10. Sistemas de abastecimento público e predial em Lisboa
10.2 Concepção global dos sistemas de distribuição em Lisboa
10.2.2 Caracterização da rede de Lisboa
Em Lisboa, a Rede Geral de Distribuição, com cerca de 1 400 Km, é constituída por 15 reservatórios, 9 estações eleva- tórias, cerca de 11 mil válvulas com diâmetros nominais variáveis entre 150 e 1 000 mm e 93 mil ramais de ligação aos prédios, proporcionando o abastecimento domiciliário numa área de 83 km2que alberga uma população de 564
mil habitantes residentes. É abastecida pelo Aqueduto Alviela, Aqueduto Tejo, Adutor Vila Franca-de-Xira/Telheiras e pelo Adutor de Circunvalação, cujas capacidades de entrega a Lisboa são, respectivamente, 35 mil m3/dia, 360 mil m3/dia,
240 mil m3/dia e 60 mil m3/dia.
A maior parte das condutas encontra-se aproximadamente a 1,0 m de profundidade. Em certas situações especiais e nos casos de maiores diâmetros, a profundidade das condutas é de 2,5 m ou mesmo superior, atingindo 4 ou 5 m. A rede de distribuição de Lisboa está digitalizada e repro- duzida num sistema de informação geográfica, designado Interáqua, precioso auxiliar das equipas de manutenção. Neste sistema, além de permitir localizar todas as condutas e órgãos da rede, são registadas todas as intervenções possi- bilitando a criação de uma base de dados relacionados com a manutenção da rede.
Este sistema tem um interface com o sistema de gestão de clientes para identificar os clientes cujo abastecimento possa ser afectado, quer por suspensões provocadas por obras de expansão ou renovação da rede, quer por roturas casuais cuja reparação é assegurada por piquetes que actuam 24 horas por dia.
Sistemas de Abastecimento Público e Predial em Lisboa
A EPAL tem em curso um programa de renovação da rede, com substituição da rede mais antiga, cujo investimento é na ordem dos 80 milhões de euros. Complementarmente tem-se em desenvolvimento um sistema de apoio à decisão - sistema integrado de medição, de modo a integrar e tratar a informação sobre volumes de água utilizada em determi- nada malha de rede, nomeadamente, por zona de abasteci- mento, e a informação processada pelo sistema de clientes que regista a água facturada. Este sistema de medição inte- grado tem como finalidade o acompanhamento da evolução de perdas de água.
10.2.2.1 Princípios hidráulicos da rede
Os principais princípios a ter em conta na Rede de Distribuição são:
• Estabilidade das pressões nos pontos de abastecimento garantindo uma pressão mínima na soleira dos edifí- cios de 300 kPa e máxima de 600 kPa;
• Garantir a qualidade da água ao longo da rede; • Reserva de água que garanta estabilidade no forneci-
mento e segurança em caso de incidentes; • Existência de alternativas de abastecimento.
A Rede de Distribuição na cidade de Lisboa abastece os clientes em patamares altimétricos, de 30 em 30 metros, identificados por cores diferentes na figura seguinte:
Reservatório Estação Elevatória
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Os reservatórios que garantem o abastecimento das zonas altimétricas funcionam como reservatórios de extremidade e localizam-se aproximadamente 30 metros acima dos pontos de abastecimento mais elevados, da respectiva zona altimétrica. Esta localização permite garantir uma pressão na soleira do ponto de abastecimento entre os 300 kPa e os 600 kPa.
Na figura anterior são também identificadas as estações elevatórias e reservatórios que fazem parte integrante da rede de distribuição, bem como todas as interligações ao sistema de produção e transporte (distribuição em Alta). O sistema de distribuição de água da EPAL na cidade de Lisboa possui características muito próprias, no qual a água é elevada directamente para a rede de distribuição.
St. Cruz
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10.2.2.2 Caracterização dos materiais da rede
O sistema da EPAL existe há mais de cem anos, tendo natu- ralmente ao longo da sua vida sido utilizados diversos materiais, sendo os principais: o aço, betão pré-esforçado, ferro fundido cinzento, ferro fundido dúctil e ferro galva- nizado, fibrocimento, polietileno de alta densidade. A predominância do ferro fundido cinzento, ferro fundido dúctil, e do fibrocimento continua sensivelmente a repre- sentar um maior peso, tendo no entanto, o PEAD, nos últimos anos (desde 2002), vindo a aumentar a sua apli- cação, principalmente na renovação da rede, numa média de 60 km/ano.
10.2.2.3 Identificação das patologias mais correntes
As patologias mais correntes em tubagens e acessórios assumem em geral as seguintes formas:
• Roturas por acções de choque mecânico; • Roturas devidas a movimentos dos solos; • Roturas devidas a aumentos das cargas externas
transmitidas pelo solo;
• Deterioração ao longo do tempo da tubagem e/ou das juntas e acessórios;
• Corrosão generalizada, localizada, galvânica, correntes vagabundas;
• Redução da secção útil dos tubos devido a incrustações;
• Qualidade deficiente ao nível dos tubos, acessórios e componentes utilizados na execução das uniões. No caso da EPAL e dado o projecto de renovação de rede em curso, a melhoria da fiabilidade das reparações, a entrada em funcionamento do Adutor da Circunvalação, com a retirada de caudais em trânsito na rede de Lisboa para os concelhos limítrofes, o ano de 2004 espelha já alguns resul- tados positivos, no que se refere à diminuição de roturas:
10.2.2.4 Identificação dos factores agressivos
Os tubos e acessórios estão naturalmente sujeitos a diversos tipos de factores agressivos que contribuem, através de mecanismos vários, para a sua degradação, súbita ou continuada no tempo.
Esses factores podem ser classificados da seguinte forma: • Condições hidráulicas da rede
As pressões são um dos principais factores agressivos (pressões em regime hidráulico permanente e transitório). A má utilização em termos de paragens e arranques dos grupos, manobras de válvulas, incorrecto dimensiona- mento/instalação dos grupos hidropressores poderão estar na origem de uma degradação mais rápida do sistema de abastecimento.
Em termos de exploração, a tubagem e acessórios estão sujeitos a factores agressivos relativos às condições hidráulicas na rede que se traduzem em pressões máximas em regime permanente que não excedem em geral 8,3 bar, exceptuando alguns casos que pode ir até 12 bar.
No quadro seguinte pode-se observar, para cada estação elevatória existente na rede de distribuição, as alturas de elevação aproximadas para os diversos destinos, salvo o caso da estação elevatória do Restelo, cujo único destino é o reservatório de Monsanto.
QUADRO 2 - ALTURAS DE ELEVAÇÃO NOMINAIS NAS ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE LISBOA
Rede (ZB) - Reservatório do Vale Escuro e de S. Jerónimo Rede (ZM) - Reservatório do Arco Rede (ZA) - Reservatório do Pombal Rede (ZA) - Reservatório do Pombal Rede (ZS) - Reservatório de Monsanto Reservatório da Amadora
Rede (ZB) - Reservatórios do Contador-Mor E do Vale Escuro Rede (ZM) - Reservatórios de Campo
38 59 96 32 80 45 61 92 Estação
elevatória Destinos de elevação(a)
Alturas de elevação aproximadas (m.c.a) Barbadinhos Campo de Ourique Olivais
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Mais especificamente no que se refere à concepção da rede de distribuição, e conforme já mencionado, o valor de pressão mínimo actualmente disponibilizado pela EPAL é de 300kPa, assim como o valor máximo, de modo a evitar a ocorrência de sobrepressões é de 600kPa.
• Características químicas das águas transportadas na rede Conforme já mencionado, a água aduzida à cidade de Lisboa provém de três subsistemas distintos - Alviela, Tejo e Castelo do Bode (captações superficiais e subterrâneas). Daqui resulta uma variabilidade das características da água aduzida. A esta variabilidade há a acrescentar a que resulta
Parâmetro Concentração Hidrogeniónica (pH) Zona Baixa V.min V.máx 7,7 8,6 Zona Média V.min V.máx 7,7 8,5 Zona Alta V.min V.máx 6,9 8,6 Zona Superior V.min V.máx 7,4 8,7 Reservatórios V.min V.máx 6,9 8,3
QUADRO 3 - CONCENTRAÇÃO HIDROGENIÓNICA DA ÁGUA DISTRIBUÍDA EM LISBOA
do contacto da água com tubagens e acessórios de dife- rentes materiais. Da complexidade dos três subsistemas adutores a quatro zonas de distribuição resulta que em algumas zonas da cidade, as características da água distribuída são bastante semelhantes às da água aduzida, enquanto noutras reflectem as misturas de aduções dife- rentes.
Os factores químicos da água transportada na rede, quando atingem teores agressivos, degradam a tubagem afectando a qualidade da água.
A título meramente informativo apresenta-se no quadro seguinte a concentração hidrogeniónica (pH) da água distribuída em Lisboa, por zona de distribuição:
• Características químicas e físicas dos solos e das suas águas intersticiais
A humidade do solo e a presença de sais dissolvidos são os factores que mais contribuem para a resistividade do solo, parâmetro que em geral é utilizado para caracterizar a corrosividade dos solos.
A título meramente informativo resumem-se os principais factores agressivos do solo para os tubos metálicos:
- Concentração hidrogeniónica (pH); - Sulfato; - Cloreto; - Alcalinidade; - Resistividade; - Contaminação orgânica; - Correntes vagabundas.
• Condições geotécnicas, sísmicas e mecânicas
Os factores relevantes que podem contribuir para que as tubagens enterradas possam sofrer danos são:
- Movimentos permanentes do terreno, que estão directamente relacionados com as suas características geotécnicas, como os assentamentos dos solos e sua liquefacção;
- Efeitos da propagação das ondas sísmicas nas tubagens, sendo o parâmetro identificado como relevante a deformação da tubagem, resultante das extensões axiais e das curvaturas;
- Cargas rolantes sobre o terreno, que estão directamente relacionadas com o trânsito rodoviário e ferroviário. A cidade de Lisboa situa-se numa zona de sismicidade moderada, caracterizada pela ocorrência de sismos fortes, separados por longos períodos de acalmia, em que se regis- tam sismos fracos.
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Fig. 3 - Distribuição das intensidades na cidade de Lisboa Fig. 4 - Cenário sísmico de danos na cidade de Lisboa
10.2.2.5 Reservas de água
Os reservatórios existentes e em serviço no sistema da EPAL de abastecimento à cidade de Lisboa, os quais funcionam também como reservas de água, encontram-se caracterizados no quadro seguinte:
DESIGNAÇÃO BARBADINHOS OLIVAIS CONTADOR-MOR VALE ESCURO S. JERÓNIMO ARCO C. OURIQUE TELHEIRAS I - - ZB ZB ZB ZB,ZM ZM ZA ZB,ZM,ZA ZB,ZM,ZA - - ZA - ZA,ZS ZA,ZS 2 2 2 2 2 2 2 4 27,66 17,00 74,00 68,30 57,43 92,72 90,27 126,00 3,70 4,50 4,00 6,25 2,90 2,90 5,30 5,00 9 250 38 570 9 504 20 186 4 500 11 460 127 200 58 112 ZONAS DE DISTRIBUIÇÃO CÉLULAS COTA DE SOLEIRA ALTURA DE ÁGUA (m) VOLUME TOTAL (m³) N.º
GRAVIDADE BOMBEA-MENTO
QUADRO 4 - CARACTERIZAÇÃO DOS RESERVATÓRIOS EXISTENTES NO SISTEMA DE ABASTECIMENTO A LISBOA
Zona Limite - ZL Zona Baixa - ZB Zona Média - ZM Zona Alta - ZA LEGENDA:
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- aumentos súbitos de pedidos na rede por razões de emergência, em particular combates a incêndios. No quadro seguinte, apresentam-se as relações entre capacidade total e os consumos médio diário anual, no mês de maior consumo, na semana de maior consumo e no dia de maior consumo, previstos para os anos de 1995 e 2020, para Lisboa:
a reunir conceitos e regras, previamente estabelecidas e divulgadas, que permitissem uma capacidade de resposta mais oportuna e qualitativa, opção que motivou à elabo- ração de um Manual, o qual não é uma ideia recente, mas sim um projecto há muito planeado.
Para com maior rigor avaliar a conformidade técnica dos processos de abastecimento foi publicado o Manual de Redes Prediais da EPAL, dirigido a projectistas, técnicos responsáveis pela instalação das redes prediais de água e instaladores.
A capacidade de reserva foi calculada atendendo às seguintes ocorrências:
- ajustamento dos caudais de adução aos pedidos na rede;
- falhas de adução por interrupções subsequentes a avarias no sistema de abastecimento de água ou cortes na alimentação eléctrica;
QUADRO 5 - RELAÇÃO ENTRE A CAPACIDADE TOTAL DOS RESERVATÓRIOS E OS CONSUMOS MÉDIO DIÁRIO ANUAL, NO MÊS DE MAIOR CONSUMO, NA SEMANA DE MAIOR CONSUMO E NO DIA DE MAIOR CONSUMO, PREVISTOS PARA OS ANOS DE 1995 E 2020
TIPO DE CONSUMO
MÉDIO ANUAL MÊS MAIOR CONSUMO SEMANA MAIOR CONSUMO
DIA MAIOR CONSUMO
(1) 438884 1995 (2) 284413 327074 341295 369736 2020 (3) 284239 326875 341087 369511 1995 (1) / (2) 1,54 1,34 1,28 1,19 2020 (1) / (3) 1,54 1,34 1,29 1,19 CAPACIDADE TOTAL (m³) NECESSIDADES DE ÁGUA (m³/dia) COEFICIENTES (-)
Verifica-se que a capacidade total excede as necessidades de água estimadas para esses anos.
10.2.2.6 Estratégia de manutenção da qualidade da
água
A par com a necessidade de garantir duma forma optimizada as reservas adequadas de água no sistema para uma distri- buição compatível com os consumos, também é fundamental que seja garantida a qualidade da mesma água. Esta preocupação prende-se com a possibilidade de deterio- ração da qualidade da água nos reservatórios, se determi- nadas medidas não fizerem parte das normas de explo- ração e, ainda, se não forem verificados determinados critérios de concepção.
Os procedimentos de exploração integram rotinas de inspecção e de manutenção, além de envolver, potencial- mente, actuações de emergência.