1
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Elisabete Peres Bertolo Engenheira CivilMestre em Engenharia do Ambiente
APROVEITAMENTO DA APROVEITAMENTO DA ÁÁGUA DA CHUVA GUA DA CHUVA EM EDIFICAEM EDIFICAÇÇÕESÕES
Aproveitamento da água das chuvas numa casa australiana (Apostolidis, 2003).
Museu Nacional de Soares dos Reis10 de Janeiro 2009
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
2
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Ø Castelo de Sesimbra
Cisternas de armazenamento de água pluvial e de nascente
Exemplos históricos em Portugal
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Ø Torre de Belém
A água das chuvas era recolhida em cisternas e
depois utilizada com diferentes fins.
Exemplos históricos em Portugal
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
3
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Ø Convento dos templários em Tomar
Duas cisternas de recolha de água da chuva, uma com 215 m3 e outra com 145 m3
Exemplos históricos em Portugal
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
• 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?
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
4
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Distribuição de Consumos numa Habitação
Distribuição dos consumos de uma Habitação Comum
Higiene Pessoal6%
Limpeza da Casa4%
Beber/Cozinhar2%
Rega de Jardim4%
Outros7%Banhos
35%
Autoclismos30%
Lavagem de Roupa
12%
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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);
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
5
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.
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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 …
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
6
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Exemplo de um SAAP…
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
7
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Dispositivos de primeira lavagem (First-Flush)“first-flush” - “by-pass” da primeira chuvada ao reservatório
ð Dispositivos comerciais
Fonte: Texas Guide to Rainwater Harvesting
(1997)
Fonte: http://www.eng.newcastle.edu.au
Fonte: 3PTechnik (2005)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
8
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)
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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)
Preç
o (E
uros
)
RESERVAT ÓRIOS_PEAD
RESERVAT ÓRIOS_PRFV
RESERVAT ÓRIOS_Aço Inox
RESERVAT ÓRIOS_Betão Armado
ðAté 2.5 m3 os reservatórios de PEAD são os mais competitivos;
ðA partir de 2.5 m3 até aos 16 m3 os mais competitivos são os de betão armado, construídos “in situ”.
Custo de reservatórios pequenos em função da capacidade
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
9
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Cálculo da capacidade de reservatórios
Factores que influenciam o dimensionamento:
ð Superfície do telhado;
ð Coeficiente de escoamento;
• Não cair na utilização de um volume excessivo para o reservatório.
totalconsumido anual Volumeconsumida chuva da água da anual Volumeentoaproveitam de sistema do Eficiência =
Objectivos:
• Maximizar a eficiência e o grau de aproveitamento do sistema;
ð Precipitação local;
ð Consumos.
chuva da água de anual Volumeconsumida chuva da água de anual VolumeentoAproveitam deGrau =
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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..
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
10
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Verificação do funcionamento do SAAP para a capacidade do reservatório obtida
ou para outra pretendida;
Dimensionamentopara 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
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Habitação unifamiliar – vistas lateral direita e posterior
Caso prático: habitação unifamiliar localizada no Porto (4 habitantes)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
11
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Habitação unifamiliar – esquemas de tubagens e reservatório
Caso prático: habitação unifamiliar
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Caso prático: reservatório em betão armado (Cap.= 6 m3)
Reservatório em betão armado “in situ”
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
12
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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”
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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 potável61 m3/ano
52 m3/ano água da chuva;
9 m3/anorede 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)
Efic
iênc
ia d
o Si
stem
ade
Apr
ovei
tam
ento
Uma HabitaçãoDuas HabitaçõesQuatro Habitações
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
13
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
totalconsumido anual Volumeconsumida chuva da água da anual Volumeentoaproveitam de sistema do Eficiência =
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
a) G = 39% (uma habitação);
b) G = 34 % (duas habitações);
c) G = 29 % (quatro habitações).
Volume útil132 m3/ano
52 m3/anoaproveitados;
80 m3/anodescarregados.
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)
Gra
u de
Apr
ovei
tam
ento
Uma Hab itaçãoDuas Hab itações
Quatro Hab itações
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
14
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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 Volumeconsumida chuva da água de anual VolumeentoAproveitam deGrau =
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
CENÁRIOS DE ESTUDO:
Hipótese 0: Projecto geral do sistema sem aproveitamento da água da chuva;Hipótese I: Projecto geral do sistema com aproveitamento da água da chuva para consumo não potável;Hipótese II: Projecto geral do sistema com aproveitamento da água da chuva para consumo não 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 TOTAISDESCRIÇÃO
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
15
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.
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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 Vreservatório = 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
"SA
LDO
" (€
)
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%
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
16
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 10 12 14 16 18 20ANOS
"SA
LDO
" (€
)
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
ð Empreendimento 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
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
17
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
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Exemplos de projectos realizados
ð Urbanização da Amora ( 17 lotes de edifícios de habitação, com uma área total de captação de cerca de 10 000 m2);
ð Edifício no Seixal ( edifício de escritórios, com uma área de captação de cerca de 1 150 m2);
ð Condomínio na Amadora ( edifício de habitação, com uma área de captação de cerca de 1 600 m2);
ð Edifício na Amendoeira ( edifício de habitação e escritórios, com uma área de captação de cerca de 1 300 m2);
Etc..
ð Escola em Serpa ( com uma área total de captação de cerca de 2 800 m2);
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
18
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
ð Projecto com rendibilidades de 7% e 14% para o utilizador (1 ou 4 habitações);
Conclusões
ð Instalação de SAAP´s – Opção de desenvolvimento sustentável;
ð Redução do consumo de água potável;
ð Melhor distribuição da carga de água da chuva no sistema de drenagem urbana, o que ajuda a controlar as cheias – controlo na origem;
ð Os SAAP´s beneficiam da economia de escala: agrupamentos de moradias, urbanizações, grandes superfícies comerciais e industriais, hotéis e estádios.
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Muito Obrigado!
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com