A presente patente de invenção refere-se a um "sistema captador, classificador e separador de água pluvial" captada de telhados, coberturas, grandes áreas coletoras de chuva, que graças as suas especiais características inovadoras, construtivas e de utilização, consegue se destacar de forma extremamente prática e eficiente.

Através de um sistema, que envolve um conjunto de peças necessárias para aproveitar com eficiência e eficácia toda a água de chuva captada, e que possui inicialmente um filtro separador e desviador de detritos, com a característica de se distender e mover adaptando-se a captar o máximo da vazão momentânea de chuva.e com outra característica, eliminar retirando para fora do sistema todos os lixos provenientes das superfícies de dimensões superiores a sua malha, eliminando com precisão as impurezas apreendidas nas superfícies de captação, e ao mesmo tempo para um bom funcionamento dos próximos estágios e equipamentos, onde são eliminadas ainda mais impurezas como águas turvas e indesejadas. O processo de eliminação da água turva é feita num local adequadamente projetado, usando uma fonte de luz, que envia seu sinal a uma certa distância a um sensor receptor de luminosidade através da água. O feixe de luz só pode ser interrompido pela turbidez da água, e não por lixos, o filtro separador e desviador de detritos evita a obstrução da luz ou do sensor por outras matérias de maior grandeza. Através da leitura de turbidez o sistema elimina toda água turva por meio de uma válvula, e é conservada essa precisão de leitura através de um sistema que contém uma rotina de auto calibração. Junto á leitura de turbidez, esse sistema pode também classificar essa água através de sua condutividade, levando para a cisterna uma água de referência mais pura e limpa, livre de várias impurezas agregadas à chuva, inclusive as da superfície de captação.

As primeiras águas da chuva têm uma alta concentração de sujeiras, que se acumularam com o tempo, e são levadas pelas chuvas para o sistema de captação, trazendo prejuízos para os seus equipamentos, componentes e possivelmente a saúde de quem as consome. Uma água turva, que possui sólidos suspensos, finamente divididos ou em estado coloidal, e de organismos microscópicos, além de esteticamente indesejável é potencialmente perigosa. A desinfecção da água principalmente a inativação de vírus e microorganismos, é tanto mais eficaz quanto menor é a turbidez da água.

Existem atualmente vários processos para coletar e aproveitar as chuvas. Nos mais simples a água é coletada diretamente para a cisterna, em outros as primeiras águas da chuva são desviadas manualmente até se tornarem limpas a olhos nus e logo em seguida são redirecionadas para o depósito de utilização; em lugares que dispõem de alguma tecnologia temos como referência alguns documentos como US 6.077.423 A, US 6.884.001 B1, JP 7.207.714 A.

Com base nesses documentos citaremos as diferenças, vantagens na economia, precisão e segurança entre o "sistema captador, classificador e separador de água pluvial" e os demais citados, que geram subprodutos diferentes e de qualidade inferior.

O sistema JP 7.207.714 A tem o propósito de eliminar a turbidez e é também utilizado em edificações, como muitos outros sistemas, tem a finalidade de recolher a água pluvial captada que vem direto dos telhados. Ele não utiliza um sistema de eliminação dos lixos que vem de uma cobertura tornando o processo incompleto. No seu método ocorre também outros risco de contaminação, pois ele armazena temporariamente a água turva em um reservatório intermediário para ler a turbidez e aceita águas de turbidez intermediária entre o final da turbidez máxima até o inicio da água limpa. Esse sistema usa um processo de leitura de PH, usando eletrodo, método não preciso para a leitura da turbidez. Dependendo da região, a poeira, a poluição e detritos podem ser constituídos de uma infinidade de matérias que podem conduzir a erros, e da seleção errada de águas. Além disso, ao cessar a chuva há um processo de decantação e formação de lama no fundo desse reservatório intermediário, onde se faz a leitura de turbidez, que é outro erro, pois consequentemente surgirá com o tempo uma água cristalina na parte superior, porém contaminada pela lama depositada. Essa água limpa e parada confundirá o sensor, podendo cair temporariamente no deposito, na chegada da próxima chuva, gerando risco de contaminação e a tornando imprópria para ser usada. O sistema JP 7.207.714 A, usa como muitos outros, duas válvulas, tornando o processo mais caro.

O documento US 6.884.001 B1 apresenta um processo usado para outro fim, em riachos que abastecem lagoas evitando assoreamento. Com isso, seu sistema não tem precisão de leitura de turbidez, e também não existe um filtro antes do leitor de turbidez para eliminar a passagem de folhas, galhos, e outros detritos que atrapalham o processo de leitura e de fechamento das portas desviadoras do fluxo de água. Não tem auto calibração no procedimento entre sinais da fonte de luz e o receptor de luminosidade para compensar as sujeiras depositadas nos dispositivos, resultando outros tipos de água. A água resultante desse processo não é apropriada para aproveitamento em residências e comércios em geral.

O documento US 6.077.423 A, também tem objetivo diferente, capturar águas pluviais para as bacias de decantação, com o propósito de evitar alagamentos em áreas desenvolvidas, forçando a água para o sub solo. Técnica muito complexa, com uma variedade de mecanismos interligados, de alto custo, susceptível a falhas, impossibilitando o acesso da população para uso desse processo para obter água nas residências, comércios, etc.

Porém, os documentos citados acima são incompletos, inseguros e alguns também são caros para capturar uma água de chuva e também garantir uma água livre de contaminação pela falta de técnicas que poderão gerar muitos prejuízos. Como por exemplo, os sistemas acima não tem no inicio de seu processo um sistema auxiliar indispensável como um filtro separador e desviador de lixos para fora do mecanismo de captação de água de chuva, que evitaria que detritos, lixos interfiram na luz e ou leitor, atrapalhando a leitura de turbidez e confundindo o sistema. Esses detritos podem atrapalhar o processo em vários pontos e também na contaminação da água do deposito com matérias indesejadas como pequenos animais, etc.

Esses sistemas de captação de água de chuva conhecidos, não possuem ainda processo de auto calibragem na leitura de turbidez, pois, com o tempo os dispositivos de leitura sujam e consequentemente é alterado o tipo de água classificada. Os sistemas existentes, também não possuem muitos outros recursos que o "sistema captador, classificador e separador de água pluvial" disponibiliza para gerar águas desejadas.

Com intuito de solucionar os problemas citados acima, e muitos outros existentes, e no propósito de superá-los, foi desenvolvido "o sistema captador, classificador e separador de água pluvial", objeto da presente patente, pelo fato de ter características que o fazem obter um produto mais apurado, e de ser mais económico em vários pontos como, de não precisar de um reservatório intermediário que armazena águas sujas e contaminadas para fazer leituras de turbidez. As leituras são feitas, por emissão de luz e receptor de luminosidade através da água corrente na tubulação apropriadamente projetada. Sendo assim é auto limpante e não há concentração de lama, eliminando também esse risco de contaminação. É ainda mais simples e barato, pois usa somente uma válvula com um atuador que direciona o fluxo de águas para o deposito ou esgoto. "O sistema captador, classificador e separador de água pluvial" usa necessariamente um filtro separador e desviador de detritos no inicio do processo que elimina os lixos, animais pequenos e detritos que podem atrapalhar os componentes do sistema como o turbidimetro, sensores, válvulas e também contaminar de vários modos essa água. Esse filtro tem a característica especial de adaptar-se aproveitando os piques de chuva, variações do volume de chuva, movendo-se, estendendo-se ou contraindo-se, superando e muito a captação de chuva dos tradicionais sistemas existentes. O turbidimetro montado na estrutura do tubo é projetado de modo a fazer leituras precisas, evitando bolhas, e certa turbulência. "O sistema captador, classificador e separador de água pluvial" caracteriza-se indispensavelmente por possuir uma rotina de auto calibração periódica, para compensar as sujeiras acumulativas depositadas nos elementos sensores e instabilidades inerentes ao circuito, mantendo o sistema sempre calibrado promovendo sempre o padrão de água escolhida. Ele possui um sistema económico, conservando sua luz desligada, e que só é ligada para aferição na rotina de auto calibração e no seu uso efetivo quando há chuva . "O sistema captador, classificador e separador de água pluvial" tem um modulo de comando que aciona um alarme prevenindo o mal funcionamento. Possui também outro dispositivo com uma bateria independente que aciona uma sirene em estados de falta total de energia nos aparelhos.

"O sistema captador, classificador e separador de água pluvial" objeto da presente patente de invenção, poderá ser melhor compreendido através da seguinte descrição detalhada , em consonância com a figura em anexo.

Figura 1 , 2,3 e 4, mostram uma vista lateral, com indicação da água no sistema e desenho de forma a compor a patente de invenção.

Descrevendo mais detalhadamente a invenção conforme mostram as figuras 1 , 2,3 e 4 que acompanham o presente relatório descritivo, o "sistema captador, classificador e separador de água pluvial", é constituído por um conjunto de peças que formam um sistema onde, (1 ) é a superfície de captação de água de chuva, (2) a calha onde concentram as águas captadas, (3) tubo por onde passa a água pluvial recebida das superfícies de captação ou coletora como telhados, coberturas, etc. Inicia a separação e classificação das águas pela entrada (4), conectada no filtro separador e desviador de detritos (8), onde começa o sistema "captador, classificador e separador de água pluvial", até então, as águas carregam todas as sujeiras depositadas ao longo do tempo na superfície coletora. O fluxo de água com suas sujeiras passa pelo elemento filtrante que possui uma forma tubular, composto pelos filtros (10,1 1 e 13). Os filtros (10), (11) e (13) aproveitam a água (6) se necessário em toda a sua superfície. Além de tubulares suas paredes são formadas de tela, e movimentam para adaptar-se ao volume de chuva (6) eliminando os lixos (15) com facilidade. Os filtros (10) e (13) são de tela, articulados, auto-expansivos e retráteis de acordo com a vazão de água. São previamente calculados com o filtro (11) para adaptar-se a uma determinada vazão de água de acordo com o calibrador (5).

Ao receber uma chuva forte, um pique alto de chuva, nesse momento o filtro (11 ) que esta preso na haste (9) adapta-se a esse fluxo de água e muda sua inclinação, com isso, expande os filtros (10) e (13) que aumentam sua área de absorção aproveitando o máximo possível da chuva . Veja figuras 1 , 2 e 3 respectivamente relacionadas ao aumento da vazão de chuva.

Os filtros (10), (11 ) e (13), têm a sua posição inicial calculada para a expulsão fácil de lixos do sistema. Fazem uma inclinação mais forte com uma chuva fraca que facilita a saída de detritos (figura 1) e vai mudando essa posição proporcionalmente com o aumento de chuva, caminhando para a posição da figura 2, e podendo gradualmente chegar a posição da figura 3, dependendo da vazão de chuva, inclinando-se de maneira a aproveitar o máximo dessa água. Em um momento posterior ao reduzir esse fluxo de água o filtro (11) começa a voltar a posição inicial, programada, e os filtros(10) e (13), começam a retrair proporcionalmente, aumentando o ângulo de inclinação (12) do filtro (11 ) para facilitar a eliminação de lixos (15) com um menor volume de água (figurai ).

Mesmo inclinando-se contra o fluxo de água durante uma chuva forte, figura 3, todos os lixos serão expulsos do sistema. O filtro (11 ) como foi dito, pode ficar numa posição de declive, plano ou até em aclive em relação ao fluxo de água.

Em virtude das alterações climáticas atuais e graças à forma e a mobilidade dos elementos filtrantes (10), (1 1) e (13), de paredes permeáveis, aproveitaremos melhor as chuvas, até suas variações bruscas, comparando com os filtros existentes para esse fim que desperdiçam um precioso volume de água (6). Além disso, mantêm sua capacidade de absorção de água, pois não segura o lixo e sim o expulsa para fora do sistema.

Em sistemas que não possuem essas características de constituição e mobilidade haverá mais desperdício de água. Mostra-se assim a grande vantagem do estado da técnica desse filtro separador e desviador de detritos (8). O calibrador (5) programa a inclinação do filtro (11 ) que está ligado no filtro (10) e (13) reguláveis para uma determinada vazão do fluxo de chuva na tubulação. O filtro (1 1 ) está preso a haste (9) ou pode ser fixado também em outra posição. O lixo (15) constituído de folhas, pequenos gravetos, insetos, lagartixa, morcegos, etc. Ele é descartado através da saída (14) para fora do sistema, pois uma folha ou algo similar (15), poderá atrapalhar os sensores, impedir a leitura do turbidímetro, ou atrapalhar as válvulas (24 e 30) na separação das águas. Por exemplo, caso um pequeno animal seja preso por uma válvula, ele poderá manter entre aberta a válvula, ser esmagado ou cortado, . contaminando todo o sistema. Os filtros (10, 11 ,13) são fundamentais ao sistema, pois evitam que lixos (15) passem direto pela tubulação, e entrem na cisterna (29) com possibilidades de contaminar também essa água (6). A água (6) é separada do lixo (15), e flui pela saída (7), o lixo (15) é carregado para a saída (14) com um volume suficiente de água (6). A água livre dos lixos segue pela tubulação (16) rumo ao sensor (17) que pode ser composto de dois parafusos de aço inox (dois eletrodos), adequadamente presos na tubulação (16), com o intuito de detectar a entrada de chuva. Os parafusos estão posicionados verticalmente ao solo, paralelamente e em sentidos contrários, um afixado na parte superior da tubulação sem encostar na parte inferior da mesma, a uma adequada distância e o outro afixado na parte inferior do tubo, sem também encostar no outro lado superior da canalização, a uma certa distância. Os parafusos ficam a uma distância pré-estabelecida um do outro. Ao passar uma determinada lâmina de água nesse local, ela será detectada pelos parafusos ou sensores, através disso, enviam um sinal ao módulo de comando (33) informando a presença de água e medindo sua condutividade.

A leitura da condutividade existente entre os dois terminais, poderá ser útil em determinadas regiões e situações juntamente com a leitura de turbidez, para classificar com mais referência a água de chuva captada. A medição da condutividade serve para verificar a pureza de uma água destilada ou deionizada.

Após passar pelo sensor (17) a água flui na direção da seção (20), passando antes pelo suspiro (18) que também elimina bolhas de ar que podem atrapalhar na leitura de turbidez.

Após o módulo de comando (33) receber o sinal do sensor (17) informando a presença de água, ele ascenderá nesse instante a fonte de luz (19), que fica normalmente desligada, poupando o seu desgaste, energia, aumentando a vida útil e evitando alterações naturais de uma luz constantemente acesa sobre um receptor de luminosidade.

O módulo de comando (33) está programado a fazer a seco uma auto calibração rotineira no sistema, que poderá ser realizada no momento da entrada da água na tubulação, detectada pelo sensor (17).

Tanto a fonte de luz (19) que envia seu sinal ao sensor de luminosidade (21 ), quanto o próprio sensor, estão do lado de fora da seção (20), devidamente isolados da luz exterior, para não interferir na sua função. Eles se comunicam pelo interior da tubulação (20), através de duas janelas (22) totalmente transparentes e anti embaçantes, deixando passar os sinais da fonte de luz até o receptor sem obstáculos, sem condensação. O sinal da fonte luminosa (19) chega até o receptor de luminosidade (21 ) do outro lado, fora da tubulação. As janelas (22) estão adequadamente instaladas, isolam a água (6) dentro da tubulação e possuem desembaçadores, para evitar problemas que interferirão nas medições. Os desembaçadores poderão ser constituídos de uma fonte de calor pré-determinada, aplicada na janela ou onde for necessário, evitando a condensação e gotículas. O sistema captador, classificador e separador de água pluvial, é constituído também de um conjunto de tubos apropriadamente montados e dispostos adequadamente, e projetado para receber a água dos telhados (1 ) de maneira a obterem com eficiência a leitura de todos os dados, e separar com propriedade a água de chuva (6) para as saídas (30) e (24) . Como mostram o desenhos das figuras 1 , 2,3 e 4.

A medida de referência de turbidez e de condutividade para o sistema, é obtida através de amostras de água escolhidas como padrão, que poderá ser a água tratada da região, uma amostra adequada recolhida da chuva ou qualquer outra escolhida. Pode-se escolher uma amostra para turbidez e outra para condutividade. Ela é colocada no sistema onde são registrado os valores de turbidez e de condutividade. Baseado nesta medida de referência da turbidez e de condutividade, podemos apontar o que desejamos que o módulo de comando (33) faça, para classificar e separar as águas pluviais automaticamente, desclassificando as águas de valor de turbidez acima da amostra e como opcional desclassificar simultaneamente o fluxo de chuva de condutividade indesejada.

Aquelas águas sujas, poluídas, impuras, geralmente as águas captadas nos primeiros instantes da chuva, após certo período onde se acumularam impurezas na superfície de captação, ou trazidas pelo vento de regiões poluidoras, e também da apreensão pela chuva da poeira em suspensão na atmosfera, elas estão acima dos parâmetros estipulados, com isso são enviadas para a saída (30) e encaminhadas para uma estação de tratamento ou esgoto. As águas classificadas, "águas limpas", certamente as captadas após ficar lavado o meio de captação, e sem uma determinada quantidade de poluentes vão para a saída (24). Sempre depois de eliminada a turbidez, dependendo da região e situação, será usada a leitura de condutividade no sensor (17) classificando novamente, separando essa água "destilada" para a saída (24) fluindo para o depósito (29) ou eliminando pela saída (30). A válvula (23) dirigida pelo modulo de comando (33) passa a ser literalmente um divisor de águas, enviando águas para a saída (30) ou (24). O mecanismo de funcionamento da válvula (23) trabalha da seguinte maneira: O modulo de comando (33) dirige o atuador (25) que gira um tubo interno de forma cilíndrica dentro da tubulação (23), entrando o fluxo de água (6) pela extremidade oposta ao atuador (25), figura 4. Dentro desse tubo interno a água (6) terá apenas uma saída de cada vez a adotar, a saída (24) ou a saída (30). Na lateral interna desse tubo giratório, há duas aberturas do mesmo tamanho da saída (24) e da saída (30), que são posicionadas uma de cada vez pelo atuador (25), quando uma abertura do tubo interno coincide com a saída (30) a outra abertura fecha a saída (24 ) e vice-versa

A partir deste ponto, da saída (24), a água classificada, livre de impurezas, clara e de condutividade determinada, seguirá para um clorador (26) opcional.

Como os lixos e as águas impróprias foram eliminadas logo no começo, foram evitados prejuízos ao sistema e a quem for usá-lo.

As válvulas ou registros (36) e (37) ficam localizadas respectivamente depois e antes da seção (20) e funcionam para esgotar a água do sistema onde é medida a turbidez. As válvulas ficam programadas com uma vazão suficiente para esvaziar a seção (20) após certo tempo depois do termino da chuva, evitando água parada, secando assim a tubulação.

A entrada (27) conduz a água para a cisterna ou depósito (29), o automático (28) envia sinal ao módulo de comando (33) quando a caixa estiver cheia, assim sendo, a água é desviada para a saída (30) evitando vários problemas causados pelo excesso de água na cisterna (29).

A bateria (31 ) é utilizada na falta de fornecimento de energia elétrica da rede, assegurando o funcionamento.

O módulo de comando (33) além de suas funções: detectar a presença de água, leitura de turbidez, leitura de condutividade, comandar o atuador, auto calibração rotineira... Também sinaliza através de um painel de luzes (leds) de referências, as diversas etapas que estão sendo realizadas no momento. Usa como emergência, um sinal sonoro através de uma sirene (35) nas situações críticas que passa o sistema elétrico para captar a água de chuva, como: na falta de sinais, defeito da fonte de luz (19), na falta de recepção do sinal, ou defeito no sensor de luz (21), na impossibilidade de auto calibração de dados e defeito no atuador (24), desconectado ou não respondendo ao modulo de comando (33). E em todos os pontos existentes e que serão incorporados ao sistema em sua evolução.

Esse sinal sonoro é produzido por uma sirene (35) que é também usada independentemente pelo salva chuva (34) . O salva chuva (34) tem uma importante função, única, diferenciando-se ainda mais de todos os métodos de aproveitamento de água de chuvas existentes, pois ele avisa através da sirene (35) da falta de energia elétrica total no circuito, porque possui uma bateria interna recarregável. Assim não perderemos água de chuva por uma simples desconexão de cabos, desligamento da tomada elétrica, ou por uma simples falta de energia na rede de abastecimento. O fornecimento de energia é feito pela rede elétrica (32).