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1 Instituto Superior Técnico 2012 1 1 UNIDADE CURRICULAR DE DOUTORAMENTO GESTÃO INTEGRADA DE SISTEMAS DE SANEAMENTO (GISS) José Saldanha Matos (Responsável) ([email protected]) Filipa Ferreira ([email protected]) ANO LECTIVO 2011/20102 Instituto Superior Técnico 2012 2 2 ÍNDICE ÍNDICE (1ª AULA) 1. APRESENTAÇÃO 2. PERSPECTIVA HISTÓRICA E CONDIÇÃO DO SANEAMENTO EM PORTUGAL E CPLP 2.1 Perspectiva histórica geral 2.2 Situação em Portugal nos Séculos XX/XXI 2.3 Globalização e saneamento no CPLP 2.4 Desafios e Perspectivas 2.5 Metabolismo Urbano e Roadmapping

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1

Instituto Superior Técnico

2012

1 1

UNIDADE CURRICULAR DE

DOUTORAMENTO

GESTÃO INTEGRADA DE SISTEMAS DE SANEAMENTO

(GISS)

José Saldanha Matos (Responsável) ([email protected])

Filipa Ferreira ([email protected])

ANO LECTIVO 2011/20102

Instituto Superior Técnico

2012

2 2

ÍNDICE

ÍNDICE (1ª AULA)

1. APRESENTAÇÃO

2. PERSPECTIVA HISTÓRICA E CONDIÇÃO DO SANEAMENTO

EM PORTUGAL E CPLP

2.1 Perspectiva histórica geral

2.2 Situação em Portugal nos Séculos XX/XXI

2.3 Globalização e saneamento no CPLP

2.4 Desafios e Perspectivas

2.5 Metabolismo Urbano e Roadmapping

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Instituto Superior Técnico

2012

3 3

OBJECTIVOS

• AQUISIÇÃO E CONSOLIDAÇÃO DE CONHECIMENTOS SOBRE

SANEAMENTO DE AGUAS RESIDUAIS.

• CONHECIMENTOS SOBRE NOVAS TENDÊNCIAS,

ABORDAGENS E INSTRUMENTOS DE GESTÃO TÉCNICA DOS

SISTEMAS DE SANEAMENTO (DRENAGEM E ETAR).

• COMPETÊNCIAS EM MODELAÇÃO DINÂMICA DE INFRA-ESTRUTURAS (COLECTORES E ETAR) (SWMM e GPS-X).

OBJECTIVOS

Instituto Superior Técnico

2012

4 4

PROGRAMA

• Enquadramento, perspectiva histórica, desafios, metabolismo

urbano e roadmapping,caracterização e desempenho de

sistemas de águas residuais.

• Soluções de controlo na origem de águas pluviais, soluções

de reserva e órgãos especiais .

• Simulação dinâmica do comportamento de sistemas de

drenagem.

• Operação e processos unitários de tratamento de águas

residuais.

• Simulação dinâmica do comportamento de ETAR. Introdução a

modelação 3D.

SÍNTESE DO PROGRAMA

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Instituto Superior Técnico

2012

5 5

AVALIAÇÃO

• Trabalho de modelação de um sistema de drenagem de

águas residuais, a realizar por grupos de 3 alunos.

• Exercício de modelação de uma ETAR, a realizar, se possível,

pelos mesmos grupos de alunos .

• Realização de um exame final, escrito e individual, a ter lugar

no fim das aulas .

Trabalho e exercicio (50% + 15%) e Exame (35%)

DESAFIOS DA UC E DOS CANDIDATOS.

SÍNTESE DE AVALIAÇÃO

Instituto Superior Técnico

2012

6 6

ACESSO A DOCUMENTAÇÃO

PASSOS

•IST > Ensino > DEAmb

•IST > Ensino > DEAmb > Páginas de Disciplinas

e seleccionar: GISS

EM ALTERNATIVA, USAR O LINK:

•https://fenix.ist.utl.pt/disciplinas/giss/2011-2012/2-semestre

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Instituto Superior Técnico

2012

7

PERSPECTIVA HISTÓRICA

evitar inundações

SISTEMAS PLUVIAIS

incómodos significativos

- CLOACA MÁXIMA (Roma) TÚNEIS DE PARIS

- CLOACORIUM (imposto)

- CURATORES CLOACORIUM (Inspectores)

Antes do Séc. XIX (PLUVIAIS)

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

História

Instituto Superior Técnico

2012

8

DESTINO DAS ÁGUAS

RESIDUAIS SOLO : “ÁGUA VAI”

ou

BA RE EM M. R.

ED.

BA– bacia; RE– Rede; EM– Emissário e MR– Meio Receptor; ED – Edifício

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

História

Séc. XIX (Europa)

BACIAS REDE EMISSÁRIO MEIO RECEPTOR

Antes do Séc. XIX (PLUVIAIS)

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Instituto Superior Técnico

2012

9

B RE EM T MR

ED

B RE EM T MR

D ED

Séc. XX – SISTEMA UNITÁRIO COM TRATAMENTO

D- Descarregador; T- Tratamento

Séc. XX - SISTEMA SEPARATIVO DOMÉSTICO

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

História

Instituto Superior Técnico

2012

10

ED EM R T EX

IND

MR

T

Séc. XX – SISTEMA DOMÉSTICO (ED) e INDUSTRIAL (IND)

E SISTEMAS NO SÉC. XXI ?

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

História

SÉC. XX (Cont.)

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Instituto Superior Técnico

2012

11 11

SÍNTESE

ANTES DO SÉC XIX – SISTEMAS PLUVIAIS

SÉC XIX E INICIO SEC XX – SISTEMAS UNITÁRIOS

SÉC XX (2ª METADE) – SISTEMAS SEPARATIVOS E UNITÁRIOS

REVOLUÇÃO TECNOLÓGICA (Século XIX):

• O FERRO FUNDIDO (ÁGUA EM CASA)

• O BETÃO (COLECTORES CIRCULARES SEM JUNTAS

TRANSVERSAIS)

• RAMAIS DE BARRO E GRÉS (ESGOTO FORA DE CASA)

Instituto Superior Técnico

2012

12 12

INÍCIO DO SEC. XX – TRATAMENTO (“LAND TREATMENT” OU “CHAMPS

D’EPANDAGE”; DECANTAÇÃO E DESINFECÇÃO

COM CLORO; FILTRAÇÃO E DECANTAÇÃO

ASSISTIDA COM REAGENTES – CAL)

- Leitos Percoladores (1893)

- Lamas Activadas (1911)

- Tecnologia de membranas, Biofiltração, Desinfecção UV (4º quartel

do Séc. XX)

SÉC XX NA EUROPA – TENDÊNCIA PARA A EXECUÇÃO DE GRANDES SISTEMAS, COMPACTOS – CENTRALIZAÇÃO.

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

História

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Instituto Superior Técnico

2012

13 13

• Situação em Portugal no Sec. XX/XXI

Sistemas separativos (1900-1970)

• Porto (1º quartel do séc. XX), núcleos em Cascais, Estoril - (2º e 3º

quartéis) Barreiro, Viseu, Tomar, Cova da Piedade, Costa da Caparica,

Setúbal, Espinho, Beja, Évora, Elvas, …

Últimos 30 anos do Séc. XX

• Grandes investimentos na zona litoral: Lisboa, Costa do Estoril (Cascais,

Oeiras, Sintra e Amadora), Loures, Almada, Setúbal, Ria de Aveiro,

Grande Porto, Algarve… com efeitos de escala significativo.

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

História

Instituto Superior Técnico

2012

14 14

Séc. XXI (2000-2007)

• Grandes investimentos alargados ao País, sobretudo nos sistemas

em “ALTA”. Consolidação de competências do IRAR/ERSAR.

Séc. XXI (2007- )

• Reforço de verbas, sobretudo para os sistemas em “baixa”. Reforço

de competências da ERSAR. Problemas de sustentabilidade e de

Economia de Escala de pequenos sistemas, do interior (AdZC, AdNA).

• Discussão sobre privatizações e concessões, reconfiguração dos

sistemas, parcerias para as baixas (Águas do Vouga).

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

História

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Instituto Superior Técnico

2012

15 15

QUADRO 1 – NÍVEIS DE ATENDIMENTO EM SANEAMENTO EM PORTUGAL.

Níveis de

Atendimento/Ano

1993

2002

(INSAAR)

2008

2013

(objectivo)

Abastecimento de Água 82% 87% 93% 95%

Drenagem de Águas

Residuais

64% 68% 80%

90%

(70%)

Tratamento de Águas

Residuais

32% 58% 70%

90%

(70%)

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

História

Instituto Superior Técnico

2012

16

NÍVEIS DE ATENDIMENTO (2008)

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

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Instituto Superior Técnico

2012

17 17

OBJECTIVOS OPERACIONAIS (PEAASAR 2007-2013)

a) Servir cerca de 95% da população total do País com abastecimento de

água;

b) Servir cerca de 90% da população total do País. Em que cada sistema

integrado o nível de atendimento deve ser ≥70%;

c) Cumprir os objectivos de protecção do ambiente e saúde pública;

d) Garantir recuperação integral de custos;

e) Dinamização do tecido empresarial;

f) Reabilitação da “baixa” e articulação da “alta” e “baixa”. (formação de

sistemas multimunicipais para “baixa”- concessões);

g) Água reutilizada (V.R. > 10%);

h) Afluências indevidas (V.R. < 20%).

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Instituto Superior Técnico

2012

18

CONSTRANGIMENTOS – TARIFÁRIOS (2008)

COMPARAÇÃO ENTRE A TARIFA APLICADA NOS SISTEMAS EM BAIXA E A TARIFA DOS SISTEMAS

MULTIMUNICIPAIS (Euros/m3)

Saneamento de Águas Residuais

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

AG

UA

S D

O M

INH

O E

LIM

A

ÁG

UA

S D

E T

S-O

S-M

ON

TE

S A

D

ÁG

UA

S D

O A

VE

ÁG

UA

S D

O Z

ÊZ

ER

E E

A

ÁG

UA

S D

O M

ON

DE

GO

ÁG

UA

S D

O C

EN

TR

O

SIM

LIS

ÁG

UA

S D

O O

ES

TE

SIM

TE

JO

SIM

AR

SU

L

ÁG

UA

S D

O N

OR

TE

ALE

NT

EJA

NO

ÁG

UA

S D

O C

EN

TR

O A

LE

NT

EJO

ÁG

UA

S D

O A

LG

AR

VE

ÁG

UA

S D

O C

ÁV

AD

O

ÁG

UA

S D

O D

OU

RO

E P

AIV

A

SIM

RIA

EP

AL

SA

NE

ST

Sistemas em baixa Sistemas multimunicipais

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

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Instituto Superior Técnico

2012

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O PRESENTE E O FUTURO – INVESTIMENTOS PREVISTOS PEAASAR II (2007 – 2013)

TOTAL ALTA BAIXA OUTROS

4 004 M€ 1 604 2 200 200

ALTA

BAIXA

Para conclusão da infra-estruturação dos sistemas plurimunicipais,

Para melhoria da qualidade do serviço e do cumprimento de novas

disposições da legislação ambiental.

Interligações entre alta e baixa.

Redes em “baixa”.

Renovação e reabilitação, essenciais ao processo de redução de

perdas (redes de água) e de controlo de afluências indevidas (redes

de águas residuais.

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Instituto Superior Técnico

2012

20

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Exemplos

O GRANDE

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Instituto Superior Técnico

2012

21

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Exemplos

O GRANDE

Instituto Superior Técnico

2012

22

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Exemplos

O GRANDE

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Instituto Superior Técnico

2012

23

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Exemplos

O PEQUENO

Instituto Superior Técnico

2012

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SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Exemplos

GLOBALIZAÇÃO E CONDIÇÃO DO SANEAMENTO NOS CPLP

•População Total

(milhares de habitantes)

•População

Urbana (%)

•2010 •2025 •2010 •2025

•Angola •18.993 •27.441 •59 •69

•Brasil •195.423 •213.802 •87 •90

•Cabo Verde •513 •616 •61 •70

•Guiné-Bissau •1.647 •2.296 •30 •35

•Moçambique •23.406 •31.190 •39 •50

•Portugal •10.732 •10.706 •61 •69

•São Tomé e

Príncipe •165 •216 •62 •72

•Timor-Leste •1.171 •1.869 •28 •36

População total e percentagem de população urbana, relativa ao ano

2010, e projecções para o ano de 2025

(adaptado de UN, 2012).

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Instituto Superior Técnico

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SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Exemplos

Infra-estruturas de abastecimento de água em Angola

Moçambique

Instituto Superior Técnico

2012

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1 FORTE EVOLUÇÃO E DESENVOLVIMENTO DO SECTOR EM

PORTUGAL.

. Evolução da preocupação “Higienista”(saúde pública), para a

preocupação “Ambiental” (1ª fase - protecção do meio receptor e 2ª

fase – protecção sustentável).

•Aumento do nível de atendimento

•Aumento de qualidade do serviço (papel da Entidade Reguladora)

2 FORTES PREOCUPAÇÕES COM A SUSTENTABILIDADE

(E3 Ecologia/Economia/Ética)

(Tarifário equilibrado: Protector do Ambiente; Socialmente aceitável;

Garante de continuidade e qualidade do serviço)

3 RECONHECIMENTO DA IMPORTÂNCIA DA GESTÃO (INTEGRADA,

ESTRATÉGICA, DO RISCO, AVANÇADA, …)

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Exemplos

FACTOS E DESAFIOS

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Instituto Superior Técnico

2012

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E3 R3

Economia

Ecologia Ética Robustez/Redundância Redução/Risco

Resilência

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Outros factores relevantes

FACTOS E DESAFIOS (Cont.)

Instituto Superior Técnico

2012

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1. EFEITOS DE MUDANÇAS/ALTERAÇÕES (CLIMÁTICAS, ENTRE OUTRAS).

2. EVOLUÇÃO DA REGULAÇÃO (ambiental, qualidade de serviço, económica).

3. INTERACÇÕES ÁGUA/ENERGIA/GEE – Eco-eficiência, Reutilização e

Produção de energia (micro-turbinas, biogás). Pégada ecológica e soluções

verdes (soluções de controlo na origem; soluções de reserva; …).

4. NECESSIDADE DE INCORPORAR A PARTICIPAÇÃO PÚBLICA NAS

DECISÕES, TRANSPARÊNCIA DE PROCEDIMENTOS/ÉTICA E

RESPONSABILIDADE SOCIAL. RESPONSABILIDADE AMBIENTAL.

Key-words: “Green Cities”, “Sustainable Cities”, “New Water”,

“Sustainable Urban Design Systems”, “RoadMapping”,

“Urban Metabolism”, “Cities of the Future”

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Outros factores relevantes

FACTOS E DESAFIOS (Cont.)

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Instituto Superior Técnico

2012

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SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Ciclo Urbano da Água - Constituição dos Sistemas

GESTÃO INTEGRADA

(PBRH)

Instituto Superior Técnico

2012

30

ANALOGIA COM CORPO HUMANO

METABOLISMO URBANO

(Corrente higienista, Séc. XIX, John Philips e Edwin Chadwick)

Materiais

Energia

Água

Químicos

Transformações

(processos artificiais)

Resíduos Sólidos

Resíduos Líquidos

Resíduos Gasosos

SISTEMA LINEAR INSUSTENTÁVEL

(PASSADO E PRESENTE) (SISTEMA ABERTO)

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Aspectos Gerais

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Instituto Superior Técnico

2012

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Materiais

Energia

Água

Químicos

Transformações

CICLO NA CIDADE DO FUTURO

(SISTEMA NÃO LINEAR, SUSTENTÁVEL)

(SISTEMA FECHADO)

Reutilização

Produção de energia

Reciclagem de materiais

Processos naturais

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Aspectos Gerais

Instituto Superior Técnico

2012

32

Roteiro (“Road Map”) nos Serviços de Águas

Roteiro: Mecanismo processual abrangente de visualização de pontos críticos e de

soluções tecnológicas e de gestão para satisfazer as necessidades e

atingir as metas, no futuro.

ETAPAS:

• ÂMBITO, VISÃO E OBJECTIVOS.

• TENDÊNCIAS E CENÁRIOS (“Forecasting”). Projectar o Futuro.

(Benchmarking, métodos de analogia).

3. ENCADEAMENTO DE ACÇÕES EM RETROSPECTIVA. (“Backcasting”).

4. MEDIDAS E ACÇÕES (Inclui investimentos).

5. MONITORIZAÇÃO.

PRODUTO FINAL – GUIA DE ACÇÃO PARA CONSTRUIR O FUTURO

MAIS IMPORTANTE – O CAMINHO!

Estrada, auto-estradas e bermas , as rotundas e os atalhos. A bússola.

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Instituto Superior Técnico

2012

33

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Exemplos

APELO À TRANSVERSALIDADE

VISÃO E OBJECTIVOS

TENDÊNCIAS E CENÁRIOS

MEDIDAS, ACÇÕES E INVESTIMENTOS

IDENTIFICAÇÃO DE PONTOS CRÍTICOS E CALENDARIZAÇÃO

Instituto Superior Técnico

2012

34 34

SÍNTESE DE DESAFIOS (EM PEQUENOS SISTEMAS: EP < 2000)

1. Investimentos e Encargos compatíveis (Euros per capita)

2. Simplicidade e flexibilidade de operação.

3. Sustentabilidade integrada: minimização de custos e recursos –

economia de materiais, reagentes e energia.

4. Aceitação social e preservação do ambiente e da paisagem.

Gestão integrada de sistemas descentralizados

(gisd)

Sistemas simplificados (Brasil)

ou sistemas de esgotos decantados (África, Austrália, USA)

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Instituto Superior Técnico

2012

35 35

EM AGLOMERADOS DE MÉDIA E GRANDE DIMENSÃO

DESAFIOS DIFICULDADES GERAIS

1- CONTROLO DE INUNDAÇÕES (“MUDANÇAS

CLIMÁTICAS)

2- CONTROLO DE POLUIÇÃO DE LARGA ESCALA

“EVENTOS ACIDENTAIS”, EM TEMPO

SECO (EE; ETAR)

3- CONTROLO DE POLUIÇÃO EM TEMPO HÚMIDO

(“EXCEDENTES” DE SISTEMAS

UNITÁRIOS)

4- CONTROLO DE DIFICULDADES À OPERAÇÃO E

MANUTENÇÃO (ASSOREAMENTO,

EROSÃO, CORROSÃO DE MATERIAL,

ASSENTAMENTOS, INFILTRAÇÃO, OUTRAS

AFLUÊNCIAS INDEVIDAS, EXFILTRAÇÃO,

ODORES)

5- GESTÃO INTEGRADA (COLECTOR-ETAR-MEIO

RECEPTOR) COM VISTA À

SUSTENTABILIDADE

6- EXIGÊNCIA DE ECONOMIA E DIMENSÃO ÉTICA

DE PROCEDIMENTOS (TRANSPARÊNCIA E

PARTICIPAÇÃO PÚBLICA)

1- COEXISTÊNCIA DE VÁRIOS TIPOS DE INFRA-

ESTRUTURAS (DIFERENTES IDADES,

DIFERENTES SECÇÕES, DIFERENTES

MATERIAIS) NA MESMA ZONA

2- COEXISTÊNCIA DE VÁRIOS TIPOS DE REDE

(RAMIFICADA, MALHADA, “PSEUDO-

SEPARATIVA”, SEPARATIVA E UNITÁRIA)

NA MESMA ZONA

3- EFEITOS DE MARÉ OU DE NÍVEL DOS RIOS

4- FALTA DE INFORMAÇÃO ESTRUTURADA

(CADASTRO, RESGISTO DE EVENTOS, …)

SOLUÇÃO: EFICIÊNCIA

CHAVE: CONHECIMENTO

Instituto Superior Técnico

2012

36 36

TENDÊNCIAS OU PERSPECTIVAS PARA O AMANHÃ

(SISTEMAS DO SÉCULO XXI)

PARA MÉDIOS E GRANDES SISTEMAS

(TELEMETRIA) (sensores de altura de escoamento e

de caudal). MEDIÇÃO (de facturação, de

controlo, de investigação, …).

Espectrofotometria.

2-MODELAÇÃO COM SIMULAÇÃO

(SWWM/MOUSE/HIDROWORKS/EFOR/GPS-

X/BIOWIN)

3- GESTÃO AVANÇADA DE SISTEMAS (SIG,

MONITORIZAÇÃO, TELEMETRIA,RADAR,

MODELAÇÃO, ACTUADORES AUTOMÁTICOS)

4-REABILITAÇÃO(REPARAÇÃO, RENOVAÇÃO

SUBSTITUIÇÃO) E MANUTENÇÃO/OPERAÇÃO

PROGRAMADA.

PALAVRAS-CHAVE

A – “CONTROLO NA ORIGEM” (ÁGUAS PLUVIAIS)

B – SEPARAÇÃO TENDENCIAL

C – “CONTROLO EM TEMPO REAL”

D – “SUSTENTABILIDADE” OU “ECO-

SUSTENTABILIDADE”. PREOCUPAÇÕES

ACRESCIDAS COM ENERGIA, RECUPERAÇÃO

DE NUTRIENTES E RECURSOS

E – AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO E CUSTOS

CONTROLADOS

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19

Instituto Superior Técnico

2012

37 37

ÍNDICE

ÍNDICE (2ª AULA)

1. RELEVÂNCIA DA MODELAÇÃO E GESTÃO INTEGRADA DE

INFRA-ESTRUTURAS.

2. CONTROLO DOS SISTEMAS.

3. PRINCÍPIOS GERAIS DE CONCEPÇÃO E DISFUNÇÕES

. Etapas de Estudo

Instituto Superior Técnico

2012

38 38

RELEVÂNCIA DA MODELAÇÃO E GESTÃO INTEGRADA

GESTÃO INTEGRADA – INTERACÇÕES

“infiltração/exfiltração” “interacção c/aquífero”

AQUÍFERO

MEIO RECEPTOR

COLECTORES ETAR ÁGUA DE SUPERFÍCIE

“entrada de água” “overflows”

transporte e reserva transporte e reserva transporte e reserva

tratamento tratamento tratamento

(alteração da qualidade) (alteração da qualidade) (alteração da qualidade)

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20

Instituto Superior Técnico

2012

39 39

Quadro 1- Aplicabilidade de métodos de cálculo e simulação de

caudais (adaptado de EN 752-4, 2001) (EN, 2008)

Domínio Aplicação

Métodos

Métodos

simples/empíricos

Modelo de

onda

cinemática

Modelos

dinâmicos

Dimensionamento de pequenos sistemas

Dimensionamento de grandes sistemas

Verificação do desempenho em termos de

inundações

Verificação do comportamento hidráulico e

ambiental de sistemas existentes

Concepção e dimensionamento de emissários e

descarregadores de tempestade

Impactes sobre o meio receptor (qualidade)

Impactes sobre o meio receptor (quantidade)

Controlo em tempo real

S

_

_

_

_

_

_

_

S

S

_

S*

S*

S

S

S

NR

NR

S*

S*

S*

S*

NR

NR

S- Aspectos hidrológicos tratam-se de forma simplificada; S* - Aspectos hidrológicos tratam-se de

forma simplificada ou detalhada; NR- Em regra, não recomendável.

Instituto Superior Técnico

2012

40 40

• PARA O CUMPRIMENTO DE DIRECTIVAS, JUSTIFICA-SE O ESTUDO COM O

RECURSO A MODELOS COMPLEXOS (ONDA CINEMÁTICA OU ONDA

DINÂMICA):

1. Para a análise do desempenho de sistemas existentes

2. Para a avaliação de impactos no meio receptor

3. Para fundamentar estratégias de beneficiação e reabilitação

(MOUSE, SWWM, INFOWORKS, …)

• RECURSO A MODELAÇÃO INTEGRADA

Justifica-se se,

• a poluição do meio receptor tiver diversas origens;

• as componentes do sistema interagirem entre si.

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1- Redes interiores dos edifícios

a1) Águas pluviais

a2) Águas residuais domésticas, industriais e comerciais

2- Ramais de ligação à rede geral de drenagem

3- Rede geral de drenagem: colectores, câmaras de visita, sarjetas de

passeio e/ou sumidouros (em redes unitárias ou separativas de águas

pluviais).

CONSTITUIÇÃO DOS SISTEMAS

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4- Estações elevatórias e condutas de impulsão. Câmaras de parafusos de

Arquimedes (pumping installations).

5- Emissários e interceptores (trunk and interceptor sewers).

6- Estações de tratamento (wastewater treatment plants).

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Solções sustentaveis de

saneamento

ETAR FATACA - ODEMIRA ETAR S. Gonçalo (Guarda)

ETAR- Soluções naturais

ETAR-Soluções compactas ou

ultra-compactas

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7- Exutores de lançamento e destino final (emissários

submarinos).

(long sea outfalls)

8- Descarregadores de tempestade (weir).

9- Sifões invertidos (inverted syphon).

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10- Outras (pontes, tamisação). Obras especiais-Transições de secção

,pontes-viaduto,...

11- Túneis

(tunnels).

12- Lagoas de amortecimento e retenção (retention ponds) - Reservatórios.

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

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1 - Na concepção de sistemas de drenagem pública de águas

residuais em novas áreas de urbanização deve, em princípio, ser

adoptado o sistema separativo.

2 - Em sistemas novos, é obrigatória a concepção conjunta do

sistema de drenagem de águas residuais domésticas e

industriais e do sistema de drenagem de águas pluviais,

independentemente de eventuais faseamentos diferidos de

execução das obras.

3 - Na remodelação de sistemas unitários ou mistos existentes

deve ser

considerada a transição para o sistema separativo.

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

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Colectores e câmaras de visita em arruamentos, no núcleo urbano (cidade do cimento)

Emissários e interceptores, em regra, ao longo de linhas de vale (zonas mais baixas)

Traçado naturalmente condicionado pelo destino final das águas residuais

PRINCÍPIOS:

a) Garantir certa distância (da descarga) aos núcleos urbanos

a1) traçado emissários ao longo de vales (rios)

a2) traçado ao longo de zonas planas, com sistemas elevatórios

(proximidade do oceano ou mares, ou albufeiras)

b) Afastamento da rejeição de zonas balneares ou para consumo.

c) Rejeição dos efluentes em locais com boas condições de diluição e

dispersão (oceano aberto) ou,

d) Descarga próximo de locais onde o recurso possa ser aproveitado

(agricultura , limpezas,..)

Traçado em Planta (layout)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

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Representação esquemática do Sistema de Saneamento da Costa do Estoril, com o

interceptor, emissários afluentes (Jamor, Barcarena, etc.) e estações elevatórias das

zonas baixas (▲).

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

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SISTEMA DE SANEAMENTO DA COSTA DO ESTORIL

(MAIOR EM PORTUGAL)

• Pop. 920 000 hab

• Interceptor principal: ø 1,5 m a ø 2,5 m, em 25 km

• Várias estação elevatórias e emissários afluentes ao

interceptor geral

• ETAR – Fase líquida enterrada, perto da Guia (Cascais), em

beneficiação; Fase sólida (lamas), a 4 km da ETAR-fase liquida.

• Exutor Submarino para lançamento no mar (2700 m, 40 m de

profundidade) com dois difusores de 400 m.

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

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Área de atendimento do Sistema de Saneamento da Costa do Estoril

(Concelhos de Oeiras, Cascais e parte de Sintra e Amadora).

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

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ETAPAS DE ESTUDO: SÍNTESE

1. TRAÇADO DA REDE E SISTEMA EM PLANTA

2. CÁLCULO DE CAUDAIS

3. DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO-SANITÁRIO E

TRAÇADO DO SISTEMA EM PERFIL LONGITUDINAL

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

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PROBLEMAS E DISFUNÇÕES EM SISTEMAS

• ASSOREAMENTO (ENTUPIMENTOS E OBSTRUÇÕES);

• INCRUSTAÇÕES;

• ACUMULAÇÃO DE GORDURA E FILME BIOLÓGICO NAS PAREDES;

• INTRUSÃO DE RAÍZES;

• INFILTRAÇÕES;

• AFLUÊNCIAS INDEVIDAS DE ÁGUAS PLUVIAIS;

• EXFILTRAÇÕES;

• OCORRÊNCIA DE SEPTICIDADE;

• COLAPSO TOTAL OU PARCIAL;

• ENTRADA DE ÁGUA DO MEIO RECEPTOR.

GESTÃO DE SISTEMAS DE DRENAGEM URBANA

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• INUNDAÇÕES DE “ESPAÇOS INTERIORES” (CAVES);

• INUNDAÇÕES DE ESPAÇOS EXTERIORES;

• LIBERTAÇÃO DE ODORES;

• CRIAÇÃO DE ATMOSFERAS TÓXICAS E/OU EXPLOSIVAS;

• CORROSÃO;

• EROSÃO/DETERIORAÇÃO;

• INTERRUPÇÃO DE TRÁFEGO;

• MANUSEAMENTO DE SEDIMENTOS CONTAMINADOS E TRANSPORTE A

DESTINO FINAL;

• IMPACTO NO FUNCIONAMENTO DAS ETAR (EX: ENTRADA DE ÁGUA DO

MAR OU ÁGUAS DA CHUVA, DURANTE PRECIPITAÇÕES).

EVENTUAIS IMPACTOS DAS DISFUNÇÕES

GESTÃO DE SISTEMAS DE DRENAGEM URBANA

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GESTÃO DE SISTEMAS DE DRENAGEM URBANA

Fotos de

Copenhaga

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GESTÃO DE SISTEMAS DE DRENAGEM URBANA

Fotos de

Copenhaga

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57 Representação esquemática de tanque interceptor

SISTEMAS DE COLECTORES GRAVÍTICOS DE PEQUENO DIÂMETRO

Sistema de colectores gravíticos de pequeno diâmetro - tipo

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Exemplo de perfil hidráulico de trecho de sistema de

colectores gravíticos de pequeno diâmetro.

SISTEMAS DE COLECTORES GRAVÍTICOS DE PEQUENO DIÂMETRO