USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA Elisabete Peres Bertolo
Engenheira Civil
Mestre em Engenharia do Ambiente
APROVEITAMENTO DA
APROVEITAMENTO DA Á ÁGUA DA CHUVA GUA DA CHUVA EM EDIFICA
EM EDIFICAÇ ÇÕES ÕES
Aproveitamento da água das chuvas numa casa australiana (Apostolidis, 2003).
Museu Nacional de Soares dos Reis 10 de Janeiro 2009
Nos nossos castelos, conventos e na construção tradicional está sempre presente a cisterna e/ou o poço.
Os castelos erguidos em sítios estratégicos e muitas vezes altos, não tinham forma de serem abastecidos. A única solução passava por recolher a água da chuva e conduzi-la até às cisternas.
As cisternas possibilitavam o consumo de água doce no local, permitindo resistir a situações de cerco e de guerra.
Exemplos históricos em Portugal
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Ø Castelo de Sesimbra
Cisternas de armazenamento de água pluvial e de nascente
Exemplos históricos em Portugal
Ø Torre de Belém
A água das chuvas era recolhida em cisternas e
depois utilizada com diferentes fins.
Exemplos históricos em Portugal
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Ø Convento dos templários em Tomar
Duas cisternas de recolha de água da chuva, uma com 215 m3e outra com 145 m3
Exemplos históricos em Portugal
• Aumento do consumo médio diário por habitante, motivado pelo crescimento da população mundial e pelo progresso tecnológico;
• Aumento do número de cheias devido ao crescimento dos grandes aglomerados urbanos e às limitações de drenagem;
A água doce tem-se tornado cada vez mais num recurso escasso e degradado do ponto de vista ambiental e cada vez mais valioso sob o ponto de vista económico e estratégico.
Porquê aproveitar a água?
Será que é necessário continuar a utilizar água potável para todas as funções residenciais quando só ingerimos 2% dela
?
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Distribuição de Consumos numa Habitação
Distribuição dos consumos de uma Habitação Comum
Higiene Pessoal 6%
Limpeza da Casa 4%
Beber/Cozinhar 2%
Rega de Jardim 4%
Outros Banhos 7%
35%
Autoclismos 30%
Lavagem de Roupa
12%
Uma Solução?
APROVEITAMENTO DE ÁGUA DA CHUVA
Vantagens:
• Redução do consumo de água potável e do custo de fornecimento da mesma. Evita o desperdício de água potável em sanitas, limpezas exteriores, rega, lavagem de automóveis, etc;
• Melhor distribuição da carga de água da chuva no sistema de drenagem urbana, o que ajuda a controlar as cheias – controlo na origem;
• Melhor qualidade para rega (isenta de cloro);
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Uma Solução?
APROVEITAMENTO DE ÁGUA DA CHUVA
• Aumento da longevidade de aparelhos electrodomésticos tais como máquinas de lavar e autoclismos (isenta de calcário);
• Lavagem mais eficiente da roupa na máquina (redução até 50 % do sabão em pó).
mas também há cuidados a ter …
• Custo de investimento com a instalação do sistema de aproveitamento;
• Ponto de interligação entre o SAAP e a rede pública;
• Manutenção e inspecção regular do sistema.
Contribuir para elucidar sobre a instalação de SAAP´s em Portugal, à semelhança do que acontece noutros países;
ØDefinindo critérios de projecto;
ØCriando ferramentas para cálculo;
ØDemonstrando a viabilidade económica;
Esta técnica está a ser largamente utilizada em muitos países, por ex.
Brasil, Austrália, Alemanha, Holanda, França, Estados Unidos, etc..
O nosso OBJECTIVO é …
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Exemplo de um SAAP…
Quais os componentes de um SAAP ?
• Superfície de recolha (cobertura à base de cimento, telhas de argila, madeira tratada, etc);
• Órgãos de condução (caleiras e tubos de queda);
• Dispositivos de primeira lavagem (first-flush) (comerciais, reservatórios de auto-limpeza);
• Reservatórios de armazenamento de água da chuva (betão armado, ferrocimento, pedra, plásticos (fibra de vidro e polietileno), metal (aço inox));
• Tratamento (filtração, desinfecção, controlo de PH);
• Descarga de excedentes;
• Reforço da alimentação.
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Quais os componentes de um SAAP ?
Sistema predial de aproveitamento de águas pluviais utilizado na Alemanha. Fonte: Meemken (1994) Legenda:
1- Precipitação;
2- Superfície de recolha;
3 - Caleiras;
4 - Tubos de Queda;
5 - Equipamento de auto-limpeza;
6 - Reservatório;
7 - Descarga de superfície;
8 - Entrada de água potável;
9 - Equipamento de bombagem;
10 - Máquina de lavar roupa;
11 - Descarga de autoclismo;
12 - Torneira para rega de jardim;
13 - Tubo de distribuição de águas pluviais;
14 - Sinalização de aviso de água não potável.
O reservatório representa o investimento mais significativo no SAAP
Dispositivos de primeira lavagem (First-Flush)
“first-flush” - “by-pass” da primeira chuvada ao reservatório ðDispositivos comerciais
Fonte: Texas Guide to Rainwater Harvesting (1997)
Fonte: http://www.eng.newcastle.edu.au
Fonte: 3PTechnik (2005)
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Fonte: Dacach (1990) in Simone May (2004)
ð Reservatório para rejeição de água de limpeza do telhado do tipo “tonel”
ð Reservatório de auto-limpeza com válvula de flutuador
Dispositivos de primeira lavagem (First-Flush)
Resultados das regessões obtidas para os quatro materiais
y = 428x0,6667 y = 555x0,75
y = 314x
y = 443x0,85
100 1000 10000
1 10 100
Capacidade (m3)
Preço (Euros)
RE SE RVAT ÓRIOS_ P EAD RE SE RVAT ÓRIOS_ P RFV RE SE RVAT ÓRIOS_ Aço Ino x RE SE RVAT ÓRIOS_ Betão Arm ado
ðAté 2.5 m3os
reservatórios de PEAD são os mais competitivos;
ðA partir de 2.5 m3até aos 16 m3os mais competitivos são os de betão armado, construídos “in situ”.
Custo de reservatórios pequenos em função da
capacidade
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Cálculo da capacidade de reservatórios
Factores que influenciam o dimensionamento:
ðSuperfície do telhado;
ðCoeficiente de escoamento;
• Não cair na utilização de um volume excessivo para o reservatório.
total consumido anual
Volume
consumida chuva
da água da anual Volume ento
aproveitam de
sistema do
Eficiência =
Objectivos:
• Maximizar a eficiência e o grau de aproveitamento do sistema;
ðPrecipitação local;
ðConsumos.
chuva da água de anual Volume
consumida chuva
da água de anual Volume ento
Aproveitam de
Grau =
Software para dimensionamento e verificação da capacidade de reservatórios
A ferramenta de cálculo inclui,
• Precipitações diárias ao longo de 10 anos (adaptável para qualquer duração e/ou repetibilidade);
• Dedução do “first - flush”;
• Introdução de períodos de férias, fins de semana, etc..
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA Verificação do funcionamento do SAAP
para a capacidade do reservatório obtida ou para outra pretendida;
Dimensionamento para a máxima eficiência;
Cálculo da eficiência e do grau de aproveitamento para diferentes capacidades do
reservatório abaixo da máxima Dados
Fim Consumo diário
Volume útil diário
Software para dimensionamento e verificação da capacidade de reservatórios
Habitação unifamiliar – vistas lateral direita e posterior
Caso prático: habitação unifamiliar localizada
no Porto (4 habitantes)
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Habitação unifamiliar – esquemas de tubagens e reservatório
Caso prático: habitação unifamiliar
Caso prático: reservatório em betão armado (Cap.= 6 m
3)
Reservatório em betão armado “in situ”
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Aplicação do Software desenvolvido ao caso prático
• Moradia unifamiliar (4 habitantes);
• Reservatório com 6 m3 de capacidade;
• 2 cenários:
Cenário 1: Água da chuva para consumo não potável;
Cenário 2: Água da chuva para consumo não potável + banhos;
• 2 pontos de vista:
Benefícios no consumo de água da rede pública;
Benefícios de água no sistema de drenagem urbano.
Betão armado “in situ”
Benefícios no consumo de água da rede pública
a) Ef. = 86% (uma habitação);
Cenário 1: Água da chuva para consumo não potável;
Reservatório com 6 m3.
b) Ef. = 75 % (duas habitações);
c) Ef. = 63 % (quatro habitações).
Consumo não potável 61 m3/ano
52 m3/ano água da chuva;
9 m3/ano rede pública.
Eficiência do SAAP em função da capacidade do reservatório
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00
Capacidade do Reservatório (m3) Eficiência do Sistema de Aproveitamento
Uma Habitação Duas Habitações Quatro Habitações
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
a) Ef. = 73% (uma habitação);
Consumo não potável + banhos- 87 m3/ano
64 m3/ano de água da chuva; 23 m3/ano da rede pública.
b) Ef. = 63 % (duas habitações);
c) Ef. = 53 % (quatro habitações);
Cenário 2: Água da chuva para consumo não potável + banhos;
Reservatório com 6 m3.
Benefícios no consumo de água da rede pública
total consumido anual
Volume
consumida chuva
da água da anual Volume ento
aproveitam de
sistema do
Eficiência =
a) G = 39% (uma habitação);
b) G = 34 % (duas habitações);
c) G = 29 % (quatro habitações).
Volume útil 132 m3/ano
52 m3/ano aproveitados;
80 m3/ano descarregados.
Benefícios no sistema de drenagem
Cenário 1: Água da chuva para consumo não potável;
Reservatório com 6 m3.
Grau de aproveitamento do SAAP em função da capacidade do reservatório
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00
Capacidade do Reservatório (m3)
Grau de Aproveitamento
Uma Hab ita ção Du as Hab ita çõe s Qu atro Hab itaç õe s
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a) G = 48% (uma habitação);
Volume útil - 132 m3/ano
64 m3/ano aproveitados; 68 m3/ano descarregados.
b) G = 42 % (duas habitações);
c) G = 35 % (quatro habitações);
Benefícios no sistema de drenagem
Cenário 2: Água da chuva para consumo não potável + banhos;
Reservatório com 6 m3.
chuva da água de anual Volume
consumida chuva
da água de anual Volume ento
Aproveitam de
Grau =
CENÁRIOS DE ESTUDO:
Hipótese 0: Projecto geral do sistema sem aproveitamentoda água da chuva;
Hipótese I: Projecto geral do sistema com aproveitamento da água da chuva para consumonão potável;
Hipótese II: Projecto geral do sistema com aproveitamento da água da chuva para consumonão potável + banhos.
Estimativa Orçamental do SAAP
HIPÓTESE 0 HIPÓTESE I HIPÓTESE II
1.996,46 € 2.628,47 € 3.144,39 €
Parte A - Construção Civil 0,00 € 1.371,27 € 1.371,27 €
Parte B - Equipamento Electromecânico e Eléctrico 0,00 € 937,11 € 937,11 €
Custo Total 1.996,46 € 4.936,84 € 5.452,76 €
- 2.940,37 € 3.456,29 €
Excedente no custo da solução relativamente à "Hipótese 0"
2. Drenagem da água do telhado e Reservatório em Betão Armado para o Aproveitamento da Água da Chuva 1. Sistema de Abastecimento de Água - Infraestruturas Interiores à Habitação
CUSTOS TOTAIS DESCRIÇÃO
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Análise económica de SAAP`s
Comparam-se as seguintes situações:
1. Não se investe no SAAP e aplica-se o dinheiro que se destinava à sua compra num investimento bancário;
2. Investe-se no SAAP.
O saldo (€) entre as duas situações, (2-1), é o lucro ou prejuízo obtido graças à instalação do SAAP.
Análise económica de SAAP`s
Projecto com rendibilidade de 7%;
Cenário 1: Consumo não potável; reservatório com 6 m3. UMA HABITAÇÃO
"Saldo" em função do tempo para um Vre ser vatório = 6 m3 para UMA HABITAÇÃO
-20.000 € -15.000 € -10.000 € -5.000 € 0 € 5.000 € 10.000 €
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
ANOS
"SALDO" (€)
Taxa de juro=3%
Taxa de juro=4%
Taxa de juro=5%
Taxa de juro=6%
Taxa de juro=7%
Taxa de juro=8%
Taxa de juro=9%
Taxa de juro=10%
Taxa de juro=11%
Taxa de juro=12%
Taxa de juro=13%
Taxa de juro=14%
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Análise económica de SAAP`s
Projecto com rendibilidade de 14%;
Cenário 1: Consumo não potável; reservatório com 6 m3. QUATRO HABITAÇÕES
"Saldo" em função do tempo para um Vreservatório = 6 m3 para QUATRO HABITAÇÕES
-2.000 € 0 € 2.000 € 4.000 € 6.000 € 8.000 € 10.000 € 12.000 € 14.000 € 16.000 € 18.000 €
0 2 4 6 8 10ANOS 12 14 16 18 20
"SALDO" (€)
Taxa de juro=3%
Taxa de juro=4%
Taxa de juro=5%
Taxa de juro=6%
Taxa de juro=7%
Taxa de juro=8%
Taxa de juro=9%
Taxa de juro=10%
Taxa de juro=11%
Taxa de juro=12%
Taxa de juro=13%
Taxa de juro=14%
ðEmpreendimento cooperativo da Ponte da Pedra– Matosinhos, 101 fogos divididos por 2 edifícios (Norbiceta). Projecto co- financiado pela União Europeia;
Algumas realizações em Portugal
ðMoradia em Lisboa(Ecoágua, Lda).
Empreendimento Ponte da Pedra:
Reservatório em Betão Armado
Reservatório em PEAD e Equipamento de filtragem 3PTechnik
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Algumas realizações em Portugal
ðInstalações dos Bombeiros Voluntários de Ílhavo(NTC, Lda.);
ðTorre de controlo do aeródromo de Castelo Branco(DHVTecnopor – Consultores Técnicos Lda);
Legenda:
1-Filtro e equipamento de filtragem (3PTechnik);
2- Descarga de superfície;
3 -Descarga de Fundo;
4 - Rede de Distribuição de água da chuva;
5 - Redes de água fria;
6 - Grelha;
7 - Saída de detritos;
8 - “Amortecedor” do tipo 3P Calmet;
9 - Saída para a rede de água pluvial;
10 - Válvula motorizada;
11 - Ralo;
12 - Acesso;
13 - Degraus.
Esquema do Projecto de águas da Torre e do
reservatório de armazenamento em
betão armado
Exemplos de projectos realizados
ðUrbanização da Amora ( 17 lotes de edifícios de habitação, com uma área total de captação de cerca de 10 000 m2);
ðEdifício no Seixal ( edifício de escritórios, com uma área de captação de cerca de 1 150 m2);
ðCondomínio na Amadora ( edifício de habitação, com uma área de captação de cerca de 1 600 m2);
ðEdifício na Amendoeira ( edifício de habitação e escritórios, com uma área de captação de cerca de 1 300 m2);
Etc..
ðEscola em Serpa ( com uma área total de captação de cerca de 2 800 m2);
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
ðProjecto com rendibilidades de 7% e 14% para o utilizador (1 ou 4 habitações);
Conclusões
ðInstalação de SAAP´s – Opção de desenvolvimento sustentável;
ðRedução do consumo de água potável;
ðMelhor distribuição da carga de água da chuva no sistema de drenagem urbana, o que ajuda a controlar as cheias – controlo na origem;
ðOs SAAP´s beneficiam da economia de escala: agrupamentos de moradias, urbanizações, grandes superfícies comerciais e
industriais, hotéis e estádios.
