Viabilidade da reutilização de águas residuais em habitações unifamiliares

(1)

Universidade do Minho

Escola de Engenharia

Cíntia Sofia Aires Gonçalves

Viabilidade da Reutilização de Águas

Residuais em Habitações Unifamiliares

(2)

Universidade do Minho

Escola de Engenharia

Cíntia Sofia Aires Gonçalves

Viabilidade da Reutilização de Águas

Residuais em Habitações Unifamiliares

Dissertação de Mestrado

Mestrado Integrados em Engenharia Civil

Trabalho efectuado sob a orientação da

Professora Doutora Maria Manuela Carvalho de

Lemos Lima

(3)

iii

AGRADECIMENTOS

Quero agradecer à Professora Doutora Maria Manuela Carvalho de Lemos Lima pela sua disponibilidade para esclarecer as minhas dúvidas e a sua dedicação na orientação deste projecto.

Com este trabalho encerro um ciclo de estudos que é muito importante na minha vida pessoal e profissional. Sendo assim quero agradecer em especial ao meu Pai por todo o amor, dedicação e incentivos durante toda a minha vida e nesta fase da vida em especial e pelos valores e ensinamentos que sempre me transmitiu; quero agradecer a uma pessoa muito especial que nos momentos de fraqueza, cansaço e dúvidas me apoiou sem limites.

Por último quero agradecer à Factor Ambiente, em especial, ao Engenheiro Narciso Braga por toda a ajuda, incentivos, sugestões, ensinamentos e palavras de encorajamento que nunca faltaram no decorrer deste trabalho.

(4)

(5)

v

RESUMO

A reutilização de águas residuais cinzentas claras em habitações unifamiliares visa reduzir o consumo de água potável, ajudando a preservar o ambiente, pois a água é um bem essencial e cada vez mais escasso. Para isso é necessário recorrer a um equipamento apropriado, inserido num sistema de reutilização de águas residuais. Este equipamento recebe a água proveniente dos aparelhos que produzem água cinzenta clara (banheiras/duches, lavatórios e bidés), trata-a e armazena-a para posteriormente ser utilizada nos fins a que se destina: descarga de autoclismos, rega do jardim e lavagem de automóveis e pavimentos.

O objectivo deste trabalho é estudar a viabilidade de reutilização de águas residuais em habitações unifamiliares. Para isso foi desenvolvido um equipamento que permite esta reutilização e realizou-se um estudo comparando várias soluções construtivas para implantar este equipamento num sistema de reutilização de águas residuais valorizando as características da habitação e o período de retorno do investimento.

Concluiu-se que o sistema desenvolvido neste trabalho é viável economicamente, desde que o mesmo seja implementado tendo em conta a solução construtiva e que a mesma se adeqúe à tipologia, espaço e necessidades de cada habitação.

Admitindo que o consumo de cada habitante por dia será cerca de 180 litros, numa habitação de 4 habitantes, o custo do equipamento instalado dentro da habitação, tendo esta um sistema de reutilização de águas residuais pré-instalado, será aproximadamente de 1180 € e terá o retorno do investimento em 3 anos e meio. Se, em condições idênticas, o equipamento for instalado no sótão, este custo passará para cerca de 1500 € tendo o retorno em 4 anos e meio. Se contabilizarmos o custo de construção do sistema de reutilização e o equipamento este conjunto passará para os 2.667€ demorando o retorno quase 8 anos se o equipamento ficar localizado no interior da habitação; se ficar no exterior da habitação este custa rondará os 3.554€ e o retorno demorará um pouco mais de 10 anos. Todos os preços são sem IVA.

PALAVRAS-CHAVE: Reutilização, água cinzenta, equipamento de reutilização,

(6)

(7)

vii

ABSTRACT

The reuse of wastewater in light gray single-family dwellings to reduce the consumption of drinking water helps preserve the environment, since water is essential and increasingly scarce item. For this, it is necessary to use appropriate equipment. This gets the water from devices that produce light gray water (tubs / showers, sinks and bidets), treating it and storing it for later use in the intended purposes: discharge of toilets, watering gardens and washing cars and pavements.

The aim of this work is to study the feasibility of wastewater reuse in single family houses. For this we developed a device that allows reusing, where a study was held comparing various constructive solutions deploying this equipment in a system of wastewater reuse valuing housing characteristics and the period of return on investment. It is concluded that the system developed in this work is economically viable; provided it is implemented taking into account the constructive solution and that it fits the typology, space and needs of each dwelling. Assuming that the consumption of each person per day will be about 180 liters, a housing of 4 residents, the cost of the equipment installed within the dwelling will be approximately € 1180 and will return on investment in 3 years. If the system was deployed in the attic this will cost about € 1522 with the return in 4 years. Subtracting the cost of the system construction and reuse of this equipment will pass to € 2,667 taking almost eight years to return the equipment to be located inside the housing, if it is outside the housing costs will be around € 3554 return and take a just over 10 years. All prices are excluding VAT.

(8)

(9)

ix

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO ... 1 1.1 Enquadramento e justificação ... 1 1.2 Objectivos ... 4 1.3 Conteúdo da Dissertação ... 4 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 6

2.1 Caracterização das águas residuais... 6

2.2 Constituição do sistema de drenagem de águas residuais em habitações unifamiliares ... 10

2.3 Sistemas de tratamento de águas residuais ... 19

2.4 Enquadramento da legislação Portuguesa aplicável a sistemas de reutilização de águas residuais tratadas ... 22

2.5 Sistemas de recolha e tratamento de águas residuais para posterior reutilização ... 26

2.5.1 Sistema de recolha e tratamento de águas residuais - “Brac Systems” ... 29

2.5.2 Sistema de recolha e tratamento de águas residuais - “Pontos AquaCycle”... 33

2.5.3 Sistema de recolha e tratamento de águas residuais - “Grem” ... 38

2.6 Processos de construção para sistemas e reutilização de águas residuais tratadas ... 40

3. METODOLOGIA PARA A REUTILIZAÇÃO DE ÁGUAS RESIDUAIS TRATADAS EM HABITAÇÕES UNIFAMILIARES ... 45

3.1 Novos processos construtivos adequados à reutilização de águas residuais ... 45

3.2 Parâmetros necessários para uma correcta reutilização de águas residuais ... 57

3.2.1 Rega Ajardinada ... 58

3.2.2 Aparelhos sanitários – Descargas de autoclismos ... 62

3.2.3 Lavagem de pavimentos e automóveis ... 64

3.3 Viabilidade económica ... 68

3.3.1 Quantificação dos custos de implantação de um sistema de reutilização de águas residuais. ... 68

3.3.1.1 Custos do equipamento ... 69

3.3.1.2 Custos de construção ... 70

3.3.2 Quantificação dos custos de manutenção de um sistema de reutilização de águas residuais ... 75

3.3.2.1 Custos de energia eléctrica ... 75

3.3.2.2 Custos de manutenções periódicas ... 78

3.4 Viabilidade económica numa habitação unifamiliar ... 79

(10)

x

4.1 Constituição da habitação ... 85

4.2 Previsão dos consumos por habitante e fogo ... 86

4.3 Optimização da solução técnica ... 89

5. CONCLUSÕES FINAIS E PERSPECTIVAS DE TRABALHO FUTURO ... 93

5.1 Conclusões finais ... 93

5.2 Perspectivas de trabalho futuro ... 94

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 96

(11)

xi ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 - Elementos constituintes dum sistema de drenagem ... 11

Figura 2 - Ligação do ramal de ventilação ao de descarga ... 14

Figura 3 - Ligação de vários aparelhos a um único ramal de descarga ... 15

Figura 4 - Ligação dos ramais de descarga de bacias de retrete e de águas saponáceas aos tubos de queda ... 15

Figura 5 - Inserção do ramal de ligação no colector público ... 17

Figura 6 - Processos de tratamento de águas residuais (Fonte: Quercus) ... 21

Figura 7 - Sistema BRAC Systems (Fonte: Manual do sistema Brac) ... 30

Figura 8 - Funcionamento do sistema BRAC Systems (Fonte: Brac Systems) ... 31

Figura 9 - Funcionamento do BRAC Systems ... 32

Figura 10 - Esquema do funcionamento do sistema AquaCycle ... 34

Figura 11 - Constituição do sistema AquaCycle (Manual da ACQUA Business) ... 35

Figura 12 - Esquema de conexões e possível localização do sistema (Hansgrohe) ... 37

Figura 13 - Funcionamento do sistema Grem da REMOSA ... 38

Figura 14 - Vista frontal e lateral do sistema GREM ... 40

Figura 15 - Equipamento do sistema de reutilização de águas residuais ... 53

Figura 16 - Grupo hidropneumático EFAFLU, E-JET 100T + RAC ... 54

Figura 17 - Filtro IDRANIA com cartucho de malha lavável de 80 μm ... 56

(12)

(13)

xiii ÍNDICE DE QUADROS

Quadro 1 - Classificação da água residual doméstica (Coutinho, 2009) ... 7

Quadro 2 - Caudais mínimos nos dispositivos de utilização água fria ou quente ... 8

Quadro 3 - Canalizações e acessórios (Fonte: Capitulo 2 do Manual de Instalações das Construções da Universidade do Minho, 2009) ... 13

Quadro 5 - Valores típicos de parâmetros característicos para água residuais urbanas .. 21

Quadro 6 - Legislação comunitária e portuguesa com incidência na reutilização de águas residuais tratadas (Matos et al., 2010)... 25

Quadro 7 - Modelos BRAC Systems (Fonte: Manual do sistema Brac) ... 30

Quadro 8 – Medidas, dados técnicos do Sistema AquaCycle (modelo 2500) ... 34

Quadro 9 – Pressão, dados técnicos do Sistema AquaCycle (modelo 2500) ... 35

Quadro 10 - Referencias dos modelos GREM ... 39

Quadro 11 - Classificação dos sistemas de armazenamento de acordo com vários critérios (Matos et al., 2010)... 43

Quadro 12 - Possíveis soluções para processos construtivos para o sistema de reutilização de águas residuais. ... 46

Quadro 13 - Parâmetros comparativos das soluções construtivas ... 52

Quadro 14 - Quantidade de procura para fins não potáveis para habitação de 4 habitantes ... 55

Quadro 15 - Relação volume do depósito com número de habitantes ... 56

Quadro 16 - Qualidade das águas destinadas à rega (Decreto-lei n°236/98 - Anexo XVI) ... 59

Quadro 17 - Necessidades de procura para rega ajardinada (Coutinho, 2009) ... 61

Quadro 18 - Requisitos de qualidade de águas tratadas a reutilizar para descargas de autoclismos ... 62

Quadro 19 - Consumos por habitante/dia, por Autoclismo (Coutinho, 2009) ... 63

Quadro 20 - Necessidades de procura para descarga autoclismo (Coutinho, 2009) ... 64

Quadro 21 - Requisitos de qualidade de águas tratadas a reutilizar em lavagem exterior ... 65

Quadro 22 - Resumo das necessidades da quantidade de água cinzenta clara para fins não potáveis. (Coutinho, 2009)... 66

(14)

xiv

Quadro 24 - Acréscimo dos custos do equipamento do sistema de reutilização ... 70

Quadro 25 - Mapa comparativo das soluções construtivas ... 73

Quadro 26 - resumo do mapa comparativo das soluções construtivas ... 75

Quadro 27 - Custos da energia eléctrica ... 76

Quadro 28 - Custo anual energético (€/ S IVA) ... 77

Quadro 29 - Custos de manutenção (€/ano) ... 78

Quadro 30 - Estudo da viabilidade económica numa habitação unifamiliar referente ao custo do equipamento... 80

Quadro 31 - Estudo da viabilidade económica numa habitação unifamiliar referente ao custo do equipamento mais o custo da construção na solução 1 (sistema localizado no interior) ... 81

Quadro 32 - Estudo da viabilidade económica numa habitação unifamiliar referente ao custo do equipamento mais o custo da construção na solução 2 (sistema localizado no exterior) ... 81

Quadro 33 - Estudo da viabilidade económica numa habitação unifamiliar referente ao custo do equipamento mais o custo da construção na solução 3 (sistema enterrado) .... 82

Quadro 34 - Estudo da viabilidade económica numa habitação unifamiliar referente ao custo do equipamento mais o custo da construção na solução 4 (sistema localizado no sótão) ... 82

Quadro 35 - Dispositivos que contribuem para a reutilização ... 85

Quadro 36 - dispositivos com necessidades de uso para fins não potáveis... 86

Quadro 37 - Dados da habitação Unifamiliar ... 86

Quadro 38 - Consumos por habitante / dia (NSW, 2006) ... 86

Quadro 39 - Distribuição do consumo de referência por dispositivo (Fonte: PNUEA, 2001). ... 87

Quadro 40 - Consumo L/hab.dia ... 87

Quadro 41 - Tipo de sistema recomendado ... 89

Quadro 42 - Período de retorno da instalação de um equipamento na habitação em estudo ... 90

Quadro 43 - Custo de construção da solução escolhida na habitação em estudo ... 90

(15)

xv ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1 - Distribuição do consumo de referência por dispositivo (Fonte: PNUEA,

2001) ... 7

Gráfico 2 - Distribuição da utilização de água cinzenta (Fonte: Brac Systems) ... 29

Gráfico 3 - Distribuição percentual da procura para fins não potáveis, para cada actividade... 66

Gráfico 4 - Custo de construção de cada solução ... 83

Gráfico 5 - Custo do equipamento e construção de cada solução ... 83

(16)

(17)

VIABILIDADE DA REUTILIZAÇÃO DE ÁGUAS RESIDUAIS EM HABITAÇÕES UNIFAMILIARES 1

1. INTRODUÇÃO

1.1 Enquadramento e justificação

A água é um bem essencial e escasso. A sua escassez tem-se vindo a acentuar em todo o planeta e é já uma das principais causas de conflitos armados. Para diminuir esse problema devemos fazer uma gestão racional da que possuímos, diminuir ao máximo o seu desperdício e, sempre que possível, proceder à sua reutilização. É imperioso promover mudanças comportamentais nomeadamente no sentido da reutilização da água. A UNESCO prevê que a partir do ano de 2020 a escassez de água se converta num dos mais graves problemas mundiais.

No interior das habitações a água transforma-se em dois tipos de água residual: a água negra e a água cinzenta, que normalmente se misturam num único colector em direcção a um sistema de tratamento único e exterior à habitação (ETAR).

O aproveitamento de águas residuais tratadas na construção e na reabilitação de edifícios poderá ser uma forma de diminuir o consumo de recursos e, consequentemente, tornar a construção mais sustentável. De facto, analisando os possíveis usos urbanos da água, não se justifica a utilização de água adequada para consumo humano em utilizações de menor exigência, como sejam a rega, a lavagem de pavimentos, de veículos e descargas de autoclismos.

Em Portugal ainda não é vulgar a reutilização de águas residuais. Um dos motivos é o desconhecimento dos sistemas existentes, o que provoca algum retraimento por parte dos projectistas e, consequentemente, dos utilizadores das habitações. Esta relutância por parte dos utilizadores está associada ao facto desta técnica ser recente, pouco conhecida e invulgar entre nós, provocando alguma desconfiança em relação às características das águas residuais tratadas.

As necessidades de água nestes tipos de usos poderiam ser facilmente supridas por outras fontes de água, tais como as águas residuais cinzentas tratadas. No entanto, esta não é ainda uma solução usual e a sua viabilidade técnico-económica ainda não estava demonstrada. Além disto, um dos grandes entraves à generalização destes sistemas prende-se com as limitações legais existentes actualmente.

(18)

2 VIABILIDADE DA REUTILIZAÇÃO DE ÁGUAS RESIDUAIS EM HABITAÇÕES UNIFAMILIAR

Assim, a reutilização de águas cinzentas em habitações unifamiliares surge para dar resposta ao problema da sua escassez, conduzindo a uma diminuição na quantidade de água potável recebida da entidade fornecedora e, consequentemente, aumentando os benefícios ambientais e provocando reduções nas facturas familiares.

Esta reutilização de águas deve ser bem planeada.

As águas residuais provenientes de dispositivos de descarga (pia lava-loiça, banheira, duche, lavatório, bidé, máquina de lavar a loiça, máquina de lavar a roupa e outros electrodomésticos) são as chamadas águas cinzentas (excluídas as águas negras provenientes das descargas de autoclismos), que podem ser tratadas e posteriormente utilizadas.

Segundo a PNUEA 2001 (Programa nacional para o uso eficiente da água) o consumo médio diário associado a um fogo (dimensão média do agregado em Portugal de 3,1 pessoa por fogo), onde a frequência diária de uso do autoclismo seja de 4 descargas por habitante (Butler, 1991), é de 124 litros por fogo, para um volume médio por descarga de 10 litros. Admitindo uma capitação média de 310 litros por fogo, este consumo representa 40% do total (PNUEA 2001).

No Programa Nacional para o Uso Eficiente da Água (PNUEA, Setembro de 2001) avalia-se a eficiência com que a água é utilizada em Portugal, onde figuram vários sectores: industrial, agrícola e urbano. Neste conjunto alargado de medidas são descritas 87 medidas. A medida 8 faz referência à reutilização de águas residuais domésticas que não sejam provenientes da rede pública de abastecimento, portanto, de origem da reutilização de águas cinzentas provenientes das banheiras, chuveiros, bidés e lavatórios ou aproveitamento de água da chuva; após tratamento as águas serão reutilizadas em descargas de autoclismos, lavagem de automóveis, pavimentos e rega ajardinada.

A medida 8 do PNUEA faz referência aos benefícios desta reutilização e ao tratamento necessário das águas cinzentas. Geralmente há uma filtração e uma desinfecção para que a água esteja conforme ao uso a que a que se destina. Esta medida é a indicada para os potenciais utilizadores deste sistema, sejam eles proprietários de habitações colectivas ou individuais. Com esta medida teremos uma utilização mais eficiente das águas e uma redução de caudais de águas residuais. A implantação do sistema de reutilização de águas cinzentas requer regulamentação técnica adequada para proteger a

(19)

saúde pública, divulgação de tecnologia e disponibilidade no mercado nacional de equipamentos adequados (Medida 8 do PNUEA, Setembro de 2001).

Em Portugal a água potável em descargas de autoclismos representa 10% a 45% da água gasta numa habitação (de acordo com Friedler et al., 2006a; Karpiscak et al., 1990; Grisham & Fleming, 1989, citado em Coutinho, 2009).

Esta percentagem de água potável gasta numa habitação numa utilização em que não é necessária água proveniente da rede pública, mostra que é realmente possível poupar água utilizando um sistema que forneça, para esta finalidade, água reciclada.

Para além da dificuldade de implantação deste sistema na habitação, a nível técnico acresce a dificuldade na implantação deste sistema num projecto de reabilitação urbana, devido à falta de consciencialização da população para a necessidade cada vez mais urgente da preservação dos recursos hídricos e energéticos.

Pretende-se que este trabalho ajude na aceitação por parte dos utilizadores e projectistas da prática da reutilização de águas residuais domésticas. Procurar-se-á identificar sistemas de tratamento de águas residuais comercializados e testados e processos construtivos inovadores, para uma melhor integração dos mesmos na habitação.

Em colaboração com a Empresa Factor Ambiente foram desenvolvidos quatro sistemas de reutilização de águas residuais domésticas para habitações unifamiliares. Estes comportam equipamentos criados de raiz (diferentes apenas na capacidade do reservatório em função do número de habitantes) especialmente desenvolvidos no âmbito desta dissertação, para serem inseridos nesses sistemas. Este estudo permitiu dimensionar estes conjuntos de acordo com o número de habitantes e com a localização do equipamento no sistema e ainda apontar a melhor solução para cada caso. O desenvolvimento destes sistemas permitiu ter uma melhor visão sobre a viabilidade do Projecto.

Assim, este trabalho de investigação pretende ser uma ferramenta importante para ajudar a compreender a vantagem desta técnica, desenvolvendo uma metodologia de dimensionamento deste sistema de reutilização de águas residuais cinzentas tratadas numa habitação e estudando a sua viabilidade técnico – económica. Desta forma a população, rentabilizando o seu investimento, ajudará a preservar o meio ambiente.

(20)

1.2 Objectivos

O presente trabalho pretende estudar a viabilidade técnica – económica de um sistema de reutilização de águas residuais numa habitação unifamiliar. Para isso proceder-se-á à recolha de informação sobre processos de tratamento in situ de águas residuais cinzentas, assim como à pesquisa com vista à identificação de processos de construção que possibilitem a recolha destas águas, o seu tratamento, armazenamento e distribuição da água tratada para ser reutilizada em descargas de autoclismos, lavagem de pavimentos, lavagem de automóveis e rega da área envolvente da habitação.

Desenvolvimento de uma ferramenta (folha de cálculo Excel), da minha autoria e desenvolvida especificamente para esta dissertação permitindo um estudo mais cuidado do tema principal deste trabalho (com vista à análise da viabilidade económica de cada solução a apresentar) e um entendimento mais prático das soluções admitidas para processos construtivos.

Os objectivos específicos são os seguintes:

 Estabelecimento de uma metodologia de dimensionamento de sistemas de reutilização de águas residuais;

 Concepção de uma solução técnica alternativa. Definição de novas regras construtivas;

 Análise da sua viabilidade técnico-económica.

1.3 Conteúdo da Dissertação

Este trabalho foi organizado em cinco capítulos, estando divididos de forma a salientar dois grandes objectivos deste trabalho: a viabilidade económica e a viabilidade técnica da reutilização de águas residuais em habitações unifamiliares.

No capítulo 1 é apresentada uma introdução ao trabalho, referindo os objectivos da Dissertação e respectivo enquadramento e justificação.

No capítulo 2, efectua-se uma revisão bibliográfica sobre a caracterização das águas, onde se descreve o sistema de drenagem de águas residuais em habitações unifamiliares e possíveis sistemas de recolha e o tratamento destas águas assim como o seu enquadramento na legislação Portuguesa.

(21)

O capítulo 3 apresenta uma metodologia para a reutilização de águas residuais em habitações unifamiliares, efectuando uma análise de viabilidade económica atendendo aos possíveis processos construtivos adequados para esta reutilização e aos parâmetros necessários para uma correcta reutilização destas águas.

O capítulo 4 é um dos capítulos centrais deste trabalho, onde será descrita a aplicação da metodologia desenvolvida a um caso de estudo e à avaliação da sua eficiência.

(22)

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Caracterização das águas residuais

As águas residuais urbanas são diferenciadas em três tipos; águas residuais domésticas, mistura destas com águas residuais industriais e pluviais. Estas são posteriormente colectadas para a rede de drenagem pública.

Relativamente às águas residuais domésticas, são provenientes dos vários dispositivos de uma habitação: instalações sanitárias de casas de banho e zonas de lavagem (roupas e cozinhas). Estas águas são caracterizadas por possuírem quantidades significativas de matéria orgânica, mas são facilmente biodegradáveis.

As águas residuais industriais são provenientes exclusivamente da actividade industrial e, por esta razão, apresentam uma grande diversidade de características químicas e físicas.

A fim de ser tratadas, estas águas residuais urbanas são encaminhadas para uma ETAR (Estação de tratamento de águas residuais). Existem ETAR que recebem afluentes domésticos e industriais, mas também existem ETAR que só recebem afluentes industriais.

Neste trabalho vão ser consideradas apenas as águas residuais domésticas. A água utilizada nas habitações é transformada em dois tipos de água residual: água cinzenta ou água negra. Normalmente estas águas residuais diferentes são misturadas num colector comum que as transporta para um sistema de tratamento de águas residuais (ETAR). Este trabalho centra-se na reutilização das águas cinzentas, uma vez que as águas negras (águas provenientes das sanitas), devido à sua composição, são de difícil tratamento para posterior reutilização (Coutinho, 2009).

A água cinzenta define-se como sendo a água residual doméstica sem contributo da água negra proveniente das sanitas, ou seja, corresponde à água residual proveniente das banheiras, lavatórios, bidés, máquinas de lavar roupa, máquinas de lavar louça e do lava-loiça da cozinha. A maioria dos investigadores divide a água residual doméstica em três classes, atribuindo uma cor a cada uma delas (Quadro 1).

(23)

Este trabalho, mediante a bibliografia seguida, divide a água residual doméstica em três classes: negra, cinzenta escura e cinzenta clara.

Quadro 1 - Classificação da água residual doméstica (Coutinho, 2009)

Tipo Proveniência

Negra Sanitas

Cinzenta escura Banheira, lavatório, bidé. Lavandaria e cozinha

Cinzenta Clara Banheira, lavatório e bidé

Em Portugal está estimado que a água necessária para consumo doméstico ronda os 180 L/hab.dia em habitações unifamiliares (de acordo com Friedler et al, 2006, citado por Coutinho, 2009). A água cinzenta (clara e escura) representa 68% do total da água residual gerada segundo a NSW (2006), portanto cerca de 122 L/hab.dia, e aproximadamente 58 L/hab.dia de águas negras (água proveniente das sanitas).

A quantidade de água residual gerada dentro de uma habitação varia em função de vários factores, como sejam o numero de ocupantes da habitação, as suas idades e os diferentes hábitos de utilização da água. No Gráfico 1 apresenta-se a distribuição dos consumos dos dispositivos que geram água cinzenta.

Gráfico 1 - Distribuição do consumo de referência por dispositivo (Fonte: PNUEA, 2001) 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%

Duche Torneiras Máquina de lavar roupa máquina de lavar louça 66% 19% 12% 3%

(24)

Da análise do gráfico, verifica-se que o dispositivo que consome maior volume de água, o duche (banheira), representa 66%. Existem factores que influenciam este volume, como sejam o número de duches de cada habitante e a duração de cada um; outro factor está relacionado com o caudal debitado pelo chuveiro. Este caudal está regulamentado no artigo 90°, caudais instantâneos, do RGAAR (Regulamento geral dos sistemas públicos e prediais de distribuição de água e drenagem de águas residuais) que estabelece um caudal mínimo para chuveiros de 0,15 L/s (quadro 2). O volume da água do duche, em termos de possível reutilização, corresponde a uma elevada percentagem da água cinzenta clara.

No volume das torneiras está incluído o uso do lavatório, bidé e lava-loiça. Os factores que tornam difícil quantificar estes consumos estão associados ao caudal, à duração e utilização de cada torneira.

Relativamente às máquinas de lavar roupa, que produzem cerca de 12% da água cinzenta de uma habitação, os modelos actuais têm baixado o consumo da água, variando este consumo entre 35 e 220 L/lavagem. Também nestas máquinas os factores que influenciam este volume são diversos, como sejam o tipo e idade do aparelho, os programas utilizados e a carga de roupa a lavar.

As máquinas de lavar loiça são responsáveis por 3% da água cinzenta produzida por dispositivos. Assim como nas máquinas de lavar roupa, também aqui há diversos factores que podem influenciam esta percentagem, como sejam o modelo da máquina e o programa seleccionado pelo utilizador. Estas máquinas apresentam consumos entre 12 a 56 L/lavagem (Coutinho, 2010).

(25)

Quadro 2 - Caudais mínimos nos dispositivos de utilização água fria ou quente (anexo IV- Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de

Água e Drenagem de Águas Residuais – RGAAR, 1995)

Dispositivos de utilização: Caudais mínimos (L/s)

Lavatório individual 0,10

Lavatório colectivo (por bica) 0,05

Bidé 0,10

Banheira 0,25

Chuveiro individual 0,15

Pia de despejo com torneira de Φ 15 mm 0,15 Autoclismo de bacia de retrete 0,10 Mictório com torneira individual 0,15

Pia lava-loiça 0,20

Bebedouro 0,10

Máquina de lavar louça 0,15

Máquina ou tanque de lavar roupa 0,20 Bacia de retrete com fluxómetro 1,50

Mictório com fluxómetro 0,50

Boca de rega ou de lavagem de Φ 15 mm 0,30

Idem de Φ 20 mm 0,45

Máquinas industriais e outros aparelhos não especificados

Em conformidade com as indicações dos fabricantes

Este trabalho centra-se na reutilização da água cinzenta clara após tratamento. A água cinzenta total requer um tratamento mais elaborado para não originar a contaminação microbiana resultante da exposição a microrganismos patogénicos em concentrações significativas (Coutinho, 2009). Estes microrganismos que estão presentes na água cinzenta podem, a título de exemplo, serem transmitidos por forma de aerossóis gerados aquando da descarga do autoclismo. Por esta razão a autora (Coutinho, 2009) refere que será mais vantajoso fazer apenas a reutilização das águas cinzentas claras provenientes da banheira/chuveiro, lavatórios e bidé (excluindo a água proveniente da lavandaria e da

(26)

cozinha), pois sendo menos contaminadas, há redução de custos nos tratamentos para a sua reutilização e os riscos para a saúde pública serão menores.

2.2 Constituição do sistema de drenagem de águas residuais em

habitações unifamiliares

O artigo 85º do Regulamento geral dos sistemas públicos e prediais de distribuição de água e drenagem de águas residuais, refere a importancia da separação dos sistemas de águas para a prevenção da contaminação. Assim, para que a água da rede destinada ao consumo não possa ser contaminada pelas águas residuais, não poderá haver qualquer ligação entre o sistema de distribuição de água da habitação e os sistemas de drenagem de águas residuais.

Estes sistemas de drenagem de águas residuais domésticas poderão ser formados pelos seguintes constituintes:

Ramais de ventilação: conjunto de tubos destinados a garantir o fecho hídrico nos sifões, se for esse o sistema utilizado;

Ramais de descarga: tubagem destinada ao transporte da águas que vêm dos aparelhos sanitários para o tubo de queda ou para o receptor da habitação;

Colunas de ventilação: conjunto de tubos que têm o objectivo de completar a ventilação feita através do tubo de queda;

Tubo de queda: conjunto de tubos que têm como objectivo juntar as descargas provenientes dos pisos superiores (quando estes existem) e conduzi-las para o colector da habitação que, por sua vez, será ligado à rede pública;

Colectores: tubos que têm a função de juntar as descargas dos tubos dos pisos existentes e transportá-las para outro tubo de queda ou ramal de ligação;

Ramal de ligação: tubagem que conduz as águas residuais provenientes da rede da habitação para a rede pública, para o colector público de drenagem.

(27)

Acessórios: dispositivos introduzidos nos sistemas com a função de:

 Facilitar operações de manutenção e conservação;

 Possibilitar a retenção de alguns materiais;

 Garantir que haja condições de habitabilidade nos espaços ocupados pelos sistemas de drenagem.

A figura 1Erro! A origem da referência não foi encontrada. ilustra, de forma esquemática, os elementos constituintes de um sistema de drenagem de uma habitação unifamiliar que possui dois ou mais pisos. As figuras representadas neste capítulo foram retiradas do capítulo 2 do Manual de Instalações das Construções da Universidade do Minho, 2009.

Figura 1 - Elementos constituintes dum sistema de drenagem Na Figura 1 estão identificados os seguintes constituintes:

1. Sifão; 2. Ramal de descarga; 3. Tubo de queda; 4. Ramal de ventilação; 5. Coluna de ventilação; 6. Câmara de inspecção; 7. Colector;

8. Câmara de ramal de ligação; 9. Ramal de ligação;

(28)

Simbologia de representação dos sistemas de drenagem:

No Artigo 84º do Regulamento geral dos sistemas públicos e prediais de distribuição de água e drenagem de águas residuais, relativo à identificação das canalizações é referido o seguinte: “ As canalizações instaladas à vista ou visitáveis devem ser identificadas consoante a natureza da água transportada e de acordo com o sistema vigente”.

Sendo assim e para facilitar a leitura e o entendimento entre todos os intervenientes nos projectos dos edifícios (engenheiros civis e arquitectos) é fundamental utilizar-se a mesma linguagem simbólica e representação gráfica e esquemática para os sistemas de drenagem.

É importante realçar que, no caso da reutilização de águas residuais numa habitação unifamiliar, esta simbologia e siglas se tornam essenciais, pois este sistema será duplicado em alguns aparelhos, sendo conduzidos para o processo de reutilização algumas das águas. Deve ser tomada em consideração a simbologia representada no quadro 3 e atribuída no Regulamento geral dos sistemas públicos e prediais de distribuição de água e drenagem de águas residuais para as canalizações e acessórios.

(29)

Quadro 3 - Canalizações e acessórios (Fonte: Capitulo 2 do Manual de Instalações das Construções da Universidade do Minho, 2009)

Antes de proceder ao seu traçado definitivo deverá haver uma coordenação entre todas as especialidades intervenientes no projecto em relação aos espaços e aos percursos destinados à implantação do sistema de drenagem de águas residuais domésticas. Os aspectos a seguir referidos deverão ser tomados em consideração para uma correcta drenagem de águas residuais em habitações unifamiliares:

Ramais de Ventilação:

Para o projecto e montagem dos ramais de ventilação é necessário atender a algumas regras para que os mesmos funcionem bem.

(30)

1. Os referidos ramais deverão ser compostos por tubos rectilíneos e utilizar curvas de concordância para fazer as ligações entre eles;

2. Os tubos horizontais de ligação à coluna de ventilação deverão estar inclinados para cima para facilitarem a condução dos condensados aí formados para o ramal que ventilam esta inclinação mínima será de 0,02%;

3. Os tubos de ventilação verticais deverão terminar acima do nível mais elevado do aparelho sanitário que ventilam, pelo menos 15 cm;

A ligação do ramal de ventilação ao de descarga, seguindo estas orientações descritas em cima, encontra-se na Figura 2

Figura 2 - Ligação do ramal de ventilação ao de descarga

4. A ligação do ramal de ventilação ao ramal de descarga deve fazer-se a uma distância não inferior a duas vezes o diâmetro do ramal;

5. Os tubos de ventilação não deverão ser cortados pelas linhas piezométricas para evitar a sua obstrução;

6. Quando não houver ventilação secundária individual nos aparelhos em bateria, exceptuando as bacias de retrete e similares, cada ramal de ventilação colectivo ligado a um ramal de descarga deve servir menos de quatro aparelhos;

7. Os tubos de ventilação podem ser instalados de várias formas: à vista, embutidos, em caleiras, enterrados, em galerias ou em tectos falsos, dando sempre preferência aos menores percursos desde que esteja garantida a sua eficiência. Nunca deverão ser colocados em zonas de difícil acesso, como poderia acontecer se estivessem embutidos em elementos da estrutura ou sob elementos de fundação.

(31)

Ramais de Descarga:

A representação destas tubagens deverá ser constituída por troços rectilíneos ligados entre si por caixas de reunião ou por curvas de concordância.

Quando diversos aparelhos são ligados a um mesmo ramal de descarga, esta ligação deve ser feita através de caixas de reunião ou curvas de concordância, consoante representado na Figura 3.

Figura 3 - Ligação de vários aparelhos a um único ramal de descarga

As componentes verticais dos ramais de descarga terão um comprimento máximo de 2 metros e os ramais de descarga individuais de outros aparelhos só poderão ser ligados a ramais de descarga de bacias de retrete, se tiverem ventilação.

Quanto aos ramais de descarga de bacias de retrete haverá cuidado para que sejam sempre diferentes dos ramais de descarga de águas saponáceas. Se tal não for possível então serão utilizadas forquilhas de pequeno ângulo de inserção, nunca superior a 45º, conforme se mostra na Figura 4.

Figura 4 - Ligação dos ramais de descarga de bacias de retrete e de águas saponáceas aos tubos de queda

(32)

Deve haver muito cuidado para evitar ou pelo menos atenuar a transmissão de ruídos para o interior das zonas habitadas. Para isso os ramais de descarga deverão ser instalados a profundidades razoáveis.

Para facilitar a manutenção ou reparações de avarias os ramais de descarga devem ser instalados à vista, embutidos, em caldeiras, enterrados, em galerias ou em tectos falsos, mas nunca sob elementos de fundação, embutidos em elementos estruturais nem em zonas de difícil acesso.

A fim de reduzir os custos e o tempo de curso do líquido menor, os sistemas deverão ser constituídos por ramais de descarga com a menor extensão possível. Tendo sempre em atenção que tal não pode prejudicar o desempenho do sistema.

Colunas de Ventilação:

As colunas de ventilação deverão ser posicionadas na vertical: Quando tal não for possível os desvios deverão ser construídos por tubos verticais ligados entre si com curvas de concordância que terão uma inclinação; deverão ter início nos colectores ou nas câmaras de inspecção.

Quando uma coluna de ventilação termina no tubo de queda, a inserção daquela neste tubo de queda deverá verificar-se a uma distância superior a um metro acima da última inserção de ramal de descarga. Se houver necessidade de atravessar elementos estruturais (atravessar, não ao longo deles), não deverá haver ligação rígida entre eles. Haverá sempre entre eles material adequado que garanta a sua não dependência.

Tubos de Queda:

Os tubos de queda devem, sempre que possível, estar na vertical e, de preferência, no mesmo alinhamento. Quando houver impedimentos para que tal aconteça, os desvios da vertical não poderão ser superiores a dez vezes o diâmetro dos tubos e essas mudanças de direcção serão obtidas através de curvas de concordância.

A ligação entre esses tubos de queda verticais e os tubos inclinados deverá ser feita recorrendo a de curvas de transição de raio superior ao desses tubos.

(33)

A ligação dos tubos de queda aos colectores deverá ser feita através de forquilhas ou câmaras de inspecção e o afastamento entre o tubo de queda e o colector ou a câmara de inspecção não deverá exceder dez vezes o diâmetro dos tubos de queda; se isso for necessário construir-se-á um sistema secundário de ventilação.

Ao longo do sistema de tubos de queda deverá haver bocas de limpeza (que devem estar situadas perto das curvas de concordância) de diâmetro adequado e situadas, as bocas de limpeza, de tal forma que seja fácil aceder a elas.

Todos os tubos de queda deverão ser instalados de forma a facilitar o seu acesso. Poderão ser embutidos em paredes mas nunca em elementos estruturais nem em zonas de difícil acesso. Se for necessário que estes atravessem elementos da estrutura não deverá haver ligação rígida entre eles.

Ramais de Ligação:

Assim como os ramais de descarga, os ramais de ligação também devem ser efectuados por troços rectilíneos, isto em perfil ou planta.

A sua ligação à rede pública é efectuada directamente nos colectores públicos no caso em que estes têm um diâmetro superior a 500 mm, em que deverá processar-se num plano superior a dois terços do seu diâmetro em relação à sua geratriz inferior (Figura 5), ou indirectamente; em câmaras de visita este processo é efectuado por inserção.

(34)

Devemos ter sempre em atenção as seguintes situações na constituição dos sistemas de drenagem:

 Escolher tubagens de menor extensão possível quanto aos percursos a seguir, com a condição de tal opção não pôr em causa o seu correcto desempenho. Isto diminui os custos, conduz a menores tempos de retenção das águas no seu interior e simplifica a instalação.

 Sempre que haja necessidade de atravessar elementos estruturais (atravessar, não ao longo deles), a ligação entre eles deverá ser não rígida. Para isso haverá sempre entre eles material adequado que garanta a sua não interdependência.

Drenagem dos aparelhos sanitários

Como a reutilização de águas, neste trabalho, está direccionado para o reaproveitamento da água para descargas de autoclismos é importante referir como é efectuada a drenagem destes aparelhos.

Todos os sistemas de drenagem de águas residuais têm que possuir dispositivos que assegurem a correcta ventilação e que o escoamento destas águas residuais domésticas não se verifique à superfície livre. Para isso esta drenagem é executada pelos ramais de descarga e estes podem ter ramais de ventilação onde serão ligados a caixas de reunião e a outros ramais, sendo encaminhados, pelas curvas de concordância, a tubos de queda (que podem possuir ou não ventilação secundária) e a colectores ou câmaras de inspecção.

Estes caudais de descarga são conduzidos, pelos colectores, à câmara de ramal de ligação e por fim a ligação ao sistema público de drenagem.

Os aparelhos sanitários devem possuir sifões garantindo que não passem gases para o interior da habitação.

(35)

2.3 Sistemas de tratamento de águas residuais

O fundamental num sistema de reutilização de águas residuais é que as águas tratadas sejam adequadas à sua reutilização, de acordo com as normas definidas na regulamentação Portuguesa. A legislação Portuguesa que regula o tratamento de águas residuais urbanas é o Decreto-lei n˚152/97 de 19 de Junho.

O princípio de água reciclada pressupõe que a água, após ter entrado na habitação por meio das canalizações, se tornou um resíduo após a sua utilização, por isso precisa de um tratamento para recuperar as características de qualidade compatíveis com a sua reutilização. Tendo sempre presente que este tratamento tem que assegurar requisitos específicos para determinada aplicação, protegendo a saúde pública e o ambiente.

Os sistemas de tratamento de águas residuais, por norma, usam águas potáveis que já foram utilizadas para certos fins e que vão ser tratadas para poderem ser reutilizadas, satisfazendo as necessidades em actividades que não necessitam de água potável. Estas águas residuais domésticas recicladas são as águas cinzentas claras, descritas no capítulo 2.1.

Tradicionalmente, a água residual doméstica utilizada é conduzida para uma estação de tratamento de águas residuais, sendo, após tratamento e cumprindo os requisitos de qualidade exigidos pela lei Portuguesa, reposta no meio receptor. Este processo, em estudo, de sistema de reutilização de águas residuais domésticas numa habitação é efectuado de forma directa.

A razão do tratamento das águas cinzentas claras prende-se com o facto que estas águas antes de serem desinfectadas, podem conter um número significativo de agentes patogénicos que podem colocar em risco a saúde pública, e quando armazenadas mais que algumas horas estas água começam a produzir maus cheiros e ficam sépticas (Matos et al., 2010).

Estes sistemas estão homologados, obedecendo às exigências higiénicas sanitárias impostas pela directiva da UE para águas limpas recreativas 76/160/CEE, e á legislação portuguesa, mais concretamente o Decreto-lei nº 236/98 de 1 de Agosto, anexo XV (qualidade de águas balneares) e anexo XVI (Qualidade das águas destinadas à rega) conferindo aos utilizadores destes sistemas, além de economia, segurança em termos de saúde pública e ambiental.

(36)

Actualmente existem várias aplicações para a água residual tratada. O tratamento a adoptar irá ser adequado às características do efluente e ao tipo de reutilização após tratamento. Como neste trabalho apenas se pretende estudar a reciclagem de água para a reutilização urbana (descargas de autoclismos, irrigação de espaços verdes e lavagem de automóveis e pavimentos), o tratamento exigido à água residual urbana é o tratamento secundário, que consiste na filtração e posterior desinfecção. Este tratamento é usualmente efectuado para fins de uso urbano, como regas de espaços verdes ajardinados e recargas de aquíferos de água potável por injecção e inundação. A desinfecção é o processo que vai reduzir a quantidade de microrganismos patogénicos que se encontram nas águas residuais tratadas. Esta desinfecção é importante por assegurar as condições de segurança de saúde pública (Matos et al., 2010)

No que respeita a tratamento de águas residuais existem 3 níveis de tratamento possíveis, dependendo das utilizações após tratamento:

 Tratamento primário;

 Tratamento secundário (já referenciado anteriormente);

 Tratamento terciário.

O tratamento primário, destina-se essencialmente à remoção de sólidos suspensos de matéria orgânica, corrigindo o seu pH. Este tratamento destina-se a água pouco poluente e o tipo de uso recorrente após este tratamento é a recarga de aquíferos de água não potável por inundação.

O tratamento terciário é o mais rigoroso e é utilizado quando as águas tratadas se destinam a dimensões de aglomerados muito grandes como acontece com as descargas efectuadas em zonas sensíveis. Este tratamento destina-se, a título de exemplo, à rega de culturas agrícolas para consumo humano: rega de legumes e hortaliças entre outras. Na Figura 6 estão representados os tipos de tratamento de águas residuais utilizadas numa ETAR, exemplificando por que ordens se organizam as diferentes operações e processos de tratamento necessários.

(37)

Figura 6 - Processos de tratamento de águas residuais (Fonte: Quercus)

No Quadro 5,adaptado de Crites e Tchobanoglous, 1998, de Metcalf e Eddy, 2003, citado por Matos et al., 2010, é possível verificar os valores dos parâmetros característicos das águas residuais antes de serem tratadas e os valores desses mesmos parâmetros após tratamento primário e secundário.

Quadro 5 - Valores típicos de parâmetros característicos para água residuais urbanas

Parâmetro Unidades

Águas Residuais Não tratadas Após tratamento

primário Após tratamento secundário CBO5 mg/l 150 – 400 100 - 250 20 – 40 CQO mg/l 350 - 1000 200 – 500 80 - 140 SST mg/l 100 - 350 80 - 140 10 – 50 N – tot mg/l N 50 – 80 30 – 50 5 - 15 N-NH4 mg/l NH4 25 – 50 20 – 40 10 – 20 P – tot mg/l P 12 - 20 10 – 15 5 – 10 Coliformes fecais N˚/100 ml 107 - 109 106 – 108 102 – 107

Esta reutilização, estudada neste trabalho, será apenas para as águas residuais domésticas cinzentas claras excluindo as águas cinzentas totais devido à contaminação microbiana destas águas, pois a reutilização destas águas poderia constituir um risco

(38)

para a saúde pública e para o ambiente, principalmente em zonas de clima quente (Coutinho, 2009).

A maior parte dos sistemas comercializados para a reutilização de águas residuais assentam em tratamentos físicos e químicos. O tratamento físico aplicado usualmente é a filtração através de membranas filtrantes removendo os sólidos de maiores dimensões. O tratamento químico consiste na coagulação através de reagentes químicos.

Outros sistemas comercializados combinam os tratamentos físicos e químico com tratamentos biológicos. Os resultados após este tratamento são mais seguros e permitem que a água assim tratada possa permanecer mais tempo armazenada no reservatório do sistema de reutilização.

A água dos sistemas de reutilização após tratamento deverá cumprir plenamente quatro critérios: higiene (qualidade microbiológica), estética (aspecto visual da água), tolerância ambiental e viabilidade técnica e económica (Nolde, 1999, citado por Coutinho, 2009).

2.4 Enquadramento da legislação Portuguesa aplicável a sistemas de

reutilização de águas residuais tratadas

Os valores normativos estabelecem os parâmetros necessários para não prejudicar a saúde pública e o ambiente. Apesar destes documentos normativos se aplicarem apenas à reutilização de água residual urbana tratada, não impede que possam ser usados também como base na reutilização das águas cinzentas claras tratadas (relevante para o caso de estudo deste trabalho), visto estas serem menos poluídas que as águas residuais urbanas totais.

A União Europeia publicou duas Directivas relativas à qualidade das águas destinadas ao consumo humano: a Directiva 80/778/CE de 15 de Julho de 1980 e a Directiva 98/83/CE) de 3 de Novembro de 1998 que revogou a anterior.

Portugal aplicou as directivas através do Decreto-lei n.º243/01 de 5 de Setembro, fixando este decreto as normas relativas à qualidade da água para consumo humano.

(39)

O tratamento de águas residuais urbanas é regulado pelo Decreto-lei n.º 152/97 de 19 de Junho, que transpõe a Directiva n.º 91/271/CEE de 21 de Maio e pelo Decreto-lei n.º 149/04 de 22 de Junho. Em resumo, estes diplomas definem que a descarga de águas residuais urbanas só poderá ser licenciada após ser efectuado um tratamento secundário; no caso da população servida sofrer um aumento este tratamento terá que ser um tratamento superior ao secundário (que não será o caso de estudo).

O decreto-lei n.º236/98 de 1 de Agosto estabelece as normas, critérios e objectivos da qualidade da água em função dos seus principais usos, com a finalidade de proteger o meio aquático e a saúde pública dos efeitos nocivos resultantes da contaminação desta água.

O artigo n.º2 do referido Decreto-lei define os requisitos a observar na utilização das águas para os seguintes fins (Decreto-lei n.º236/98 de 1 de Agosto):

 Águas para consumo humano;

 Águas para suporte de vida aquícola;

 Águas balneares;

 Águas de rega.

São ainda estabelecidas as normas de descarga das águas residuais na água e no solo, tendo em vista a promoção da qualidade do meio aquático e a protecção da saúde pública. Neste Decreto no anexo XV é indicada a Qualidade das águas balneares e no anexo XVI a Qualidade das águas destinadas à rega; deve ser enfatizada a importância destes 2 anexos para o desenvolvimento dos sistemas de reutilização de águas residuais domésticas.

Relativamente às actividades de reutilização de água residual, a Directiva 91/271/CEE, no artigo 12.º, estabelece que, em países pertencentes à União Europeia, a água residual tratada deve ser reutiliza da sempre que for apropriado desde que os locais de depósito da água tratada minimizem os efeitos ambientais adversos.

Relativamente à utilização de água não potável, no Artigo 86.º do Regulamento geral dos sistemas públicos e prediais de distribuição de água e drenagem de águas residuais, aprovado pelo Decreto Regulamentar n.º23/95 de 23 de Agosto, referente à utilização de água não potável é descrito o seguinte:

(40)

“1. A entidade gestora do serviço de distribuição pode autorizar a utilização de água não potável exclusivamente para lavagem de pavimentos, rega, combate a incêndios e fins industriais não alimentares, desde que salvaguardadas as condições de defesa da saúde pública.

2. As redes de água não potável e respectivos dispositivos de utilização devem ser sinalizados”.

Este artigo limita as possibilidades de reutilização para usos urbanos não potáveis (excluindo as descargas de autoclismos) o que reflecte uma desactualização face às necessidades do actual contexto dos sistemas de reutilização de águas. Há uma falha na legislação portuguesa com a omissão relativamente às restantes possíveis utilizações de águas residuais tratadas (Matos et al., 2010).

Uma das actividades em que pode ser utilizada a água residual tratada pode ser na rega de jardins com acesso restrito ou não restrito ao utilizador. A Norma Portuguesa NP 4434, publicada em 2005 define as condições para a reutilizarão de águas residuais tratadas para a rega. Com esta Norma é possível definir os requisitos de qualidade das águas residuais tratadas para a rega, garantindo a saúde pública e o ambiente. Esta Norma aplica-se apenas à reutilização de águas residuais urbanas tratadas em ETAR, mas é um ponto de referência para as águas cinzentas tratadas e colocadas directamente na reutilização para a rega de jardim de uma habitação.

Assim sendo, no que se refere aos parâmetros de qualidade das águas residuais tratadas, existem algumas exigências legais que devem condicionar as aplicações para cada fim de uso não potável. Como por exemplo: se a finalidade for para rega de espaço verde, o Decreto-lei n.º236/98 de 1 de Agosto (presente na NP 4434) faz referência no anexo XVI sobre a qualidade das águas destinadas à rega.É apresentado no Quadro 6 um resumo dos principais diplomas que estão em vigor em Portugal e na União Europeia para cada tipo de reutilização de águas residuais estudadas neste trabalho (Matos et al., 2010).

(41)

Quadro 6 - Legislação comunitária e portuguesa com incidência na reutilização de águas residuais tratadas (Matos et al., 2010)

Aplicação da reutilização: Rega agrícola e paisagista

Incidência na reutilização:

 Protecção da saúde e dos consumidores

 Poluição do solo e das águas subterrâneas

Legislação comunitária:

 Directiva n.º91/676/CEE – Nitratos

 Estratégia temática dos Pesticidas e Mercúrio

 Directiva n.º2006/118/CE – protecção das águas subterrâneas conta a poluição e deterioração

 Directiva do Solo (em preparação)

Legislação Portuguesa:

 Decreto-lei n.º236/98, de 1 de Agosto – normas, critérios e objectivos de qualidade destinadas a proteger o meio aquático e melhorar a qualidade das águas em função dos seus principais usos

 Decreto-lei n.º235/97, de 3 de Setembro, alterado pelo Decreto-lei n.º68/99, 11 de Março – Poluição das águas por nitratos de origem agrícola

 Portaria n.º258/2003, de 19 de Março – carta das zonas vulneráveis à poluição por nitratos

 Decreto-lei n n.º382/99, de 22 de Setembro – perímetros de protecção para captações de águas subterrâneas destinadas ao abastecimento público

 Decreto-lei n.º208/2008, de 28 de Outubro – regime de protecção das águas subterrâneas contra a poluição e deterioração

Aplicação da reutilização: Usos urbanos não potáveis

Incidência na reutilização:

(42)

Quadro 6 - Legislação comunitária e portuguesa com incidência na reutilização de águas residuais tratadas (continuação)

Legislação Portuguesa:

 Decreto - Regulamentar n.º23/95, de 23 de Agosto – Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas residuais

Assim, em Portugal, a legislação sobre a reutilização da água não se encontra ainda adequada, pois são ainda raros os sistemas de reutilização de águas residuais em habitações unifamiliares. Seria importante haver peças legislativas definidas com clareza sobre esta actividade de forma a permitir e incentivar o desenvolvimento desta prática para as diversas aplicações.

2.5 Sistemas de recolha e tratamento de águas residuais para posterior

reutilização

Os sistemas de recolha de água e posterior tratamento têm como principal objectivo regenerar a água residual doméstica para utilizar nas situações em que não há necessidade de água potável.

Existem no mercado alguns sistemas que executam bem esta tarefa, havendo entre eles várias características distintas conforme as necessidades do utilizador e limitações da habitação onde será implantado este sistema. Estes factores estão relacionados com:

 Capacidade do reservatório – este factor está directamente condicionada pelo espaço disponível para a colocação do reservatório e pelo número de pessoas que o utilizam.

 Acesso para manutenção – está relacionado com a periodicidade da manutenção a ser executada pelo utilizador. Se for uma periodicidade quinzenal ou até mesmo semanal terá que ter um acesso mais facilitado do que um sistema que apenas precise de manutenção semestral ou anual.

(43)

 Capacidade de resposta das necessidades dos utilizadores – está relacionada com o número de habitantes da habitação e do número de aparelhos sanitários que terá de abastecer.

 Sistema de arejamento – está condicionado com o local de implantação do sistema de recolha e tratamento de águas residuais.

Existem distintas aplicações de água residual tratada, salientando as seguintes:

Rega agrícola: O decreto-lei n.º 236/98 de 1 de Agosto indica os parâmetros de natureza físico-química limitantes da qualidade da água destinada à rega. No mesmo decreto-lei, artigo 58º pode ler-se o seguinte: “Os critérios e normas de qualidade das águas de rega visam proteger a saúde pública, a qualidade das águas superficiais e subterrâneas, as culturas que podem ser afectadas pela má qualidade das águas de rega e os solos cuja aptidão para a agricultura pode ser degradada pelo uso sistemático de águas de rega de má qualidade.”

Rega Paisagística: esta reutilização de água engloba rega de espaços verdes, campos de golfe, zonas verdes residenciais e campos desportivos.

Reutilização para a construção: esta reutilização será essencialmente utilizada para a compactação de solos, fabrico de cimento e uso em aterros sanitários.

Utilização ambiental: esta reutilização engloba a ampliação de cursos de água, criação e recuperação de habitats havendo uma manutenção das zonas húmidas.

Recarga de Aquíferos: o tipo de tratamento necessário para esta reutilização está relacionado com o local de recarga. A recarga de aquíferos é importante para aumentar a disponibilidade de águas subterrâneas. Esta recarga é utilizada para a recarga de aquíferos potáveis, protecção de aquíferos nas zonas costeiras contra a intrusão salina, armazenamento de água no solo e para atenuar ou impedir a descida do nível freático em zonas de escassez de águas subterrâneas.

Reutilização industrial: este tipo de reutilização é destinado essencialmente para alimentação de caldeiras, refrigeração (torres de refrigeração e ar condicionado).

(44)

O tipo de reutilização da água em estudo neste trabalho será para usos urbanos (não potáveis). O objectivo da reutilização de água residual em habitações unifamiliares será para posterior uso nas descargas de autoclismos, rega paisagística e lavagem de pavimentos e automóveis. O tratamento exigido para este fim é um tratamento secundário, seguido de filtração e desinfecção.

A água, para ser reutilizada, tem que ser tratada de modo a adquirir a qualidade necessária para responder às exigências dessa reutilização: não prejudicar a saúde dos habitantes ou outros que utilizem, ser ambientalmente correcta e economicamente viável.

Os sistemas de recolha e tratamento de águas residuais têm que responder a uma série de requisitos:

 Infra-estruturas para a implantação dos sistemas de recolha, tratamento e posterior distribuição pelas necessidades da habitação englobadas na reutilização dessa água;

 Volume que ocupa o reservatório para o armazenamento e tratamento da água residual cinzenta (caso este seja implantado dentro da habitação ou em anexos);

 A qualidade das águas residuais tratadas para os respectivos usos pretendidos com a sua reutilização;

 O aparelho deve possuir um sistema que permita controlar a capacidade do reservatório; quando este estiver cheio deverá proceder ao escoamento do excesso, devendo portanto ser capaz de equilibrar a procura e oferta da água a ser reutilizada e o volume disponível para essa reutilização;

 O investimento no aparelho deverá ser sustentável economicamente.

Um dos parâmetros a considerar na implantação do sistema de recolha e tratamento de águas residuais é garantir o não cruzamento das linhas de água potável com as linhas de água reutilizável.

Todos os sistemas estudados neste trabalho garantem as exigências higiénicas sanitárias no tratamento destas águas.

(45)

2.5.1 Sistema de recolha e tratamento de águas residuais - “Brac

Systems”

O sistema “Brac Systems” é um produto comercializado em Portugal mas de origem Canadiana.

Os fabricantes deste sistema indicam que o consumo de água proveniente das descargas de autoclismos é, em média, cerca de 30%, conforme indicado no Gráfico 2. Tomando como base o consumo de 240.000 litros por ano de uma família constituída por 4 pessoas.

Gráfico 2 - Distribuição da utilização de água cinzenta (Fonte: Brac Systems) Com o sistema Brac é possível economizar cerca de 35% a 40% do consumo de água potável. Este sistema representa portanto um benefício sócio-económico e ambiental. Com meios construtivos sustentáveis o Brac Systems oferece uma linha de produtos para vários cenários (Quadro 7):

35% 30% 20% 10% 5% Banheira e duche Descargas autoclismo Lavandaria Pia da cozinha Limpeza

(46)

Quadro 7 - Modelos BRAC Systems (Fonte: Manual do sistema Brac)

Modelo Capacidade (litros) Dimensões (metros) Peso (Kg) Máximo de pessoas Estimativa anual Consumo (kW/h) (por pessoa) Potência de arranque (Watts) A B C D E RGW-150 150 1,156 0,972 0,635 0,572 0,578 41 2 41 2100 RGW-250 250 1,524 1,334 1,003 0,572 0,578 43 4 82 2100 RGW-360 350 1,346 1,156 0,838 0,572 0,775 47,5 6 158 2800 RGW-450 450 1,524 1,334 1,003 0,572 0,775 50 8 212 2800

(47)

A legenda da Figura 7 é a seguinte: 1. Ventilação

2. Entrada de água cinzenta 3. Saída de água cinzenta tratada

4. Entrada de água da rede (água potável)

5. Descarga do excesso 6. Descarga geral

Este aparelho recolhe as águas provenientes do chuveiro, banheira, bidé, lavatório (o manual do produto não faz esta referencia mas é possível recolher estas águas) e, se o utilizador quiser, máquina de lavar roupa. A água depois de tratada é enviada para as descargas de autoclismos, regas de jardim, lavagens de pavimentos e de viaturas diversas. O manual do aparelho faz referência ao uso da rega apenas para o jardim, entre outras, mas não para a rega agrícola, não podendo o utilizador em caso algum usar a água reciclada para regar produtos agrícolas (alface, tomateiro, etc.).

Figura 8 - Funcionamento do sistema BRAC Systems (Fonte: Brac Systems) Este sistema tem um principio de funcionamento bastante simples, constituído apenas por um processo de filtração (através de um filtro com abertura de poros de 100 μm) de

(48)

água cinzenta e colocação, no recipiente, de tabletes/pastilhas de cloro - semelhantes às utilizadas nas piscinas - para a eliminação dos microrganismos da água do reservatório, para a oxidação da matéria orgânica e dos metais nela dissolvidos e para a inibição de odores desagradáveis. Quando a água apresentar um cheiro característico incomodativo deve-se adicionar mais uma pastilha de cloro.

O fabricando sugere a limpeza do filtro do aparelho de duas em duas semanas e a colocação das pastilhas sempre que se realizar esta limpeza.

O sistema permite a entrada de água potável sempre que seja necessário para suprimir uma necessidade, de modo que haja um bom funcionamento do sistema. O processo que permite verificar se existe necessidade da água potável é através de um flutuador (conforme se indica na Figura 9) que se encontra ligado à entrada da água potável

Figura 9 - Funcionamento do BRAC Systems

Tratando-se de um produto com reduzido custo inicial, cerca de 1500 € no modelo RGW-150, tem um retorno bastante aceitável. Este aparelho tem algumas limitações pois requer a intervenção do utilizador de duas em duas semanas para a limpeza do