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Orientador: Marina Sangoi de Oliveira Ilha Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: O volume de água consumido em uma edificação, constante na conta de água, pode ser dividido em duas parcelas: o uso propriamente dito e o desperdício. O desperdício pode ocorrer tanto pela ocorrência de vazamentos como pelo mau uso desse insumo nas diferentes atividades realizadas. Em edificações escolares públicas, é freqüente o uso não racional desse insumo, uma vez que os usuários não são os responsáveis diretos pelo pagamento da conta de água. Inserido nesse contexto, o presente trabalho apresenta a metodologia e os resultados obtidos em uma investigação de campo realizada com o objetivo de identificar a forma de realização das diferentes atividades que envolvem o uso da água em uma amostra de escolas da rede pública de Campinas, com a indicação dos ambientes responsáveis pelas maiores parcelas do consumo e a proposição de uma metodologia para a avaliação qualitativa da percepção dos usuários para o uso racional de água nessa tipologia de edificação. Além disso, tendo em vista que uma das ações para a implementação do uso racional consiste na instalação de tecnologias economizadoras nos pontos de consumo de água e que o fator motivador para a implementação desse tipo de intervenção é, na maioria das vezes, de ordem financeira, apresenta-se um método para a avaliação econômica dos investimentos necessários para tanto Abstract: The water consumption, which is printed in water bills can be divided in two parts: the use itself and waste. The waste is usually due to leaking events or bad use of tap water in several daily activities. In public schools buildings, it¿s often the irrational use of water due the user is not directly responsible for paying the water bill. In this context, the present research presents the methodology and results obtained in a field survey that was done to identify different ways of water use in a sample of public schools from Campinas, Sao Paulo, and it also be done the identification of which environments are responsible for higher portions of the water consumption and the proposition of a methodology to evaluate the users perception for the rational use of water at this building type. Moreover, one of the alternatives to achieve the rational use of water is the installation of water saving technologies at consumption points and the motivator reason to the implementation of these devices it is, normally, financial issues, then, this work shows a method to evaluate economic feasibility of the essential investments to do it Mestrado Edificações Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Marina Sangoi de Olliveira Ilha Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: Em edificações mais complexas, como é o caso de hospitais, a operação e manutenção dos sistemas prediais de água assume grande importância, pois freqüentemente as instalações são de grande porte, com vários pontos de consumo e serviços que não podem ser interrompidos para a realização de reparos quando da ocorrência de problemas. Assim, torna-se necessário um eficiente sistema de gestão da manutenção. Além disso, verifica-se que quando as ações corretivas são desencadeadas a partir de ordens de serviço, existe uma série de atividades que não agregam valor ao serviço em questão, as quais se constituem em desperdício de tempo. Inserido nesse contexto, foi realizado um estudo de caso no Hospital das Clínicas da Universidade Estadual de Campinas (HC-UNICAMP), com a identificação in loco das principais patologias existentes no sistema predial de água fria dessa edificação, estudo das ações desencadeadas e mensuração dos tempos envolvidos desde a detecção da falha até o restabelecimento da função dos componentes avaliados, tomando-se como base o banco de dados das ordens de serviço relacionadas com o sistema predial de água em um determinado período de tempo e, por fim, seleção de uma manifestação patológica específica para o acompanhamento das ações citadas. A partir disso, utilizando-se algumas ferramentas da Mentalidade Enxuta e da Manutenção da Produtividade Total (TPM), foi efetuada uma avaliação das atividades levantadas e proposição de melhorias de modo a evitar desperdícios em geral. Os resultados obtidos indicaram que a manutenção predial é mais um segmento da indústria da construção capaz de absorver e aplicar os conceitos de qualidade e melhoria da produtividade Abstract: In the complex buildings, as it's the case in hospitals, the water supply system operation and maintenance has a great importance, because the installations are frequently very big, with many using points and services that can't be stopped when there's a repairing to be made in case of problems. So, it's very useful to have an efficient maintenance management system. Apart from that, we can notice that when corrective actions are enchained from service orders, there are many activities that are not worth to the following service, which is a waste of time. In this context, a case study in the Hospital das Clínicas of Universidade Estadual de Campinas (HC/UNICAMP) was done. It consisted in the identification in loco from the main pathologies existing in the cold water supply system from this building, the study of enchained actions and measuring the time spent from the beginning with the detection 'of the problem to the repairing of the function of each evaluated part. The reference was the database from the service orders related to the water supply system in a certain period of time, and, after all, the choice of a specific pathologic manifestation for following the procedures written above. From that point, taking some of the Lean Thinking Techniques and the Total Productive Maintenance Techniques (TPM), an evaluation was done with the activities related above and also a suggestion for improvements to avoid wastes in general. The results showed that the building maintenance is another branch from the building construction industry capable to absorb and to apply the concepts of quality and production improvement Mestrado Estruturas Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Marina Sangoi de Oliveira Ilha Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: A gestão da água pluvial no lote tem se tornado cada vez uma ferramenta para atenuar o impacto do aumento do escoamento superficial devido às superfícies impermeáveis, contribuindo para a redução das enchentes nas cidades. Os sistemas de infiltração, uma das estratégias para a gestão da água pluvial no lote, vem sendo dimensionados de forma a igualar o tempo de enchimento à duração de chuva, devido à complexidade das equações envolvidas no processo de infiltração de água no solo, o que pode resultar em desempenhos inadequados. Este trabalho tem como objetivo propor modelos para a determinação dessa variável em função da vazão de projeto por meio da analogia entre as equações e parâmetros do escoamento de água no solo e do fluxo de calor em um meio sólido. Foram modelados dois sistemas de infiltração e as camadas de solo sob os mesmos: poços de infiltração e pavimentos permeáveis, por meio de equações de fluxos unidimensionais de umidade em função do tempo, as quais contemplam o uso de coeficientes de interfaces que representam o fenômeno tridimensional. Os resultados obtidos com a modelagem proposta foram comparados com os dados observados em uma instalação experimental, sendo que os mesmos não apresentaram diferenças ao nível de significância de 5% Abstract: On-lot drainage has become a tool to soften the increasing impact of run-off due to impermeable surfaces, contributing to the decrease of city floods. The infiltration systems, one of the strategies for on-lot drainage, is been scaled in order to equate the filling time to the rain duration, due to the complexity of the equations involved in the process of water infiltration in the soil, which can result in inappropriate performance. This paper aims to propose models to determine this variable as a function of design flow through the analogy between the equations and parameters of the water drainage in the soil and the heat flow in a solid. Two infiltration systems were modelled as well as the soil layers below them: dry-well and permeable pavement, through humidity one-dimensional flow equations as a function of time, which contemplate the use of interface coefficients that represent the three-dimensional phenomenon. The results achieved through the proposed modelling were compared to the data observed in an experimental installation which were not different at a significance level of 5% Doutorado Arquitetura e Construção Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Marina Sangoi de Oliveira Ilha Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: O dimensionamento integrado aos sistemas prediais de águas pluviais e a avaliação de desempenho de sistemas de infiltração de água de chuva nem sempre são de fácil compreensão, devido às inúmeras variáveis envolvidas quanto aos fatores climáticos e características do solo. O presente trabalho avalia o desempenho de sistemas de infiltração de água de chuva considerando a sua integração com os sistemas prediais e propõe dois modelos matemáticos para a predição do comportamento hidrológico e da frente de percolação ocasionada por sistemas de infiltração de água de chuva, um deles desenvolvido por meio da metodologia de Redes Neurais Artificiais e outro empregando o software FlexPDE® e equações físicas de percolação de água em solos não saturados. Os modelos foram construídos com base no monitoramento de parâmetros hidrológicos, geotécnicos e meteorológicos e, também, na observação do funcionamento de quatro sistemas de infiltração construídos para avaliação experimental e submetidos a ensaios de chuvas artificiais com vazão controlada. Os sistemas estudados foram: (1) poço de infiltração; (2) jardim de chuva, (3) trincheira de infiltração e (4) pavimento permeável. A avaliação do desempenho dos sistemas experimentais foi realizada ao longo de um ciclo sazonal completo. Durantes os ensaios foram monitoradas variáveis climáticas, nível de água no interior dos sistemas e propriedades de umidade e poropressão dos solos, além de vazões de entrada e saída de água. Considerando a integração dos sistemas de infiltração com o sistema predial de drenagem de águas pluviais, os estudos realizados demostraram a influência de diferentes configurações de tubos e conexões no volume direcionado para os sistemas de infiltração, a ocorrência de refluxo de água em caixas de drenagem posicionadas a montante dos sistemas e a possibilidade de redução do diâmetro dos condutores horizontais posicionados a jusante dos sistemas de infiltração. As avaliações de desempenho de todos os sistemas estudados propiciaram reduções do volume de escoamento superficial superiores as previstas em projeto. O modelo de Redes Neurais Artificiais apresentou bom desempenho na representação dos hidrogramas e nos perfis hidrológicos dos sistemas estudados, com bom ajuste das curvas com relação aos dados observados. Por sua vez, o modelo desenvolvido utilizando o software FlexPDE® apontou perfis de propagação da frente de percolação em relação a lateral dos sistemas de infiltração, similar aos dados obtidos por meio de tensiômetros posicionados na região de contorno dos sistemas estudados Abstract: The performance evaluation and integrated design of stormwater infiltration systems are not always easy to understand due to the numerous variables involved in climatic factors and soil characteristics. This research evaluates the performance of stormwater infiltration systems considering the integration with the stormwater buildings systems, and also, proposes two mathematical models for the prediction of the hydrological behavior and the percolation front caused by stormwater infiltration systems. One of them was developed through the methodology of Artificial Neural Networks and, the other one, using FlexPDE® software and physical equations of water percolation in unsaturated soils. The models were developed based on the monitoring of hydrological, geotechnical and meteorological parameters, and also, on the observation of the operation of four experimental stormwater infiltration systems submitted to artificial rainfall trials with controlled flow. The systems evaluated in this research were: (1) dry-wells; (2) rain garden; (3) infiltration trench and (4) pervious pavement. The investigation of the performance of infiltration systems was carried out during a seasonal cycle. During the tests, the following variables were monitored: climatic, water level inside the systems and soil moisture and tension properties, as well as inlet and outlet flows. Considering the infiltration systems integrated with the stormwater drainage building system, the studies carried out showed the influence of different assemblies of pipes and fittings in the direction of the stormwater flow to the infiltration systems, the occurrence of water reflux in drainage boxes positioned upstream of the experimental systems and the possibility of size reducing of the horizontal conductors positioned downstream of the infiltration systems. Among the performance results, all the studied systems provide reductions in the volume of surface runoff higher than those design predicted. The Artificial Neural Networks model presented good performance in the representation of the runoff hydrograms and in the hydrological profiles of the operation of the stormwater infiltration systems, presenting a good adjustment of the curves in relation to the field data. On the other hand, the FlexPDE® model pointed a propagation of the percolation front in relation to the side of the infiltration systems similar to recorded data obtained through tensiometers positioned in the boundary region of the studied systems Doutorado Arquitetura e Construção Doutor em Engenharia Civil FAPESP 2012/04807-3 CNPQ 473460/2010-6 CAPES

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:04:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 monica pertel.pdf: 1272767 bytes, checksum: 60a2549781d95544d6d9427008b1fde9 (MD5) Previous issue date: 2009-07-09 A busca pela sustentabilidade no meio urbano compreende o uso das mais variadas práticas possíveis de conservação dos recursos como água e energia. Nesse sentido, a parcela referente ao consumo de água e energia nas residências é estratégica para a concepção de programas de conservação desses recursos em áreas urbanas, visto que o consumo residencial é responsável por uma grande parcela do consumo urbano, chegando a cerca de 80% em Minas Gerais. Visando avaliar um método de conservação de água, esse trabalho avaliou quantitativamente a economia gerada em uma edificação dotada de um sistema de reúso de águas cinza quando comparada a uma edificação com sistema hidrossanitário convencional. O monitoramento foi realizado de fevereiro a setembro de 2007 no edifício convencional e de fevereiro a setembro de 2008 naquele com sistema reúso de águas cinza, por meio de leituras diárias, sempre às 8h, de todos os hidrômetros e medidores de energia, além do levantamento de perfis de consumo de 24h. O consumo energético das bombas de recalque foi medido por meio eletrônico com a instalação de um analisador de energia. O consumo de água, avaliado através de perfis horários e dos indicadores per capita, por área e por dormitório, foi consistentemente mais elevado no edifício convencional, havendo um maior consumo nos meses de inverno nas duas edificações. Cerca de 32% da água cinza produzida são aproveitados como água de reúso na edificação, sendo que o volume de água de reúso utilizado é cerca de 22% do consumo total na edificação. Em termos energéticos, no edifício convencional o consumo das bombas de recalque foi de cerca de 8% do total de energia consumida. No dotado de reúso o consumo foi de 7% do total de energia consumida, sendo que 3% das bombas de água potável e 4% das bombas de reúso. Os valores altos de consumo energético das bombas sugerem uma maior atenção aos projetos de bombeamento. Foi observado um indicador de 1,40kWh/m³ para o edifício convencional e de 0,88kWh/m³ para o dotado de reúso. A avaliação de perdas realizada por meio da setorização permitiu inferir que há, possivelmente um vazamento de cerca de 1,88m³/dia invisível na edificação dotada de reúso antes do reservatório superior. Foi observado erros de medição nos hidrômetros das colunas de abastecimento para pequenas vazões. Não foram observados vazamentos nos apartamentos. Os resultados demonstram a importância do reúso como forma de conservação de água potável e de redução do esgoto sanitário. The pursuit of urban sustainability entails the most diverse water and energy conservation praxes. In this context, the rational use of water and energy by residential buildings plays a strategic role in the conception of natural resources conservation programs in urban areas, since the residential usage is responsible for as much as 80% in Minas Gerais, Brazil. Seeking the evaluation of a water conservation method, the present work examined quantitatively the economic gain generated in a residential building outfitted with a gray water reuse system opposed to a building with conventional hydro-sanitary system. Data was collected from February to September of 2007 in the conventional building and from February to September of 2008 in the one equipped with the gray water reuse system. Data collection comprises daily readings, at 8:00 a.m., of the water and electricity consumption, as well as the 24h usage profile. The water pump electrical consumption was measured by an electronic gauge, installed on each pump. Based on the hourly usage profiles, per capita, per area and per bedroom, the water usage was consistently higher in the conventional building and more intense over the winter in both buildings. Approximately 32% of the produced gray water was diverted and reused, representing 22% of the total water consumption in the building. In terms of the electrical usage, the water pumps installed in the conventional residential building represented 8% of the total spent energy, while in the building outfitted with the gray water reuse system, it accounted for 7% of the total, from which 3% were used on the drinking water pumping system and 4% in the gray water system. The high electrical usage by the pumps suggests that the water systems should be more carefully designed. Energy consumption per cubic meter of conveyed water of 1,40kWh/m3 was observed in the conventional building, while in the one equipped with gray water reuse systems, a lower value of 0.88kWh/m3 was observed. The evaluation of water losses carried out by building sections, allowed the identification of a leakage of 1,88m3/day, in the building equipped with the gray water reuse system invisible by other means. Errors in the water flow meter were observed at low flow conditions. No evident leakages were observed inside the residences. The results show the potential of gray water reuse as water conservation and waste water reduction praxes.

Orientador: Marina Sangoi de Olliveira Ilha Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: Estima-se que atualmente no Brasil cerca de 8 a 23% do volume de água potável produzido seja perdido em função da submedição causada principalmente pelo superdimensionamento dos medidores, ou por algum fator externo ao mesmo. Em sistemas de abastecimento indireto, é comum a ocorrência de baixas vazões, devido ao tipo de componente de controle empregado, ou seja, válvulas de bóia convencionais. Este trabalho apresenta um estudo de caso desenvolvido com o objetivo de determinar o volume não contabilizado (perdas) por submedição, identificar suas causas e obter, assim, subsídios necessários à proposição de medidas que conduzam à otimização da medição de água. Contempla duas etapas: uma investigação em campo e uma investigação laboratorial. A coleta de dados em campo foi efetuada através da instalação de medidores volumétricos em série com os medidores das edificações selecionadas e aferição dos medidores em faixas de vazão determinadas. A investigação laboratorial foi efetuada para a verificação do comportamento de torneiras de bóia convencional e de alta vazão frente a uma mesma situação de abastecimento, avaliando-se a ocorrência da submedição. O estudo permitiu verificar o volume de água não contabilizado pelo hidrômetro, o conhecimento do comportamento das vazões no setor abordado, a determinação do indicador de consumo, a avaliação dos medidores instalados quanto à precisão da medição, a identificação das perdas nos hidrômetros por submedição, além da verificação do comportamento das torneiras de bóia Abstract: Water consumption under measurement can represents about 8 to 23% of the produced water in Brazil. It can be caused by oversized meters or others external cause. Low flows are common in cold water systems with a reservoir controlled by conventional ball cock faucets. This work presents a study case developed in 22 low-income houses located in Campinas, Sao Paulo that aims to determine the water consumption under measured, to identify its causes and to formulate actions to reduce this problem. Its also contemplates a laboratory investigation to analyze the performance of conventional and ultra high flow ball cock faucets in the same situation of supplying. The results of the study can indicate some methods reduce the under measurement of water like the use of water meters with different range of accuracy combined with two types of ball cock faucets. Besides that, it could be checked the water volume lost by the actual model used, flow behavior of the population studied, a consumption index , the evaluation of the water meters installed in that region considering the measurement accuracy Mestrado Edificações Mestre em Engenharia Civil