Na Secção de Hidráulica, Recursos Hídricos e Ambiente da FEUP havia sido elaborado o programa RESAP que, conforme o nome sugere, era utilizado para o estudo de reservatórios de águas pluviais Neves (2006) e em cuja elaboração foram sucessivamente participando Bertolo (2006) e Martins (2009).
O âmbito de utilização desse programa foi agora alargado para incluir o aproveitamento de águas cinzentas, e a utilização destas origens alternativas também para efeitos de rega. O novo programa passou a designar-se por RAPACR (Reservatórios de águas pluviais, águas cinzentas e rega).
Em linhas gerais, o funcionamento do programa é o seguinte. Fixa-se um determinado valor para a capacidade útil do reservatório. Começa-se por supor que o mesmo está vazio no início do período de análise e vão-se somando as afluências (águas das chuvas e/ou águas cinzentas) dia a dia. Paralelamente vão-se retirando os consumos e pode também ser considerada uma descarga total do reservatório com uma determinada periodicidade, para efeitos de limpeza.
O volume no reservatório vai, obviamente variando. Há alturas em que se encontra cheio e até a transbordar (desperdício de água), assim como há alturas em que fica praticamente vazio, sendo então necessário recorrer à água da rede pública (suprimento).
Isto é, se o reservatório for muito pequeno, facilmente transborda e há um significativo desperdício de água. Um reservatório maior permite um maior aproveitamento, mas tem, naturalmente, o inconveniente de ser mais caro. Para optimizar a solução convém fazer simulações com várias capacidades para apurar quais os volumes de água aproveitados e, seguidamente, proceder a uma análise económica de cada alternativa. O programa também fornece, o volume desperdiçado durante o período em estudo e qual o suprimento necessário.
8.3.2. ESCOLHA DA TECNOLOGIA E DADOS DE BASE
Por um lado, a Figura 8.1. mostra quais as opções em termos de tecnologias a utilizar: (i) só águas pluviais (ii) só águas cinzentas, ou (iii) águas pluviais e águas cinzentas (o que será designado por “sistema combinado”.
Mostra ainda os alguns das informações fundamentais a introduzir, para cômputo da produção e do consumo.
Figura 8.1 – Escolha do tipo de Aproveitamento a adoptar
8.3.3. METODOLOGIA DE CÁLCULO
8.3.3.1. Exemplo Considerado
Para ilustrar a metodologia de cálculo vai-se considerar o caso de um sistema combinado, para 2 habitações utilizando equipamentos tradicionais.
O edifício em causa possui as seguintes características:
a) Consumos diários (L/dia)
Os volumes de água potencialmente utilizáveis em cada um dos dispositivos prediais é calculado com base no método que preside à construção do Quadro 8.1. Paralelamente, esse método serve, também, para quantificar a produção de águas cinzentas.
No exemplo acima referido, e usando valores de Rossa (2006) para o caso em que a água dos duches é reutilizada para a limpeza das sanitas, teremos os consumos diários indicados no Quadro 8.2.
Quadro 8.2 – Consumo Diário a Abastecer
b) Volume de água das chuvas
O volume de água das chuvas pode ser calculado através da equação:
V୳ = C × P × A × η ( 8.1)
onde A representa a área de captação, C o coeficiente de escoamento, ηf o rendimento hidráulico no
filtro e P a altura de precipitação.
A metodologia utilizada baseia-se em registos diários de precipitações, que nalguns casos estão disponíveis em postos meteorológicos controlados pelo INAG, cuja informação é disponibilizada pelo Serviço Nacional de Informação de Recursos Hídricos (SNIRH) – Figura 8.3.
Dia Consumo diário (L)
1 396
2 396
3 396
4 396
5 396
Para se ter um período representativo, que englobe anos secos, médios e húmidos, recomenda-se a utilização de 10 anos de registos. Na base de dados de RAPACR existe já informação relativa a algumas zonas do país.
O programa inclui uma funcionalidade para ter em conta a eventual necessidade de descartar as primeiras águas recolhidas (first-flush) em superfícies que possam encontrar-se sujas em épocas sem precipitação durante períodos consideráveis.
Quadro 8.3 – Produção de Águas Cinzentas vs Consumo Diário
Dia Consumo diário (L) Produção de Águas Pluviais Produção de Águas Cinzentas Precipitação diária (mm) Volume diário útil (com First- flush) (L)
Volume diário útil (L)
1 396 0,0 0 431 2 396 0,0 0 431 3 396 0,0 0 431 4 396 5,8 1382 431 5 396 40,5 11376 431
c) Volume de água da chuva consumida
No programa UEFA admite-se que a água produzida só entra no reservatório ao fim do dia, pelo que a água consumida é fornecida pela reserva existente na cisterna.
Quadro 8.4 – Volume Abastecido pelo Sistema
Dia Consumo diário (L) Produção de Águas Pluviais Produção de Águas Cinzentas Consumos Precipitação diária (mm) Volume diário útil (com First- flush) (L) Volume diário útil (L) Volume Gasto (L) Volume no reservatorio (L) 0 0 1 396 0,0 0 431 0 431 2 396 0,0 0 431 396 466 3 396 0,0 0 431 396 502 4 396 5,8 1382 431 396 1000 5 396 40,5 11376 431 396 1000
No segundo dia como o reservatório já continha 431 L de água, já é possível fornecer água para consumo. Como os consumos diários são de 396 L, é possível satisfazer totalmente as necessidades de consumo.
Como se trata de um sistema combinado, nestes primeiros dias a água armazenada e fornecida para consumo é proveniente dos duches, isto é, nos primeiros dias o sistema a funcionar é como se fosse um SAAC. A partir do 4º dia como já se verifica alguma precipitação, a água armazenada já é uma mistura de água das chuvas e águas cinzentas.
d) Volume no reservatório
O volume do reservatório é o volume de água armazenada para o dia seguinte, água esta que será utilizada para abastecer os equipamentos que solicitem água, no caso do UEFA, só os autoclismos serão os consumidores deste tipo de água. O volume disponível está limitado ás dimensões do reservatório, sendo que a água que estiver em excesso é drenada para o colector municipal. (Quadro 8.4)
O volume do reservatório no UEFA é escolhido pelo utilizador. O volume óptimo é obtido por tentativas, dando ao utilizador a hipótese de escolher qual o reservatório que acha mais apropriado. (Quadro 8.5)
Quadro 8.5 – Quadro de Introdução do Volume pretendido para o Reservatório Volume do reservatório (L) 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Escolhido o reservatório, que para o exemplo foi escolhido o de 1000 litros, introduzidos os restantes dados, consegue-se determinar facilmente os seguintes parâmetros que permitem uma análise da eficiência do sistema escolhido:
a) Volume total de água consumida
Volume total de água consumida = Volume de água consumida
Através deste parâmetro é possível saber quanta água potável se poupou com a utilização do sistema combinado.
b) Grau de aproveitamento
Grau de aproveitamento =Volume anual de água não potável consumida Volume anual de água não potável produzida
Este parâmetro indica sobre a água reutilizável que é efectivamente aproveitada com o sistema.
c) Redução de água potável nos consumos
Redução de água potável nos consumos = Volume total de água reutilizável consumida Volume total consumido pelos equipamentos
Este parâmetro permite obter qual a percentagem de água potável que foi substituída por água reutilizada, nos equipamentos abastecidos por água reutilizável, que no programa RESAPC apenas será o autoclismo.