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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/39549
Tipo: Dissertação
Título: Ferramenta para dimensionamento de reservatório para aproveitamento de água de chuva no Semiárido brasileiro por meio do coeficiente de transbordamento volumétrico
Autor(es): Cordeiro, Alvan Antas
Orientador: Athayde Júnior, Gilson Barbosa
Membro da Banca: Melo, Davi de Carvalho Diniz
Membro da Banca: Salla, Marcio Ricardo
Resumo: A escassez hídrica no Semiárido brasileiro é um desafio histórico e estrutural, agravado pelas mudanças climáticas e pela distribuição irregular de chuvas. Neste contexto, os Sistemas de Captação e Aproveitamento de Água de Chuva (SCAAC) surgem como uma solução vital para o abastecimento, especialmente em comunidades rurais. A eficiência desses sistemas está diretamente ligada ao dimensionamento correto do reservatório, seu componente de maior custo. Este estudo propõe o desenvolvimento e a aplicação de uma ferramenta para o dimensionamento de reservatórios de água de chuva no Semiárido brasileiro, utilizando o Coeficiente de Transbordamento Volumétrico (CTV), definido como a razão entre o volume anual extravasado e a capacidade do reservatório. O objetivo foi criar um método que, ao minimizar o CTV, indicasse o volume “ótimo” do reservatório e minimizasse as perdas por transbordamento. A metodologia baseou-se na simulação do balanço hídrico diário para uma série histórica de 30 anos (1993-2022), abrangendo toda a região semiárida. Foram analisados mapas de valores de CTV gerados a partir de 40 cenários que combinaram diferentes áreas de captação (50 a 200 m²), demandas hídricas (doméstica e de irrigação) e volumes de reservatórios (2 a 50 m³). Os resultados demonstraram que a área de captação é o fator preponderante para a eficiência do sistema, com áreas maiores resultando em CTVs mais elevados para um mesmo volume de reservatório. Verificou-se que aumentar a capacidade do reservatório além de 20 m³ geralmente não reduz de forma substancial as perdas por extravasamento. Com base nessas análises, foi desenvolvido um algoritmo em Python, com interface gráfica, que permite ao usuário inserir sua localização, área de captação e demanda para obter o volume ótimo do reservatório e a confiabilidade do sistema. A ferramenta oferece uma base técnica sólida para o planejamento de SCAAC eficientes, sustentáveis e adaptados às reais necessidades locais.
Abstract: Water scarcity in the Brazilian Semi-Arid Region is a historical and structural challenge, exacerbated by climate change and the irregular distribution of rainfall. In this context, Rainwater Harvesting Systems (RHS) emerge as a vital solution for water supply, especially in rural communities. The efficiency of these systems is directly linked to the correct sizing of the reservoir, which is their most costly component. This study proposes the development and application of a tool for sizing rainwater reservoirs in the Brazilian Semi-Arid Region, using the Volumetric Overflow Coefficient (VOC), defined as the ratio between the annual spilled volume and the reservoir capacity. The objective was to create a method that, by minimizing the VOC, would indicate the "optimal" reservoir volume while minimizing losses. The methodology was based on the simulation of the daily water balance for a 30-year historical series (1993-2022), covering the entire semi-arid region. Maps of VOC values generated from 40 scenarios were analyzed, which combined different catchment areas (50 to 200 m²), water demands (domestic and irrigation), and reservoir volumes (2 to 50 m³). The results demonstrated that the catchment area is the predominant factor for system efficiency, with larger areas resulting in higher VOC for the same reservoir volume. It was found that increasing the reservoir capacity beyond 20 m³ generally does not substantially reduce spillage losses. Based on these analyses, a Python algorithm with a graphical interface was developed, allowing the user to input their location, catchment area, and demand to obtain the optimal reservoir volume and the system's reliability. The tool eliminates offers a solid technical basis for planning efficient, sustainable RHS adapted to real local needs.
Palavras-chave: Reservatório de água
Água de chuva
Semiárido brasileiro
Coeficiente de transbordamento volumétrico (CTV)
Rainwater
Reservoir Sizing
Optimization
Brazilian Semi-Arid
VOC
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Civil e Ambiental
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/39549
Data do documento: 9-Dez-2025
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental

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