17 Elisabet e

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  • Elisabete de Jesus Peres Bertolo

    APROVEITAMENTO DA GUA DA CHUVA

    EM EDIFICAES

  • II

  • III

    FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO

    Aproveitamento da gua da Chuva em Edificaes

    Elisabete de Jesus Peres Bertolo

    Licenciada em Engenharia Civil

    pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

    Dissertao submetida para satisfao parcial dos

    requisitos de grau de mestre em

    Engenharia do Ambiente

    (Tratamento de gua e guas Residuais)

    Dissertao realizada sob a superviso do

    Professor Doutor Mrio Jorge Valente Neves

    do Departamento de Engenharia Civil

    da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

    Porto, Junho de 2006

  • IV

  • V

    Sou apenas uma pessoa;

    mas ainda assim sou algum.

    No sou capaz de fazer tudo,

    mas mesmo assim

    sou capaz de fazer algo.

    No renunciarei a fazer

    o pouco que puder.

    Helen Keller

  • VI

  • VII

    RESUMO A crescente preocupao, a nvel nacional e internacional, com a conservao dos recursos naturais, motivada pela expanso demogrfica e pelo desenvolvimento tecnolgico, tem dado particular relevo s implementaes de habitaes sustentveis, isto , capazes de autonomia energtica e de recursos relativamente aos sistemas pblicos.

    De entre as diferentes solues, naturalmente pluridisciplinares, para a sustentabilidade, assume destaque o aproveitamento de gua da chuva pelas vantagens econmicas e ambientais que apresenta, e tambm pela simplicidade da sua implementao. Este tipo de aproveitamento tem j alguma implantao a nvel mundial, embora no panorama nacional seja ainda bastante incipiente.

    Este trabalho procura analisar as diferentes alternativas de implementao de um sistema de aproveitamento de guas pluviais (SAAP), bem como os requisitos de tal sistema, numa perspectiva ambiental e tambm na ptica do utilizador, em termos de viabilidade econmica e de aplicaes possveis para a gua aproveitada. feita uma anlise do panorama internacional actual a nvel de aproveitamento de gua da chuva, identificando-se e descrevendo os diferentes constituintes do SAAP, bem como os requisitos de qualidade da gua e as opes de implementao que estes requisitos condicionam.

    desenvolvida e apresentada uma ferramenta de clculo para o dimensionamento de reservatrios, aplicando-se esta ferramenta para inferir o funcionamento do SAAP em diferentes implementaes. Como caso de estudo, projecta-se um SAAP para uma moradia unifamiliar tipica, contemplando a sua instalao em diferentes cenrios e avaliando as relaes custo-benefcio para o utilizador. A partir deste caso de estudo, de consultas de mercado efectuadas, e dos resultados da ferramenta de clculo desenvolvida, feita uma estimativa cuidada de custos para diferentes implementaes de SAAP: uma, duas ou quatro habitaes geminadas.

    Por fim, conclu-se sobre as vantagens econmicas e ambientais dos SAAPs, e suas limitaes, sendo apresentados alguns exemplos concretos de implementao de SAAPs no panorama nacional actual.

    Palavras-chave: gua da chuva, sistema de aproveitamento de gua pluvial, reservatrio, dispositivo de primeira lavagem.

  • VIII

  • IX

    ABSTRACT There has been a growing concern, both on a national level and worldwide, over the preservation of natural resources, which have been progressively strained by demographic growth and technological development. This concern has brought great attention to sustainable housing implementations, which are essentialy buildings capable of autonomous energy and resources provisioning.

    From all the pluridisciplinary solutions for sustainable housing, rainwater harvesting stands out due to its economical and environmental advantages as well as due to the simplicity of its implementation. Rainwater harvesting is well established worldwide, however on a nationwide level it is still practically inexistent.

    In this work we seek to analyze the different alternatives for a rainwater harvesting system implementation. The requisites and constraints of such systems are also established on both the environmental perspective and the end-user goals of economic viability and possible applications for stored rainwater. The existing internacional scenario for rainwater harvesting systems is described and the key components of such systems are identified and explained. Water quality issues and the different approaches these may constrain are also derived.

    A worksheet tool for rainwater storage tank design is developed and presented. This tool is used to simulate the behaviour of the rainwater harvesting system in different scenarios, thus allowing an estimation of its efficiency, limitations and economic advantages. As a case study, a rainwater harvesting system is designed, under different end-user scenarios, for a typical single-family housing. From this case study and the worksheet results a careful estimate of the different rainwater harvesting system implementations cost is obtained for single-, dual-, and quad-family housings.

    Finally, conclusions on the economic and environmental advantages of rainwater harvesting systems are derived, as well as their limitations. Key implementation examples of these systems in Portugal are presented.

    Keywords: rainwater, rainwater harvesting system, storage tank, first flush device

  • X

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    PREMBULO O Sculo XXI comeou com um problema grave de abastecimento de gua em todo o mundo. Entre outros factores o crescimento acelerado da populao e o progresso tecnolgico conduziram alterao dos hbitos dirios, aumentando assim o consumo mdio dirio por habitante.

    Este crescimento concentra-se principalmente nos grandes centros urbanos conduzindo a sucessivos problemas principalmente nos pases em desenvolvimento. O crescimento dos grandes aglomerados urbanos, juntamente com as limitaes de drenagem urbana, aumentam a probabilidade de cheias, disseminao de doenas e outros problemas de cariz econmico e social. Entre as solues que tm sido propostas, surge o aproveitamento da gua pluvial como uma alternativa possvel e vivel. No entanto, a sua utilizao ainda escassa por medo associado a falta de conhecimento tcnico e ao alto custo de implantao do sistema.

    Nos ltimos anos, noutros pases o reservatrio de armazenamento da gua da chuva comeou a ocupar o lugar de importncia devido nas polticas de abastecimento de gua, quer em organizaes da sociedade civil, quer em rgos governamentais.

    Em Portugal, as realizaes no domnio do aproveitamento da gua da chuva em edificaes so muito escassas ou praticamente inexistentes e tm resultado da aplicao de conhecimentos adquiridos no exterior, os quais devem ser vistos com reservas dadas as diferentes caractersticas do nosso regime pluviomtrico. A actividade de investigao e o desenvolvimento experimental nesta rea em Portugal praticamente inexistente.

    Este trabalho tem como objectivo contribuir para elucidar sobre a instalao de SAAPs em Portugal. Procuram-se definir os critrios e consideraes inerentes ao projecto de um SAAP, desenvolver ferramentas de clculo automtico para o seu auxlio e determinar a viabilidade econmica de um SAAP atravs de casos prticos de aplicao.

    Espera-se que a realizao deste trabalho seja um pontap de partida para que o aproveitamento da gua da chuva no nosso pas seja incentivado e desta forma se intensifique a conservao da gua potvel, para que no futuro muito prximo esse recurso no se torne escasso.

  • XII

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    AGRADECIMENTOS Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) como instituio de acolhimento, em particular seco de Hidrulica e Recursos Hdricos do Departamento de Engenharia Civil (DEC).

    Ao meu Orientador, Professor Doutor Mrio Jorge Valente Neves, pela aceitao desta tarefa, assim como o reconhecimento no apoio dispensado, interesse, acompanhamento e pelos meios postos disposio para a realizao deste trabalho.

    Ao Professor e amigo Plnio Tomaz pela sua bondade, amizade, riqueza de comentrios e ajuda incasvel no fornecimento dos seus livros e artigos.

    DHVTecnopor, empresa onde desenvolvo a minha actividade profissional, que me possibilitou a realizao de um projecto real no domnio do aproveitamento da gua da chuva.

    Ao Engenheiro Lus Macedo e ao Sr Guilherme Vilaverde, Presidente da Direco da Norbiceta, pela possibilidade do acompanhamento da construo do Empreendimento de Ponte da Pedra, 2 fase, o primeiro empreendimento nacional de "habitao sustentvel".

    Aos meus pais, pelo amor, compreenso e pela vida.

    Ao meu irmo, pela cumplicidade e carinho.

    minha sobrinha Joana e minha afilhada e sobrinha Beatriz, a quem agradeo a alegria, a ternura e boa disposio que me proporcionaram durante a realizao deste trabalho, e a quem dedico esta dissertao, como exemplo de dedicao e responsabilidade que devem colocar em todos os trabalhos que realizarem.

    minha famlia, pela pacincia e encorajamento.

    Ao Jos ngelo pela colaborao intensa nas vrias fases do trabalho, pelo apoio, pela cumplicidade, pelo companheirismo, pelo amor e sobretudo pela presena constante ao meu lado.

    Aos meus amigos e colegas, pelo enorme estmulo e pela amizade autntica, em particular minha amiga Elisa Costa pela ajuda e carinho. A todas as outras pessoas que, directa ou indirectamente, colaboraram e me ajudaram neste projecto.

  • XIV

  • XV

    NDICE

    RESUMO ........................................................................................................................................................... VII

    ABSTRACT ...........................................................................................................