aproveitamento da Água da chuva em edificaÇÕes - … · cisternas de armazenamento de água...

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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


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

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Ø Castelo de Sesimbra

Cisternas de armazenamento de água pluvial e de nascente



Ø Torre de Belém

A água das chuvas era recolhida em cisternas e

depois utilizada com diferentes fins.





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Ø Convento dos templários em Tomar

Duas cisternas de recolha de água da chuva, uma com 215 m3 e outra com 145 m3



• 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?




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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%


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);




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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 …




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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

ð Dispositivos comerciais

Fonte: Texas Guide to Rainwater Harvesting

(1997)

Fonte: http://www.eng.newcastle.edu.au

Fonte: 3PTechnik (2005)


http://www.eng.newcastle.edu.au



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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)

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




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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 =


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..




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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


Habitação unifamiliar – vistas lateral direita e posterior

Caso prático: habitação unifamiliar localizada no Porto (4 habitantes)




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Habitação unifamiliar – esquemas de tubagens e reservatório

Caso prático: habitação unifamiliar


Caso prático: reservatório em betão armado (Cap.= 6 m3)

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 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




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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 =


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




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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 Volumeconsumida chuva da água de anual VolumeentoAproveitam deGrau =


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




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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.



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%




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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%


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




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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

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);




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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.


Muito Obrigado!




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