APROVEITAMENTO DA ÁGUA DA CHUVA
EM EDIFICAÇ
EDIFICAÇÕES
Elisabete Peres Bertolo
Engenheira Civil
Mestre em Engenharia do Ambiente
Museu Nacional de Soares dos Reis
10 de Janeiro 2009
Aproveitamento da água das chuvas numa casa
australiana (Apostolidis, 2003).
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Exemplos históricos em Portugal
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.
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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Exemplos históricos em Portugal
Ø Castelo de Sesimbra
Cisternas de armazenamento de água pluvial e de nascente
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Exemplos históricos em Portugal
Ø Torre de Belém
A água das chuvas era
recolhida em cisternas e
depois utilizada com
diferentes fins.
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Exemplos históricos em Portugal
Ø Convento dos templários em Tomar
Duas cisternas de recolha de água da chuva,
uma com 215 m3 e outra com 145 m3
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Porquê aproveitar a água?
• Aumento do consumo médio diário por habitante, motivado pelo
crescimento da população mundial e pelo progresso tecnológico;
• Aumento do número de cheias devido ao crescimento dos grandes
aglomerados urbanos e às limitações de drenagem;
A água doce tem-se tornado cada vez mais num recurso
escasso e degradado do ponto de vista ambiental e cada
vez mais valioso sob o ponto de vista económico e
estratégico.
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
Limpeza da Casa
Higiene Pessoal
4%
6%
Beber/Cozinhar
2%
Banhos
35%
Outros
7%
Rega de Jardim
4%
Lavagem de
Roupa
12%
Autoclismos
30%
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Uma Solução?
APROVEITAMENTO DE ÁGUA DA CHUVA
Vantagens:
• Redução do consumo de água potável e do custo de fornecimento da
mesma. Evita o desperdício de água potável em sanitas, limpezas
exteriores, rega, lavagem de automóveis, etc;
• Melhor distribuição da carga de água da chuva no sistema de drenagem
urbana, o que ajuda a controlar as cheias – controlo na origem;
• Melhor qualidade para rega (isenta de cloro);
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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.
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
O nosso OBJECTIVO é …
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..
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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Exemplo de um SAAP…
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Quais os componentes de um SAAP ?
• Superfície de recolha (cobertura à base de cimento, telhas de argila,
madeira tratada, etc);
• Órgãos de condução (caleiras e tubos de queda);
• Dispositivos de primeira lavagem (first-flush) (comerciais, reservatórios
de auto-limpeza);
• Reservatórios de armazenamento de água da chuva (betão armado,
ferrocimento, pedra, plásticos (fibra de vidro e polietileno), metal (aço
inox));
• Tratamento (filtração, desinfecção, controlo de PH);
• Descarga de excedentes;
• Reforço da alimentação.
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Quais os componentes de um SAAP ?
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.
Sistema predial de aproveitamento de águas pluviais utilizado na Alemanha. Fonte: Meemken (1994)
O reservatório representa o investimento mais significativo no SAAP
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Dispositivos de primeira lavagem (First-Flush)
“first-flush” - “by-pass” da primeira chuvada ao reservatório
ð Dispositivos comerciais
Fonte: http://www.eng.newcastle.edu.au
Fonte: 3PTechnik (2005)
Fonte: Texas Guide to Rainwater Harvesting
(1997)
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Dispositivos de primeira lavagem (First-Flush)
ð Reservatório para rejeição de
água de limpeza do telhado
do tipo “tonel”
ð Reservatório de auto-limpeza
com válvula de flutuador
Fonte: Dacach (1990) in Simone May (2004)
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Custo de reservatórios pequenos em função da
capacidade
Resultados das regessões obtidas para os
quatro materiais
ðAté 2.5 m3 os
reservatórios de PEAD são
os mais competitivos;
10000
y = 314x
0,75
Preço (Euros)
y = 555x
0,6667
y = 428x
1000
0,85
y = 443x
RE SE RVAT ÓRIOS_ P EAD
RE SE RVAT ÓRIOS_ P RFV
ðA partir de 2.5 m3 até aos
16 m3 os mais competitivos
são os de betão armado,
construídos “in situ”.
RE SE RVAT ÓRIOS_ Aço Ino x
RE SE RVAT ÓRIOS_ Betão Arm ado
100
1
10
100
3
Capacidade (m )
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Cálculo da capacidade de reservatórios
Objectivos:
• Maximizar a eficiência e o grau de aproveitamento do sistema;
• Não cair na utilização de um volume excessivo para o reservatório.
Eficiência do sistema de aproveitamento =
Grau de Aproveitam ento =
Volume anual da água da chuva consumida
Volume anual consumido total
Volume anual de água da chuva consumida
Volume anual de água da chuva
Factores que influenciam o dimensionamento:
ð Superfície do telhado;
ð Precipitação local;
ð Coeficiente de escoamento;
ð Consumos.
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Software para dimensionamento e verificação
da capacidade de reservatórios
A ferramenta de cálculo inclui,
• Precipitações diárias ao longo de 10 anos (adaptável para qualquer
duração e/ou repetibilidade);
• Dedução do “first - flush”;
• Introdução de períodos de férias, fins de semana, etc..
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Software para dimensionamento e verificação
da capacidade de reservatórios
Dimensionamento
para a máxima eficiência;
Dados
Consumo diário
Volume útil diário
Verificação do funcionamento do SAAP
para a capacidade do reservatório obtida
ou para outra pretendida;
Cálculo da eficiência e do grau de
aproveitamento para
diferentes capacidades do
reservatório abaixo da
máxima
Fim
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Caso prático: habitação unifamiliar localizada
no Porto (4 habitantes)
Habitação unifamiliar – vistas lateral direita e posterior
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Caso prático: habitação unifamiliar
Habitação unifamiliar – esquemas de tubagens e reservatório
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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;
Betão armado “in situ”
• 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.
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Benefícios no consumo de água da rede pública
Cenário 1:
Água da chuva para consumo não potável;
Reservatório com 6 m3.
Eficiência do SAAP em função da capacidade do reservatório
a) Ef. = 86% (uma habitação);
Consumo não potável
61 m3/ano
100%
90%
80%
Eficiência do Sistema
de Aproveitamento
70%
60%
50%
40%
Uma Habitação
30%
Duas Habitações
Quatro Habitações
20%
52 m3/ano
9 m3/ano
água da chuva; rede pública.
10%
0%
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
b) Ef. = 75 % (duas habitações);
3
Capacidade do Reservatório (m )
c) Ef. = 63 % (quatro habitações).
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Benefícios no consumo de água da rede pública
Cenário 2:
Água da chuva para consumo não potável + banhos;
Reservatório com 6 m3.
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);
Eficiência do sistema de aproveitam ento =
Volume anual da água da chuva consumida
Volume anual consumido total
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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
50%
a) G = 39% (uma habitação);
Volume útil
132 m3/ano
Grau de A proveitamento
45%
40%
35%
30%
25%
Uma Hab itação
20%
Du as Hab itações
15%
Qu atro Hab itações
52 m3/ano
80 m3/ano
aproveitados; descarregados.
10%
5%
b) G = 34 % (duas habitações);
0%
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
3
Capacidade do Reservatório (m )
10,00
12,00
c) G = 29 % (quatro habitações).
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Benefícios no sistema de drenagem
Cenário 2:
Água da chuva para consumo não potável + banhos;
Reservatório com 6 m3.
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);
Grau de Aproveitamento =
Volume anual de água da chuva consumida
Volume anual de água da chuva
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Estimativa Orçamental do SAAP
CUSTOS TOTAIS
DESCRIÇÃO
HIPÓTESE 0
HIPÓTESE I
HIPÓTESE II
1. Sistema de Abastecimento de Água - Infraestruturas Interiores à Habitação
1.996,46 €
2.628,47 €
3.144,39 €
2. Drenagem da água do telhado e Reservatório em Betão Armado para o Aproveitamento da Água da Chuva
Parte A - Construção Civil
Parte B - Equipamento Electromecânico e Eléctrico
Custo Total
Excedente no custo da solução relativamente à "Hipótese 0"
0,00 €
0,00 €
1.371,27 €
937,11 €
1.371,27 €
937,11 €
1.996,46 €
4.936,84 €
5.452,76 €
-
2.940,37 €
3.456,29 €
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.
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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.
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Análise económica de SAAP`s
Cenário 1: Consumo não potável; reservatório com 6 m3.
UMA HABITAÇÃO
"Saldo" em função do tempo para um Vreservatório = 6 m3 para UMA HABITAÇÃO
10.000 €
"SALDO" (€)
5.000 €
0€
0
-5.000 €
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Taxa de juro=3%
Taxa de juro=4%
-10.000 €
Taxa de juro=5%
Taxa de juro=6%
-15.000 €
Taxa de juro=7%
Taxa de juro=8%
Taxa de juro=9%
Taxa de juro=10%
Taxa de juro=11%
Taxa de juro=12%
-20.000 €
ANOS
Taxa de juro=13%
Taxa de juro=14%
Projecto com rendibilidade de 7%;
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Análise económica de SAAP`s
Cenário 1: Consumo não potável; reservatório com 6 m3.
QUATRO HABITAÇÕES
"Saldo" em função do tempo para um Vreservatório = 6 m3 para QUATRO HABITAÇÕES
18.000 €
16.000 €
"SALDO" (€)
14.000 €
12.000 €
10.000 €
8.000 €
Taxa
Taxa
Taxa
Taxa
Taxa
Taxa
Taxa
de juro=3%
de juro=4%
de juro=5%
de juro=6%
de juro=7%
de juro=8%
de juro=9%
Taxa
Taxa
Taxa
Taxa
Taxa
de juro=10%
de juro=11%
de juro=12%
de juro=13%
de juro=14%
6.000 €
4.000 €
2.000 €
0€
0
2
4
6
8
10ANOS
12
14
16
18
20
-2.000 €
Projecto com rendibilidade de 14%;
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Algumas realizações em Portugal
ð Empreendimento cooperativo da Ponte
da Pedra – Matosinhos, 101 fogos divididos
por 2 edifícios (Norbiceta). Projecto cofinanciado pela União Europeia;
Reservatório em PEAD e Equipamento
de filtragem 3PTechnik
Empreendimento Ponte da Pedra:
Reservatório em Betão Armado
ðMoradia em Lisboa (Ecoágua, Lda).
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Algumas realizações em Portugal
ðTorre de controlo do aeródromo de Castelo Branco (DHVTecnopor –
Consultores Técnicos Lda);
Legenda:
Esquema do Projecto
de águas da Torre e do
reservatório de
armazenamento em
betão armado
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.
ðInstalações dos Bombeiros Voluntários de Ílhavo (NTC, Lda.);
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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);
ð Escola em Serpa ( com uma área total de captação de cerca
de 2 800 m2);
Etc..
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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 Projecto com rendibilidades de 7% e 14% para o utilizador (1 ou 4
habitações);
ð Os SAAP´s beneficiam da economia de escala: agrupamentos de
moradias, urbanizações, grandes superfícies comerciais e
industriais, hotéis e estádios.
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
Muito
Obrigado!
USO RACIONAL, REAPROVEITAMENTO E RECICLAGEM DA ÁGUA
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