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Cícero Onofre de Andrade Neto
Engenheiro Civil, Mestre em Engenharia Civil com
Concentração em Saneamento, Doutorando em Recursos Naturais, Professor da Universidade Federal do Rio Grande do
Norte, Membro do Grupo Coordenador do
PROSAB - Programa de Pesquisa em Saneamento Básico (FINEP/CNPq/CAIXA), Membro
do Comitê Científico
do Programa de Pesquisas
do Departamento de Engenharia de
Saúde Pública da FUNASA. Membro da Diretoria Técnico-Científica da
Associação Brasileira de Captação e Manejo de Água de Chuva.
Endereço: Rua
Miguel Alcides Araújo, 1893. Natal, RN. Brasil. CEP: 59078-270. E-mail: cicero@ct.ufrn.br – Tel: 55+ (84) 215-3775 Ramal 23.
RESUMO
Cisternas são tanques
construídos para armazenar imediatamente as águas de chuva captadas em uma
superfície próxima. No meio rural são geralmente empregadas para acumular águas
captadas no telhado da residência, para atender as necessidades de consumo doméstico.
No Brasil, como em muitos
outros países, as águas das cisternas rurais são utilizadas inclusive para
beber, quase sempre sem qualquer tratamento. Portanto, é de fundamental
importância a segurança sanitária dessas águas, que devem atender aos padrões de
potabilidade.
No momento atual, quando se
tem em curso um grande programa de construção de cisternas rurais no Semi-Árido
Brasileiro – o Programa Um Milhão de Cisternas –, com enorme poder de
influenciar técnicas, comportamentos e práticas, ao ponto de criar uma nova
cultura para o uso de cisternas no Brasil, é necessário que se estimule a
discussão para que esta nova cultura incorpore, desde o início, a preocupação
constante com a qualidade das águas e a segurança sanitária.
A água das chuvas é excelente para vários usos,
inclusive para beber, exceto em locais com forte poluição atmosférica,
densamente povoados ou industrializados. Em áreas rurais e em pequenas cidades,
os níveis de poluição e contaminação da atmosfera são baixos e não atingem
concentrações capazes de comprometer significativamente a qualidade da água das
chuvas.
Contudo, vários estudos que
examinaram a qualidade de águas de chuva armazenadas em cisternas concluíram
que estas geralmente atendem os padrões de potabilidade da Organização Mundial
de Saúde para os parâmetros físico-químicos, porém freqüentemente não atendem
aos padrões de potabilidade da OMS quanto aos critérios de qualidade
microbiológica.
A perda de qualidade e a
contaminação da água de chuva ocorre sobretudo na superfície de captação ou
quando está armazenada de forma não protegida. Quando escoa sobre a superfície
de captação a água lava e carreia a sujeira acumulada no intervalo entre duas
chuvas.
A proteção sanitária de
cisternas é relativamente simples. Basicamente requer o desvio das primeiras
águas das chuvas, que lava a atmosfera e a superfície de captação e não deve ir
para a cisterna, alguns outros cuidados de projeto e um manejo adequado. No
entanto, a revisão da literatura pertinente (revisão bibliográfica) mostra que
pouco se tem de tecnologia disponível para a proteção sanitária das cisternas
através de barreiras físicas.
Este trabalho analisa
vários aspectos da qualidade da água e da proteção sanitária de cisternas
rurais e apresenta um dispositivo simples e eficiente para o desvio automático
do fluxo das primeiras águas das chuvas, para evitar a contaminação da água da
cisterna com a sujeira acumulada na superfície de captação.
Apesar de despretensioso do ponto
de vista científico, este trabalho assume o importante papel de fomentar e
ampliar a necessária e oportuna discussão sobre a proteção sanitária das águas
das cisternas utilizadas para suprir o consumo doméstico. Embora o assunto já
conte com a atenção de fóruns especializados, como o Simpósio Brasileiro de Captação
e Manejo de Água de Chuva, julgamos que seria proveitoso apresenta-lo para uma
discussão mais ampla dos profissionais e estudiosos da Engenharia Sanitária e
Ambiental na oportunidade do XI SILUBESA.
PALAVRAS-CHAVE: Abastecimento
Doméstico, Cisternas, Qualidade da Água, Proteção Sanitária.
INTRODUÇÃO
No meio rural, as águas de
chuva armazenadas em cisternas geralmente são utilizadas para consumo
doméstico, dessedentação de animais e irrigação. No Brasil, as águas das
cisternas rurais são empregadas quase que exclusivamente para usos domésticos,
inclusive para cozinhar e para beber, quase sempre sem qualquer tratamento. É,
portanto, de fundamental importância a segurança sanitária dessas águas.
Os requisitos de qualidade,
bem como a segurança sanitária, estão diretamente relacionados com o uso que se
dará à água. Quando a cisterna é para usos domésticos a água deve atender os
padrões de potabilidade, no Brasil estabelecidos pela portaria Nº 1.469 do
Ministério da Saúde, de 29/12/2000.
Basicamente a água potável
deve ter sabor e odor agradáveis (não objetáveis), não conter microrganismos
patogênicos (ausência de Escherichia coli
ou coliformes termotolerantes em 100 ml), ter baixas unidades de cor aparente e
turbidez e não conter substâncias químicas em quantidades (concentrações) que
possam causar mal à saúde humana.
A água das chuvas é
geralmente excelente para vários usos, inclusive para beber, exceto em locais
com forte poluição atmosférica, densamente povoados ou industrializados. Metais
pesados, especialmente chumbo, são potencialmente perigosos em áreas com
densidade de tráfico alta ou na redondeza de indústrias. Substâncias químicas
orgânicas, como organoclorados e organofosfatados, usadas em venenos,
praguicidas e herbicidas, quando em altas concentrações na atmosfera, também
podem contaminar a água da chuva. Contudo, a contaminação atmosférica da água
das chuvas normalmente é limitada a zonas urbanas e industriais fortemente
poluídas e, mesmo nestes locais, a água de chuva quase sempre tem uma boa
qualidade química (dureza, salinidade, alcalinidade, etc) para vários usos,
inclusive para diluir águas duras ou salobras. A contaminação microbiológica na
atmosfera é ainda mais rara que a contaminação química.
Na maioria dos locais do
mundo, especialmente em áreas rurais e em pequenas cidades, os níveis de
poluição e contaminação da atmosfera são baixos e não atingem concentrações
capazes de comprometer significativamente a qualidade da água das chuvas, que é
geralmente a água natural disponível de melhor qualidade.
Cisterna é um tanque
construído para armazenar imediatamente as águas de chuva captadas em uma
superfície próxima. As Figuras 1 e 2 mostram dois dos modelos de cisternas
rurais mais utilizados no Brasil. Estas fotos
foram incluídas neste trabalho porque muitos dos técnicos e estudiosos da
Engenharia Sanitária e Ambiental jamais viram uma cisterna utilizada como um importante manancial de
água para abastecimento domestico no meio rural, e em alguns países também no
meio urbano. Acontece que muitos dos nossos colegas nunca tiveram a
oportunidade de conhecer o meio rural e também não sabem que o Brasil tem uma
região semi-árida de quase 1.000.000 de km2, onde vivem cerca de
20.000.000 de pessoas. Cisternas rurais para abastecimento domestico não
são utilizadas apenas no semi-árido
nordestino, nem somente no Brasil (a China, por exemplo, tem mais de 5 milhões
de cisternas construídas nos últimos anos), mas muitos dos técnicos e
estudiosos brasileiros ainda não tiveram acesso as informações disponíveis
sobre esse assunto.
A qualidade da água de
chuva armazenada em cisternas não depende apenas das condições da atmosfera.
Depende também, e principalmente, da superfície de captação (tipo, materiais e
condições de limpeza), da calha e da tubulação que transporta a água até o
tanque, e da proteção sanitária do tanque.
A contaminação da água de chuva
geralmente ocorre na superfície de captação (telhado, solo, ou outra superfície
preparada ou natural) ou quando está armazenada de forma não protegida. A
contaminação posterior, na retirada de porções da água e no manuseio para os
vários usos, ocorre com freqüência mas é muito menos importante do que a
contaminação de toda a água armazenada (contaminação do manancial).
Quando escoa sobre a superfície
de captação, a água da chuva lava esta superfície carreando a sujeira (pequenos
animais mortos, fezes de aves e roedores, folhas, detritos, poeira e
microrganismos) acumulada no intervalo entre duas chuvas. Quanto maior o tempo
desde a última chuva maior a quantidade de sujeira acumulada, mas essa
quantidade depende também do tipo de superfície de captação (telhados são
geralmente muito mais limpos que locais com transito de pessoas ou animais) e
das condições de exposição a sujeira (locais remotos e isolados são mais
seguros).
Vários estudos que examinaram a
qualidade de águas de chuva armazenadas em cisternas concluíram que estas
geralmente atendem os padrões de potabilidade da Organização Mundial de Saúde
para os parâmetros físico-químicos, porém freqüentemente não atendem aos
padrões de potabilidade da OMS quanto aos critérios de qualidade
microbiológica, o que significa que estão geralmente contaminadas ou
susceptíveis a contaminação por microrganismos patogênicos. (GOULD, 1999; SIMMONS, 1999; VIDAL, 2002; GOULD e
NISSEN-PETERSEN, 2002). AMORIM e PORTO (2001), analisaram a qualidade
bacteriológica das águas de cisternas no município de Petrolina, no Nordeste do
Brasil, e constaram a presença de coliformes em quantidades acima das previstas
nos padrões de potabilidade, em todas as cisternas estudadas.
No entanto, a água de cisterna
não é uma bebida perigosa. Milhões de pessoas em áreas rurais de várias partes
do planeta utilizam água de chuva captada em telhados e armazenada em cisterna
para usos domésticos e o número de casos informados de problemas sérios de
saúde relacionados a essa prática é muito pequeno. Geralmente, quando se
utiliza cisterna outras fontes disponíveis são mais perigosas. Contudo, a
qualidade da água de cisternas usadas para provisão doméstica é de importância
particular, porque, na maioria dos casos, é usada para beber sem ser tratada.
BARREIRAS FÍSICAS PARA PROTEÇÃO SANITÁRIA DE
CISTERNAS RURAIS
Embora os riscos epidemiológicos
associados às cisternas sejam pequenos, os estudos recentes recomendam que todo
esforço deve ser feito para minimizar a contaminação das águas das cisternas
usadas para consumo humano. Comparadas com as águas das tradicionais cisternas
sem proteção sanitária, águas de chuva captadas e armazenadas com a devida
segurança sanitária são consideravelmente melhores e podem ser usadas para
beber, mesmo sem desinfecção ou outro tratamento.
Quanto maior o risco de
contaminação, maior deve ser o rigor na proteção sanitária das cisternas. O
risco depende, principalmente: das condições de uso (público, multifamiliar ou
unifamiliar); das condições da superfície de captação (material, situação,
facilidade de limpeza, etc); da exposição a contaminantes (localização rural ou
urbana, isolada ou exposta); das condições epidemiológicas da região (doenças
endêmicas, higidez ambiental, risco de surtos, etc); e da operação e manutenção
do sistema.
Ademais, é evidente que
quanto melhores os níveis de educação sanitária e ambiental e de conhecimento
de práticas higiênicas dos usuários, mais segura a qualidade das águas das
cisternas. A educação é obtida de forma mais permanente através da participação
comunitária, quando o conhecimento não é apenas repassado mas também adequado,
renovado e assimilado. Portanto, são fundamentais a discussão e o envolvimento
dos cidadãos e das comunidades para a segurança sanitária das águas de
cisternas.
O risco sanitário também
está relacionado com a quantidade, em função do maior número de pessoas
atingidas. Deve-se ter maiores cuidados quando se tem um grande programa de
construção de muitas cisternas, com enorme poder de disseminar o conhecimento e
influenciar comportamentos, práticas e técnicas, ao ponto de criar uma nova
cultura para o uso de cisternas rurais. Essa nova cultura deve incluir, desde o
início, a preocupação com a segurança sanitária.
A segurança sanitária de sistemas de captação de água
de chuva em cisternas rurais depende da educação sanitária e da participação
social da comunidade envolvida, mas também depende de um projeto adequado,
inspeção regular e manutenção do sistema.
Um projeto (desenho do sistema)
adequado, que incorpora barreiras físicas de proteção sanitária, e uma boa
operação e manutenção, constituem o que há de mais simples e eficaz para
proteção da qualidade da água de cisternas.
O tratamento da água deve ser utilizado somente como
medida corretiva, se houver suspeita de contaminação da água. O tratamento da
água exige um treinamento mais difícil de ser assimilado pelos usuários, tem um
custo considerável e ainda corre o risco da falta de produtos químicos, quando
não podem ser adquiridos a tempo. Contudo, quando a cisterna armazena águas
suspeitas de outras fontes, ou água de chuva coletada em sistemas de captação
na superfície do solo, o tratamento é recomendado.
O projeto adequado deve
incluir, como barreiras físicas de proteção sanitária: um dispositivo para
desviar automaticamente as primeiras águas de cada chuva ou, pelo menos,
remover detritos da linha de fluxo; cobertura da cisterna que impeça a entrada
de insetos e luz; extravasor e ventilação para propiciar a reoxigenação da
água; e retirada da água por tubulação (obrigatória em sistemas coletivos).
A operação e manutenção
adequadas do sistema consistem simplesmente em dar as descargas no tanque de
desvio das primeiras águas (ou executar outra operação prevista para o
dispositivo de desvio de fluxo), inspecionar periodicamente o estado de
conservação e limpeza da área de captação, das calhas, das tubulações e do
tanque, e manter a cisterna sempre tampada.
Como barreira física de proteção
sanitária antes do armazenamento, em alguns casos menos exigentes podem ser
utilizadas grades ou peneiras auto-limpantes, que desperdiçam pouca água e
removem as sujeiras da linha de fluxo, mas são relativamente caras e requerem
manutenção. Também podem ser utilizados filtros de “tela” não auto-limpantes e
filtros de areia externos ou internos, mas eles não são eficientes nem seguros
do ponto de vista sanitário, porque não removem as sujeiras da linha de
fluxo, e requerem limpezas periódicas.
Mas sem dúvida os dispositivos automáticos que desviam as primeiras águas de
cada chuva para descartar as águas que lavam a atmosfera e a superfície de
captação constituem a barreira física mais eficientes.
As fontes bibliográficas pesquisadas
apresentam vários tipos de dispositivos para proteção sanitária de cisternas,
que incluem: grades ou peneiras auto-limpantes; um arsenal de filtros telados
ou com centrifugação; filtros de areia externos ou internos; engenhocas bem
intencionadas mas mirabolantes para o desvio dos primeiros fluxos, ou muito
sofisticadas, com sensores de qualidade da água e comandos eletrônicos e
eletromecânicos.
Por exemplo: ANJOS (1999)
apresenta um dispositivo para desvio dos primeiros fluxos que inclui uma boia
para acionamento do desvio (“by pass”) um tanto complicada; DACACH (1979)
apresenta um tanque para desvio de fluxo antecedido de uma injustificável tela,
mas também apresenta um tanque de desvio com o princípio que fundamenta a
proposta defendida neste trabalho, porem incluindo uma desnecessária boia
interna; FENDRICH e OLIYNIK (2002) mostram dispositivos de desvio de fluxo
acionados eletrônicamente e outros mecanismos sofisticados utilizados no Japão,
filtros não autolimpantes e um tanque de desvio para descarte da chuva inicial
com uma desnecessária boia interna; LEE e VISSCHER (2000) incluem engenhos
complicados e mirabolantes para desvio das primeiras águas também apresentados
por GOULD e NISSEN-PETERSEN (2002), mas estes últimos mostram uma grande
variedade de outros dispositivos, inclusive bons filtros autolimpantes e alguns
engenhos não muito lógicos; o manual do Texas (TWDB, 1997) concentra-se em
filtros de tela; SILVA et al (1984) recomendam filtros de areia internos e
externos; VIDAL (2002) apresenta um “tê” para desvio das primeiras águas,
semelhante ao de outras publicações, que tem volume insuficiente, uma bola como
válvula de vedação de um orifício que já obstrui o fluxo antes do momento
oportuno para desvio de descarte, e um orifício para drenagem sujeito a
obstruções freqüentes
UM DISPOSITIVO SIMPLES PARA DESVIO DO FLUXO DAS PRIMEIRAS
ÁGUAS
No início da estação das chuvas,
quando há muita sujeira acumulada na superfície de captação, as águas da
primeira chuva capaz de lavar a sujeira não deve ser armazenada na cisterna.
Mesmo no período de chuvas constantes, entre uma chuva e outra acumula-se
sujeira no telhado, mas, nesse caso, as primeiras águas de alguns minutos de
cada chuva são suficientes para lavar a área de captação (1 a 2 litros por m2
de telhado). Estas primeiras águas de cada chuva não devem ir para a cisterna,
ou, pelo menos, as sujeiras carreadas por elas devem ser automaticamente
desviadas. Um dispositivo automático para desvio das primeiras águas de cada
chuva é uma barreira física de proteção sanitária de cisternas de importância
comparável a cobertura, tampa e tomada de água por tubulação.
O dispositivo para desvio das
primeiras águas das chuvas apresentado no desenho esquemático da Figura 03 é
automático, muito simples, eficaz e de baixo custo.
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Figura 03: Dispositivo para
desvio automático das primeiras águas das chuvas.
É apenas um pequeno tanque para o
qual são desviadas automaticamente as primeiras águas de cada chuva, simplesmente através de um tê
intercalado na tubulação de entrada da cisterna, que deriva para este pequeno
tanque as águas de lavagem da superfície de captação. Como o tanque de desvio
permanece totalmente fechado, quando o telhado está lavado ele enche e só então
é que a água de melhor qualidade vai para a cisterna. O fecho hídrico dispensa
bóias ou outros artifícios. Depois da chuva, e antes que se acumule sujeira na
superfície de captação, o tanque de desvio deve ser esvaziado, através de uma
tubulação de descarga, que novamente fechada deixa o dispositivo pronto para o
desvio automático das primeiras águas da próxima chuva. O tanque de desvio é
pequeno (cerca de 0,001 m3 por m2 de área de captação) e,
portanto, perde-se muito pouco da água, que aliás pode ser empregada em usos
menos exigentes, mas ganha-se muito em qualidade.
OUTRAS MEDIDAS DE PROTEÇÃO SANITÁRIA DE CISTERNAS
Durante o longo período em
que fica armazenada na cisterna, se não tiver a devida proteção sanitária a
água pode ser contaminada de várias formas. O contato direto de pessoas (mãos)
e utensílios (balde, lata, corda) contaminados pode contaminar a água da
cisterna. Pequenos animais não podem ter acesso a água e insetos não podem
depositar seus ovos dos quais eclodem larvas. Também não podem entrar na
cisterna detritos, poeiras ou águas contaminadas, seja por aberturas, frestas
ou infiltrações. A incidência de luz na água também prejudica a qualidade,
porque propicia a proliferação de algas que tornam a água imprópria para
consumo humano.
Não se deve ter contato
direto com a água na cisterna, a água deve ser retirada preferencialmente
através de tubulação (tomada direta, se a cisterna for apoiada no solo, ou por
bomba, se for enterrada). Quando necessária (obrigatória em cisternas públicas
enterradas), a bomba pode ser tão simples como as bombas de êmbolo ou com bola
de gude, mas também pode ser necessário um sistema moto-bomba mais eficiente.
Em cisternas unifamiliares a bomba pode ser dispensada, se forem tomados
cuidados higiênicos severos na retirada da água (lavar as mãos e usar baldes
próprios para esse único uso).
As cisternas enterradas
devem ser impermeabilizadas para evitar infiltrações de águas contaminadas,
sempre que houver esse risco. As cisternas apoiadas são mais fáceis de serem
protegidas sanitariamente: não correm riscos de infiltração de águas
contaminadas e não requerem bombas para a retirada de água por tubulação.
A cisterna deve ser provida
de extravasor e ventilação para garantir a reoxigenação da água, mas sem
propiciar a entrada de insetos ou luz abundante.
Deve haver uma tela (malha)
de plástico, náilon ou metal em todas as saídas, para evitar a entrada de
insetos e pequenos animais, mas na calha e na tubulação de entrada da água na
cisterna não deve haver tela ou outra coisa que possa reter a sujeira na linha
de fluxo. Não se deve colocar tela antes da derivação para o dispositivo de
desvio das primeiras águas, porque assim as sujeiras não seriam removidas com
as primeiras águas e ficariam retidas no fluxo durante o enchimento da
cisterna.
Quanto maior o risco de
contaminação maior deve ser o rigor na proteção sanitária das cisternas. Em
casos de baixo risco a proteção pode ser menos rigorosa e algumas das
recomendações acima expostas podem ser relaxadas, mas sempre de forma muito
responsável e mediante uma avaliação qualificada.
CONCLUSÕES (CONSIDERAÇÕES FINAIS)
O uso de cisternas para
captação e armazenamento de água de chuva para consumo doméstico é uma prática
milenar em várias regiões do mundo e atualmente tem merecido maior interesse e
ampla aplicação. Apesar de milenar é uma tecnologia moderna quando incorpora
novos conceitos de técnicas construtivas e de segurança sanitária.
A proteção sanitária de
cisternas rurais para abastecimento doméstico é relativamente simples.
Basicamente requer o desvio das primeiras águas das chuvas, cobertura do
tanque, tomada de água por tubulação e um manejo adequado, que depende de
informação suficiente aos usuários.
O desvio automático do
fluxo das primeiras águas das chuvas, para evitar a contaminação da água da
cisterna com a sujeira acumulada na superfície de captação, é uma barreira
física de fundamental importância para a proteção sanitária de sistemas de
captação e armazenamento de água de chuva.
O dispositivo para desvio
automático das primeiras águas captadas em cada chuva apresentado neste
trabalho é simples, automático, eficiente e de baixo custo.
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Referenciar como:
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