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Tiago Filipe de Sousa Pereira
Uso Eficiente da gua noContexto das Alteraes Climticas
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Universidade do MinhoEscola de Engenharia
novembro de 2015
Dissertao de MestradoCiclo de Estudos Integrados Conducentes aoGrau de Mestre em Engenharia Civil
Trabalho efectuado sob a orientao doProfessor Doutor Naim Haie
e coorientao doProfessor Doutor Rui Miguel Soares Pereira
Tiago Filipe de Sousa Pereira
Uso Eficiente da gua noContexto das Alteraes Climticas
Universidade do MinhoEscola de Engenharia
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. iii
AGRADECIMENTOS
A escrita de uma dissertao o culminar de anos de trabalho. Apesar de esta ser um
trabalho individual, ela no possvel de realizar sem o apoio de vrias pessoas, s quais
no posso deixar de agradecer:
Ao Professor Doutor Naim Haie pela disponibilidade, conselhos e crticas que
transmitiu ao longo da realizao desta dissertao;
Ao Professor Doutor Rui Miguel Soares Pereira, pela preocupao e
disponibilidade demonstradas para me ajudar na parte informtica do trabalho;
A todos os amigos que fiz nesta Universidade, pelo apoio e horas interminveis de
estudo e riso, pois foram fundamentais para eu chegar at aqui;
Aos meus amigos mais chegados, que me apoiaram e incentivaram ao longo deste
tempo;
minha famlia por todo o apoio que me deu ao longo destes anos de estudo e
pelo esforo que fizeram para me oferecerem a oportunidade de estudar nesta
grande instituio.
A todos um grande obrigado, pois sem a vossa ajuda no teria conseguido.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
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Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. v
RESUMO
Ao longo dos anos as alteraes climticas tm sido prejudiciais para o ambiente. A
revoluo industrial causou um aumento na emisso de gases, o que implicou um
aumento drstico nas alteraes climticas, originando um grande impacte nos recursos
de gua. Devido a isto, as necessidades de gua so cada vez maiores, pelo que
fundamental que esta seja utilizada de forma eficiente e racional.
Para avaliar a eficincia da gua, existem trs indicadores de eficincia compostos,
Micro, Meso e Macro eficincias, que permitem avaliar a eficincia do uso da gua num
Sistema de Uso de gua (SUA), em funo da entrada e da sada total de gua. Estes
indicadores avaliam todos os fluxos de gua do sistema e aplicam o Critrio da Utilidade,
que tem em considerao a qualidade e o uso benfico da gua, oferecendo uma avaliao
mais completa da eficincia.
Utilizando estes indicadores e adaptando a este caso uma ferramenta de clculo j
existente e desenvolvida em Visual Basic do Excel, ser avaliada a Meso eficincia no
concelho de Castelo de Paiva, pertencente sub-bacia de Paiva, bacia hidrogrfica do
Douro. Esta ferramenta ajudar a calcular a eficincia para o caso em estudo e ir gerar
uma componente grfica, que permitir uma melhor interpretao e comparao dos
resultados.
Palavras-chave:
Alteraes Climticas, Eficincia, Sistema de Uso de gua, Critrio de Utilidade, Meso
Eficincia.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
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Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. vii
ABSTRACT
Over the years climate change have been detrimental to the environment. The industrial
revolution caused an increase in greenhouse gas emissions, which led to a dramatic
increase in climate change, causing a major impact on water resources. Because of this,
water needs are increasing, so it is essential that it is used efficiently and rationally.
To evaluate the water efficiency, there are three composite efficiency indicators, Micro,
Meso and Macro efficiencies, for assessing the efficiency of water use in water use
system (WUS), depending on the water total inflow and total outflow. These indicators
evaluate all system water flows and apply the Usefulness Criterion, which takes into
account the quality and beneficial use of water, offering a more complete assessment of
efficiency.
Using these indicators and adjusting to this case an existing calculation tool developed in
Visual Basic, Excel, the Meso efficiency will be evaluated in the Castelo de Paiva
County, which belongs to Paiva sub-basin, catchment area of Douro. This tool will help
calculate the efficiency for this case study and will generate a graphical component,
which will allow better interpretation and comparison of results.
Key Words
Climate Change, Efficiency, Water Use System, Usefulness Criterion, Meso Efficiency.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pgina viii Dissertao de Tiago Pereira Novembro 2015
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. ix
ndice
1. INTRODUO ........................................................................................................... 1
1.1 Enquadramento Geral ............................................................................................ 1
1.2 Objetivos ............................................................................................................... 3
1.3 Estrutura do Trabalho Realizado ........................................................................... 3
2. ESTADO DA ARTE.................................................................................................... 5
2.1 Enquadramento Legislativo................................................................................... 5
2.1.1 DQA ............................................................................................................... 5
2.1.2 Lei da gua em Portugal ............................................................................... 6
2.1.3 Plano Nacional da gua................................................................................. 7
2.1.4 CLE ................................................................................................................ 8
2.2 Alteraes Climticas ............................................................................................ 9
2.3 IPCC .................................................................................................................... 11
2.4 Uso e Disponibilidade da gua ........................................................................... 12
2.5 Eficincia no Uso da gua .................................................................................. 15
2.5.1 PNUEA ........................................................................................................ 16
2.5.2 Indicadores de Eficincia ............................................................................. 19
3. METODOLOGIA ...................................................................................................... 21
3.1 Sistema de Uso de gua...................................................................................... 21
3.1.1 Caratersticas dos Indicadores...................................................................... 23
3.1.2 Micro, Meso e Macro Eficincias ................................................................ 25
3.2 Paradoxo Consumo de gua ............................................................................... 26
3.3 Programa de Clculo em VBA no Excel ............................................................. 28
3.3.1 Interface do Programa .................................................................................. 29
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pgina x Dissertao de Tiago Pereira Novembro 2015
3.3.2 Utilizao do Programa................................................................................ 32
4. CASO DE ESTUDO .................................................................................................. 37
4.1 rea de Estudo .................................................................................................... 37
4.2 Definio de SUA ............................................................................................... 37
4.3 Tratamento de Dados .......................................................................................... 39
4.3.1 VA ................................................................................................................ 40
4.3.2 PP ................................................................................................................. 41
4.3.3 OS ................................................................................................................ 41
4.3.4 ET ................................................................................................................. 41
4.3.5 RPAA ............................................................................................................. 41
4.3.6 NR ................................................................................................................ 42
4.3.7 RPSB ............................................................................................................. 45
4.3.8 RF ................................................................................................................. 46
4.3.9 Dados Finais a Utilizar................................................................................. 46
4.4 Clculo da Eficincia .......................................................................................... 48
5. CONCLUSES ......................................................................................................... 51
5.1 Principais concluses .......................................................................................... 51
5.2 Trabalhos futuros................................................................................................. 51
6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS....................................................................... 53
7. LISTA DE SITES CONSULTADOS ........................................................................ 55
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
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ndice de Figuras
Figura 1 - gua doce disponvel para uso humano (Fry, 2005) ..................................... 12
Figura 2 - Stress Hdrico da gua doce no planeta (Fry,2005) ....................................... 13
Figura 3 - Distribuio do uso da gua doce no mundo (UNWater, 2014b) .................. 14
Figura 4 - Procura relativa de gua por setor em Portugal (PNUEA, 2012) .................. 15
Figura 5 - Diagrama de um SUA .................................................................................... 22
Figura 6 - Boto de execuo do programa .................................................................... 29
Figura 7 - Interface principal do programa ..................................................................... 29
Figura 8 - Campos para introduo de dados das vrias variveis ................................. 30
Figura 9 - Legenda das variveis .................................................................................... 30
Figura 10 - Botes para selecionar nmero de anos os sistemas em estudo ................... 31
Figura 11 - Campo de resultados .................................................................................... 31
Figura 12 - Boto para gerar parte grfica ...................................................................... 31
Figura 13 - Interface grfica do programa ...................................................................... 32
Figura 14 - Exemplo de base de dados ........................................................................... 33
Figura 15 - Exemplo de clculo de eficincia para vrios anos ...................................... 34
Figura 16 - Separador "Results" ..................................................................................... 34
Figura 17 - Componente grfica gerada pelo programa ................................................. 35
Figura 18 - Esquema do SUA para avaliao da MesoE ................................................ 38
Figura 19 - Esquema do SUA em anlise ....................................................................... 38
Figura 20 - Esquema geral do SUA em estudo ............................................................... 39
Figura 21 - Delimitao da rea em estudo .................................................................... 40
Figura 22 - Distribuio de gua para uso urbano .......................................................... 43
Figura 23 - Estrutura do consumo domstico de gua estimada ..................................... 43
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pgina xii Dissertao de Tiago Pereira Novembro 2015
Figura 24 - Estrutura do consumo comercial de gua estimada ..................................... 44
Figura 25 - Grfico dos resultados obtidos para i=1 ....................................................... 49
Figura 26 - Grfico dos resultados obtidos para c=1 ...................................................... 50
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. xiii
ndice de Tabelas
Tabela 1 Definio de variveis que constituem o SUA ............................................. 22
Tabela 2 - Valores finais das variveis a usar no clculo da eficincia .......................... 46
Tabela 3 - Resultados finais do clculo da eficincia em percentagem .......................... 48
Tabela 4 - Resultados da eficincia para WqRF=0,8 ....................................................... 48
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pgina xiv Dissertao de Tiago Pereira Novembro 2015
Lista de Abreviaes
AEA Agncia Europeia do Ambiente
APA Agncia Portuguesa do Ambiente
AdDP guas do Douro e Paiva
c Sada de gua do sistema
C Consumo
CE Consumo Efetivo (Effective Consumption)
CLE Conveno Luso-Espanhola
DQA Diretiva Quadro da gua
EC Eficincia Clssica
EE Eficincia Efetiva
ET Evapotranspirao Total (Total Evapotranspiration)
ETA Estao de Tratamento de gua
ETAR Estao de Tratamento de guas Residuais
i Entrada de gua no sistema
IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change
MicroE Micro Eficincia
MesoE Meso Eficincia
MacroE Macro Eficincia
NR Consumo de gua No Reutilizvel (Non-Reusable water consumption)
OS gua de Outras Fontes (Water from Other Sources)
PNA Plano Nacional da gua
PNUEA Programa Nacional para o Uso Eficiente da gua
PP Precipitao Total (Total Precipitation)
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. xv
RF Fluxos de Retorno (Return Flow)
RP Retorno Potencial (Potential Return)
RPAA Perdas de gua de Abastecimento
RPSB Perdas de gua de Saneamento Bsico
SUA Sistema de Uso de gua
UC Consumo til (Useful Consumption)
UNWater United Nations Water
VA gua captada da fonte principal (Abstracted/applied water from the main source)
VBA Visual Basic for Applications
VD Volume de gua a jusante aps RF na fonte principal (Volume of water
Downstream after RF in the main source)
VU Volume de gua a montante antes da captao na fonte principal (Volume of water
Upstream before abstraction in the main source)
V1 Volume of water at Section 1 (VU ou VA)
V2 Volume of water at Section 2 (VD ou RF)
Wb - Peso Benfico (Beneficial Weight)
WSI - ndice de Stress Hdrico (Water Stress Index)
Wq - Peso de Qualidade (Quality Weight)
WUS - Water Use System
WWC - World Water Council
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 1
1. INTRODUO
1.1 Enquadramento Geral
As alteraes climticas e as suas implicaes so um assunto fundamental na atualidade.
Ao longo dos anos as alteraes climticas tm sido prejudiciais para o ambiente. A
revoluo industrial causou um aumento na emisso de gases, o que implicou um aumento
drstico nas alteraes climticas, originando um grande impacte nos recursos de gua
(Milano et al., 2013).
A gua um recurso fundamental, no s para o ser humano, mas para todos os seres vivos
do nosso planeta. Esta um recurso finito e indispensvel para a nossa sobrevivncia e,
como tal, devemos tentar us-la da forma mais eficiente possvel.
Para alm da necessidade bvia da gua por parte do ser humano, esta tambm
importante para o desenvolvimento econmico de qualquer pas. No entanto, existe um
elevado desperdcio de gua nos vrios setores da sociedade, tais como a agricultura, os
meios urbanos e a indstria.
Tendo em conta estes fenmenos devemos procurar um uso eficiente da gua, quer nas
zonas de maior abundncia de gua, pois pode haver desperdcio de gua, quer nas zonas
de maior seca, pois necessrio garantir uma quantidade mnima de gua para que as
necessidades bsicas sejam satisfeitas. Um uso eficiente de gua tornaria mais fcil de
controlar os custos da mesma, evitando gastos desnecessrios.
Para analisar e obter um uso eficiente da gua temos de utilizar mtodos que nos permitam
determinar esta eficincia, para sabermos os aspetos que devemos melhorar.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 2 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Em Portugal, a primeira verso do Programa Nacional do Uso Eficiente da gua (PNUEA)
definiu a eficincia de utilizao da gua como a percentagem de consumo til da gua em
relao sua procura efetiva (PNUEA,2012).
A nvel mais geral temos outros tipos de indicadores de eficincia. O indicador de
eficincia que tem sido utilizado em todo o mundo, desde h muitas dcadas at aos dias
de hoje, a Eficincia Clssica (EC). Contudo este indicador tem problemas, pois a
aplicao da Eficincia Clssica pode, por vezes, no permitir atingir a gua que
necessria estar disponvel para os consumidores que se encontram a jusante (Haie e
Keller, 2012).
Para tentar superar estes problemas, foi proposto outro indicador de eficincia, a Eficincia
Efetiva (EE). Apesar de esta eficincia ser muito mais completa que a Eficincia Clssica,
esta formulao incompleta, pois no se baseia em princpios slidos e formulaes
cientficas, e no tem em considerao todos os fluxos de gua que influenciam um
Sistema de Uso de gua (Haie e Keller, 2012).
Para resolver este problema foram desenvolvidos indicadores de eficincia compostos,
nomeadamente a Micro, Meso e Macro eficincias, que contrariamente s eficincias
anteriores, tm em conta o balano hdrico num sistema de gua, ou seja, consideram todos
os fluxos de gua presente num Sistema de Uso de gua (Haie e Keller, 2012).
Estes indicadores permitem fazer uma anlise em trs nveis, tendo em conta as diferentes
escalas de ao. Cada indicador pode ser usado em situaes mais especficas, como bacias
(Macro eficincia), cidades, etc. Estes tm diferentes nveis de importncia, sendo que a
Micro eficincia tem mais interesse para cada utilizador, enquanto a Macro eficincia pode
ser mais importante para associaes ou instituies que supervisionam grandes rios ou
bacias hidrogrficas (Haie e Keller, 2012).
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 3
1.2 Objetivos
Durante a presente dissertao, pretende-se analisar a eficincia do uso da gua
relativamente ao abastecimento de gua e ao saneamento bsico do concelho de Castelo de
Paiva, no seu nvel Meso.
Esta anlise ter em conta os atributos benefcio e qualidade, para que seja possvel
calcular a eficincia numa perspetiva de sustentabilidade.
Ser otimizada uma ferramenta de clculo existente em Visual Basic do Excel, realizada
pelo aluno Emanuel Martins, em 2012.Esta ferramenta de clculo, permite que atravs da
introduo dos dados necessrios para o nosso caso de estudo, seja avaliada a eficincia do
uso da gua, tendo em conta os indicadores de eficincia compostos descritos
anteriormente.
1.3 Estrutura do Trabalho Realizado
No Captulo 1 realizado o enquadramento geral da tese, so apresentados os objetivos e a
organizao do trabalho desenvolvido.
No Captulo 2 realizado o enquadramento terico da dissertao. Neste feito uma
reviso bibliogrfica sobre a legislao existente, o contexto das alteraes climticas e
sobre os vrios indicadores de eficincia considerados ao longo do tempo. tambm
realizada uma pequena pesquisa acerca da disponibilidade e uso eficiente da gua, quer a
nvel nacional, quer a nvel mundial.
No Captulo 3 descrita a metodologia a utilizar nesta dissertao. Para perceber a
metodologia utilizada, so descritos todos os indicadores de eficincia a ter em conta, bem
como as suas caractersticas. So descritos os trs tipos de eficincia que podemos calcular
e quais os seus usos mais comuns. Existe tambm um subcaptulo dedicado a distinguir os
termos uso e consumo, noes que so importantes no clculo da eficincia. Por fim
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 4 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
feita uma descrio geral do programa de clculo a utilizar, na qual so explicadas as
interfaces do programa e o seu funcionamento.
No Captulo 4 descrito o caso de estudo. Primeiro feita uma descrio da rea de estudo
e definido o SUA para este caso. De seguida feito o tratamento dos dados que devem ser
tidos em conta no clculo da eficincia, sendo depois calculada a eficincia para este caso
de estudo.
No Captulo 5 feita uma anlise dos resultados obtidos, sendo retiradas algumas
concluses. So tambm sugeridas algumas ideias de trabalhos futuros.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 5
2. ESTADO DA ARTE
2.1 Enquadramento Legislativo
Neste subcaptulo sero abordadas vrias legislaes existentes, que esto relacionadas
com a gua e que se consideram relevantes para o tema desta dissertao.
2.1.1 DQA
A Diretiva Quadro da gua (DQA) surgiu no ano 2000 (Diretiva 2000/60/CE), e o
principal instrumento da poltica da Unio Europeia relativa gua.
O principal objetivo desta diretiva estabelecer um quadro de ao comunitria para a
proteo das guas de superfcie interiores, das guas costeiras, das guas de transio e
das guas subterrneas que:
Previna a deteriorao, proteja e melhore o estado dos ecossistemas aquticos, e
tambm dos ecossistemas terrestres e zonas hmidas diretamente dependentes dos
ecossistemas aquticos, no que respeita s suas necessidades em gua;
Promova a utilizao sustentvel das guas com base na proteo a longo prazo dos
recursos hdricos disponveis;
Vise o reforo da proteo e a melhoria do ambiente aqutico, em particular atravs
de medidas para a reduo progressiva e eliminao das descargas, emisses e
perdas de substncias prioritrias e substncias prioritrias perigosas
respetivamente;
Assegure a reduo progressiva da poluio das guas subterrneas; e
Contribua para mitigar os efeitos das inundaes e secas.
Com estas medidas procura-se obter equilbrio entre as captaes e as recargas das massas
de gua.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 6 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Pretende-se melhorar a qualidade das guas de superfcie e guas subterrneas, tentando
obter um bom potencial ecolgico para as guas de superfcie, bem como reduzir
gradualmente a poluio das guas subterrneas, principalmente a poluio humana.
Em suma, esta diretiva procura aplicar medidas que contribuam para que haja gua em
quantidade e qualidade suficientes para uma utilizao equitativa, equilibrada e
sustentvel.
2.1.2 Lei da gua em Portugal
A Lei da gua em Portugal (Lei n.58/2005) surgiu da transposio da DQA (Diretiva
2000/60/CE), que estabelece as bases e o quadro institucional para a gesto sustentvel das
guas.
Tal como a DQA, esta lei promove uma utilizao sustentvel da gua, procurando mitigar
os efeitos das inundaes e secas e tentando assegurar que haja um fornecimento suficiente
da gua superficial e subterrnea de boa qualidade.
Para alm destes princpios gerais, a Lei da gua em Portugal defende que a gesto da
gua deve observar os seguintes princpios:
Princpio do valor social da gua, que consagra o acesso universal gua para as
necessidades humanas bsicas, a custo socialmente aceitvel, e sem constituir fator
de discriminao ou excluso;
Princpio da dimenso ambiental da gua, segundo o qual se reconhece a
necessidade de um elevado nvel de proteo da gua, de modo a garantir a sua
utilizao sustentvel;
Princpio do valor econmico, segundo o qual devemos ter uma utilizao
economicamente eficiente da gua, tendo como base os princpios utilizador-
pagador e poluidor-pagador;e
Princpio da preveno, que nos diz que devemos considerar de forma antecipada
as aes que podem ter efeitos negativos no ambiente, por forma a eliminar as
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 7
causas de alterao do ambiente, ou reduzir os seus impactes quando tal no seja
possvel.
tambm definido que a principal unidade de planeamento e gesto das guas a bacia
hidrogrfica.
Garantir a aplicao da Lei da gua da responsabilidade da Autoridade Nacional da
gua. Esta deve garantir a monitorizao das guas a nvel nacional, bem como promover
a proteo e o planeamento das mesmas, atravs da elaborao do Plano Nacional da gua
e da aprovao dos planos especficos de gesto de guas e dos planos de gesto de bacias
hidrogrficas. Esta deve tambm promover o uso eficiente da gua, atravs da
implementao de um programa de medidas preventivas que devem ser aplicveis em
situao normal e medidas imperativas aplicadas em situao de seca.
Esta mesma legislao afirma tambm que da competncia do Conselho Nacional da
gua apreciar e acompanhar a elaborao do Plano Nacional da gua, bem como os
planos de gesto de bacia hidrogrfica e outros planos que sejam relevantes para as guas,
para que haja um uso sustentvel das guas nacionais.
2.1.3 Plano Nacional da gua
O Plano Nacional da gua adota as definies constantes da DQA e da Lei da gua,
seguindo o enquadramento e os objetivos da Lei da gua.
Este define a estratgia nacional para a gesto integrada da gua, estabelecendo as grandes
opes da poltica nacional da gua e os princpios e as regras de orientao dessa poltica,
a aplicar pelos planos de gesto de regies hidrogrficas e por outros instrumentos de
planeamento das guas.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 8 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
2.1.4 CLE
A Conveno Luso-Espanhola uma conveno sobre Cooperao para a Proteo e o
Aproveitamento Sustentvel das guas das Bacias Hidrogrficas Luso-Espanholas
(Resoluo da Assembleia da Repblica n.66/99).
Esta conveno tem como objetivo definir o quadro de cooperao entre Portugal e
Espanha para a proteo das guas superficiais e subterrneas, bem como dos ecossistemas
aquticos e terrestres deles diretamente dependentes. Este quadro trata tambm do
aproveitamento sustentvel dos recursos hdricos das bacias hidrogrficas dos rios Minho,
Lima, Douro, Tejo e Guadiana (Art.3, Resoluo da Assembleia da Repblica n.66/99).
O principal objetivo que haja coordenao de ambas as partes em aes de promoo e
proteo do bom estado das guas superficiais e subterrneas das bacias hidrogrficas luso-
espanholas, em aes que contribuam para mitigar os efeitos de cheias e as situaes de
seca ou escassez, bem como aes que promovam um aproveitamento sustentvel dessas
guas (Art.4, Resoluo da Assembleia da Repblica n.66/99).
Para realizar estes objetivos, foi estabelecido um mecanismo de cooperao que engloba:
Permuta de informao regular e sistemtica sobre as matrias objeto da
conveno, assim como iniciativas internacionais relacionadas com estas;
Consultas e atividades no mbito dos rgos institudos pela Conveno; e
Adoo, individual ou conjunta, das medidas tcnicas, jurdicas, administrativas ou
outras, necessrias para a aplicao e o desenvolvimento da Conveno.
Esta Conveno procura assim alcanar o bom estado das guas, prevenir a degradao das
mesmas, controlar a poluio, e assim, promover a racionalidade e a economia do uso das
guas.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 9
2.2 Alteraes Climticas
As alteraes climticas tm vindo a ser identificadas como uma das maiores ameaas
ambientais, sociais e econmicas no planeta (Agncia Portuguesa do Ambiente, 2014).
Durante o sculo XX a temperatura mdia do ar aumentou, globalmente, cerca de 0,6C e,
na Europa, cerca de 1C. A tendncia de aquecimento global tem sido to grande, que 11
dos anos mais quentes de que h registo, aconteceram nos ltimos 12 anos (Comisso
Europeia, 2014).
A revoluo industrial ocorrida no sculo passado causou um aumento significativo no
aumento da emisso de gases de efeito de estufa, o que acelerou as alteraes climticas e,
consequentemente, provocou impactes nas guas (Milano et al., 2013).
Devido s alteraes climticas, o clima do planeta est a mudar, e a bacia do
Mediterrneo est entre as regies onde essa mudana est a ser mais rpida. Essas
alteraes iro afetar os valores mdios de temperatura e precipitao, e, mais importante
que isso, iro afetar a frequncia e intensidade dos eventos meteorolgicos extremos, como
ondas de calor ou secas (Agncia Portuguesa do Ambiente, 2015).
As alteraes climticas podem provocar elevados impactes ambientais, principalmente a
nvel de calor, secas, chuvas e cheias extremas (Agncia Europeia do Ambiente, 2009).
Se o desenvolvimento socioeconmico continuar a seguir as tendncias atuais, espera-se
que a temperatura global aumente em cerca de 3C at 2050 (IPCC 2007). No
Mediterrneo espera-se que, juntamente com este aumento de temperatura haja uma
diminuio de precipitao na ordem dos 30% at 2050, o que aumentaria os perodos de
seca e diminuiria a quantidade de gua disponvel (Milano et al., 2013).
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 10 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Este desenvolvimento pode implicar processos demogrficos, como crescimento
populacional, turismo sazonal e um aumento na urbanizao. Para satisfazer as
necessidades que um aumento populacional cria, haver um aumento de processos
agrcolas, o que inevitavelmente aumentar a procura e o consumo de gua (Milano et al.,
2013).
Com todas estas alteraes climticas espera-se que o norte da Europa apresente um clima
mais hmido, enquanto o norte apresentar um clima mais quente e seco, o que aumentar
a necessidade de gua nestas regies para a agricultura e o turismo (Agncia Europeia do
Ambiente, 2009).
Para avaliar os impactes ambientais no Mediterrneo tem-se usado um ndice de presso da
gua, ou Water Stress Index (WSI), que representa o rcio de gua utilizada anualmente,
em relao renovao dessas fontes de gua. Este parmetro avalia a intensidade das
presses antropognicas nos recursos de gua disponveis. Quanto maior for o valor do
ndice, mais forte a intensidade provocada por estas presses (Milano et al., 2013).
A bacia do Mediterrneo est correntemente sobre grande stress hdrico, tendo muitas
zonas em que a procura de gua elevada e a renovao das fontes de gua escassa. Para
colmatar a necessidade de gua nestas zonas, necessrio recorrer ao uso de guas no
convencionais, como por exemplo, a utilizao de guas residuais em agricultura de
irrigao, e a utilizao de guas dessalinizadas para consumo humano (Milano et al.,
2013).
Outro dos problemas das alteraes climticas nesta bacia, que o aumento esperado na
temperatura do ar possa provocar um aumento nos valores da evapotranspirao, que
combinados com um decrscimo da precipitao, iro provocar uma diminuio na
disponibilidade de gua doce (Milano et al., 2013).
Devido elevada probabilidade de ocorrncia de seca, torna-se necessrio encontrar
solues que assegurem a gua necessria para satisfazer as necessidades, tanto a curto
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 11
como a longo prazo. Para evitar os problemas da seca tem sido utilizada em vrios pases a
tcnica da dessalinizao, em que os pases procuram tornar a sua prpria gua salgada em
gua para consumo. No entanto, este um processo dispendioso e que consome muita
energia (Agncia Europeia do Ambiente, 2009).
necessrio combater os efeitos nefastos provocados pelas alteraes climticas. Uma das
formas de o fazer aumentar a eficincia do transporte de gua, das redes de distribuio e
dos regadios existentes (Milano et al., 2013).
2.3 IPCC
O Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) uma instituio reconhecida
mundialmente no contexto das alteraes climticas, englobando especialistas em clima de
todo o mundo. Existem vrias publicaes acerca desta matria, sendo a mais recente a
Fifth Assessment Report: Climate Change 2013.
Segundo o IPCC (2013) cada uma das ltimas trs dcadas tem sido sucessivamente mais
quente do que qualquer outra desde 1850.
A influncia humana foi detetada no aquecimento da atmosfera, oceanos, bem como nas
mudanas que ocorrem no ciclo da gua, redues de neve e gelo e mudanas em climas
extremos. provvel que os problemas causados pelos humanos sejam o motivo
dominante do aquecimento global desde meios do sculo XX (IPCC, 2013).
De acordo com o IPCC (2013) as emisses contnuas de gases de efeito de estufa iro
continuar a causar mudanas no clima. As emisses de CO2 so cumulativas, o que
implica que os vrios problemas gerados pelas alteraes climticas persistam durante
muitos anos, mesmo que estas emisses acabem. Ao longo deste sculo continuar a haver
mudanas no ciclo da gua, prevendo-se um aumento no contraste da precipitao entre
regies hmidas e ridas, bem como pocas secas e hmidas. Prev-se tambm um
aumento do nvel mdio das guas do mar.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 12 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Estas mudanas de clima aumentam a probabilidade de ocorrncia de secas e inundaes,
aumentando tambm a temperatura da gua. O aumento da temperatura pode levar a um
aumento da quantidade de bactrias e fungos na gua, o que torna fundamental a aplicao
de medidas para mitigar ou minimizar estes impactes, de forma a podermos ter um
desenvolvimento sustentvel no planeta, e, consequentemente, um uso mais sustentvel da
gua (IPCC,2013).
2.4 Uso e Disponibilidade da gua
De acordo com o World Water Council (WWC,2013), a populao mundial triplicou no
sculo XX, aumentando em seis vezes o consumo de gua dos recursos hdricos
renovveis. Espera-se que nos prximos 50 anos a populao aumente entre 40 a 50 %.
A situao torna-se ainda mais grave pois apenas cerca de 3% da gua existente no planeta
gua doce, sendo que destes 3% temos mais de 2,5% de gua congelada, concentrada na
Antrtica, nos rticos e em zonas inacessveis ao ser humano. Em suma, isto implica que
apenas 0,5% da gua existente no nosso planeta pode ser efetivamente considerada para
satisfazer as necessidades do ser humano. Estes 0,5% esto armazenados em aquferos
subterrneos, precipitao, lagos naturais, rios e reservatrios, como mostrado na Figura 1.
Figura 1 - gua doce disponvel para uso humano (Fry, 2005)
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 13
A gua no distribuda de forma uniforme por todo o planeta. Esta no est presente onde
e quando as pessoas precisam. Os recursos da mesma esto dependentes do clima, das
variaes sazonais, das cheias e das secas. Isto implica que cerca de 60% da gua doce
existente no mundo seja distribuda por menos de 10 pases (Fry, 2005).
Apesar da situao atual, ainda podem ser tomadas medidas para evitar que haja um
agravamento da situao. As pessoas esto mais conscientes que os recursos de gua doce
disponveis so limitados e precisam de ser protegidos, quer em termos de quantidade, quer
em termos de qualidade. Qualquer que seja o uso da gua doce (uso domstico, agricultura
ou indstria), possvel ter uma grande poupana de gua, bem como uma boa gesto da
mesma (WWC,2013).
Para avaliar esta boa gesto da gua analisa-se o Stress Hdrico, que aplicado nas
situaes em que no h gua suficiente para todos os usos, quer sejam domsticos,
industriais ou de agricultura. Na Figura 2 avalia-se o Stress Hdrico da gua doce no
planeta, ou seja, a quantidade de gua utilizada, tendo em conta a gua disponvel na
natureza (Fry, 2005).
Figura 2 - Stress Hdrico da gua doce no planeta (Fry,2005)
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 14 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Segundo o (WWC, 2013) stress hdrico uma componente importante a avaliar, pois este
provoca a deteriorao dos recursos hdricos em termos de qualidade e quantidade, como j
descrito anteriormente.
O stress hdrico pode ser obtido atravs de um elevado consumo de gua superficial e/ou
gua subterrnea, bem como poluindo os recursos de gua doce ou usando esses recursos
de forma ineficiente (Fry, 2005).
Prev-se que em 2030, 47% da populao mundial viva em zonas de elevado stress hdrico.
Isto acontecer pois a maioria do crescimento de populao ir ocorrer em pases em vias
de desenvolvimento, principalmente em regies que j sofrem de stress hdrico e em que
h um acesso limitado a gua potvel e instalaes sanitrias adequadas (UNWater
2014,b).
Segundo a UNWater (2014,b), a nvel mundial temos um consumo de gua doce na ordem
dos 10% para uso domstico, 20% para as indstrias e 70% para a agricultura, como se
pode verificar na Figura 3.
Figura 3 - Distribuio do uso da gua doce no mundo (UNWater, 2014b)
A nvel nacional a distribuio de gua de 12% para uso urbano, 7% para uso industrial
81% para uso agrcola (PNUEA, 2012).
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 15
Figura 4 - Procura relativa de gua por setor em Portugal (PNUEA, 2012)
2.5 Eficincia no Uso da gua
Um dos problemas da atualidade a ineficincia no uso da gua. A gua um recurso
fundamental para a sobrevivncia de todos os seres vivos, pelo que deve ser usada de
forma eficiente e racional. Um uso eficiente de gua tornaria tambm mais fcil controlar
os custos da mesma, evitando gastos desnecessrios.
Em Portugal existia no incio do sculo XXI uma procura anual de gua no territrio
continental estimada em cerca de 7 500 000 000 m3. Destes 7 500 milhes m3, cerca de
87% da gua era consumida pelo setor agrcola, enquanto o setor industrial consumia 5% e
o setor urbano os restantes 8%.Contudo a procura de gua foi reduzida significativamente
entre 2000 e 2009, passando a procura anual a ser estimada em cerca de 4 199 000 000 m3.
Deste valor, 81% corresponde ao setor agrcola, 12% ao setor urbano e os restantes 7% ao
setor industrial. Esta reduo deveu-se a diversos fatores, como medidas implementadas
por entidades gestoras, uma melhoria no armazenamento, transporte e distribuio de gua,
entre outros (PNUEA,2012).
No entanto, nem toda a gua captada aproveitada, pois existe uma parcela importante de
desperdcio, associada a perdas no sistema de armazenamento, transporte e distribuio,
bem como uma parcela associada ao uso ineficiente da gua para os fins previstos.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 16 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Em Portugal temos grandes desperdcios de gua. Para o ano de 2000, existiu um
desperdcio de 30% no setor industrial, enquanto nos setores agrcola e urbano os
desperdcios atingiram cerca de 40% da procura Para o ano de 2009, existiu um
desperdcio de 22,5% no setor industrial, 25% no setor urbano e 37,5% no setor agrcola.
Isto deveu-se a vrias medidas implementadas, o que melhorou o uso eficiente da gua
(PNUEA, 2012).
Esta melhoria verificada comprova que existe uma oportunidade para uma melhoria
significativa do consumo da gua em todos os setores, o que ter impactos ambientais,
sociais e econmicos.
2.5.1 PNUEA
Como referido no subcaptulo anterior, em Portugal existe uma elevada ineficincia no uso
da gua. Para tentar evitar esta situao e promover um uso eficiente da gua em Portugal,
criou-se um instrumento de poltica ambiental, o Programa Nacional para o Uso Eficiente
da gua (PNUEA).
Este plano um instrumento de poltica ambiental, centrado na reduo das perdas de gua
e na otimizao do uso da mesma. Este tem como principal objetivo melhorar a eficincia
da gua, especialmente nos setores urbano, agrcola e industrial, contribuindo para
minimizar os riscos de escassez hdrica, melhorando, ao mesmo tempo, as condies
ambientais nos meios hdricos.
Adicionalmente, como benefcios indiretos, pretende-se alcanar a reduo dos volumes de
gua residuais rejeitados para o meio hdrico, bem como a reduo dos consumos de
energia, aspetos que so fortemente dependentes do uso eficiente da gua.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 17
Alm destes objetivos gerais, o PNUEA tem objetivos especficos, para cada um dos trs
setores em estudo.
Para o Setor Urbano, o PNUEA tem como objetivos:
Reduzir as perdas de gua nos sistemas de abastecimento;
Elevar significativamente o conhecimento dos gestores e operadores dos sistemas
de abastecimento de gua e dos utilizadores em geral;
Promover a sensibilizao, informao e formao dos principais intervenientes no
uso da gua;
Conhecer o nvel de ineficincia dos sistemas pblicos de abastecimento de gua,
atravs do seu apetrechamento com equipamentos de medio e com sistemas de
transmisso e tratamento de informao, abrangendo todo o ciclo urbano da gua;
Garantir uma dinmica de sucesso na implementao do uso eficiente da gua,
dirigindo os maiores esforos para os sistemas pblicos (no domsticos), e para as
maiores concentraes humanas onde os custos no so suportados diretamente
pelos utilizadores da gua, como escolas, centros comerciais, hospitais, etc.; e
Reduzir ao mnimo o uso da gua potvel em atividades que possam ter o mesmo
desempenho com guas de qualidade alternativa e de outras origens que no a rede
pblica de gua potvel, promovendo assim a utilizao de gua da chuva e a
eventual reutilizao de guas residuais tratadas.
Para o Setor Industrial, o PNUEA tem como objetivos:
Otimizar o uso da gua na unidade industrial, sem prejuzo na eficincia dos
processos e operaes em que decorre esta utilizao;
Limitar os impactes no meio ambiente associados s descargas de guas residuais
industriais, conseguida atravs de uma melhor gesto do ciclo da gua;
Reduzir os consumos de gua e os volumes de guas residuais geradas atravs da
adequao de procedimentos, utilizao mais eficiente de equipamentos e
dispositivos e a adoo de sistemas de reutilizao/recirculao da gua;
Reduzir o consumo de gua na unidade industrial atravs da diminuio das perdas
reais nos sistemas de distribuio; e
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 18 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Utilizar na unidade industrial guas residuais ou remanescentes, provenientes de
outros processos nos sistemas de arrefecimento e na lavagem de equipamentos.
Para o Setor Agrcola, o PNUEA tem como objetivo principal reduzir as perdas de gua
nos sistemas de conduo de gua para rega.Este pretende tambm que haja um aumento
da eficincia global dos sistemas de rega atravs de:
Uma melhoria da qualidade dos projetos de captao, explorao, rega, etc.;
Reduo das perdas de gua no armazenamento, transporte e distribuio
(reabilitao de barragens, impermeabilizao de canais, construo de
reservatrios de compensao em pontos estratgicos e no final dos canais,
automatizao das estruturas de regulao, etc.); e
Reduo das perdas na aplicao de gua ao solo (introduo de sistemas de aviso e
agro-meteorolgicos, reconverso dos mtodos de rega, com automatizao e
adequao de procedimentos na rega por gravidade, asperso e localizada, etc.).
Pretende-se assim criar um pas menos vulnervel variabilidade climtica e que tenha
padres de eficincia no uso da gua exigentes e sustentveis, rejeitando a cultura do
desperdcio. (PNUEA, 2012).
Para se determinar a eficincia de utilizao da gua, o PNUEA adotou a seguinte
expresso:
(%) = 100 (1)
Esta expresso determina a eficincia com que a gua captada utilizada para o servio
que se pretende. Nesta expresso o consumo til representa o consumo mnimo que
necessrio num determinado setor para garantir a eficcia da utilizao que se pretende
para esse setor, enquanto a procura efetiva representa o volume de gua efetivamente
utilizado, que naturalmente, igual ou superior ao consumo til (PNUEA,2012).
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 19
O PNUEA definiu como metas a alcanar at 2020 uma eficincia de uso de 80%, 65% e
85% para os setores urbano, agrcola e industrial, respetivamente. Contudo, a melhoria
apresentada nos vrios setores levanta a possibilidade de se estabelecerem objetivos mais
exigentes para 2020. Desta forma, a Comisso de Implementao e Acompanhamento que
ir efetuar a governana do PNUEA, far um diagnstico da evoluo da eficincia do uso
da gua nos vrios setores abrangidos por este plano ao longo da ltima dcada. Com as
concluses obtidas, as metas sero revistas e ajustadas realidade atual, havendo a
possibilidade de se estabelecerem metas para prazos intermdios (PNUEA,2012).
2.5.2 Indicadores de Eficincia
Reduzir a transpirao e evaporao que no so teis, aumentar as culturas de baixo
consumo de gua ou usar plantas de baixo consumo de gua, prevenir a poluio da gua,
reduzir os fluxos de gua para reas salinas ou altamente poludas e aumentar o uso efetivo
da gua das chuvas, so os quatro principais caminhos para a verdadeira poupana da gua
(Haie e Keller, 2012).
Para tentar poupar gua devemos melhorar a eficincia do seu uso. Assim, para analisar o
uso eficiente da gua devemos usar indicadores que nos permitam determinar essa
eficincia.
O indicador de eficincia que tem sido utilizado em todo o mundo, desde h muitas
dcadas at aos dias de hoje, a Eficincia Clssica (EC), que nos permite obter a
percentagem de gua captada que consumida beneficamente. Contudo os sistemas de
recursos hdricos esto a tornar-se cada vez mais complexos, pelo que este indicador tem
obtido alguns problemas, pois a sua aplicao pode, por vezes, levar ao erro. Isto pode
acontecer, por exemplo, no caso de melhorarmos a EC numa zona qualquer, o que pode
no permitir atingir a gua que necessria estar disponvel para os consumidores que se
encontram a jusante. Para tentar superar estes problemas, foi proposto outro indicador de
eficincia, a Eficincia Efetiva (EE). Apesar de esta eficincia ser muito mais completa
que a Eficincia Clssica, esta formulao incompleta, pois no se baseia em princpios
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 20 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
slidos e formulaes cientficas, e no tem em considerao todos os fluxos de gua que
influenciam um Sistema de Uso de gua (Haie e Keller, 2012).
Para tentar resolver este problema foram desenvolvidos indicadores de eficincia
compostos, nomeadamente a Micro, Meso e Macro eficincias, que contrariamente s
eficincias anteriores, tm em conta o balano hdrico num sistema de gua, ou seja,
consideram todos os fluxos de gua presente num Sistema de Uso de gua. Estes tm tem
conta a entrada total e o consumo total de gua num sistema, permitindo fazer uma anlise
em trs nveis, refletindo as diferentes escalas (Haie e Keller, 2012).
Na metodologia desta dissertao ser feita uma descrio e anlise mais completa acerca
destes indicadores.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 21
3. METODOLOGIA
Para se analisar o uso eficiente da gua sero usados indicadores que nos permitem
determinar essa eficincia. Neste captulo ser descrito o processo utilizado.
Este trabalho tem como objetivo analisar a eficincia do uso da gua de um caso real, neste
caso a eficincia no concelho de Castelo de Paiva (bacia hidrogrfica do Douro, sub-bacia
de Paiva).
Neste caso de estudo ser apenas analisada a Meso eficincia deste concelho, na qual
vamos analisar todo o seu sistema de gua, desde a zona de captao, at ao seu
abastecimento e o respetivo balano hdrico.
Para analisar a eficincia deste caso de estudo, ser otimizada uma ferramenta informtica
j existente e que foi desenvolvida em VBA no Excel. Esta ferramenta tem em conta os
indicadores de eficincia propostos.
Nos subcaptulos seguintes ser descrita toda a informao acerca da rea em estudo, assim
como todas as variveis que entram no clculo da eficincia e os seus respetivos valores.
3.1 Sistema de Uso de gua
Os indicadores de eficincia compostos so os descritos anteriormente. Para aplicarmos os
indicadores de eficincia temos primeiro de definir um Sistema de Uso de gua (SUA). Na
figura seguinte apresentado um esquema geral.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 22 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Figura 5 - Diagrama de um SUA
A figura 5 apresenta todas as variveis que entram num sistema de balano hdrico. Os
fluxos de entrada so o VU ou VA, PP e OS, em que a sua soma corresponde entrada de
gua total no sistema. A sada de gua total do sistema representada pela soma de VD ou
RF, ET, NR e RP.
Para o clculo da Micro Eficincia usamos apenas VA e exclumos o RF, pois esta
eficincia no tem em conta os retornos de gua. Na Meso Eficincia usamos VA e RF,
pois retrata um nvel intermdio. Para Macro Eficincia a escala de nvel superior, pelo
que usamos VU e VD na sua formulao (Haie e Keller, 2012).
Na tabela seguinte definem-se as variveis que constituem um SUA.
Tabela 1 Definio de variveis que constituem o SUA
Varivel Descrio
ET Evapotranspirao
NR Consumo de gua no reutilizvel
OS gua de outras fontes
PP Precipitao total
RF Fluxos de retorno
RP Retorno potencial (no retorna para
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 23
a fonte principal)
VA gua captada da fonte principal
VD Volume de gua a jusante, aps RF
na fonte principal
VU Volume de gua a montante, antes
de captao na fonte principal
V1 Volume de gua na seco 1 (VU
ou VA)
V2 Volume de gua na seco 2 (VD
ou RF)
importante salientar que a varivel OS discretizada na tabela anterior pode ser derivada
de um RP que surja de um SUA anterior, ou seja, a gua que no retorna para a fonte
principal pode entrar noutro sistema de gua, passando a ser representada como gua de
outras fontes para esse sistema.
3.1.1 Caratersticas dos Indicadores
Um fator fundamental a ter em conta no uso eficiente da gua a sua utilidade. Este fator
incorpora a qualidade da gua e tambm se o uso especifico da gua benfico ou no.
Para definir a utilidade dos indicadores de eficincia so usadas duas dimenses: peso
benfico (Wb) e peso de qualidade (Wq). Este critrio aplicado nas variveis
representadas na tabela 1. O peso benfico representa se o consumo de gua benfico ou
no, enquanto o peso da qualidade representa o estado de qualidade da gua (Haie e Keller,
2012).
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 24 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Estes critrios tm pesos atribudos, que variam entre 0 e 1, em que 1 representa o melhor
estado, e 0 o pior. O peso benfico definido de acordo pelos gestores, consultores e
aqueles que tomam as decises, estando dependente dos objetivos e prioridades da
sociedade.
O valor til de cada varivel obtido multiplicando cada varivel pelo seu respetivo peso
benfico e de qualidade. O produto destes dois pesos representa o Critrio de Utilidade,
que define o peso real de cada componente no clculo da eficincia e se representa por S,
como exemplificado nas equaes (2), (3) e (4) (Haie e Keller, 2012).
A varivel X, que pode ser qualquer varivel apresentada na Tabela 1, pode ento ser
definida pelas seguintes equaes:
$% = &%' $ (2)
$) = &)' $ (3)
$+ = &%' &)' $ (4)
Como exemplo temos que para um dado fluxo X, o seu peso benfico ser WbX e o seu
peso de qualidade ser WqX. Se WbX= 0,8 e WqX= 0,9, ento WsX= 0,72. Se WqX fosse igual
a 1, ento WsX seria igual a 0,8. importante salientar que ambos os fatores so
independentes um do outro.
Os indicadores de eficincia so tambm caraterizados de acordo com dois ndices,
baseados nos tipos totais de gua, isto , entrada total e consumo total. Estes dois ndices, i
e c, representam a entrada e o consumo, respetivamente, e assumem os valores de 0 e 1,
garantindo sempre a condio i + c = 1. Para i=1 e c=0 temos a eficincia do sistema com
base na entrada total de gua. Quando i=0 e c=1 obtm-se a eficincia do sistema para um
consumo total de gua (Haie e Keller, 2012).
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 25
3.1.2 Micro, Meso e Macro Eficincias
Como j foi referido podemos ter trs tipos de eficincia: Micro, Meso e Macro eficincia.
De acordo com Haie e Keller (2012) estas eficincias podem ser definidas do seguinte
modo:
Micro Eficincia (MicroE): relao entre a sada til e fluxo total dentro de um
SUA. Esta eficincia usada para indicar a sada til gerada por um SUA para si
mesmo, e no tem em conta os retornos de gua, sendo mais importante para um
nico usurio, como por exemplo, o clculo da eficincia de um campo agrcola;
Meso Eficincia (MesoE): relao entre a sada til e fluxo total, para uma situao
entre os nveis macro e micro. Esta eficincia usada, por exemplo, para indicar o
impacte dos fluxos de retorno gerados por um SUA, sendo importante para
instituies, donos, associaes, etc. que tm interesse em avaliar a eficincia a um
nvel Meso; e
Macro Eficincia (MacroE): relao entre a sada til e fluxo total, em relao a
uma bacia hidrogrfica. Esta eficincia usada para indicar o impacte de um SUA
numa bacia, como por exemplo a captao de gua num rio principal. Esta mais
importante para instituies que supervisionam grandes rios e bacias hidrogrficas.
Como vemos nas suas definies, MacroE mais importante para bacias hidrogrficas,
MicroE para um nico usurio, como um campo agrcola ou uma cidade, e MesoE para os
interessados em sistemas entre MicroE e MacroE (Haie e Keller, 2012).
Para alm disto, devemos ter em conta que os fluxos de entrada e sada so diferentes para
cada uma das trs eficincias.
Para a MicroE temos que V1=VA, V2=RF e (RF+RP)s=0, pois esta eficincia no tem em
conta os retornos de gua, como dito anteriormente. Como esta eficincia no tem em
conta os impactes a jusante, ser sempre inferior MesoE.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 26 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Para a MesoE V1=VA e V2=RF, enquanto para a MacroE, V1=VU e V2=VD.
Aps esta descrio, podemos ento formular os trs indicadores de eficincia:
-. = / + 1234 + 56 + . (5)
-. = 8 / + 12 + (29 + 2)34 + 56 + (29 + 2);. (6)
-. = 8 / + 12 + (3= + 2))3> + 56 + (3= + 2);. (7)
Estes modelos com ndice s so utilizados em modelos de eficincia completos, que
incluem os aspetos benficos e os aspetos de qualidade da gua. Podemos assim ter seis
modelos, com i,c = 0 ou 1, em que i+c = 1.
Se pretendermos modelos que falam apenas de quantidade usamos o ndice b e
consideramos os valores de todas as variveis para WqX igual a 1 (Haie e Keller, 2012).
3.2 Paradoxo Consumo de gua
Um dos aspetos fundamentais para o sucesso no clculo da eficincia obter um
entendimento geral na terminologia do que o uso da gua e o seu consumo.
Existem vrias inconsistncias no que diz respeito ao que o consumo de gua. Nas reas
urbanas, o importante ter uma fonte de gua limpa, que possa fornecer gua segura e de
qualidade, enquanto na agricultura, o essencial a evapotranspirao. Apesar da subtil,
mas significante diferena, estes dois campos usam a palavra consumo como sempre,
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 27
mesmo que para as reas urbanas esta signifique VA, enquanto nas reas agrcolas
significa ET (Haie e Keller, 2014).
Segundo Haie e Keller (2014), um dos fatores que contribui para o uso contnuo da palavra
consumo em ambos os domnios a facilidade de comunicao que a palavra cria, pois
toda a gente usa a palavra em vrios termos, como consumo de energia, consumo
alimentar, etc. Mas importante notar que o consumo de gua bastante diferente de
consumo de energia ou consumo alimentar. Mesmo no mundo da gua, os peritos
usam a palavra em relao a diferentes processos.
Como exemplo, temos os peritos em guas urbanas, que utilizam a palavra consumo
sabendo que a poluio altera o estado de gua de tal maneira, que como se esta fosse
removida do SUA. Os peritos em agricultura consideram o consumo de gua como se fosse
evapotranspirao, gua esta que removida fisicamente do SUA. Apesar de em ambos os
casos a gua no poder ser reutilizada, existem diferenas fundamentais entre os dois
processos de remoo.
Existe uma grande indefinio da terminologia consumo, como demonstrado acima. Outro
exemplo a existncia de definies como consumo de gua, gua consumida, entre
outras. Existem publicaes que dizem que no se deve confundir estes termos com water
withdrawal, o que por si s mostra a confuso de terminologias. Tambm a UNESCO tem
problemas na definio de consumo de gua, considerando que esta representa a
evapotranspirao, sendo depois expandida para uma perda da gua originalmente
fornecida.
De acordo com Haie e Keller (2014) devemos ter vrios aspetos em conta, quando
definimos esta terminologia. Devemos ter em ateno o fluxo da gua, bem como os seus
aspetos de qualidade e os aspetos benficos da mesma. A maior questo saber como
devemos integrar estes trs aspetos numa definio coerente. No seu artigo proposta uma
definio que tem estes aspetos em considerao, terminologia que ajuda a promover um
desenvolvimento sustentvel.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 28 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Em relao s variveis podemos designar dois fluxos de gua, a evapotranspirao (ET) e
a gua no reutilizvel (NR). Podemos tambm definir dois fluxos combinados,
denominados de consumo (C) e consumo efetivo (CE). A combinao de ET e NR
representa o consumo (C) e define a quantidade total de gua que saiu do sistema e no
esta disponvel para ser reutilizada. CE representa a totalidade de gua que no est
disponvel para ser reutilizada, segundo os objetivos definidos pela sociedade. CE inclui C,
mas tambm tem em conta os atributos de benefcio e qualidade da gua, o que torna esta
definio mais abrangente.
Segundo Haie e Keller (2014), se aplicarmos o critrio de utilidade ao consumo (C) de
gua, teremos um consumo til (UC), em que UCC. importante salientar que medida
que a gua vai deixando um sistema, esta se degrada, o que diminui a sua capacidade de
reutilizao. Isto implica que qualquer aumento na poluio aumenta o consumo efetivo da
gua, pelo que UCCE.
ento fundamental ter uma definio que resolva as diferenas e que nos permita
distinguir os vrios contextos em que nos encontramos. O consumo efetivo (CE)
importante pois tem em conta os atributos de benefcio e qualidade, que so fundamentais
e fazem parte dos indicadores de eficincia j descritos nesta dissertao. Esta definio
importante, pois a aplicao destes indicadores permite analisar de forma mais complexa a
condio dos atuais sistemas de gua e ajudar a criar cenrios para o desenvolvimento dos
mesmos.
3.3 Programa de Clculo em VBA no Excel
Para calcular de forma mais fcil a eficincia foi utilizado um programa de clculo feito
em VBA no Excel, chamado Efficiencies. O programa utilizado j existia, sendo da
autoria de Emanuel Martins e foi adaptado para este caso de estudo. Para adaptar este
programa ao caso de estudo, foi necessrio alterar o cdigo do mesmo, bem como adaptar
a equao da Meso Eficincia, fazendo a diviso da varivel RP em perdas de gua de
abastecimento (RPAA) e perdas de gua de saneamento bsico (RPSB).
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 29
A utilizao deste programa facilita o clculo da eficincia ao longo do tempo, alm de ter
uma parte grfica adjacente, o que nos permite fazer uma anlise mais completa dos
resultados obtidos.
3.3.1 Interface do Programa
Para abrir o programa temos o boto de execuo do programa, que se encontra localizado
na folha de Excel do mesmo.
Figura 6 - Boto de execuo do programa
Na figura seguinte est representada a interface principal do programa, aplicada a este caso
de estudo.
Figura 7 - Interface principal do programa
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 30 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Como se pode verificar, existem sete campos de variveis a ser preenchidos, cada um
descrito nas legendas. Por baixo de cada um dos campos das variveis principais, temos os
campos para os seus respetivos pesos de qualidade e benficos.
Figura 8 - Campos para introduo de dados das vrias variveis
A seguir apresentada a legenda das variveis que fazem parte do clculo da eficincia
pretendida.
Figura 9 - Legenda das variveis
Na figura abaixo so apresentadas as duas opes de clculo possveis. Se pretendermos
analisar apenas um ms ou um ano de um recurso hdrico, selecionamos a opo Enter
Data e inserimos os dados nos campos apresentados na Figura 8.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 31
Se pretendermos analisar vrios sistemas de recursos hdricos, ou vrio meses ou anos para
um mesmo Sistema de Uso de gua, selecionamos a opo Database, o que far com
que o programa utilize os dados que esto numa base de dados por ns preenchida, como
mostrado na Figura 14. Ao escolhermos esta opo, devemos inserir o nmero de meses,
anos ou sistemas de recursos hdricos a analisar na caixa N.
Figura 10 - Botes para selecionar nmero de anos os sistemas em estudo
Temos tambm os campos de resultados, em que nos sero apresentados os resultados dos
clculos da eficincia para os vrios casos.
Figura 11 - Campo de resultados
O programa tem tambm uma parte para gerar a componente grfica dos resultados
obtidos.
Figura 12 - Boto para gerar parte grfica
Selecionando este boto, ser gerado um grfico na interface apresentada na figura
seguinte.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 32 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Figura 13 - Interface grfica do programa
3.3.2 Utilizao do Programa
O programa Efficiencies permite calcular a eficincia de um Sistema de Uso de gua
para um ou mais anos, conforme aquilo que pretendido. Permite tambm calcular a
eficincia de mais do que um Sistema de Uso de gua, se for isso que se pretende.
Este programa calcula a eficincia para os modelos completos e de quantidade (Full
Models e Quantity Models), para as situaes de entrada total de gua (i=1) e sada total de
gua (c=1).
Para permitir uma melhor anlise e comparao das eficincias, este gera tambm uma
componente grfica em funo dos resultados obtidos.
Se pretendermos calcular apenas a eficincia para um ms ou um ano de um Sistema de
Uso de gua, introduz-se os dados nos campos apresentados na Figura 8, e seleciona-se a
opo Enter Data e N=1, ambos apresentados na Figura 10. Para este clculo, os
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 33
resultados sero apresentados na interface principal do programa, representada na Figura
11.
Se pretendermos calcular a eficincia para vrios meses, anos ou sistemas de recursos
hdricos, atribumos valores s variveis que pretendemos usar, para os vrios anos,
criando uma base de dados no Excel, como demonstrado na Figura 14.
Figura 14 - Exemplo de base de dados
De seguida, escolhemos a opo Database e em N escolhemos o nmero de anos ou
sistemas de recursos hdricos em anlise, e o programa calcula a eficincia destes.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 34 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Figura 15 - Exemplo de clculo de eficincia para vrios anos
Nestes casos, em que determinamos a eficincia para mltiplos anos ou mltiplos sistemas
de recursos hdricos, os resultados para cada um deles so gerados numa tabela de Excel,
no separador Results.
Figura 16 - Separador "Results"
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 35
Aps o clculo das eficincias e da apresentao dos resultados, gerada a componente
grfica dos resultados obtidos:
Figura 17 - Componente grfica gerada pelo programa
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 36 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 37
4. CASO DE ESTUDO
Neste captulo ser descrito o caso de estudo desta dissertao. Ser feita uma descrio da
rea de estudo e o tratamento de todos os dados necessrios para avaliar a eficincia deste
caso.
4.1 rea de Estudo
A rea de estudo o concelho de Castelo de Paiva, pertencente sub-bacia de Paiva, bacia
hidrogrfica do Douro.
Este concelho tem uma rea de cerca de 109 km2 e uma populao de aproximadamente 17
000 pessoas (Municpio de Castelo de Paiva,2015).
Ser feita uma anlise ao abastecimento de gua deste concelho, bem como os seus gastos
de gua, de forma a podermos fazer uma avaliao completa da eficincia do mesmo.
4.2 Definio de SUA
Neste caso de estudo optou-se por se fazer apenas uma avaliao da MesoE. Como
demonstrado na equao 6, esta calculada utilizando as variveis VA, PP, OS, ET, NR,
RP e RF.
Como apenas ser avaliada a MesoE, o esquema geral de um Sistema de Uso de gua o
apresentado na figura seguinte.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 38 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Figura 18 - Esquema do SUA para avaliao da MesoE
No entanto, como estamos a avaliar o abastecimento de gua, que feito atravs de
condutas, fatores como a precipitao (PP) e a evapotranspirao (ET) no so
considerados no mesmo.
Para alm deste fator, devemos ter principal ateno s perdas de gua que ocorrem nas
tubagens, pois temos perdas de gua aquando do abastecimento da gua (RPAA) e perdas de
gua que acontecem quando a gua utilizada retorna ao sistema e transportada para a
ETAR para ser tratada, que consideramos perdas de gua de saneamento bsico (RPSB).
Assim, o esquema final deste caso de estudo o representado na Figura 20.
Figura 19 - Esquema do SUA em anlise
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 39
Figura 20 - Esquema geral do SUA em estudo
Atravs dos esquemas que definem o SUA em estudo, possvel definir a equao que
representa a MesoE para o nosso caso de estudo:
-. = 812 + (29 + 2@@ + 2+A)34 (29 + 2@@ + 2+A);. (8)
A equao que representa o balano hdrico deste caso de estudo ento dada por:
34 = 2@@ + 12 + 2+A + 29 (9)
4.3 Tratamento de Dados
A empresa guas do Douro e Paiva, SA a empresa responsvel pelo abastecimento de
gua potvel do concelho de Castelo de Paiva. Aps ter realizado vrios estudos sobre o
abastecimento de gua a vrios municpios, Castelo de Paiva includo, a AdDP criou um
novo modelo de fornecimento de gua regio o Subsistema Vale do Sousa- que
integra vrios municpios, incluindo Castelo de Paiva.
Segundo a AdDP, a gua aduzida a Castelo de Paiva proveniente do rio Paiva e tratada na
ETA de Castelo de Paiva.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 40 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Figura 21 - Delimitao da rea em estudo
Como se pode verificar, a gua captada diretamente do rio Paiva (na zona de captao
existe tambm uma estaco elevatria), como se pode ver na figura seguinte, sendo
posteriormente tratada na ETA de Castelo de Paiva, antes de ser distribuda por todo o
concelho atravs dos vrios pontos de entrega.
Nos prximos subcaptulos ser apresentado o tratamento de dados para as vrias variveis
que compem a equao de eficincia da MesoE. Todos os clculos e resultados
apresentados so para o ano de 2013. No fim ser apresentada uma tabela com os valores
das variveis para os vrios anos em estudo.
4.3.1 VA
Segundo o Relatrio de Sustentabilidade de 2013 da AdDP, a gua total captada para
todos os concelhos foi de 102 473 000 m3.A gua distribuda para o concelho de Castelo de
Paiva foi 1,55% desse valor, ou seja, cerca de 1 588 326 m3.
Isto significa que o concelho de Castelo de Paiva recebeu um total de gua:
34 = 102 473 000 0,0155 = 1 588 326 E (10)
Peso de qualidade:
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 41
Como a gua tratada na ETA de Castelo de Paiva antes de ser distribuda, ser
considerado que a qualidade que esta apresenta para uso e consumo humano a melhor
possvel. Desta forma, o peso de qualidade a considerar ser de WqVA = 1.
Peso benfico:
A gua que distribuda para todo o concelho tem uma grande utilidade para todos os que
nele habitam. Como tal ser considerado um peso benfico WbVA = 1.
4.3.2 PP
No abastecimento de gua no temos em conta a precipitao (PP), pois esta no entra nas
tubagens. Assim, tal como dito anteriormente, esta no contabilizada, pelo que
assumimos todos os seus valores como 0 (zero).
4.3.3 OS
Segundo o Subsistema Vale do Sousa, toda a gua utilizada no concelho de Castelo de
Paiva captada no rio Paiva. Como tal, a gua proveniente de outras fontes 0 (zero).
Assim, a varivel OS ter valor 0 (zero).
4.3.4 ET
No abastecimento de gua no temos em conta a evapotranspirao (ET), pois esta no
ocorre nas tubagens de abastecimento de gua. Assim, todos os seus valores sero
assumidos como 0 (zero).
4.3.5 RPAA
Para 2013, as perdas de gua de abastecimento so de cerca de 2,2% da gua distribuda no
concelho. O valor destas perdas irrealista, pois um valor muito pequeno, quando
comparado com o que se considera normal. No entanto, para efeitos de clculo e para
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 42 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
manter a coerncia, este valor ser o utilizado, pois este o valor fornecido pela AdDP.
Assim, para Castelo de Paiva tem-se:
2@@ = 1 588 326 0,022 = 34 943 E (11)
Peso de qualidade:
Durante a fase abastecimento de gua, a qualidade que esta apresenta boa para uso e
consumo humano. Assim, ser admitido um peso de qualidade intermdio WqRPAA = 1.
Peso benfico:
As perdas de gua que ocorrem nas tubagens tornam-se em guas subterrneas. Estas guas
podero vir a ter alguma utilidade, pelo que ser atribudo um valor intermdio ao seu peso
benfico, sendo este considerado WbRP = 0,5.
4.3.6 NR
Como explicado anteriormente, existe uma diferena entre uso e consumo de gua. Neste
subcaptulo sero calculados todos os consumos de gua para o setor urbano de Castelo de
Paiva.
Aps calcularmos as perdas de gua de abastecimento, sabemos a quantidade de gua
disponvel para uso e consumo humano:
G
= 1 588 326 34 943 = 1 553 383 E (12)
Segundo o Uso Eficiente da gua no Setor Urbano, a distribuio de gua para uso
urbano a apresentada na Figura 22.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 43
Figura 22 - Distribuio de gua para uso urbano
Uso Domstico:
A quantidade de gua disponvel para uso domstico ser:
G = 1 553 383 0,64 = 994 165 E (13)
Figura 23 - Estrutura do consumo domstico de gua estimada
Se considerarmos um uso de 2% de gua para cozinhar e juntarmos as perdas de gua e os
usos exteriores descritos na Figura 23, temos um consumo de gua de 16%:
= 994 165 0,16 = 159 066 E (14)
Uso Comercial:
O uso comercial de gua ser ento de:
G = 1 553 383 0,13 = 201 940 E (15)
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 44 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Figura 24 - Estrutura do consumo comercial de gua estimada
Atravs do esquema da Figura 24, considera-se os consumos de gua relativos rega, aos
sistemas AVAC e cerca de 5% das lojas, o que origina um consumo de cerca de 37% da
gua disponvel:
= 201 940 0,37 = 74 718 E (16)
Uso Industrial:
O uso industrial de gua ser ento de:
G = 1 553 383 0,14 = 217 474 E (17)
Como no temos mais dados, assume-se que 50% da gua usada na indstria consumida:
= 217 474 0,50 = 108 737 E (18)
Uso Pblico:
A gua disponvel para uso pblico representa os restantes 9% de gua disponvel:
G GJ = 1 553 383 0,09 = 139 804 E (19)
Como no temos mais dados, assume-se que 90% da gua disponvel para uso pblico
consumida:
GJ = 139 804 0,90 = 125 824 E (20)
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 45
Assim, para Castelo de Paiva o consumo total de gua para 2013 foi de:
12 = 159 066 + 74 718 + 108 737 + 125 824 = 468 345 E (21)
Peso de qualidade:
Como a gua que foi consumida tinha sido tratada na ETA, esta apresentava boa qualidade,
pelo que o seu peso de qualidade ser WqNR = 1.
Peso benfico:
Devido falta de dados, ser considerado WbNR = 1.
4.3.7 RPSB
Aps o clculo do consumo, possvel saber a gua que retorna ao sistema:
2+A + 29 = VA 2@@ NR (22)
Assim, tem-se:
2+A + 29 = 1 588 326 34 943 468 345 = 1 085 038 E (23)
Se considerarmos estas perdas iguais s perdas de abastecimento, ento:
2+A = 1 085 038 0,022 = 23 871 E (24)
Peso de qualidade:
Aps a utilizao da gua, a qualidade da gua que retorna imprpria para consumo
humano, pelo que se admite um peso de qualidade baixo WqRPSB = 0,2.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 46 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Peso benfico:
As perdas de gua que ocorrem nas tubagens tornam-se em guas subterrneas. Estas guas
podero vir a ter alguma utilidade, pelo que ser atribudo um valor intermdio ao seu peso
benfico, sendo este considerado WbRP = 0,5.
4.3.8 RF
Por fim, possvel determinar a quantidade de gua que retorna ao sistema de captao:
29 = VA 2@@ NR 2+A (25)
Assim, tem-se:
29 = 1 085 038 23 871 = 1 061 167 E (26)
Peso de qualidade:
Admitindo a gua imediatamente aps a sada do sistema, ou seja, antes de ser tratada na
ETAR, esta no estar nas melhores condies de qualidade. Por isso, o valor adotado para
o peso de qualidade deve ser baixo, pelo que ser admitido WqRF = 0,2.
Peso benfico:
Esta gua ser depois tratada na ETAR, retornando ao rio. Assim, esta poder ser utilizada
no futuro, o que benfico, pelo que ser admitido WbRF = 0,9.
4.3.9 Dados Finais a Utilizar
Aps o clculo dos dados para as vrias componentes e para os vrios anos, foram obtidos
os dados apresentados na Tabela 2.
Tabela 2 - Valores finais das variveis a usar no clculo da eficincia
Variveis Ano
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 47
2011 2012 2013
VA
Valor 1 588 317 1 417 498 1 588 326
Wq 1,000 1,000 1,000
Wb 1,000 1,000 1,000
RPAA
Valor 38 120 34 020 34 943
Wq 1,000 1,000 1,000
Wb 0,500 0,500 0,500
NR
Valor 467 384 417 119 468 345
Wq 1,000 1,000 1,000
Wb 1,000 1,000 1,000
RPSB
Valor 23 822 21 260 23 871
Wq 0,200 0,200 0,200
Wb 0,500 0,500 0,500
RF
Valor 1 058 991 945 100 1 061 167
Wq 0,200 0,200 0,200
Wb 0,900 0,900 0,900
Com os valores apresentados na Tabela 2, podemos agora calcular a eficincia do uso da
gua no concelho de Castelo de Paiva.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 48 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
4.4 Clculo da Eficincia
Aps proceder ao clculo da eficincia, utilizando o programa de clculo, os resultados
obtidos foram os apresentados na Tabela 3.
Tabela 3 - Resultados finais do clculo da eficincia em percentagem
Eficincia Ano
2011 2012 2013
i=1 MesoEs 42,78 42,78 42,76
i=1 MesoEb 91,38 91,38 91,47
c=1 MesoEs 33,96 33,96 34,00
c=1 MesoEb 77,35 77,35 77,56
Como se pode ver pelos resultados apresentados, a MesoE para os anos analisados no
concelho de Castelo de Paiva elevada na avaliao dos modelos de quantidade (i=1
MesoEb c=1 MesoEb), e razovel nos modelos completos (i=1 MesoEs c=1 MesoEs). Isto
acontece, em grande parte, devido aos pesos atribudos s vrias variveis que definem o
SUA.
Um dos pesos que influencia em grande medida os resultados da eficincia, o peso de
qualidade RFWq, que muito baixo, pois este considerado antes de a gua ser tratada na
ETAR. Se fosse considerado depois do tratamento da gua na ETAR, o seu peso de
qualidade seria aproximadamente 0,8, o que aumentaria significativamente a eficincia da
gua para os modelos completos, como se pode verificar na Tabela 4.
Tabela 4 - Resultados da eficincia para WqRF=0,8
Eficincia Ano
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 49
2011 2012 2013
i=1 MesoEs 78,78 78,78 78,84
i=1 MesoEb 91,38 91,38 91,47
c=1 MesoEs 58,10 58,10 58,22
c=1 MesoEb 77,35 77,35 77,56
O outro fator que pesa nos valores obtidos o valor dos pesos benficos atribudos s
vrias variveis. Este peso muito complexo e difcil de definir pois est sempre
dependente de uma terceira parte, o que torna difcil tomar uma deciso sobre o mesmo.
Como se pode verificar nas Figuras 26 e 27, as eficincias mantm-se constantes nos anos
estudados, o que explicado pelo facto de os pesos benficos e de qualidade serem os
mesmos para os anos em estudo.
Figura 25 - Grfico dos resultados obtidos para i=1
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 50 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
Figura 26 - Grfico dos resultados obtidos para c=1
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 51
5. CONCLUSES
5.1 Principais concluses
Aps a realizao deste trabalho possvel verificar que o clculo da eficincia atravs dos
indicadores de eficincia compostos nos transmite uma informao muito mais til e
realista acerca da eficincia de um SUA.
O maior problema desta eficincia a dificuldade em obter os dados pretendidos,
especialmente os pesos benficos para cada uma das componentes utilizadas. Isto ficou
comprovado com o clculo da eficincia para o concelho de Castelo de Paiva.
Atravs dos resultados obtidos possvel verificar que o clculo da eficincia muito
complexo, pois, tal como foi dito anteriormente, os resultados esto sempre dependentes
dos pesos de cada varivel, pelo que se torna fundamental definir bem estes pesos.
Verificou-se que h um baixo aproveitamento da gua captada, o que demonstra que este
concelho tem um longo caminho a percorrer para tornar o seu uso da gua eficiente.
No entanto, nunca de mais referir, que os pesos benficos atribudos esto sempre
dependentes de terceiras partes, pelo que se torna fundamental ter muita informao acerca
da rea de estudo, para que se possa tomar sempre a melhor deciso possvel. Isto
demonstra que este tipo de avaliao de eficincia est sempre dependente de uma anlise
de sensibilidade, pelo que deve ser sempre feita uma reflexo cuidada dos valores usados.
5.2 Trabalhos futuros
Um possvel trabalho futuro pode ser avaliar uma rea maior como uma sub-bacia
completa ou mesmo uma bacia hidrogrfica. A dificuldade est em obter dados mais
completos, em especial os pesos benficos das variveis a ter em conta, pois estes esto
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Pg. 52 Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015
sempre dependentes de uma terceira parte. A obteno destes dados fundamental para se
obter uma melhor avaliao da eficincia da rea que se pretende estudar. Uma forma
possvel de obter dados mais realistas conversar e analisar o caso com as partes
interessadas, o que pode facilitar muito na obteno dos pesos benficos, pois estes
influenciam muito os resultados do clculo da eficincia.
Aps a obteno desses resultados pode-se sugerir medidas para melhorar a eficincia
nesse caso, se tal for necessrio.
Pode tambm avaliar-se a Micro e Macro Eficincias desta ou outras reas, para uma
avaliao ainda mais completa da eficincia. Nessa situao, ser necessrio fazer uma
adaptao do programa de clculo, acrescentando as equaes das respetivas eficincias ao
cdigo do programa, e adaptando as mesmas ao caso de estudo.
Uso Eficiente da gua no Contexto das Alteraes Climticas
Dissertao de Tiago Pereira Universidade do Minho Novembro 2015 Pg. 53
6. REFERNCIAS BIBLIOGRF