Água em uma Casa Off Grid: Captação de Chuva, Poço e Tratamento de Esgoto

Uma casa off grid precisa resolver uma questão básica antes de praticamente qualquer outra: de onde virá a água e o que acontecerá com ela depois de utilizada?

Energia solar e baterias podem permitir que a residência funcione sem a rede elétrica. Porém, uma propriedade realmente autônoma também precisa captar, armazenar, tratar e distribuir sua própria água, além de tratar corretamente o esgoto produzido pelos moradores.

Por isso, um sistema hídrico off grid deve ser pensado como um ciclo completo.

Este artigo aprofunda a parte hídrica do nosso guia sobre como funciona uma casa totalmente off grid, no qual mostramos também energia, internet e produção de alimentos.

Uma casa off grid deve depender de uma única fonte de água?

Idealmente, não.

Quando o objetivo é atingir um nível elevado de autonomia, depender de apenas uma fonte cria um ponto único de falha.

Por exemplo, um sistema baseado exclusivamente em água da chuva pode enfrentar dificuldades durante uma estiagem prolongada.

Já uma propriedade abastecida exclusivamente por poço depende da disponibilidade do aquífero, da bomba, da energia elétrica e do funcionamento do próprio poço.

Por isso, quando as condições do terreno permitem, uma solução mais resiliente pode combinar:

As duas fontes não precisam necessariamente abastecer todos os usos da mesma maneira. O sistema pode separar água potável de água destinada a usos não potáveis.

1. Primeiro é necessário saber quanta água a propriedade consome

Antes de escolher o tamanho da cisterna, bomba ou reservatório, é necessário estimar a demanda.

Em uma residência convencional, o cálculo normalmente considera os moradores e seus hábitos de consumo.

Em uma propriedade off grid, entretanto, outras demandas podem ser importantes:

• consumo dos moradores;
• banhos e higiene;
• cozinha;
• lavanderia;
• limpeza;
• descargas sanitárias;
• irrigação da horta;
• irrigação do pomar;
• animais;
• estufa;
• reserva para períodos de estiagem.

Esse último ponto é particularmente importante.

Uma propriedade que pretende produzir parte dos próprios alimentos pode utilizar muito mais água do que uma residência convencional de mesmo tamanho.

Por isso, água, produção de alimentos e energia precisam ser dimensionadas em conjunto.

2. Captação de água da chuva

A cobertura da residência pode funcionar como uma grande superfície de coleta.

A água cai sobre o telhado, é conduzida pelas calhas e passa por etapas de separação e filtragem antes de chegar à cisterna.

O fluxo básico pode ser representado assim:

Telhado e calhas fazem parte do sistema

Não basta instalar uma caixa grande no terreno.

A própria cobertura precisa ser considerada no planejamento da captação.

Área do telhado, inclinação, material da cobertura, posição das calhas e dimensionamento dos condutores influenciam a quantidade de água que poderá chegar ao sistema.

Por isso, quando a casa ainda está na fase de projeto, vale considerar a captação de chuva desde o desenvolvimento do projeto arquitetônico.

A primeira água da chuva merece atenção

Entre um período de chuva e outro, poeira, folhas, partículas e resíduos podem se acumular sobre a cobertura.

Por isso, sistemas de aproveitamento de água pluvial normalmente possuem dispositivos destinados a evitar que a primeira água carregada de sujeira seja simplesmente direcionada para a cisterna.

Depois disso, outros filtros podem reter folhas e partículas antes do armazenamento.

Quanto um telhado consegue captar?

A relação básica é simples: cada milímetro de chuva sobre cada metro quadrado de área de captação representa aproximadamente um litro de água antes das perdas do sistema.

Na prática, entretanto, nem toda a chuva chega à cisterna.

Existem perdas causadas por descarte inicial, evaporação, transbordamento, características do telhado e eficiência do sistema.

Por isso, o dimensionamento não deve considerar apenas o volume teórico máximo.

3. Qual deve ser o tamanho da cisterna?

Não existe um tamanho padrão que funcione para todas as residências.

Uma cisterna de 5.000 litros pode ser suficiente para determinada situação e claramente insuficiente para outra.

O dimensionamento precisa considerar principalmente:

• área de captação;
• chuvas ao longo do ano;
• distribuição dessas chuvas;
• consumo diário;
• número de moradores;
• usos previstos para a água;
• irrigação;
• período de autonomia desejado.

Também é necessário considerar o que acontecerá quando a cisterna estiver cheia.

O extravasor precisa conduzir o excesso de água para um local adequado sem provocar erosão, encharcamento junto à fundação ou outros problemas no terreno.

4. Armazenamento, bombeamento e filtragem

Depois da captação, a água precisa ser armazenada e disponibilizada para os pontos de consumo.

Uma configuração possível pode possuir:

• cisterna principal;
• bomba;
• sistema de pressurização;
• filtros;
• tratamento específico quando necessário;
• reservatório de distribuição;
• redes separadas conforme a qualidade e o uso da água.

Reservatório inferior e reservatório superior

Uma estratégia interessante é possuir uma grande reserva inferior e um reservatório menor de distribuição em nível mais elevado.

Dessa forma, a bomba pode transferir água periodicamente para o reservatório superior e parte da distribuição pode continuar ocorrendo por gravidade.

Isso pode ser especialmente útil em uma propriedade que depende de sistemas próprios de energia.

A bomba também entra no cálculo da energia solar

Esse é um exemplo claro da integração entre os sistemas.

Bombas de poço, bombas da cisterna, pressurizadores e sistemas de tratamento consomem eletricidade.

Portanto, todos esses equipamentos precisam entrar no cálculo energético apresentado no artigo sobre quanto uma casa consome de energia.

Também vale conferir nosso conteúdo sobre quantas placas solares uma casa pode precisar.

5. Água da chuva pode ser utilizada para beber?

Não se deve assumir que água captada do telhado está automaticamente própria para consumo humano.

A aparência transparente não é suficiente para determinar sua segurança.

A água destinada a beber, preparar alimentos e outros usos que exijam potabilidade precisa receber tratamento adequado e atender aos requisitos aplicáveis de qualidade.

Por isso, uma solução prática pode separar duas redes:

Rede de água não potável

Pode atender, conforme o sistema projetado e as condições aplicáveis:

• irrigação;
• limpeza externa;
• descargas sanitárias;
• outros usos compatíveis.

Rede de água potável

Destinada aos pontos que exigem água com qualidade adequada ao consumo humano.

Essa separação evita utilizar tratamentos mais complexos em todo o volume quando diferentes usos possuem exigências diferentes.

6. Poço artesiano ou poço tubular como segunda fonte

Além da chuva, uma propriedade pode utilizar água subterrânea.

Popularmente, diferentes tipos de poços profundos são frequentemente chamados de poços artesianos. Tecnicamente, porém, o termo mais geral é poço tubular.

O fluxo pode ser representado da seguinte maneira:

Não basta escolher um ponto e começar a perfurar

A construção de um poço tubular precisa considerar condições hidrogeológicas, disponibilidade de água, profundidade, possíveis fontes de contaminação e exigências do órgão responsável pelos recursos hídricos.

As regras variam conforme o local da propriedade.

Por isso, antes da perfuração, é necessário consultar o órgão responsável no estado onde a obra será executada e contratar profissionais habilitados.

Poço não significa água potável automaticamente

A água subterrânea também precisa ser analisada.

Dependendo das características do aquífero e das condições locais, ela pode apresentar substâncias ou características que exijam tratamento.

Assim, o sistema de tratamento deve ser definido com base na qualidade efetivamente encontrada, e não simplesmente pela aparência da água.

O poço também precisa de energia

Em muitos sistemas, uma bomba submersa leva a água até um reservatório.

Quanto maior a profundidade, vazão e altura de bombeamento, maior pode ser a potência necessária.

Por isso, novamente, água e energia não devem ser dimensionadas separadamente em uma residência off grid.

7. Ter água armazenada também é uma forma de redundância

Mesmo quando existe um poço confiável, vale manter uma reserva.

Uma bomba pode falhar. Um sistema elétrico pode entrar em manutenção. Um componente pode precisar ser substituído.

Se toda a propriedade depender da bomba funcionando continuamente, uma pequena falha pode interromper o abastecimento.

Reservatórios permitem criar um intervalo entre a produção da água e seu consumo.

É a mesma lógica utilizada pelas baterias no sistema elétrico.

8. Depois do consumo vem o tratamento do esgoto

Resolver o abastecimento não torna o ciclo completo.

Depois de utilizada em banheiros, cozinha e lavanderia, a água precisa ter destinação adequada.

Em locais sem rede pública de coleta de esgoto, um sistema individual precisa ser previsto no terreno.

Conceitualmente, o fluxo pode ser:

9. Tratamento primário

O tratamento primário tem a função de iniciar a separação e estabilização dos resíduos presentes no esgoto.

O tanque séptico é um exemplo conhecido desse tipo de solução.

Porém, ele não deve ser entendido isoladamente como uma solução universal para qualquer propriedade.

O sistema precisa ser dimensionado conforme quantidade de usuários, características do terreno e solução de tratamento posterior.

10. Tratamento complementar

Depois do tratamento inicial, o efluente pode precisar passar por etapas adicionais.

Dependendo do projeto, podem ser utilizados:

• filtros anaeróbios;
• biodigestores;
• wetlands construídos;
• outros sistemas de tratamento complementar.

A solução correta depende do tipo de efluente, condições do solo, espaço disponível, nível do lençol freático e exigências ambientais e sanitárias locais.

Por isso, a imagem acima deve ser entendida como um esquema conceitual, e não como um projeto executivo obrigatório para qualquer imóvel.

11. Águas negras e águas cinzas

Uma propriedade planejada desde o início pode também considerar a separação de diferentes tipos de efluentes.

As chamadas águas negras estão associadas principalmente aos vasos sanitários.

Já as águas cinzas podem incluir, conforme o sistema adotado, águas provenientes de chuveiros, lavatórios e lavanderia.

Essa separação pode facilitar determinadas estratégias de tratamento e reúso.

Entretanto, qualquer reúso precisa considerar qualidade da água tratada, risco sanitário, finalidade pretendida e legislação aplicável.

12. O tratamento do esgoto precisa ser pensado junto com o poço

Esse é um ponto crítico na implantação.

Não faz sentido decidir a localização do poço sem considerar onde ficarão tratamento de esgoto, áreas de infiltração e outras possíveis fontes de contaminação.

Por isso, a implantação da propriedade precisa ser planejada como um conjunto.

Esse tipo de compatibilização é um dos motivos pelos quais os projetos complementares são tão importantes antes da execução.

13. E se a casa tiver horta e pomar?

A produção de alimentos modifica diretamente o dimensionamento do sistema hídrico.

Hortas, estufas e pomares precisam de água justamente em períodos nos quais a chuva pode estar reduzida.

Isso significa que não basta analisar quanto a propriedade capta durante os meses chuvosos.

Também é necessário avaliar o que acontecerá durante os períodos mais secos.

Uma estratégia pode combinar:

• reservatórios maiores;
• irrigação eficiente;
• cobertura do solo;
• escolha adequada das culturas;
• aproveitamento de água não potável quando tecnicamente permitido;
• poço como fonte complementar.

14. Água também determina o tamanho real de uma propriedade off grid

É relativamente fácil imaginar uma casa pequena utilizando poucas placas solares.

Entretanto, quando entram no projeto cisterna, poço, tratamento de esgoto, pomar, horta, estufa e áreas para disposição ou tratamento dos efluentes, o terreno passa a desempenhar um papel muito maior.

Por isso, uma casa projetada especificamente para o terreno oferece a possibilidade de organizar essas estruturas desde o início.

15. O sistema completo de água de uma casa off grid

Reunindo os principais conceitos, uma propriedade pode trabalhar da seguinte maneira:

É essa integração que transforma diferentes equipamentos em um verdadeiro sistema de autonomia hídrica.

16. Planejar antes da construção é muito mais simples

Adicionar todos esses sistemas depois da casa pronta é possível em algumas situações, mas pode exigir mais intervenções.

Quando a autonomia hídrica é considerada desde o início, o projeto pode prever:

• área e posição das cisternas;
• calhas e condutores;
• casa de bombas;
• localização do poço;
• reservatórios;
• redes potáveis e não potáveis;
• tratamento de esgoto;
• áreas de reúso ou disposição;
• irrigação;
• alimentação elétrica das bombas e equipamentos.

Além disso, essas decisões podem ser compatibilizadas com estrutura, arquitetura, instalações e paisagismo.

Se a intenção for desenvolver uma residência com esse nível de integração, vale considerar essas exigências desde o projeto arquitetônico e nos respectivos projetos complementares.

17. Uma casa off grid precisa economizar água

Autonomia não depende apenas de aumentar cisternas e perfurar poços.

Reduzir o consumo também diminui o tamanho necessário de praticamente todo o sistema.

Menor consumo significa:

• menor necessidade de armazenamento;
• menos bombeamento;
• menor consumo elétrico;
• menor volume de esgoto;
• maior autonomia durante períodos secos.

Portanto, eficiência deve ser o primeiro recurso de qualquer propriedade autossuficiente.

18. Redundância continua sendo a regra

Uma casa off grid transfere para o proprietário responsabilidades que normalmente ficam com grandes redes de infraestrutura.

Por isso, é necessário pensar no que acontece quando um componente falha.

Se a bomba do poço parar, existe água armazenada?

Se não chover durante semanas, existe outra fonte?

Se faltar energia temporariamente, existe água disponível por gravidade?

Se um filtro precisar de manutenção, existe uma alternativa?

Essas perguntas são tão importantes quanto escolher os próprios equipamentos.

Perguntas frequentes

Água da chuva pode ser usada em uma casa?

Sim. A água da chuva pode ser aproveitada para diferentes usos desde que o sistema seja corretamente projetado e a qualidade seja compatível com a finalidade pretendida.

Água da chuva pode ser bebida?

Não se deve considerar água da chuva automaticamente potável. Para consumo humano, é necessário tratamento adequado e verificação de que a água atende aos requisitos aplicáveis de potabilidade.

Qual o tamanho ideal de uma cisterna?

Não existe um tamanho universal. O volume depende da área de captação, regime de chuvas, consumo, usos da água e período de autonomia desejado.

Poço artesiano e poço tubular são a mesma coisa?

O termo poço artesiano é usado popularmente de maneira ampla. Tecnicamente, poço tubular é uma denominação mais geral para sistemas de captação subterrânea construídos por perfuração.

Posso perfurar um poço em qualquer terreno?

Não se deve iniciar a perfuração sem verificar as exigências do órgão responsável pelos recursos hídricos do estado. Licenças, autorizações, projetos, responsáveis técnicos e regras de uso podem ser aplicáveis.

A água de poço pode ser bebida diretamente?

Não é possível afirmar apenas pela origem ou aparência. A água precisa ser analisada e, quando necessário, tratada de acordo com sua qualidade e o uso pretendido.

Uma fossa séptica resolve sozinha todo o tratamento do esgoto?

Não necessariamente. O sistema completo pode exigir tratamento complementar e uma forma adequada de disposição do efluente, conforme projeto, terreno e legislação local.

É possível reutilizar água tratada?

Em determinadas situações, sim. Entretanto, o reúso depende da qualidade alcançada pelo tratamento, da finalidade pretendida, do projeto e das regras aplicáveis.

Uma casa off grid precisa de poço?

Não obrigatoriamente. Porém, quando disponível e tecnicamente viável, uma segunda fonte de abastecimento pode aumentar bastante a segurança durante períodos de pouca chuva.

Conclusão

A autonomia hídrica de uma casa off grid não depende de um único equipamento.

Ela surge da combinação entre captação, armazenamento, tratamento, distribuição, eficiência e redundância.

A água da chuva pode reduzir a dependência de outras fontes. Um poço tubular pode funcionar como fonte complementar. Reservatórios garantem estoque. Sistemas de tratamento adequam a água ao uso pretendido. E o esgoto precisa completar o ciclo com tratamento e destinação corretos.

Por isso, quanto mais cedo esses sistemas forem considerados no projeto da residência e da propriedade, maior será a possibilidade de integrá-los corretamente.

Para entender como esse sistema se integra à energia, internet e produção de alimentos, veja também o guia completo sobre Casa Totalmente Off Grid.