Infitlração total – Método da separação hidrográfica e método do

utilizadas consiste no Método da Separação Hidrográfica, que se caracteriza pela análise de hidrogramas de cheia. Genericamente, pode ser dividido nas seguintes etapas (Staufer et al., 2012):

1) Subtracção das parcelas de volume total de água residual e volume de água infiltrada ao hidrograma inicial, com o objectivo de se obter a percentagem de água que se infiltra devido à ocorrência de eventos pluviométricos;

2) Diferenciação entre a parcela indirecta da infiltração (que se regista, habitualmente, durante os períodos secos) e a parcela directa da infiltração (resultante de eventos de precipitação e consequente escoamento);

3) Avaliar a sazonalidade da zona em estudo, de modo a aferir a variação e distribuição de caudal, em tempo seco e, desse modo, estabelecer tendências de afluências de água residual doméstica à rede de drenagem;

4) Avaliação de fenómenos pluviométricos associados à formação de “picos” no hidrograma. Consideram-se fenómenos pluviométricos independentes se o espaço temporal entre si for igual ou superior a quatro horas.

A aplicação destas técnicas é, contudo, algo aleatória. Existem diversas técnicas e critérios que permitem detectar e identificar as parcelas de caudal. Os dados de precipitação e escoamento disponíveis, bem como o nível de rigor pretendido, influenciam a escolha de um método que prevalece em relação a seus pares (Almeida & Monteiro, 2004).

O Método do Triângulo surge como exemplo de uma metodologia usada para contabilizar as diferentes parcelas de caudal que afluem às ETAR. Implica o registo diário dos caudais afluentes, num período mínimo de um ano, com a finalidade de se obter uma série de dados de caudal diário total que aflui á estação de tratamento. Através da obtenção dessa série, é possível construir um gráfico que, no eixo das abcissas, corresponde ao caudal diário em percentagem do valor máximo, observado nessa amostra; no eixo das ordenadas apresenta-se a percentagem temporal utilizada nessa amostra. Através dessa conjugação de dados, obtem- se uma curva de caudais organizados por ordem crecente em percentagem do máximo registado, caracterizando-se pela sua forma sinusoidal (Almeida & Monteiro, 2004).

Os pressupostos na aplicação deste método são a constância do consumo doméstico, correspondendo à área que se situa abaixo da linha característica do caudal de origem

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doméstica. O volume de infiltração, por sua vez, equivale a toda a área entre o que é correspondente ao caudal doméstico e o afluente à ETAR para tratamento (Almeida & Monteiro, 2004).

A aplicação do método do triângulo permite proceder a uma separação entre a componente da infiltração relativa às águas pluviais. Esta diferenciação baseia-se no pressuposto que a componente relativa à infiltração que ocorre por intermédio de fenómenos pluviométricos atinge o seu pico logo após períodos de intensa precipitação, altura na qual as infiltrações indirectas assumem um valor inferior, por se considerar a existência de fenómenos de exfiltração (Almeida & Monteiro, 2004).

A Figura 3.2 apresenta o método do triângulo obtido na ETAR de Mirandela, num período de 340 dias (Amorim, 2007).

Figura 3.2 – Exemplo de aplicação do método do triângulo para a separação das parcelas de água residual, infiltração e escoamento superficial na ETAR de Mirandela (FONTE: Amorim, 2007)

3.9 Projecto APUSS

Os sistemas de drenagem de águas residuais urbanas constituem um importante património para as cidades, pelo que se torna importante a sua preservação, criando medidas que garantam o seu funcionamento estrutural ao longo de um alargado ciclo de vida (Coelho, 2013).

As infiltrações surgem como uma das principais ameaças ao bom estado das redes de drenagem, devido ao efeito “bola de neve” (ver secção 3.4.2.) que infligem sobre as mesmas.

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As exfiltrações causadas pelo incremento de caudal contaminam o solo envolvente, com graves problemas de cariz ambiental e de saúde pública (Cardoso et al., 2006).

O Projecto APUSS (Assessment Infiltration and Exfiltration on the Performance of Urban Sewer

Systems), cujo financiamento provém da Comissão Europeia, decorreu entre os anos de 2001

e 2004 no âmbito do 5º Programa de Investigação e Desenvolvimento, responsável pela associação entre pequenas e médias empresas (coloquialmente denominadas PME’s) e municípios de sete países, no qual Portugal se inclui. Os fenómenos de infiltração e de exfiltração foram os principais focos no que, genericamente, foi denominado de “Área de Trabalho 1” (Bertrand-Krajewski et al., 2005).

Os principais objectivos do programa consistem em (Bertrand-Krajewski et al., 2005; Ellis & Bertrand-Krajewski, 2010):

 Desenvolver e testar novos modelos de quantificação e controlo de infiltrações, nomeadamente o Modelo dos Isótopos Naturais e o Método das Séries Temporais Poluentes;

 Desenvolver métodos volumétricos para avaliar as ligações domiciliárias;  Avaliar os efeitos e interacções do comportamento dos sedimentos nos esgotos;  Implementar software específico, permitindo a calibração e validação dos métodos de

análise propostos através de registos observados em cidades modelo, auxiliando o processo decisório, bem como a gestão e manutenção da rede;

 Integrar métodos económicos analíticos que permitam diferenciar e analisar a

performance económico-financeira da rede, através da criação de indicadores de

desempenho, numa perspectiva multicritério de investimento e reabilitação da rede.

O desenvolvimento de métodos de preservação de redes de drenagem inclui o aperfeiçoamento processual, teste e respectiva validação para proceder o estudo e quantificação de fenómenos de exfiltração nos troços de colector, infiltração e exfiltração nos sistemas de drenagem e infiltração e exfiltração em redes domésticas (Bertrand-Krajewski et

al., 2005).

É consensual que a determinação de volumes infiltrados e exfiltrados se baseia em métodos de discutível precisão, como são a análise da variação diária de caudal e o seu respectivo balanço hídrico. No entanto, nos locais mais críticos, o isolamento da rede apenas se torna viável caso a sua extensão seja curta, de modo a não perturbar o correcto funcionamento da rede (Bertrand-Krajewski et al., 2005).

Nesse sentido, são definidos, ao longo do Programa APUSS, o Método dos Isótopos Naturais e o Método das Séries Temporais Poluentes. Apesar do seu processo ser similar, estas metodologias diferem no rasto utilizado, seja este natural ou artificial, no tipo de investigação a que estão associados e permitem de forma mais concreta identificar os troços mais críticos de

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um colector, com respectivo risco ambiental mínimo associado (Ellis & Bertrand-Krajewski, 2010).

A aplicação destas metodologias difere consoante a tipologia da rede de drenagem, bem como do nível de ocorrências críticas a que esta está sujeita. De facto, a infiltração não ocorre de modo constante ao longo de toda a rede, mas sim em troços mais problemáticos, pelo que a sua avaliação e análise deve ser cuidada e tratada correctamente.