. Os testes de hipóteses mostraram que a intensidade inicial do evento e o período de tempo seco antecedente afetam a qualidade da água pluvial de escoamento. A análise de componentes principais resultou em três componentes capazes de explicar mais de 74% da variância dos dados; as variáveis mais influentes foram a cor aparente, pluviosidade total acumulada e intensidade inicial do evento. Verificou-se que o fator ?first flush? exerce pouca influência no desempenho quantitativo dos sistemas de aproveitamento de água pluvial, porém o desvio da porção inicial do escoamento é importante para reduzir o risco de contaminação dos usuários do sistema.

Abstract: The aim of this research is to characterise first flush runoff from a fibre cement roof and the impact of its deviation on the quantitative performance of rainwater harvesting systems. Rainwater runoff samples were collected over the first five millimetres drained, as well as rainwater samples not intercepted by the roof and data on rainfall events. Laboratory tests were performed to quantify the parameters: pH, total suspended solids, turbidity, conductivity, apparent colour, total coliforms and Escherichia coli. Descriptive statistical analyses were conducted comparing the quality of rainwater collected directly from the sky and runoff samples from the fibre cement roof. Regression analyses were performed in order to assess the behaviour trend of water quality parameters over the runoff. Differences between rainwater quality parameters and the groups of antecedent dry weather period and rainwater intensity were also analysed. Qualitative characterization of first flush was complemented through principal component analysis and simple regression analysis between strongly correlated rainwater quality parameters. Finally, a sensitivity analysis was carried out to identify whether the first flush has an influence on the quantitative performance of rainwater harvesting systems. The results show that rainwater can be highly contaminated, once some samples presented Escherichia coli concentrations above the upper detection limit of the test (2419.6 NMP/100 mL). According to the models obtained, in order to reduce the rainwater turbidity in 50%, the diversion of the initial 2.5 millimetres of runoff was estimated. Hypotheses tests showed that the initial rainwater intensity and the antecedent dry weather period affect the quality of rainwater runoff. The principal component analysis showed three components capable of explaining more than 74% of data variance; the most influential variables were apparent colour, total accumulated rainfall and initial rainwater intensity. Although it was found that the ?first flush? factor has little influence on the quantitative performance of rainwater harvesting systems, its deviation is important to reduce risks of contamination to users.