Contributo para a caracterização do uso e aumento da eficiência

CASO DE ESTUDO – Complexo Escolar dos Arcos em Óbidos

Seminário Uso Eficiente da Água no Sector Residencial 6 de Outubro de 2011 – Convento S.Miguel das Gaeiras, Óbidos

Susana Camacho

Índice da apresentação

Enquadramento

Objectivos do trabalho realizado

Uso Eficiente da Água em ICS (Ensino, Investigação, Saúde, Hoteleiras,

Desportivas, Serviços e Escritórios, Centros Comerciais)

Abordagem metodológica

Casos de estudo (Exemplo: Complexo Escolar dos Arcos)

Discussão dos resultados

Conclusões e desenvolvimentos futuros

Enquadramento

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Sanitária em Junho de 2010 - Orientadora: Prof.ª Doutora Maria do Céu Almeida – LNEC / Co-orientador: Prof.º Doutor Francisco Ferreira – FCT/UNL

Promoção do uso eficiente da água

A perspectiva das alterações climáticas e as pressões sobre este recurso

Programa Nacional para o Uso Eficiente da Água (RCM 113/2005, de 30 de Junho)

Tem existido alguma actuação no sector urbano mas existe uma lacuna importante em grandes instalações (ICS)

Objectivos

Contribuir: Para a caracterização do consumo da água em ICS Para uma melhoria da utilização da água Reforçar a consciencialização e uma lógica de “gestão da

procura de água” em desfavor da tradicional “gestão da oferta”

Propondo-se:

Uma metodologia de auditoria para proceder à avaliação de instalações deste tipo e para a identificação oportunidades de intervenção não só para melhorar o uso da água mas que resultem também na redução das águas residuais e do consumo energético

Uso eficiente da água em ICS ESTADO DA ARTE

Analisam-se as características das ICS

Apresentação de programas/sistemas de certificação ambiental

Apresentação de valores de caudais unitários de água para diferentes tipologias

A problemática global da água e a evolução da política da sua gestão, a nível europeu e nacional

Apresentação de boas práticas de uso da água associado a usos-tipo

Apresentação de síntese com recomendações sobre tecnologia eficiente e adaptação de equipamentos e dispositivos tradicionais

Sugestão de origens de água alternativas e sistemas de reaproveitamento

Apresentação de sistemas de rotulagem de equipamentos e dispositivos de uso da água

Indicação de métodos para o cálculo de indicadores de consumo

Abordagem metodológica

Utilização de toda a informação disponível e estimulo à alteração dos procedimentos.

Procedimento de auditoria:

- Caracterização do sistema em termos de estruturas físicas

- Medição dos consumos e caracterização dos procedimentos relacionados com o uso da água

Nível de análise I

• Agregado

Nível de análise II

• Intermédio

Nível de análise III

• Detalhado

Estabelecimento de procedimentos de auditoria às instalações com objectivos específicos:

Contribuição para o plano de acção:

Lista de medidas e acções de UEA para ICS

Estabelecer prioridades de aplicação

Ficha de levantamento de informação - anexo I

Procedimentos para quantificação do volume médio em cada ponto de utilização – anexo I, parte V

(comparação com as normas australianas)

Fichas de apoio ao procedimento

Ficha respeitante à avaliação do potencial de eficiência no uso da água - anexo III

• Das séries de caudais médios instantâneos são posteriormente produzidos os padrões diários de consumo

• A produção de padrões diários de consumo necessita de séries de registos com a duração mínima de 10 a 15 dias do tipo daquele que se pretende tipificar

• (…)

2. Determinação de padrões de consumo

• A análise de caudais diários e instantâneos e o conhecimento da operacionalidade da instalação em estudo, permitem caracterizar de forma suficientemente individualizada os principais efeitos sazonais durante o ano, como por exemplo as diferenças Verão/Inverno, ou eventuais comportamentos típicos em épocas festivas, férias escolares, período de aulas

• (…)

3.

Cenários

• Com o objectivo de se obter séries normalizadas de caudais médios diários, bem como de caudais médios em base temporal mais curta, a partir dos registos contínuos de caudal

• É comum utilizar-se um intervalo de 5, 10 ou 15 minutos ou até o intervalo horário

• (…)

1. Tratamento de séries temporais

de caudais

TRADEBXL4.0

Casos de estudo

Designação Instalação Nível de análise Métodos específicos

A Edifício Departamental

(FCT/UNL) Intermédio Auditoria

B Edifício NES e Edifício DHA

(LNEC) Intermédio Auditoria

C Complexo escolar dos Arcos

(Óbidos) Detalhado Auditoria/TradebXL4.0

D Hospital Agregado Auditoria

E ICS de Oeiras

Detalhado

(aplicação

TradebXL4.0)

TradebXL4.0

Caracterização do nível de análise e métodos específicos para os casos de estudo

Caso de estudo C – Complexo Escolar dos Arcos (Óbidos)

O desenvolvimento deste caso de estudo incorpora as seguintes tarefas:

Tarefa 1 – Definição de objectivos e do plano de trabalhos;

Tarefa 2 – Recolha e compilação de informação documental;

Tarefa 3 – Recolha e verificação de informação in situ;

Tarefa 4 – Análise e padronização dos consumos (aplicação TradebXL4.0);

Tarefa 5 – Análise da informação recolhida e diagnóstico.

Características do Complexo Escolar dos Arcos (dados 2008):

Área total ocupada – 9 136 m2

445 alunos, 45 professores e 30 funcionários não docentes

Maior taxa de ocupação do edifício entre as 9h-18h

16 salas de aula, refeitório, pavilhão desportivo, centro de recursos, sala de informática, sala de música e 2 laboratórios

a) Espaço exterior b) Zona de entrada c) Refeitório d) Sala de aula e) Pavilhão desportivo

Figura 1 – Fotografias do espaço exterior e interior do complexo escolar dos Arcos em Óbidos

a) Torneiras no refeitório b) Torneira na cozinha c) Torneira nas instalações

sanitárias

d) Torneira na sala de aula

Figura 2 – Fotografias de alguns dos dispositivos de uso da água onde foram realizadas medições do volume médio de água

por unidade de tempo

a) Torneira na sala de

aula

b) Arejadores da torneira de

sala de aula

c) Chuveiro nos balneários d) Pormenor do chuveiro nos

balneários

Figura 3 – Fotografias mostrando as características de alguns dos dispositivos de uso da água

Dispositivo de água Local Abertura fixa

Torneiras c/ temporizador

(lavatório) Refeitório 5 - 9 l/min

Torneiras de alta pressão Cozinha 11 – 14 l/min

Torneiras acopladas às de alta

pressão Cozinha 5 – 10 l/min

Torneiras de pé Cozinha e serviço refeitório 3 – 8 l/min

Torneiras c/ temporizador Balneários(professores) 6 l/min

Torneiras c/ temporizador Enfermaria 10 l/min

Torneiras c/ temporizador Balneários(alunos) 6 l/min

Torneiras c/ temporizador WC(alunos 1º ciclo/1º piso) 6 l/min

Torneiras c/ temporizador WC(alunos 2º ciclo/ 1º piso) 7 l/min

Torneiras c/ temporizador WC(2º piso) 6 l/min

Torneiras c/ sensor WC deficientes 11 l/min

Dispositivo de água Local Abertura

máxima

Abertura

regular

Abertura

mínima

Torneiras misturadoras

(lavatório)

Bar 11 – 13 l/min 5 – 7 l/min 2 – 3 l/min

Torneiras misturadoras Sala de aula 18 l/min 9 l/min 4 l/min

Chuveiro Balneários (professores) 16 l/min 10 l/min 5 l/min

Chuveiro Balneários (alunos) 16 l/min 10 l/min 5 l/min

Quantificação dos caudais médios determinados para os dispositivos

Comparação dos volumes médios determinados nos dispositivos com a classificação de dispositivos pelo sistema australiano em termos de uso eficiente da água (AS/NZS 6400:2005 e AS/NZS 3662:2005).

Dispositivo Unidades A AA AAA AAAA AAAAA Volumes médios

determinados

Torneiras de

lavatório, bidé 1 l/min 6 - 7,5 4,5 - 6 3 - 4,5 2 - 3 < 2 +

5 – 9 A

3 - 8 B

9 - 12 C

Torneiras de

cozinha 1 l/min 12 - 15 9 - 12 7,5 - 9 6 – 7,5 < 6

11 – 14 D

5 – 10 E

18 F

11 -13 G

Chuveiros l/min 12 - 15 9 - 12 7,5 - 9 6 – 7,5 < 6 5 – 16

Autoclismos l 5,5 – 6,5 4 – 5,5 3,5 - 4 2,5 – 3,5 < 2,5

Urinóis l/descarga < 2,5 * < 2 ** < 2 ***# < 2 ***# < 1,5 ***#

Indicadores de consumo calculados (2008/2009)

Quantidade de água consumida

Consumo médio mensal 325 m3/mês

Consumo médio diário 11 m3/dia

Consumo médio diário por utilizador 0,02 m3/(utilizador.dia)

Medidas e acções comportamentais Objectivo/Implementação Sectores aplicáveis

Levantamento da frequência de utilização dos vários dispositivos e

equipamentos de uso da água

Facilitar o procedimento de monitorização

os consumos de água

Geral

Manter os procedimentos de leitura do contador existente no edifício e

alargar este procedimento aos contadores parciais em determinadas áreas

laboratoriais e de restauração (assim que estes sejam colocados).

Geral

Levantamento dos procedimentos de limpeza gerais e dos procedimentos

na cozinha e refeitório Geral

Campanha de sensibilização para adequação dos comportamentos de uso

da água por parte dos utilizadores, nomeadamente para a correcta utilização

dos dispositivos e equipamentos de uso da água existentes nas instalações

sanitárias, área de restauração, laboratórios e no sistema de rega

Redução do consumo de água em

autoclismos, torneiras, chuveiros, urinóis,

máquinas de lavar louça, noutros

equipamentos laboratoriais e no sistema

de rega

Geral

Adopção de procedimentos de detecção e reparação de fugas Geral

Adequação do volume, frequência e duração das descargas dos urinóis em

função da utilização através de inspecção regular aos dispositivos Geral

Recolha de água da chuva para rega em jardins ou similares Origens de água alternativas para usos

compatíveis Usos exteriores

Adequação da gestão da rega, do solo e das espécies plantadas em jardins

ou similares

Redução do consumo de água na rega

Usos exteriores

Adequação da gestão da rega, do solo e das espécies plantadas em

campos desportivos e outros espaços verdes de recreio Usos exteriores

Recolha de água da chuva para rega em campos desportivos e outros

espaços verdes de recreio

Origens de água alternativas para usos

compatíveis Usos exteriores

Adequação de procedimentos de lavagem de pavimentos Redução do consumo de água na

lavagem de pavimentos

Geral

Utilização de limpeza a seco de pavimentos Geral

Proposta de medidas e acções a incluir no plano de acção para UEA do Complexo Escolar dos Arcos

Medidas e acções tecnológicas Objectivo/Implementação Aplicável

Colocação de contadores parciais no edifício,

nomeadamente na área de restauração, nos laboratórios e

para o sistema de rega

Monitorização do consumo de

água em diferentes usos

Laboratórios/

Restauração/Usos

exteriores

Dimensionamento do sistema de aproveitamento da água da

chuva e colocação dos respectivos reservatórios

Origens de água alternativas

para usos compatíveis Geral

Substituir progressivamente equipamentos com uso da água,

como máquinas de lavar loiça na área da restauração,

segundo a melhor tecnologia do ponto de vista ambiental

Redução do consumo de água

em diferentes usos Restauração

Proposta de medidas e acções a incluir no plano de acção para UEA do Complexo Escolar dos Arcos

Aplicação da metodologia aos casos de estudo permitiu:

Verificar a adequação da metodologia a diferentes casos (tipos de ICS e níveis de informação disponível)

Identificar ineficiências nas instalações principalmente ao nível dos dispositivos de uso da água

Identificar consumos anómalos através da análise de padrões adimensionais diários de consumo

Discussão dos resultados

Caso de estudo E Caso de estudo A, B, C e D

Instalações de ensino

(ID8; ID9; ID38)

23 m3/dia;

47 m3/dia;

43 m3/dia

Instalação de ensino

Caso de estudo A

(Ed. Departamental FCT/UNL)

45 m3/dia

Instalação de investigação

(ID50; ID54; ID59)

64 m3/dia;

78 m3/dia;

111 m3/dia

Instalação de investigação

Caso de estudo B

(campus LNEC)

243 m3/dia

Instalação desportiva

(ID13) 66 m3/dia

Instalação de ensino

Caso de estudo C

(Complexo Escolar de Óbidos)

11 m3/dia

Escritório

(ID39) 67 m3/dia

Instalação de saúde

Caso de estudo D

(Hospital)

225 a 271 m3/dia

Discussão dos resultados

Discussão dos resultados

Instalação Indicador de consumo

Instalação de ensino - Caso de estudo A

(Ed. Departamental FCT/UNL) 0,07 m3/(utilizador.dia)

Instalação de investigação - Caso de estudo B

(campus LNEC) 0,33 m3/(utilizador.dia)

Instalação de ensino - Caso de estudo C

(Complexo Escolar dos Arcos) 0,02 m3/(utilizador.dia)

Instalação de saúde - Caso de estudo D

(Hospital) 0,848 a 1,021 m3/(cama.dia)

Indicadores de consumo por utilizador, permitindo aferir a escala de utilização das ICS

Verifica-se que o consumo de água em ICS é significativo no sector urbano e estas apresentam oportunidades de melhoria e aumento da eficiência

Contribui-se para o aumento do conhecimento, relativo à caracterização do consumo da água em ICS

Confirma-se através da revisão bibliográfica realizada que a lacuna de informação é grande no que refere à caracterização dos usos e consumos em ICS assim como relativamente à padronização dos seus consumos

Verifica-se que a abordagem metodológica proposta permite o diagnóstico ao uso da água em ICS, com três níveis de detalhe e para diferentes tipos de dados disponíveis

Conclusões

Calcularam-se indicadores de consumo genéricos , em termos da quantidade de água consumida nas diferentes instalações, permitindo uma comparação em ICS da mesma tipologia e com os valores encontrados na revisão bibliográfica

Identificaram-se oportunidades de intervenção que podem facilitar a melhoria do uso da água

Identificaram-se também os obstáculos à implementação da metodologia

Elaborou-se uma lista de medidas e acções comportamentais e tecnológicas para cada caso de estudo

Não foi possível realizar a avaliação das medidas e acções sugeridas para cada ICS (segundo os critérios apresentados)

Conclusões (cont.)

Desenvolvimentos futuros

Aplicar a abordagem metodológica a outras ICS

Incluir monitorização em contínuo na instalação e se possível, a colocação de monitorização em sectores parciais

Desenvolver aplicações informáticas para facilitar a recolha e análise da informação necessária para auditor/gestor da instalação

Desenvolver uma aplicação de apoio ao estabelecimento de prioridades e avaliação das medidas e acções conducentes ao UEA

Avaliação destas medidas contemplando uma análise custo-benefício, incluindo custos de implementação, períodos de amortização, custos de operação e manutenção, poupanças de água e energia

Obrigada pela vossa atenção

Susana Camacho susanamcamacho@gmail.com

“A água não é somente uma herança dos nossos predecessores, ela é sobretudo um empréstimo aos nossos sucessores. A sua protecção constitui uma necessidade vital, assim como uma obrigação moral do Homem para as gerações presentes e futuras.”

Declaração Universal dos Direitos da Água

(ONU, 1992)