No caso do aproveitamento de águas pluviais em sistemas residenciais ou outras instalações de maior dimensão, o tipo de armazenamento usado é o reservatório de armazenamento.
Este elemento de armazenamento é o componente mais caro de todo o sistema de aproveitamento de água pluvial. Em geral, é recomendado que os reservatórios sejam opacos, para inibir o crescimento de algas, e cobertos e arejados para evitar o desenvolvimento de mosquitos. Também devem ser protegidos da radiação directa do sol. Actualmente, os reservatórios mais comuns utilizados em Portugal são construídos em PEAD ou em betão armado (Figura 2.9). O tamanho do reservatório de armazenamento depende de vários factores, nomeadamente, do regime de precipitação local, dos usos, da área da superfície de captação, das preferências estéticas e pessoais e do orçamento disponível. Deve estar o mais perto possível do ponto de fornecimento da água e do ponto de consumo, de forma a reduzir os gastos com as tubagens e sua colocação.
Figura 2.9 - Reservatórios de PEAD e de Betão Armado
Existem duas categorias de reservatórios: os superficiais e os enterrados ou semi-enterrados.
Nos superficiais evitam-se custos associados com a escavação e acondicionamento do reservatório, o acesso ao reservatório para operações de manutenção e a detecção de fugas é mais fácil. No caso dos enterrados ou semi-enterrados, garante-se a ausência de luz e uma muito menor amplitude térmica ao longo do ano, para além de ser um local fresco, o que ajuda a evitar o desenvolvimento de bactérias e algas, esteticamente é favorável pois não se dá conta a sua existência e o facto de existir terra localizada à volta do tanque possibilita uma melhor sustentação deste, permitindo que a espessura das paredes seja mais fina e, deste modo, que os custos sejam inferiores e devem ter sempre os cantos arredondados para facilitar a sua limpeza.
Dimensionamento do Reservatório
Na ETA 0701 para o cálculo do volume do reservatório, são descritos tais como o Método Simplificado Alemão ou Método Espanhol, que são seguidamente descritos:
• Método Simplificado Alemão
Este método é baseado no volume anual aproveitável (Va) e nos consumos anuais estimados (Ce).
O volume útil do reservatório corresponde ao menor dos valores anteriores, multiplicado pelo factor 0,06.
V୳(L) = Min {Vୟou Cୣ} × 0,06
(2.2)
O Va é calculado pela expressão (3.9).
Vୟ(L) = C × P × A × η (2.3)
Sendo:
C = Coeficiente de escoamento da cobertura P = Precipitação média acumulada anual (mm) A = Área de captação (m2)
ηf = Eficiência hidráulica da filtragem
A aplicação do factor de multiplicação de 0,06 prende-se com a admissão de um período de reserva da água no reservatório de 3 semanas.
3semanas × 7 dias
365 ≈ 0,06
Ou seja, define-se que o volume anual aproveitável é todo captado e distribuído uniformemente ao longo do ano por três semanas.
• Método Espanhol
O método espanhol é baseado no método alemão, e considera um período de reserva de 30 dias e um valor médio. V୳= (Vୟ+ Cୣ) 2 × 30 365 (2.4)
Como se poderá verificar pela figura 2.10, as precipitações em Portugal são bastante variáveis ao longo do ano, em comparação com a Alemanha, país de onde são originários estes métodos.
Figura 2.10 - Distribuição da precipitação em duas cidades portuguesas e duas alemãs Nolde [2009]
Ao levarem em conta a precipitação acumulada anual estes métodos são bastante grosseiros, pois contabilizam todos os eventos em que chove muito quando na realidade uma boa parte dessa água nunca é aproveitada, diga-se consumida. O que pode acontecer é o volume do reservatório ficar maior do que seria preciso, que se reflecte directamente nos custos do SAAP.
Neste trabalho, no caso de estudo que será apresentado no capítulo 8, o método usado é também referido pela ETA 0701, desenvolvido por Neves [2003] e citado por Bertolo [2006]. Este método consiste na utilização das precipitações diárias registadas na zona de estudo durante um determinado período de tempo, geralmente de 10 anos.
Essa é a grande vantagem, pois ao analisar as precipitações ocorridas diariamente, permite fazer um tratamento real dos dados, sem analisar as variações sazonais de precipitação e a chuva que não é recolhida.
Poder-se-á alegar que os valores são de precipitações que já se deram e nada garante que se venham a repetir da mesma forma. No entanto, ao se considerar um período de tempo dos últimos 10 anos ou superior, estão-se já a incluir anos muito secos, secos, médios, húmidos e muito húmidos.
De acordo com a ETA 0701 define-se, também, que o reservatório deverá ser descarregado uma vez por mês para garantir que a água não se encontra mais do que um mês no reservatório, com a possível perda de qualidade.
Custo do Reservatório
Para obter os custos do reservatório, autores como Bertolo e Neves, utilizaram vários materiais, estimando o seu custo final em função do volume do reservatório.
Bertolo [2006], através da consulta de várias empresas, apresentou vários custos em função do volume do reservatório, em que este variava de 1 m3 a 16 m3.
Para os reservatórios em polietileno de alta densidade (PEAD), poliéster reforçado com fibra de vidro (PRFV), aço inox e betão armado, obtiveram-se os seguintes resultados apresentados na figura 2.11.
Figura 2.11 – Custo de reservatórios em função da capacidade
Pela análise da figura, observa-se que para volumes pequenos, os reservatórios em PEAD eram os mais competitivos, sendo que a partir de um determinado volume os de betão armado construídos in situ passaram a ser os mais acessíveis.
Pelo facto de os reservatórios mais competitivos serem os de PEAD e os de Betão armado, sendo estes como já foi referido, os mais utilizados actualmente em Portugal, através dos valores representados no gráfico obtiveram-se as seguintes expressões para cada um dos materiais:
Custoሺ€ሻ = 314 × Vሺmଷሻ Para o PEAD (2.5)
Os custos com operações de manutenção devem ser estimados tendo em conta a mão-de-obra necessária e o tempo dispendido, no caso da mesma não ser feita pelo utilizador. Para uma análise mais fácil destes custos criaram-se duas situações possíveis para o caso do reservatório só abastecer uma habitação, ou ser um reservatório que abastecia várias. Assim considerou-se que na primeira situação a manutenção é feita pelo próprio utilizador, até porque o tamanho do reservatório assim o permitirá fazer de forma simples, e na segunda situação o condomínio é que se encarrega de fazer a manutenção, encarregando uma pessoa ou empresa externa para o fazer, pagando o serviço.
Resultados das regessões obtidas para os quatro materiais
100 1000 10000 1 10 100 Capacidade (m3) P re ç o ( E u ro s) RESERVATÓRIOS_PEAD RESERVATÓRIOS_PRFV "RESERVATÓRIOS_Aço Inox" "RESERVATÓRIOS_Betão Armado" Custoሺ€ሻ = 507 × V ଶ