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Avaliação do Desempenho Ambiental de Sistemas de Drenagem

Urbanos com ênfase na Contaminação Microbiológica:

Desenvolvimento do Modelo Simplificado ASI-Mic.

Francisco Miguel Bento Borralho

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Civil

Júri

Presidente: Doutor António Alexandre Trigo Teixeira

Orientador: Doutora Filipa Maria Santos Ferreira

Vogal: Doutora Maria Adriana Canas Mendes de Almeida Cardoso

Outubro de 2013

iii

Resumo

A avaliação do desempenho ambiental de infraestruturas de drenagem urbana constitui um

domínio do conhecimento que tem ganho uma importância crescente, sendo que muitas das vezes

não existe um consenso sobre a forma como este deve ser medido ou comparado.

A Abordagem Simplificada Integrada Microbiológica (ASI-Mic.) apresenta-se como uma

metodologia sistemática da avaliação do desempenho ambiental de sistemas de drenagem,

produzindo gráficos e tabelas de desempenho, fáceis de interpretar e comparar, constituindo uma

ferramenta de grande utilidade e importância em termos de gestão operacional, para entidades

gestoras de sistemas de drenagem urbanos.

Esta ferramenta permite a avaliação do desempenho ambiental dos sistemas mesmo em

situações em que se verifica uma escassez de dados ou informações relativas ao seu

funcionamento.

O desenvolvimento do presente trabalho tem como objetivo: Desenvolvimento de um modelo

de gestão integrada de sistemas de águas residuais baseado na contaminação microbiológica

(ASI Microbiológica), para sistemas de drenagem constituídos tanto por bacias dispostas em série

como em paralelo; Desenvolvimento de um programa automático de aplicação do Modelo ASI

Microbiológica Aplicação da metodologia ASI-Mic. à frente de drenagem de Algés-Alcântara;

Comparação dos resultados obtidos através da aplicação da Abordagem Simplificada

Integrada (ASI-Mic.) baseada na contaminação microbiológica, com os resultados obtidos através

da modelação ASI baseada no parâmetro Carência Química de Oxigénio (CQO), como forma de

avaliação da coerência dos resultados obtidos.

Palavras - chave: Sistemas de drenagem urbana, avaliação do desempenho ambiental,

indicadores de desempenho, gestão de sistemas, apoio à decisão, reabilitação.

v

Abstract

The evaluation of the environmental performance of urban drainage infrastructures is a domain of

knowledge that has gained increasing importance, and often there is no consensus on how it can

be measured or compared.

The Simplified Integrated Microbial Approach (ASI-Mic.) presents itself as a systematic

methodology of assessing the environmental performance of drainage systems, producing graphs

and tables of performance, that are easy to interpret and compare, constituting a tool of great utility

and importance in terms operational management for entities who manage sanitation systems. This

tool allows the evaluation of the environmental performance of systems even in situations where

there is lack of data or information concerning to its operation.

The development of this paper aims to: Development of an integrated wastewater model, based

on microbiological contamination (Microbiological ASI), Development of an automatic program

for the implementation of ASI-Mic. Model Application of the methodology ASI-Mic. to the

drainage basin of Algés-Alcântara; Comparison of the results obtained by applying the

Simplified Approach (ASI-Mic.) based on microbiological contamination, with the results obtained

by modeling ASI based on the parameter Chemical Oxygen Demand (COD), to assess the

applicability of the developed model.

Key-words: Urban drainage systems, environmental performance evaluation, performance

indicators, management systems, decision support, rehabilitation.

vii

Agradecimentos

A realização do trabalho desenvolvido só foi possível graças ao apoio, disponibilidade, incentivo e

preocupação por parte de todos os que me acompanharam durante todo este processo. Por esta

razão, quero expressar o meu agradecimento a todos eles.

À Professora Doutora Filipa Ferreira, orientadora científica desta Dissertação, pelo apoio técnico e

científico, valiosas sugestões que contribuíram para o enriquecimento do trabalho, disponibilidade,

incentivo e principalmente pela contribuição para a minha formação profissional.

Ao Eng.º. José Pedro Matos, pelo grande contributo técnico, disponibilidade, apoio e incentivo,

que contribuíram de forma significativa para o desenvolvimento da ferramenta ASI-Mic.

Ao Pai, à Mãe, ao Vasco e à Mafalda pelo apoio incondicional e motivação, especialmente nos

momentos em que esta faltou.

A todos os meus amigos e colegas, que me acompanharam durante esta fase tão importante da

minha vida.

À equipa do SMAS Oeiras-Amadora, em especial a Engª. Julieta Marques, Engª. Ana Paula

Saramago e a todos os colegas da Divisão de Controlo de Perdas e Cadastro Informatizado, por

me receberem de braços abertos e pelo apoio que sempre demonstraram.

ix

Índice do texto

1. Introdução .......................................................................................................................................... 1

1.1. Enquadramento e justificação do tema........................................................................................ 1

1.2. Objetivos e metodologia ............................................................................................................. 3

1.3. Estrutura da dissertação .............................................................................................................. 4

2. Indicadores de desempenho de sistemas de drenagem urbanos: estado da arte e regulamentação

existente...................................................................................................................................................... 7

2.1. Aspetos introdutórios.................................................................................................................. 7

2.2. Sistemas de distribuição de água ............................................................................................... 13

2.2.1. Indicadores de desempenho para sistemas de distribuição de água................................... 13

2.2.2. Caracterização geral e avaliação do desempenho ambiental de sistemas de distribuição de

água, no panorama nacional .............................................................................................................. 15

2.3. Sistemas de drenagem de águas residuais urbanos .................................................................... 17

2.3.1. Indicadores de desempenho para sistemas de drenagem de águas residuais urbanos……. . 17

2.3.2. Caracterização geral e avaliação do desempenho ambiental de sistemas de drenagem de

águas residuais urbanos, no panorama nacional ................................................................................ 21

2.4. Estações de tratamento de águas residuais ............................................................................... 23

2.4.1. Indicadores de desempenho para estações de tratamento de águas residuais ................... 23

2.4.2. Caracterização geral e avaliação do desempenho ambiental das ETAR no panorama

nacional………… .................................................................................................................................. 25

2.5. Resíduos sólidos ........................................................................................................................ 28

2.6. Modelo de regulação para o sector e legislação aplicável........................................................... 30

2.7. Modelação de sistemas de drenagem urbanos .......................................................................... 32

3. Desenvolvimento de um modelo simplificado de avaliação do desempenho de sistemas de drenagem,

com ênfase na contaminação microbiológica ............................................................................................. 35

3.1. Descrição do modelo ................................................................................................................. 35

3.2. Expressões de cálculo ................................................................................................................ 37

3.2.1. Expressões de cálculo para bacias em série ....................................................................... 37

3.2.2. Expressões de cálculo para bacias em paralelo .................................................................. 45

4. Programa automático de aplicação do modelo ASI-Mic. ..................................................................... 49

4.1. Necessidade e vantagens da utilização da aplicação do modelo através de um programa

automático ............................................................................................................................................ 49

4.2. Desenvolvimento do programa ................................................................................................. 51

4.3. Manual de utilização ................................................................................................................. 52

4.3.1. Aspetos gerais .................................................................................................................. 52

4.3.2. Caracterização do sistema de drenagem ........................................................................... 53

x

4.3.3. Introdução de dados – Sistema de Drenagem .................................................................... 54

4.3.4. Introdução de dados – Parâmetros variáveis ..................................................................... 55

4.3.5. Introdução de dados – Cargas Poluentes ........................................................................... 56

4.3.6. Introdução de dados – Eventos Pluviométricos ................................................................. 57

4.3.7. Introdução de dados – Classificação do desempenho ambiental ........................................ 59

4.3.8. Folha de resultados ........................................................................................................... 60

5. Aplicação do modelo ASI-Mic. à frente de drenagem Algés-Alcântara ................................................ 65

5.1. Notas introdutórias ................................................................................................................... 65

5.2. Caracterização do sistema de drenagem Algés-Alcântara ........................................................... 65

5.3. Aplicação do modelo ASI-Mic. ................................................................................................... 68

5.4. Apresentação e análise dos resultados ...................................................................................... 71

5.4.1. Aplicação da metodologia ASI-Mic., baseada em Coliformes Fecais ................................... 71

5.4.2. Aplicação da metodologia ASI-Mic., baseada em Esherichia Coli ........................................ 75

5.4.3. Principais conclusões ........................................................................................................ 79

6. Síntese, conclusões e trabalhos futuros ............................................................................................. 81

Referências bibliográficas........................................................................................................................... 87

Anexo 1 ................................................................................................................................................. 91

Anexo 2 ............................................................................................................................................... 101

xi

Índice de figuras do texto

Figura 1 - Entidades gestoras em alta com serviço de abastecimento público de água ................................ 16

Figura 2 - Distribuição da avaliação – Abastecimento de água em alta (adaptado de RASARP 2012) ............ 16

Figura 3 - Distribuição da avaliação – Abastecimento de água em baixa (adaptado de RASARP 2012).......... 17

Figura 4 - Entidades gestoras em alta com serviço de drenagem de águas residuais .................................... 21

Figura 5 - Distribuição da avaliação de sistemas de drenagem de águas residuais em alta (adaptado de

RASARP 2012) ......................................................................................................................... 22

Figura 6 - Distribuição da avaliação de sistemas de drenagem de águas residuais em baixa (adaptado de

RASARP 2012) ......................................................................................................................... 22

Figura 7 - Comparação da qualidade do serviço prestado pelas entidades gestoras em alta e em baixa, para

o indicador de capacidade de tratamento adequada ETAR (adaptado de RASARP 2012) .......... 22


o indicador de descarga de águas residuais recolhidas e não tratadas para o meio recetor

(adaptado de RASARP 2012) .................................................................................................... 23


o indicador do controlo de descargas de águas residuais não tratadas para o meio recetor


Figura 10 - Caracterização do meio recetor das descargas das ETAR inspecionadas, nos termos do Decreto-

Lei nº 152/97, de 19 de Junho (adaptado de MAOTDR, 2004) .................................................. 26

Figura 11 - Níveis de tratamento assegurados nas ETAR inspecionadas (adaptado de MAOTDR, 2004)........ 26

Figura 12 - Destino final do efluente tratado nas ETAR inspecionadas (adaptado de MAOTDR, 2004) .......... 27

Figura 13 - Percentagem relativa dos parâmetros não conformes das descargas das ETAR inspecionadas,

com as normas de qualidade, em controlo analítico efetuado pela IGA (adaptado de MAOTDR,

2004) ...................................................................................................................................... 27


o indicador de avaliação do cumprimento dos parâmetros legais de descarga de águas residuais


Figura 15 - Destino final das lamas geradas nas ETAR inspecionadas (adaptado de MAOTDR, 2004) ............ 28

Figura 16 - Conformidade da gestão das lamas geradas nas ETAR inspecionadas com o regime legal aplicável

(adaptado de MAOTDR, 2004) ................................................................................................. 29

Figura 17 - Representação esquemática de um sistema constituído por "n" bacias de drenagem dispostas

em série .................................................................................................................................. 37


em paralelo............................................................................................................................. 45

Figura 19 – Fluxograma de funcionamento do ASI-Mic. .............................................................................. 52

Figura 20 - Nome de utilizador e Password ................................................................................................. 53


em série .................................................................................................................................. 53

xii

Figura 22 - Parâmetros definidores do sistema de drenagem ...................................................................... 54

Figura 23 - Parâmetros variáveis necessários à aplicação da metodologia ASI-Mic. ..................................... 55

Figura 24 – Caraterização das cargas poluentes .......................................................................................... 56

Figura 25 – Caraterização dos eventos pluviométricos ................................................................................ 58

Figura 26 - Classificação do índice de desempenho, em função da sensibilidade do meio recetor ............... 59

Figura 27 - Introdução da origem poluente a considerar ............................................................................. 59

Figura 28 - Representação dos indicadores e índices de desempenho obtidos por aplicação da metodologia

ASI baseada em Coliformes Fecais ou E. Coli ............................................................................ 61

Figura 29 - Classificação do desempenho ambiental do cenário em estudo, com base no índice de

desempenho. .......................................................................................................................... 62

Figura 30 - Representação gráfica da percentagem de poluição por origem poluente, face ao volume total 62

Figura 31 - Valores das concentrações médias anuais em Coliformes Fecais ou E. Coli, por origem poluente.

............................................................................................................................................... 63

Figura 32 - Botões de comando .................................................................................................................. 63

Figura 33 - Frente de drenagem Algés-Alcântara: modelo altimétrico do terreno e densidades populacionais

médias (adaptado de Ferreira, 2006). ...................................................................................... 65

Figura 34 - Modelo tipológico simplificado da frente de drenagem Algés-Alcântara (adaptado de Ferreira,

2006). ..................................................................................................................................... 68


ASI baseada em Coliformes Fecais. .......................................................................................... 72


desempenho. .......................................................................................................................... 72

Figura 37 - Representação gráfica da percentagem de poluição por origem poluente, face ao volume total 73

Figura 38 - Valores das concentrações médias anuais em Coliformes Fecais por origem poluente. .............. 73

Figura 39 - Análise custo benefício, para determinação da ordem de prioridades das medidas de

reabilitação. ............................................................................................................................ 74


ASI-Mic. .................................................................................................................................. 76


desempenho. .......................................................................................................................... 76

Figura 42 - Representação gráfica da percentagem de poluição por origem poluente, face ao volume total.

............................................................................................................................................... 77

Figura 43 - Valores das concentrações médias anuais em Esherichia Coli por origem poluente. .................. 78

Figura 44 - Análise custo benefício, para determinação da ordem de prioridades das medidas de reabilitação

............................................................................................................................................... 78

xiii

Índice de quadros do texto

Quadro 1 - Indicadores de desempenho de recursos hídricos (adaptado de Alegre et al., 2006). ................. 13

Quadro 2 - Indicadores de desempenho infraestruturais (adaptado de Alegre et al., 2006). ........................ 14

Quadro 3 - Indicadores de desempenho operacionais (adaptado de Alegre et al., 2006). ............................ 14

Quadro 4 - Indicadores de desempenho qualidade de serviço (adaptado de Alegre et al., 2006). ................ 15

Quadro 5 - Evolução do cumprimento do valor paramétrico nos pontos de entrega das 15 entidades

gestoras em alta ..................................................................................................................... 17

Quadro 6 - Evolução do cumprimento dos valores paramétricos, por parâmetro, na torneira do consumidor

............................................................................................................................................... 17

Quadro 7 - Indicadores de desempenho ambientais (adaptado de Matos et al., 2003). ............................... 18

Quadro 8 - Indicadores de desempenho operacionais (adaptado de Matos et al., 2003). ............................ 19

Quadro 9 - Indicadores de desempenho infraestruturais (adaptado de Matos et al., 2003). ........................ 20

Quadro 10 - Indicadores de desempenho de qualidade de serviço (adaptado de Matos et al., 2003). ......... 20

Quadro 11 - Proposta de classificação do índice de desempenho, em função da sensibilidade do meio

recetor, para a metodologia baseada no parâmetro Coliformes Fecais. ................................... 36


recetor, para a metodologia baseada no parâmetro Esherichia Coli. ........................................ 36

Quadro 13 - Valores das concentrações adotados para a aplicação da metodologia à frente de drenagem de

Algés-Alcântara. ...................................................................................................................... 57

Quadro 14 - Precipitações consideradas na aplicação da metodologia ASI, determinadas para um T=10 anos

............................................................................................................................................... 58


recetor, para a metodologia baseada no parâmetro Coliformes Fecais. ................................... 59


recetor, para a metodologia baseada no parâmetro Esherichia Coli. ........................................ 60

Quadro 17 - Síntese dos resultados obtidos pela aplicação da metodologia ASI baseado em Coliformes

Fecais ou E. Coli ...................................................................................................................... 61

Quadro 18 - Volumes médios anuais descarregados no meio recetor, por origem poluente ........................ 62

Quadro 19 – Caracterização das bacias para aplicação da ASI-Mic. (adaptado de Ferreira, 2006) ................ 67


(adaptado de Ferreira, 2006). .................................................................................................. 69

Quadro 21 - Descrição dos cenários de reabilitação considerados na aplicação da ASI (adaptado de Ferreira,

2006). ..................................................................................................................................... 69

Quadro 22 - Custos estimados das operações de reabilitação a implementar no sistema (adaptado de

Ferreira, 2006). ....................................................................................................................... 70

Quadro 23 - Valores das concentrações em CF e E. Coli em águas pluviais urbanas e águas residuais brutas70

xiv

Quadro 24 - Valores das concentrações em CF e E.Coli para efluentes provenientes da ETAR (Legislação em

vigor) ...................................................................................................................................... 70

Quadro 25 - Valores das concentrações adotados para a aplicação da metodologia à frente de drenagem de

Algés-Alcântara. ...................................................................................................................... 71

Quadro 26 - Síntese dos resultados obtidos pela aplicação da metodologia ASI baseado em Coliformes

Fecais...................................................................................................................................... 71


Quadro 28 - Análise custo benefício, para determinação da ordem de prioridades das medidas de

reabilitação ............................................................................................................................. 74

Quadro 29 - Síntese dos resultados obtidos pela aplicação da metodologia ASI baseado em Esherichia Coli 75


Quadro 31 - Análise custo benefício, para determinação da ordem de prioridades das medidas de

reabilitação ............................................................................................................................. 78

xv

Índice de figuras dos anexos

FiguraA 1 - Indicadores de desempenho ambientais para sistemas de drenagem de águas residuais urbanas

(adaptado de Matos et al., 2003) ............................................................................................... 92

FiguraA 2 - Indicadores de desempenho de recursos humanos para sistemas de drenagem de águas

residuais urbanas (adaptado de Matos et al., 2003) ................................................................... 93

FiguraA 3 - Indicadores de desempenho infra-estruturais para sistemas de drenagem de águas residuais

urbanas (adaptado de Matos et al., 2003) .................................................................................. 94

FiguraA 4 - Indicadores de desempenho operacionais, para sistemas de drenagem de águas residuais

urbanas (adaptado de Matos et al., 2003) .................................................................................. 96

FiguraA 5 - Indicadores de desempenho de qualidade de serviço para sistemas de drenagem de águas


FiguraA 6 - Indicadores de desempenho económico-financeiros para sistemas de drenagem de águas


FiguraA 7 - Procedimento que permite fazer a verificação do nome de "Utilizador" e "Password". ............ 102

FiguraA 8 - Procedimento de saída da aplicação. ...................................................................................... 102

FiguraA 9 – Procedimento que carrega o formulário “Introdução”. ........................................................... 102

FiguraA 10 – Procedimento que procede à limpeza do campo “Password”, após a sua verificação ............ 102

FiguraA 11 – Procedimento que procede à limpeza de todos os campos, associado ao botão “Limpar” ..... 103

FiguraA 12 – Procedimento que copia os resultados obtidos pela ASI-Mic e os agrupa numa folha de

resultados................................................................................................................................ 103

FiguraA 13 – Procedimento associado ao botão “Valores Propostos” para a classificação do desempenho

ambiental, para os dois tipos de poluentes. ............................................................................. 103

FiguraA 14 – Procedimento associado ao botão “Valores Propostos” para a definição das cargas poluentes,

para os dois tipos de poluentes. ............................................................................................... 104

FiguraA 15 – Procedimentos associados à introdução de dados, na aplicação ........................................... 104

FiguraA 16 – Procedimento que carrega a folha de resultados .................................................................. 104

FiguraA 17 – Procedimento associado à escolha do tipo de poluente a estudar ........................................ 104

FiguraA 18 – Procedimento que carrega o PDF de ajuda, no formulário Sistema de drenagem. ................. 105

FiguraA 19 – Procedimento que permite a passagem para o próximo formulário (associado ao botão

“Avançar”). .............................................................................................................................. 105

FiguraA 20 – Procedimento associado ao botão “Valores Propostos” para a caracterização dos eventos

pluviométricos (Intensidade e duração da precipitação). .......................................................... 105

FiguraA 21 – Procedimento associado ao botão “Sair”. ............................................................................ 105

FiguraA 22 - Procedimentos associados à introdução de dados, na aplicação. ........................................... 106

FiguraA 23 – Procedimento que permite a definição do número de bacias a estudar (entre 1 e 5) e carrega a

figura no formulário Introdução. .............................................................................................. 106

xvi

FiguraA 24 – Procedimento que, consoante o número de bacias escolhidas pelo utilizador (entre 1 e 5),

apresenta o formulário correspondente, apenas com o número de campos de preenchimento por

ele escolhidos. ......................................................................................................................... 107

FiguraA 25 – Procedimento que carrega o PDF de ajuda, no formulário “Introdução)................................ 107

xvii

Lista de símbolos

Símbolo Significado

Ordem de grandeza máxima do intervalo definido para a concentração em C.F ou E.

Coli das águas residuais brutas ( )

Área da bacia de drenagem “i”

Ordem de grandeza da concentração em C.F ou E. Coli das águas efluentes da

ETAR ( )

Bacia de drenagem “i”

Ordem de grandeza mínima do intervalo definido para a concentração em C.F ou

E.Coli das águas pluviais ( )

Coeficiente do escoamento do método racional

Concentração em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli do escoamento pluvial

(NMP/100ml)

Capacidade do coletor principal “i”

Valor do caudal admissível na ETAR ( )

Capacidade da infraestrutura de controlo de caudal associada à bacia

Capacidade da bacia de drenagem

Concentração em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli no afluente doméstico

(NMP/100ml)

Valor da concentração média em C.F ou E. Coli nas águas excedentes do sistema.

Custos estimados de cada uma das medidas de reabilitação em estudo

Valor da concentração média em C.F ou E. Coli nas águas que afluem à ETAR

(mistura de águas residuais e pluviais).

Concentração em C.F ou E. Coli da massa líquida na bacia “i” (águas residuais

misturadas com águas pluviais) (NMP/100ml)

Valor da concentração média em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli na água do

sistema real (NMP/100ml)

Valor da concentração média em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli na água para

um sistema separativo hipotético (NMP/100ml);

Coletor principal “i”

Valor da concentração média em C.F ou E. Coli nas águas descarregadas no meio

recetor pelo facto da capacidade do intercetor não ser suficiente para transportar

todo o caudal afluente (mistura de águas residuais e pluviais).

Valor da concentração média em C.F ou E. Coli nos efluentes da ETAR pode ser

obtido através da consulta da legislação em vigor. .

Duração média anual da precipitação i

xviii


Probabilidade de ocorrência, num ano, da precipitação com intensidade i

Duração média anual do período de tempo seco

Número de horas existentes num ano

Intensidade de precipitação

Indicador de deficiência de desempenho do sistema de drenagem real

Indicador de deficiência de desempenho obtido para uma precipitação i, com

determinada intensidade ( )

Índice de deficiência de desempenho do sistema de drenagem real

Indicador de deficiência de desempenho obtido para a situação de tempo de chuva

( )

Indicador de deficiência de desempenho obtido para a situação de tempo seco ( )

Infraestrutura que limita a afluência de caudal à bacia imediatamente a jusante, como

uma instalação elevatória ou um descarregador de cheias

Intercetor imediatamente a jusante da bacia de drenagem “i”

Caudal descarregado em cada bacia de drenagem para o meio recetor

Parcela do caudal afluente à ETAR, descarregada no meio recetor pelo facto desta

não ter capacidade suficiente para proceder ao tratamento de todo o caudal

Valor do caudal transportado no intercetor a jusante da bacia (num sistema

constituído por “n” bacias em série ou paralelo) ( )

Caudal que passa para jusante da bacia em direção à bacia

Caudal médio de águas residuais domésticas

Parcela do caudal médio de água residual que aflui ao coletor e à ETAR determinado

para a bacia “i”, num sistema constituído por “n” bacias em série. ( )

Parcela do caudal médio doméstico que aflui ao coletor e à ETAR

Parcela do caudal médio doméstico que não é recolhida e mesmo em tempo seco

descarrega para o meio recetor

Parcela do caudal médio pluvial que aflui ao coletor e à ETAR determinado para a

bacia “i”, num sistema constituído por “n” bacias em série. ( )

Parcela do caudal pluvial total que aflui ao coletor que transporta as águas residuais

domésticas

Subparcela do caudal médio doméstico que é recolhida e não é descarregada

diretamente no meio recetor (parcela tratada na ETAR)

Subparcela do caudal médio doméstico que drena para o sistema de drenagem mas

acaba por ser descarregada como excedente

xix


Caudal pluvial total (escoamento direto , determinado com base na equação do

método racional

Valor do caudal sujeito a tratamento na ETAR

Taxa de atendimento do sistema (percentagem da população servida na bacia de

drenagem “i”) ( )


domésticas.

Volume médio diário de águas residuais que entra no sistema .

Totalidade do escoamento que é descarregada no meio recetor.

Parcela do escoamento que é descarregada no meio recetor pelo facto da ETAR não

ter capacidade para tratar todo o escoamento afluente.

Parcela do escoamento que é descarregada no meio recetor pelo facto da

capacidade do intercetor não ser suficiente para transportar todo o caudal afluente.

Volume de determinado tipo de poluente, calculado pela ASI para uma precipitação

de intensidade i


domésticas.

Volume de determinado poluente, calculado pela ASI em tempo seco

Coeficiente de entrada de águas pluviais na rede (assume o valor de 1 em sistemas

unitários, entre 0 e 1 em sistemas pseudo-separativos e de 0 no caso de sistemas

separativos) ( )

xxi

Lista de siglas

Sigla Significado

ASI Abordagem Simplificada Integrada

ASI-Mic. Abordagem Simplificada Integrada Microbiológica

BGRI Base Geográfica de Referenciação de Informação

BSc Expressão inglesa “Balanced Scorecard”

Carência Bioquímica em Oxigénio, medida aos 5 dias

CF Coliformes Fecais

COST Cooperação Europeia no domínio da Investigação Científica e

Técnica

CQO Carência Química em Oxigénio

D Duração da precipitação

DSM Decision Suport Method

E. Coli Esherichia Coli

ERSAR Entidade Reguladora dos Serviços de Águas e Resíduos

ETA Estação de Tratamento de águas

ETAR Estação de Tratamento de águas Residuais

h.e. Habitantes-equivalentes

ID Sistemas de Indicadores de Desempenho

I&DT Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento

Tecnológico nas Empresas

IGAOT Inspecção-geral do Ambiente do Ordenamento do Território

IWA International Water Association

LNEC Laboratório Nacional de Engenharia Civil

MAOTDR Ministério do Ambiente, do Ordenamento do Território e do

Desenvolvimento Regional

PAS Expressão inglesa “Performance assessment system”

RASARP Relatório anual dos serviços de águas e Resíduos em

Portugal

SI Expressão inglesa “Sustainability indicator”

SST Sólidos suspensos totais

UASB Expressão inglesa “Up flow Anaerobic Sludge Bed”

Unid. Unidade S.I.

VBA Visual Basic for Applications

VLE Valores limites de emissão

VMA Valor máximo admissível

VMR Valor máximo recomendado

WWTP Expressão inglesa “Waste Water Treatment Plant”

http://past21.lnec.pt/texto/pas.html

1. Introdução

1.1. Enquadramento e justificação do tema

As iniciativas a realizar no domínio da drenagem urbana visam um desenvolvimento sustentável,

procurando racionalizar e otimizar os recursos disponíveis, através da implementação de soluções

integradas e economicamente mais eficazes, de forma a permitir um desempenho aceitável dos

sistemas, ao longo do ciclo de vida, bem como dos serviços (Coelho, 1997).

O setor de águas e resíduos em Portugal, materializado através dos serviços de abastecimento

público de água às populações, de saneamento das águas residuais urbanas e de gestão dos

resíduos urbanos, tem naturalmente uma importância fundamental na sociedade portuguesa. Não

é possível falar de um verdadeiro desenvolvimento do País sem ter em conta a necessidade de

dispor destes serviços, de forma generalizada, em todo o território com uma aceitável qualidade

do serviço e a um preço eficiente (Baptista et al., 2013).

A regulação dos serviços de abastecimento público de água às populações, de saneamento de

águas residuais e de gestão de resíduos urbanos tem como principal preocupação a proteção dos

interesses dos utilizadores, através da promoção da qualidade do serviço prestado pelas

entidades gestoras e da garantia do equilíbrio dos tarifários praticados, materializada nos

princípios de essencialidade, indispensabilidade, universalidade, equidade, fiabilidade e de custo-

eficácia. Deve igualmente ser garantida a salvaguarda do restante tecido empresarial do sector,

não regulado, de apoio às entidades gestoras (Alegre et al., 2011).

Neste contexto, para além do desenvolvimento de uma nova conceção dos sistemas e das

práticas de construção associadas que satisfaçam as exigências de sustentabilidade, constituem

prioridades a melhoria e a beneficiação das práticas de gestão e de reabilitação dos sistemas

existentes. Para tal, reveste-se de particular importância a avaliação do desempenho, tanto dos

sistemas existentes como dos resultados das medidas de beneficiação.

Tradicionalmente o desempenho dos sistemas é traduzido em termos de impacto ambiental (e.g.

ocorrência de descargas diretas dos sistemas para os meios recetores, de inundações ou fugas),

comportamento hidráulico (e.g. ocorrência de cheias ou inundações, de entrada de carga dos

coletores e obstruções) e condição estrutural (e.g. ocorrência de assentamentos, corrosão ou

colapsos). Por outro lado, o desempenho é frequentemente expresso em função das práticas de

projeto utilizadas em cada país, o que resulta numa variedade de formas de interpretação do que

é considerado bom ou mau desempenho (Cardoso, 2007).

A modelação de sistemas de abastecimento de água permaneceu, até muito recentemente, no

domínio das técnicas empregues quase exclusivamente por académicos e investigadores para a

exploração de problemas teóricos ou aplicações experimentais. A sua utilização efetiva na

indústria da água tem sido reduzida, descontando o seu uso na verificação, muitas vezes apenas

formal, de soluções de projeto (Coelho e Alegre, 1999).

2

As ferramentas disponíveis para análise, diagnóstico e avaliação do desempenho dos sistemas

incluem os métodos baseados em observações por inspeção, os modelos matemáticos e a

monitorização. Os modelos matemáticos constituem um instrumento de grande importância, no

entanto produzem resultados geralmente complexos e de difícil interpretação. Os resultados de

monitorização, quando disponíveis, fornecem um grande volume de dados, os quais podem ser de

complexa interpretação.

Para atingir com eficácia os objectivos de melhoria do desempenho ambiental dos sistemas de

drenagem é necessário desenvolver novas ferramentas para apoiar quer o diagnóstico do

desempenho dos sistemas quer a tomada de decisão de intervenções para reabilitação a

introduzir. Neste contexto, e numa perspetiva empresarial moderna, a utilização de indicadores de

desempenho que traduzam a qualidade do serviço praticado torna-se num instrumento

indispensável no apoio à gestão dos sistemas de drenagem urbanos, uma vez que complementa e

potencia o conhecimento obtido através de modelos de cálculo mais complexos.

Os principais problemas encontrados em sistemas de drenagem urbana resultam principalmente

de fatores como deficiências hidráulicas e estruturais nestes sistemas, deficiências ou ausência de

tratamento dos caudais escoados e descargas diretas para o meio recetor, tanto em sistemas

unitários (durante tempo chuvoso) como em sistemas separativos domésticos ou de descargas

pluviais poluídas. Estas situações acarretam graves consequências para o meio recetor, tais como

a contaminação do solo e das águas subterrâneas e superficiais e a degradação estética e da

qualidade da água (Cardoso, 2007).

A atuação dos serviços responsáveis pelos sistemas de águas residuais é condicionada, por um

lado, pela obrigação do cumprimento das diretivas estabelecidas pela legislação europeia e, por

outro, pela necessidade de proceder a trabalhos de reabilitação dos sistemas existentes (devido a

degradação, expansão ou envelhecimento dos mesmos), num quadro de limitação de recursos

financeiros disponíveis.

Como tal torna-se necessário o estabelecimento de estratégias de planeamento e reabilitação

baseadas numa abordagem integrada, ou seja, desenvolvendo ferramentas eficazes para o apoio

à conceção, exploração, diagnóstico e reabilitação dos sistemas de drenagem urbana. Com efeito

a utilização racional dos recursos financeiros implica o estabelecimento correto de prioridades de

intervenção nos sistemas, aplicando os fundos disponíveis onde, quando e como for mais

adequado, tendo em vista a melhoria do desempenho global dos sistemas.

A utilização dos indicadores de desempenho como ferramenta de apoio aos processos de tomada

de decisão é ainda relativamente recente neste setor e, apesar do potencial demonstrado em

outros domínios do conhecimento, ainda não se utiliza uma metodologia objetiva, sistemática,

eficaz e normalizada no campo dos sistemas de drenagem urbana. Em Portugal, os avanços já

concretizados neste domínio devem-se a instituições como o Laboratório Nacional de Engenharia

Civil (LNEC), o Instituto Superior Técnico (IST) ou a Faculdade de Ciências e Tecnologias da

Universidade Nova de Lisboa (FCT/UNL).

3

Este tipo de abordagens reveste-se de particular importância face à realidade nacional, devido a

fatores como:

Necessidade de dispor de metodologias expeditas para análise do desempenho hidráulico

e ambiental dos sistemas de drenagem urbanos existentes, bem como para avaliação de

soluções alternativas destinadas à respetiva beneficiação/reabilitação.

Crescente desenvolvimento de áreas urbanas constituídas na sua maioria por redes

unitárias nos núcleos centrais, às quais afluem redes separativas periféricas mais

recentes.

Existência de um grande número de sistemas de drenagem de águas residuais cada vez

mais complexos na sua conceção e operação.

Escassez de informação detalhada, nomeadamente de cadastro, que caraterize os

sistemas existentes.

Vasta área urbana costeira com crescente densidade populacional, de grande relevância

em termos turísticos, apresentando uso balnear intenso de forma sazonal.

Diferentes regimes de precipitação relativamente aos países em que se desenvolveram as

metodologias e critérios usuais de resolução dos problemas associados à drenagem em

meio urbano, designadamente do centro da Europa, Canadá, Estados Unidos da América

e Japão.

Face ao exposto afigura-se como inovador e fundamental o desenvolvimento de uma abordagem

de avaliação do desempenho dos sistemas de drenagem urbana, baseada em medidas objetivas e

quantitativas. Este tipo de abordagem permitirá avaliar o desempenho de sistemas, novos ou

existentes, assim como de alternativas de projeto e beneficiação, de acordo com normas e

legislação em vigor, apoiando a tomada de decisão na seleção dessas alternativas e no

estabelecimento das prioridades de reabilitação.

O desenvolvimento deste tipo de abordagem é motivado pelo facto de, em Portugal e na maioria

das situações, a informação disponível referente à caracterização dos sistemas ser de reduzida

qualidade ou insuficiente, frequentemente inviabilizando o recurso em tempo útil de modelos mais

complexos. Por outro lado, a necessidade de dispor de metodologias expeditas para análise do

desempenho ambiental dos sistemas de drenagem urbanos existentes ou para avaliação de

soluções alternativas destinadas à respetiva beneficiação/reabilitação também constitui um

incentivo ao desenvolvimento deste tipo de abordagens integradas.

1.2. Objetivos e metodologia

O presente trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento de um modelo de gestão

integrada de sistemas de águas residuais baseado na contaminação microbiológica, que permita

fazer uma avaliação expedita, objetiva, quantificada e sistematizada do desempenho de sistemas

de drenagem urbana. Este tipo de metodologias apresentam-se como ferramentas de grande

utilidade para entidades gestoras de sistemas de drenagem urbanos uma vez que complementam

e potenciam o conhecimento dos sistemas, obtido com recurso a modelos mais complexos. Esta

4

Dissertação surge no seguimento do trabalho realizado por Ferreira, 2006, no qual a autora

desenvolveu uma metodologia destinada à avaliação global integrada do desempenho de

sistemas de drenagem urbanos, designada como Abordagem Simplificada Integrada (ASI).

A ferramenta ASI assenta no conceito de indicadores de desempenho ou índices de

desempenho do sistema (ver subcapítulo 2.1.), os quais integram a contribuição das

diversas componentes do sistema (redes, ETAR e meio recetor) e a sua aplicação destina-se,

especialmente, a situações de estudos de conceção e reabilitação ou a trabalhos de beneficiação

em sistemas existentes, nos quais se verifica uma escassez de dados e informação relativas ao

sistema em estudo. Permite a rápida análise e avaliação das intervenções propostas mais

adequadas, representando uma ferramenta de grande utilidade e importância em termos de

gestão operacional, especialmente útil para uma entidade gestora de sistemas de drenagem

urbanos.

A metodologia original (Ferreira, 2006) baseia-se no parâmetro Carência Química em Oxigénio

(CQO), sendo a análise de desempenho ambiental dos sistemas determinada com base neste

parâmetro. Pretende-se agora, desenvolver uma metodologia, baseada nos princípios e

fundamentos do modelo ASI, assente na contaminação microbiológica, sendo os parâmetros

escolhidos para o estudo as concentrações nas águas residuais e pluviais em Coliformes Fecais e

Esherichia Coli.

A metodologia seguida para a realização do trabalho foi a seguinte:

Desenvolvimento de um modelo de gestão integrada de sistemas de águas residuais

baseado na contaminação microbiológica (ASI Microbiológica) para sistemas de

drenagem constituídos tanto por bacias dispostas em série como em paralelo.

Desenvolvimento de um programa automático de aplicação do Modelo ASI-Mic.

Aplicação da metodologia ASI-Mic. à frente de drenagem de Algés-Alcântara.


Integrada (ASI-Mic.) baseada na contaminação microbiológica, com os resultados obtidos

através da modelação ASI baseada no parâmetro Carência Química de Oxigénio (CQO).

1.3. Estrutura da dissertação

O presente trabalho encontra-se organizado em seis capítulos. O capítulo 1 tem como objetivo

descrever de forma sumária o trabalho realizado, são apresentados temas como os objetivos e

metodologia seguida para a realização do trabalho, a sua estrutura bem como o enquadramento e

justificação do tema.

No capítulo 2 apresenta-se o estado da arte no que se refere ao domínio da avaliação do

desempenho ambiental de sistemas de drenagem de águas residuais e à legislação aplicável ao

setor. Discutem-se os aspetos ligados ao processo e às metodologias de avaliação de

desempenho, de entre os quais se destacam os sistemas de indicadores de desempenho, como

ferramenta de gestão para entidades gestoras que operam neste sector de atividade. Pretende-se

5

dar a conhecer e caracterizar a situação nacional, no que se refere à avaliação do desempenho

ambiental de sistemas de abastecimento de água, sistemas de saneamento de águas residuais,

estações de tratamento de águas residuais e de resíduos sólidos, através da apresentação dos

resultados publicados pela Entidade Reguladora dos Serviços de Água e Resíduos, no seu

relatório anual (RASARP), para o ano de 2011 (Sistemas de Abastecimento de Águas e Sistemas

de Saneamento de Águas Residuais) e pela Inspeção-geral do Ambiente e do Ordenamento do

Território (MAOTDR, 2004), que caracteriza a situação das ETAR nacionais, no ano de 2000 e

2001. Dada a sua grande relevância e contributo para o avanço do conhecimento neste sector, dá-

se especial atenção a dois programas de Investigação e Desenvolvimento Tecnológico,

nomeadamente o “PASt21” (Iniciativa Nacional de Avaliação de Desempenho de ETA e ETAR

Urbanas) e a COST (Cooperação Europeia no domínio da Investigação Científica e Técnica) e aos

resultados que deles advêm.

Neste capítulo refere-se ainda a importância da avaliação do desempenho ambiental de sistemas

de drenagem de águas residuais, com base na modelação hidráulica. De facto, a disponibilização

de instrumentos que permitam a avaliação dos níveis de serviço ou de desempenho dos sistemas

assume uma relevância crescente dado o seu contributo para o conhecimento do impacto efetivo

que as intervenções e os investimentos efetuados exercem sobre o controlo e beneficiação do

comportamento das infraestruturas, minimizando fatores como a incerteza e o risco no processo

de tomada de decisão decorrente da escassez de dados definidores dos sistemas. Referem-se

também as vantagens em termos de gestão operacional decorrentes da utilização de modelos

simplificados como a metodologia ASI-Mic.

No capítulo 3 descreve-se uma metodologia de avaliação do desempenho ambiental de sistemas

de drenagem urbana, com ênfase na contaminação microbiológica (ASI-Mic.). O modelo

simplificado proposto permite avaliar o grau de poluição potencial do sistema e baseia-se nos

parâmetros microbiológicos Coliformes Fecais e Esherichia Coli. É feita uma descrição do modelo,

das suas potencialidades e vantagens em termos de gestão operacional relativamente a modelos

de cálculo mais sofisticados ou complexos, sendo apresentadas as expressões de cálculo

deduzidas respetivamente para sistemas de drenagem de águas residuais constituídos por bacias

em série e em paralelo.

Com o objetivo de facilitar a utilização desta metodologia por parte de potenciais interessados

surgiu a ideia de criar uma ferramenta automática que permite a aplicação do modelo ASI-Mic. a

vários sistemas de drenagem de águas residuais, cada um com as suas características

específicas. A ferramenta desenvolvida, apresentada no capítulo 4, permite avaliar o desempenho

ambiental de sistemas de drenagem urbanos constituídos por várias bacias de drenagem

dispostas em série (no máximo de 5 bacias de drenagem), de uma forma simples e expedita.

Permite ainda a definição de cenários hipotéticos, representativos de alterações a introduzir no

sistema de drenagem, como sejam obras de reabilitação (no máximo de 5 cenários de estudo) e a

sua comparação com a situação atual. É também apresentado um manual de utilização, que serve

de guia e apoio ao utilizador aquando da utilização do programa ASI-Mic.

6

A aplicação da metodologia ASI-Mic. à frente de drenagem Algés-Alcântara é apresentada no

capítulo 5 da Dissertação, com o intuito de avaliar o desempenho ambiental de sistemas, bem

como simular os efeitos individuais ou combinados das medidas de reabilitação propostas para o

subsistema Algés-Alcântara.

Por último, no capítulo 6, faz-se uma breve síntese do trabalho realizado, são apresentadas as

conclusões que dele resultam e ainda algumas sugestões relativas a futuros desenvolvimentos

neste domínio do conhecimento.

7

2. Indicadores de desempenho e modelação de sistemas de drenagem de

águas residuais urbanos

2.1. Aspetos introdutórios

As atividades de abastecimento público de água às populações, de saneamento de águas

residuais urbanas e de gestão de resíduos urbanos constituem serviços públicos de caráter

estrutural, essenciais ao bem-estar geral, à saúde pública e segurança coletiva das populações,

às atividades económicas e à proteção do ambiente. Estes serviços devem pautar-se por

princípios de universalidade no acesso, de continuidade e qualidade do serviço, e de eficiência e

equidade dos tarifários aplicados (Alegre et al., 2011).

A forma de concretização desses objetivos pelas entidades gestoras de sistemas de saneamento

tem evoluído ao longo do tempo. Atualmente, a melhoria da qualidade do serviço prestado pelas

entidades gestoras dos sistemas às comunidades tornou-se uma questão prioritária. A

disponibilização de medidas que permitam avaliar os níveis de serviço, nos seus diversos

componentes, é indispensável para que as entidades gestoras conheçam o impacto efetivo dos

investimentos efetuados ou das ações praticadas. Neste contexto, e numa perspetiva empresarial

moderna, a utilização de indicadores de desempenho que traduzam a qualidade do serviço

praticado torna-se indispensável, como instrumento de apoio à gestão dessas entidades (Coelho e

Alegre, 1999).

A avaliação do desempenho, com base em indicadores de desempenho, permite a definição

integrada dos aspetos que devem ser avaliados, por forma a que se obtenha um melhor controlo,

compreensão e melhoria dessas atividades, assim como apoiar as decisões a tomar. A avaliação

do desempenho pode ser aplicável em qualquer sector da organização, desde os níveis mais

elevados de administração e de gestão, até a áreas específicas de atividade (PBM SIG, 1995).

Os responsáveis e gestores de uma organização devem saber onde, como e quando introduzir

determinadas alterações. Para a tomada de decisão sobre quais alterações considerar é

indispensável conhecer a informação apropriada em que as decisões se baseiam. Não existe

ainda uma abordagem normalizada e universal de avaliação do desempenho, embora a sua

existência permitisse, numa dada organização, ou mesmo num âmbito mais alargado, fazer uma

análise numa perspetiva integrada e de possível comparação. No caso de entidades gestoras de

sistemas abastecimento de água e/ou saneamento, a avaliação do desempenho pode ser vista

sob três perspetivas:

a implementação de sistemas de gestão da qualidade;

a utilização de instrumentos de apoio à gestão;

a melhor utilização da tecnologia existente, particularmente utilizando instrumentos de

apoio à engenharia.

Neste contexto a International Water Association (IWA) promoveu o desenvolvimento de sistemas

de Indicadores de Desempenho (ID) para os serviços de abastecimento de águas e de águas

8

residuais. Os sistemas de ID da IWA destinam-se a fornecer às entidades gestoras instrumentos

de gestão objetivos e integrados, bem como a outros agentes interessados em quaisquer aspetos

relacionados com a prestação de serviços de águas e águas residuais (Alegre et al., 2000).

Um sinal claro da relevância mundial de uma estrutura integradora de indicadores de desempenho

no âmbito da prestação de serviços de abastecimento de água e de águas residuais vem dos

desenvolvimentos recentes no domínio da normalização internacional como parte do trabalho

desenvolvido pela comissão Técnica ISO/TC 224, que tem como objetivo a normalização de um

quadro de referência que tem em vista a avaliação e caracterização das atividades relacionadas

com serviços de abastecimento de água e águas residuais urbanas (Alegre. et al., 2011).

Neste contexto, foi publicado em 2000 o manual de ID para serviços de abastecimento de água e

desde então tanto o manual como o sistema de indicadores nele descrito têm sido sujeitos a uma

avaliação detalhada através de testes de campo realizados por cerca de setenta utilizadores, a

qual conduziu à introdução de várias alterações e melhorias ao sistema inicialmente proposto.

A definição de um sistema de indicadores de desempenho deve ser feita de forma a garantir os

seguintes requisitos (Alegre et al., 2000):

abrangência, concebido para cobrir todas as principais atividades de uma entidade

gestora de serviços de abastecimento de água;

ausência de sobreposição em significado ou em objetivos entre indicadores;

referência ao mesmo período de tempo (um ano é o período de avaliação adotado pelo

ERSAR);

aplicabilidade a entidades gestoras com características e graus de desenvolvimento

diversos.

Na edição original do manual para serviços de abastecimento de água, foram recomendados seis

grupos de indicadores: indicadores de recursos hídricos, de recursos humanos, infraestruturais,

operacionais, de qualidade de serviço e económico-financeiros, podendo a atribuição dos níveis

de importância de cada indicador ser feita pelos utilizadores do sistema.

O manual de ID para serviços de águas residuais, publicado no seguimento do manual de ID para

sistemas de abastecimento de água, manteve os princípios genéricos e a abordagem estabelecida

na edição original, significando que a definição dos ID e o enquadramento do seu uso foram feitos

de forma similar. Esta situação deve-se ao facto da abordagem geral e o formato utilizados na

edição original terem sido largamente aceites e produzido resultados apropriados.

Desta forma, os ID de abastecimento de água e os de águas residuais partilham uma estrutura

comum e muitos dos indicadores e das variáveis. No entanto, as diferenças mais significativas

entre as principais características e os requisitos de serviço dos dois tipos de sistemas requerem

alguma diferenciação. As principais diferenças entre as perspetivas e os requisitos dos ID para

serviços de abastecimento de água e de águas residuais são (Duarte et al., 2003 citado em Alegre

et al., 2011):

9

Os serviços de abastecimento de água são direcionados, principalmente, para os

consumidores localizados no fim do sistema, enquanto que os serviços de águas residuais

se destinam, essencialmente, a contribuir para manter a saúde e o bem-estar da

população através da remoção de agentes patogénicos e da prevenção de inundações.

Os impactes ambientais dos sistemas de abastecimento de água tendem a ser menos

significativos do que os dos sistemas de águas residuais. Nos primeiros, as medidas de

desempenho mais importantes podem estar relacionadas com as captações, além disso, a

eficiência global da utilização dos recursos hídricos será significativa. Para as águas

residuais, é importante mitigar caudais de inundação e a poluição ambiental, quando não

são utilizadas soluções de tratamento apropriadas.

Os sistemas de águas residuais têm um impacte ambiental potencialmente maior do que

os serviços de abastecimento de água devido ao risco de inundação e a poluição

ambiental. As águas residuais também apresentam uma maior variabilidade em termos de

qualidade devido à diversidade de contaminantes que podem aparecer através do sistema

de águas residuais.

Os serviços de abastecimento de água têm como principal objetivo servir os

consumidores, pelo que os principais efeitos de uma gestão deficiente terão impactes,

sobretudo, nestes consumidores. De uma forma geral, uma gestão deficiente dos serviços

de águas residuais afetará, não apenas os utilizadores, mas uma maior gama de

entidades, em resultado de inundações e de poluição.

Os sistemas de abastecimento de água são, em geral, mais fáceis de caracterizar do que

os sistemas de águas residuais. Excetuando a origem de água, são operados com

sistemas de gestão bem controlados. Assim sendo, uma vez a água captada, o

desempenho de um sistema de abastecimento de água é razoavelmente previsível.

Contudo, os sistemas de águas residuais estão associados a processos essencialmente

aleatórios, tendo a precipitação como principal fator limitante, verificando-se que mesmo

em sistemas separativos que drenam caudais em tempo seco, as infiltrações e as ligações

indevidas resultam, com frequência, num comportamento altamente variável. Assim, é

mais difícil prever, medir e controlar o comportamento dos sistemas de águas residuais

relativamente aos sistemas de abastecimento de água, o que resulta na necessidade de

recolha de um número muito superior de dados (ou da sua previsão através de modelos).

Segundo Alegre et al., 2006, um indicador de desempenho é o valor resultante da combinação de

várias variáveis, geralmente uma razão entre estas, expresso em unidades específicas, e o grau

de confiança que indica a qualidade dos dados representados por esse indicador. Os mesmos

autores consideram os indicadores de desempenho como medidas da eficiência e da eficácia de

um serviço, prestado por uma entidade, sendo a informação por eles fornecida o resultado da

comparação com um valor objetivo, com valores do mesmo indicador ao longo do tempo ou com

valores de outras entidades. A eficiência mede até que ponto os recursos disponíveis são

utilizados de modo otimizado para a produção do serviço. A eficácia mede até que ponto os

objetivos da gestão, tais como níveis de serviço, foram cumpridos.

10

Há também quem diferencie medidas e indicadores de desempenho, tanto no que respeita aos

seus objetivos como aos alvos ou finalidades, considerando os indicadores como um subconjunto

das medidas ou, ainda, como uma relação entre medidas. Segundo o US Department of Energy

(Alegre et al., 2006):

uma medida de desempenho é uma caracterização quantitativa ou qualitativa do

desempenho, podendo dizer-se que traduz um determinado efeito de funcionamento dum

sistema ou organização, e que corresponde a um certo aspeto do desempenho que pode

ser medido;

um indicador de desempenho é um valor ou uma característica particular usada para

medir esse efeito ou resultado, um parâmetro útil na determinação do grau em que uma

organização ou sistema atinge a sua finalidade, uma expressão quantificada que permite

observar e registar o estado de um processo, ou informação operacional que fornece

indicações sobre o desempenho ou a condição de uma organização ou sistema;

os objetivos de desempenho são declarações dos resultados desejáveis de uma

organização ou atividade, ou níveis de desempenho desejáveis, expressos através de

objetivos tangíveis e mensuráveis, em relação aos quais o desempenho real pode ser

comparado, incluindo normas, valores ou taxas quantitativas.

Apesar de se tratar de uma abordagem relativamente recente no domínio da drenagem urbana, a

utilização de sistemas de indicadores de desempenho, como forma de avaliação dos níveis de

desempenho da organização, é largamente utilizada noutros domínios do conhecimento, tendo

demonstrado grandes potencialidades de gestão e apoio ao processo de tomada de decisão por

parte das organizações. De seguida referem-se alguns exemplos de aplicação de sistemas de

indicadores aplicados a outros setores da indústria:

Upadhyaya e Kumari Moore, 2012 desenvolveram um sistema de indicadores de

sustentabilidade (traduzido do inglês “Sustainability indicators” (SIs)) para reutilização de

águas residuais, aplicado a dois sistemas de drenagem urbana em Victoria, Austrália. A

metodologia foi desenvolvida em consonância com as diretrizes e políticas australianas

em vigor no domínio da reutilização de águas residuais. Desta forma os autores definiram

vinte e sete indicadores (SIs) agrupados em cinco categorias: ambiental, técnica, social,

económica e institucional.

Passeggi et al., 2011 apresentam um novo sistema de avaliação do desempenho

ambiental, baseado em indicadores de desempenho e aplicado ao setor do tratamento de

efluentes resultantes da indústria de laticínios. Neste trabalho é feita a comparação do

novo sistema de tratamento de efluentes de lacticínios, composto por um reator UASB

(“Up flow Anaerobic Sludge Bed”), com uma abordagem de tratamento de águas residuais

mais tradicional, que inclui uma unidade de flutuação do ar dissolvido (DAF), um

condicionador de pH, um reator anaeróbico de contacto e um clarificador. Concluíram que,

para níveis de recuperação de metano semelhantes, o novo sistema é mais simples, com

menos unidades de processamento e um volume 40% menor por kg de CQO (Carência

Química de Oxigénio) para ser tratado em comparação com a abordagem tradicional.

11

Ingaramo et al., 2008 conduziram um estudo que apresenta três novos índices de

desempenho para utilização em estações de tratamento de águas residuais ligadas à

indústria de processamento da cana-de-açúcar. Segundo os autores o consumo de

grandes volumes de água e a produção de compostos orgânicos, como efluentes líquidos

são os maiores problemas ambientais neste tipo de indústria. O volume de água doce

exigido por esta indústria pode ser significativamente reduzido através da recuperação da

água intrínseca presente na cana-de-açúcar. Esta quantidade de água doce vai depender

da tecnologia utilizada. Os três novos índices apresentados neste trabalho são: WIN, que

indica a eficiência do uso da água, e EIN1 e EIN2, que quantificam o parâmetro CQO

presente nas águas residuais.

Dado o seu contributo e importância para o desenvolvimento do setor, referem-se nos próximos

parágrafos dois programas de Investigação desenvolvidos por entidades nacionais e

internacionais. A Iniciativa Nacional de Avaliação de Desempenho de ETA e ETAR Urbanas

“PASt21” é um projeto de I&DT (Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento

Tecnológico nas Empresas) proposto pelo LNEC, I.P. e coordenado pelo Núcleo de Engenharia

Sanitária do Departamento de Hidráulica e Ambiente. Esta iniciativa visa testar, a nível nacional,

os sistemas de avaliação de desempenho (PAS) de estações de tratamento de água e de águas

residuais urbanas, recentemente desenvolvidos pelo LNEC em colaboração com a empresa

Águas do Algarve, S.A. no caso das ETA e com a Universidade dos Açores na vertente ETAR.

O projeto testa, a nível nacional, 10 estações de tratamento de água (ETA) e 17 estações de

tratamento de águas residuais (ETAR), os sistemas de avaliação de desempenho recentemente

desenvolvidos sob coordenação do LNEC para ETA e ETAR urbanas. Visa promover a avaliação

de desempenho de uma forma sistemática, com base em dados coerentes e fiáveis. Estes

sistemas são orientados por objetivos, normalizados e quantitativos, direcionados para os aspetos

operacionais e destinados a apoiar as tomadas de decisão no âmbito da operação e da

reabilitação das instalações.

São objetivos do projeto:

estabelecer valores de referência para as medidas de avaliação de desempenho;

identificar subconjuntos de indicadores de desempenho com objetivos específicos (gestão

estratégica, gestão operacional, e.g., minimização de consumo de energia e/ou

reagentes);

reforçar a robustez e aplicabilidade do atual sistema de avaliação de desempenho e da

respetiva ferramenta de cálculo automático a ETA/ETAR de diferentes tipologias.

O projeto “Past21” tem como principal resultado um portfólio de indicadores e de índices de

avaliação de desempenho das estações como um todo e das várias operações e processos de

tratamento que as constituem, de modo a identificar melhorias de desempenho. Tem também

como resultado uma ferramenta de cálculo automático e de visualização dos valores dos

indicadores e índices, bem como publicações científicas, técnicas e de divulgação. (adaptado de

Past21 – Iniciativa Nacional de Avaliação de Desempenho de ETA e ETAR Urbanas).

12

O programa Multilateral e Redes Científicas COST (Cooperação Europeia no domínio da

Investigação Científica e Técnica) é o mais antigo quadro europeu de coordenação de atividades

de investigação financiadas a nível nacional. Baseia-se num quadro intergovernamental de

cooperação acordado numa Conferência Ministerial que teve lugar em Novembro de 1971, em

Bruxelas, e que envolveu 19 países europeus. Atualmente são membros da COST 35 países

europeus, mais um cooperante (Israel).

A COST tem como missão reforçar a investigação científica e técnica conjunta na Europa, através

do apoio à cooperação e interação entre investigadores europeus, sendo considerada, a par com

o Programa-Quadro de IDT e o EUREKA, um elemento chave do Espaço Europeu de Investigação

(ERA). O seu objetivo é maximizar sinergias europeias e o valor acrescentado em investigação

fundamental, não competitiva e pré-normativa.

A COST desenvolve as suas atividades em 9 domínios científicos, de entre os quais a gestão de

recursos hídricos.Muitas das ações COST foram dedicadas a vários aspetos ambientais da gestão

dos recursos hídricos, de entre as quais se destaca a “Ação 624” pela sua importância e

excecional interesse demonstrado pelos cientistas participantes. O tratamento de águas residuais

é uma questão de grande importância e das mais exigentes em termos de gestão dos recursos

hídricos na maioria dos países europeus. Como tal, a coordenação a nível internacional é muito

importante. A “Ação COST 624” tem como tema principal a otimização da gestão de águas

residuais, através do aumento do conhecimento dos processos microbianos associados e pela

implementação de ações de controlo integradas, nas infraestruturas de tratamento de águas

residuais. Esta Ação contou com a colaboração de 300 cientistas, vindos de 23 países. Os

resultados decorrentes dos trabalhos foram publicados em diversas revistas internacionais, num

total de 29 trabalhos com autoria internacional.

A ERSAR, entidade reguladora do sector, implementou um sistema de avaliação do desempenho

das entidades gestoras com recurso a um conjunto de indicadores de águas, águas residuais e

resíduos, o qual permite a regulação da qualidade de serviço e que tem por objectivo a melhoria

da eficácia e eficiência com que são prestados os serviços de águas e resíduos, sendo realizada,

com recurso à avaliação do desempenho das entidades gestoras. Os sistemas de indicadores de

desempenho implementados foram desenvolvidos pela International Water association (IWA) e

contemplam os aspetos mais relevantes para a gestão de topo de uma entidade gestora de

abastecimento de água, águas residuais e resíduos sólidos.

Nos próximos parágrafos discutem-se os aspetos ligados ao processo e às metodologias de

avaliação de desempenho, de entre os quais se destacam os sistemas de indicadores de

desempenho, como ferramenta de gestão para entidades gestoras que operam neste sector de

atividade. Dada a atualidade e relevância crescentes destas temáticas, pretende-se dar a

conhecer e caracterizar a situação nacional, no que se refere à avaliação do desempenho

ambiental de sistemas de abastecimento de água, sistemas de drenagem de águas residuais,

estações de tratamento de águas residuais e de resíduos sólidos, através da apresentação dos

resultados publicados pela Entidade Reguladora dos Serviços de Água e Resíduos, no seu

13

relatório anual (RASARP), para o ano de 2011 (Sistemas de Abastecimento de Águas e Sistemas

de Saneamento de Águas Residuais) e pela Inspeção-geral do Ambiente e do Ordenamento do

Território (MAOTDR, 2004), que caracteriza a situação das ETAR nacionais, no ano de 2000 e

2001.

2.2. Sistemas de distribuição de água

2.2.1. Indicadores de desempenho para sistemas de distribuição de água

O sistema de indicadores apresentado pela IWA contempla os aspetos mais relevantes para a

gestão de topo de uma entidade gestora de abastecimento de água. A implementação do sistema

de indicadores de desempenho da IWA não implica a adoção da globalidade dos indicadores, pelo

contrário, a IWA recomenda que as entidades selecionem apenas os mais relevantes para o seu

caso concreto.

Como orientação da definição das prioridades, recomenda-se a adoção de uma classificação dos

indicadores de desempenho em três níveis, de acordo com a sua importância:

Nível 1 (“N1”): inclui um primeiro conjunto de indicadores de desempenho que fornece

uma síntese da eficiência e da eficácia da entidade gestora.

Nível 2 (“N2”): constitui um conjunto adicional de indicadores de desempenho que permite

um conhecimento mais pormenorizado do que os indicadores do Nível 1, para utilizadores

que necessitem de uma análise mais profunda.

Nível 3 (“N3”): constitui mais um conjunto adicional de indicadores de desempenho, de

maior detalhe específico, mas ainda relevantes para a gestão de topo da entidade gestora.

A entidade gestora deverá classificar os indicadores escolhidos num destes níveis, de acordo com

as suas próprias prioridades (Alegre et al., 2006). Desta forma, um indicador de desempenho é o

valor resultante da combinação de várias variáveis, geralmente uma razão entre estas, expresso

em unidades específicas, e o grau de confiança que indica a qualidade dos dados representados

por esse indicador. Nos quadros seguintes apresentam-se as listas dos indicadores de

desempenho que melhor se enquadram na temática abordada nesta Dissertação, contendo a

designação de cada indicador e a sua unidade de expressão (adaptado de Alegre et al., 2006).

Quadro 1 - Indicadores de desempenho de recursos hídricos (adaptado de Alegre et al., 2006).

Código Indicadores de recursos hídricos (WR) Unid.

WR1 Ineficiência na utilização dos recursos hídricos %

WR2 Disponibilidade de recursos hídricos %

WR3 - disponibilidade de recursos hídricos próprios %

WR4 Água reutilizada no abastecimento %

14

Quadro 2 - Indicadores de desempenho infraestruturais (adaptado de Alegre et al., 2006).

Código Indicadores infraestruturais (Ph) Unid.

Ph1 Utilização das estações de tratamento %

Ph2 Capacidade de reserva de água bruta dias

Ph3 Capacidade de reserva de água tratada dias

Ph4 Utilização da capacidade de bombeamento %

… … …

Ph8 Densidade de válvulas nº/km

Ph9 Densidade de hidrantes nº/km

Ph10 Densidade de medidores e z.m.c nº/1000 ramais

Ph11 Densidade de contadores de clientes nº/ramal

Ph12 - clientes com contador nº/cliente

Ph13 - clientes domésticos com contador nº/cliente

Ph14 grau de automação %

Ph15 Grau de controlo remoto %

Quadro 3 - Indicadores de desempenho operacionais (adaptado de Alegre et al., 2006).

Código Indicadores operacionais (Op) Unid.

Op1 Inspeção de grupos eletrobomba nº/ano

Op2 Limpeza de reservatórios nº/ano

Op3 Inspeção das redes %/ano

Op4 Controlo de fugas %/ano

Op5 Reparações por controlo ativo de fugas nº/100 km/ano

Op6 Inspeção de hidrantes nº/ano

… … …

Op16 Reabilitação de condutas %/ano

Op17 - renovação de condutas %/ano

Op18 - substituição de condutas %/ano

Op19 - substituição de válvulas %/ano

Op20 Reabilitação de ramais %/ano

Op21 Recuperação de grupos eletrobomba %/ano

Op22 Substituição de grupos eletrobomba %/ano

Op23 Perdas de água por ramal m3/ramal/ano

Op24 Perdas de águas comprimento de conduta m3/ramal/dia

Op25 - perdas aparentes %

Op26 - perdas aparentes por volume de água entrada no sistema %

Op27 - perdas reais por ramal l/km/dia

Op28 - perdas reais por comprimento de conduta l/km/dia

15

Quadro 4 - Indicadores de desempenho qualidade de serviço (adaptado de Alegre et al., 2006).

Código Indicadores de qualidade do serviço (QS) Unid.

QS1 Alojamentos servidos %

QS2 Edifícios servidos %

QS3 População servida %

QS4 - população servida por ramal %

QS5 - população servida por fontanários ou outros pontos de consumo público %

… … …

QS10 Adequação da pressão de serviço %

QS11 Adequação do abastecimento na adução %

QS12 Continuidade do abastecimento %

QS13 Interrupções do fornecimento %

QS14 Interrupções por ramal nº/1000 ramais/ano

… … …

QS18 Qualidade da água fornecida %

QS19 - qualidade organolética %

QS20 - qualidade microbiológica %

QS21 - qualidade físico-química %

QS22 - qualidade relativa à radioatividade %

QS23 Eficiência no estabelecimento de ligações dias

QS24 Tempo de instalação de novos contadores dias

QS25 Eficiência na reparação de ligações dias

2.2.2. Caracterização geral e avaliação do desempenho ambiental de sistemas de

distribuição de água, no panorama nacional

No presente subcapítulo pretende-se sintetizar a informação mais relevante no que respeita à

qualidade do serviço prestado aos utilizadores por todo o universo de entidades gestoras de

abastecimento de águas no ano de 2011, referenciada a 31 de Dezembro, abordando a avaliação

dessa qualidade por indicador de qualidade do serviço e por entidade gestora. Este processo

constitui uma peça fundamental do modelo de regulação implementado pela ERSAR (RASARP,

2012) e constitui um dos maiores exercícios à escala internacional de avaliação da qualidade dos

serviços de águas e resíduos e de comparação das entidades gestoras (Baptista et al., 2013).

O sistema de avaliação da qualidade do serviço no ano 2011 foi aplicado a todas as entidades

gestora de Portugal Continental, que foram avaliadas individualmente em cada uma das atividades

principais da entidade gestora de abastecimento público de água.

Para o serviço de abastecimento de água, foram avaliadas 15 entidades gestoras, sendo a sua

distribuição geográfica apresentada na Figura 1.

16

Figura 1 - Entidades gestoras em alta com serviço de abastecimento público de água

Os valores de referência para os sistemas em alta e em baixa expressos, que resultam da sua

avaliação com base no sistema de Indicadores de Desempenho definido pela IWA, são: qualidade

do serviço boa [98,50; 100,00], qualidade do serviço mediana [94,50; 98,50[ e qualidade do

serviço insatisfatória [0,00; 94,50[, o valor da eficiência atingida (%) pela entidade gestora. Mesmo

tendo em conta os elevados níveis de exigência definidos pela ERSAR para as entidades gestoras

de sistemas de abastecimento público de água, os resultados demonstraram uma qualidade do

serviço global positiva (Figura 2 e Figura 3).

Figura 2 - Distribuição da avaliação – Abastecimento de água em alta (adaptado de RASARP 2012)

17

Figura 3 - Distribuição da avaliação – Abastecimento de água em baixa (adaptado de RASARP 2012)

No Quadro 5 apresenta-se, por parâmetro, a evolução do cumprimento do valor paramétrico na

torneira do consumidor no abastecimento em alta (pontos de entrega) entre 2008 e 2011 e a

variação em relação ao ano anterior e 2004.

Quadro 5 - Evolução do cumprimento do valor paramétrico nos pontos de entrega das 15 entidades gestoras em alta

No Quadro 6 apresenta-se, por parâmetro, a evolução cumprimento do valor paramétrico na

torneira do consumidor, em Portugal Continental, entre 2008 e 2011, e a variação em relação ao

ano anterior e 2004.

Quadro 6 - Evolução do cumprimento dos valores paramétricos, por parâmetro, na torneira do consumidor

2.3. Sistemas de drenagem de águas residuais urbanos

2.3.1. Indicadores de desempenho para sistemas de drenagem de águas residuais urbanos

Neste subcapítulo faz-se referência aos indicadores de desempenho definidos pela IWA, para os

serviços de águas residuais. Pretende-se que os 182 ID apresentados constituam um conjunto

alargado que deverá cobrir todos os tipos de entidades gestoras e de objetivos para o seu uso.

Desta forma, cada entidade gestora deve selecionar o subconjunto relevante de ID em função dos

objetivos da avaliação pretendidos (Matos et al., 2003). A utilização normal do sistema de ID de

águas residuais pressupõe que os indicadores sejam reportados com base em variáveis

registadas com uma frequência anual. Recomenda-se que o ano seja utilizado como período de

18

avaliação de referência por assegurar tempo suficiente para que a maior parte dos dados para

cálculo dos ID seja estatisticamente consistente.

O Sistema de ID agrupa os mesmos em seis grupos: ambientais, de recursos humanos,

infraestruturais, operacionais, de qualidade de serviço e económico-financeiros. Os ID podem ser

classificados atribuindo um de três níveis de importância, de acordo com a sua relevância

relativamente ao objetivo da avaliação e ao contexto de aplicação. Desta forma a entidade gestora

deverá classificar os ID definidos no manual em um de três níveis de importância: elevado, médio

e baixo, tal como recomendado pela IWA (consultar subcapítulo 5.3 Matos et al., 2003). O valor

resultante da combinação de várias variáveis, geralmente uma razão entre estas, expresso em

unidades específicas, e o grau de confiança que indica a qualidade dos dados, permitem definir o

valor de um indicador de desempenho.

Nos quadros seguintes apresentam-se as listas dos indicadores de desempenho que melhor se

enquadram na temática abordada nesta Dissertação, contendo a designação de cada indicador e

a sua unidade de expressão (adaptado de Matos et al., 2003). As listas de indicadores de

desempenho completas são apresentadas no Anexo 1.

Quadro 7 - Indicadores de desempenho ambientais (adaptado de Matos et al., 2003).

Código Indicadores ambientais (wEn) Unid.

wEn1 Cumprimento de legislação sobre descargas de ETAR %/ano

wEn2 Reutilização de águas residuais tratadas %

wEn3 Frequência de descargas de excedentes nº/ descarregador

de tempestade/ano

wEn4 Volume de descargas de excedentes m3/ descarregador de tempestade/ano

wEn5 Volume de descargas de excedentes originadas por precipitação %

wEn6 Produção de lamas em ETAR kg MS/e.p./ano

wEn7 Valorização de lamas em ETAR %

wEn8 Destino final de lamas em ETAR %

wEn9 - deposição em aterro %

wEn10 - incineração %

wEn11 - outras formas de destino final %

wEn12 Remoção de sedimentos de coletores ton/e.p./ano

wEn13 Remoção de sedimentos de órgãos complementares da rede ton/km de

coletor/ano

wEn14 Remoção de gradados da rede ton/km de

coletor/ano

wEn15 Remoção de sedimentos de sistemas de tratamento local ton/km de

coletor/ano

19

Quadro 8 - Indicadores de desempenho operacionais (adaptado de Matos et al., 2003).

Código Indicadores operacionais (wOp) Unid.

wOp1 Inspeção de coletores %/ano

wOp2 Limpeza de coletores %/ano

wOp3 Inspeção de câmaras de visita (-/ano)

wOp4 Inspeção de recolha (-/ano)

wOp5 Limpeza de dispositivos de entrada (-/ano)

wOp6 Frequência de inspeção de estruturas de armazenamento e de descarregadores de tempestade

nº/estrutura de armazenamento/ano

wOp7 Inspeção de estruturas de armazenamento e de descarregadores de tempestade

(-/ano)

… … …

wOp30 Infiltração/exfiltração e ligações indevidas %

wOp31 ligações indevidas m3/km/ano

wOp32 Infiltração m3/km/ano

wOp33 exfiltração m3/km/ano

wOp34 Obstruções em coletores nº/100 km/ano

wOp35 Locais de obstruções em coletores nº/100 km/ano

wOp36 Obstruções em instalações elevatórias nº/instalação

elevatoria/ano

wOp37 Inundações provenientes de redes de águas residuais domésticas nº/100 km

coletor/ano

wOp38 Inundações provenientes de redes unitárias de águas residuais nº/100 km

coletor/ano

wOp39 Inundações de escorrências superficiais nº/100 km

coletor/ano

wOp40 Colapsos estruturais nº/100 km

coletor/ano

… … …

wOp44 Análises realizadas (-/ano)

wOp45 - análise de CBO (-/ano)

wOp46 - análise de CQO (-/ano)

wOp47 - análise de SST (-/ano)

wOp48 - análise de fósforo total (-/ano)

wOp49 - análise de azoto total (-/ano)

wOp50 - análise de Esherichia Coli (-/ano)

wOp51 - outras análises (-/ano)

wOp52 Análises de lamas (-/ano)

wOp53 Análises de descargas industriais (-/ano)

20

Quadro 9 - Indicadores de desempenho infraestruturais (adaptado de Matos et al., 2003).

Código Indicadores infraestruturais (wPh) Unid.

wPh1 Utilização da capacidade de tratamento preliminar %

wPh2 Utilização da capacidade de tratamento primário %

wPh3 Utilização da capacidade de tratamento secundário %

wPh4 Utilização da capacidade de tratamento terciário %

wPh5 Entrada em carga de coletores de tempo seco %

wPh6 Entrada em carga de coletores de tempo chuva %

wPh7 Entrada em carga significativa de coletores %

wPh8 Potência de bombagem utilizada no sistema de drenagem %

wPh9 Potência de bombagem utilizada no sistema em ETAR %

wPh10 Utilização da capacidade de bombagem do sistema de drenagem %

wPh11 Grau de automação do sistema %

wPh12 Grau de controlo remoto do sistema %

Quadro 10 - Indicadores de desempenho de qualidade de serviço (adaptado de Matos et al., 2003).

Código Indicadores qualidade de serviço (wQS) Unid.

wQS1 População residente com ligação ao sistema de drenagem %

wQS2 População residente servida com ETAR %

wQS3 População residente servida com sistemas de tratamento local %

wQS4 População residente não servida %

wQS5 Volume de águas residuais tratadas em ETAR %

wQS6 - volume de águas residuais tratadas com tratamento preliminar %

wQS7 - volume de águas residuais tratadas com tratamento primário %

wQS8 - volume de águas residuais tratadas com tratamento secundário %

wQS9 - volume de águas residuais tratadas com tratamento terciário %

… … …

wQS15 Interrupções do serviço de drenagem %

wQS16 Eficiência de instalação de ramais de ligação existentes dias/novo ramal

wQS17 Eficiência de instalação de reparação ramais de ligação existentes dias/ ramal reparado

wQS18 Tempo médio de resposta de limpeza de fossas séticas ou latrinas dias/pedido

21

2.3.2. Caracterização geral e avaliação do desempenho ambiental de sistemas de

drenagem de águas residuais urbanos, no panorama nacional

No presente subcapítulo pretende-se sintetizar a informação mais relevante no que respeita à

qualidade do serviço prestado aos utilizadores por todo o universo de entidades gestoras de

sistemas de drenagem urbanos no ano de 2011, abordando a avaliação dessa qualidade por

indicador de qualidade do serviço e por entidade gestora. Este processo constitui uma peça

fundamental do modelo de regulação implementado pela ERSAR (RASARP, 2012) e constitui um

dos maiores exercícios à escala internacional de avaliação da qualidade dos serviços de águas e

resíduos e de comparação das entidades gestoras (Baptista et al., 2013).

Para o serviço de drenagem de águas residuais foram avaliadas 19 entidades gestoras, sendo a

sua distribuição geográfica apresentada na Figura 4.

Figura 4 - Entidades gestoras em alta com serviço de drenagem de águas residuais

Os valores de referência para os sistemas em alta e em baixa expressos, que resultam da sua

avaliação com base no sistema de Indicadores de Desempenho definido pela ERSAR, são:

qualidade do serviço boa [98,50; 100,00], qualidade do serviço mediana [94,50; 98,50 [ e

qualidade do serviço insatisfatória [0,00; 94,50[, o valor eficiência da atingida (%) pela entidade

gestora. Mesmo tendo também em conta os elevados níveis de exigência definidos à partida pela

ERSAR para as entidades gestoras de sistemas de drenagem de águas residuais, os resultados

demonstraram uma qualidade do serviço global positiva (Figura 5 e Figura 6).

22

Figura 5 - Distribuição da avaliação de sistemas de drenagem de águas residuais em alta (adaptado de RASARP 2012)

Figura 6 - Distribuição da avaliação de sistemas de drenagem de águas residuais em baixa (adaptado de RASARP 2012)

A avaliação da existência de capacidade de tratamento adequada define-se como a percentagem

da capacidade de tratamento existente que foi utilizada, face ao respetivo dimensionamento

(conceito a aplicar a entidades gestoras de sistemas em alta e em baixa). A comparação da

qualidade do serviço prestado pelas entidades gestoras em alta e em baixa é sintetizada na Figura

7.

Figura 7 - Comparação da qualidade do serviço prestado pelas entidades gestoras em alta e em baixa, para o indicador de capacidade de tratamento adequada ETAR (adaptado de RASARP 2012)

Conclui-se que tanto nos sistemas em alta como em baixa uma parte significativa das entidades

apresenta uma adequação da capacidade de tratamento insatisfatória das estações de tratamento,

com elevada dispersão entre entidades. Os autores referem ainda alguma dificuldade de recolha

de informação para ERSAR, fator que indicia um potencial de progressão uma vez concretizada a

implementação de sistemas de medição diária de caudal nas estações de tratamento.

23

A avaliação da descarga de águas residuais recolhidas e não tratadas para o meio recetor, define-

se como a percentagem do número de alojamentos localizados na área de intervenção da

entidade gestora com serviço de drenagem para os quais as redes públicas se encontram

disponíveis e que se encontram ligados a destino adequado em termos de tratamento. A

comparação da qualidade do serviço prestado pelas entidades gestoras em alta e em baixa

apresenta-se na Figura 8.

Figura 8 - Comparação da qualidade do serviço prestado pelas entidades gestoras em alta e em baixa, para o indicador de descarga de águas residuais recolhidas e não tratadas para o meio recetor (adaptado de RASARP 2012)

A nível nacional, os resultados para o indicador apresentam uma avaliação boa, tanto nos serviços

em alta como nos serviços em baixa, indiciando algum potencial de melhoria com a ligação efetiva

das redes de drenagem a sistemas de tratamento de águas residuais.

A avaliação do controlo de descargas de águas residuais não tratadas para o meio recetor, tal

como exigido pelas Diretivas do Conselho aplicáveis, define-se como a percentagem de

descarregadores com descarga direta para o meio recetor monitorizados e com funcionamento

satisfatório (Figura 9).

Figura 9 - Comparação da qualidade do serviço prestado pelas entidades gestoras em alta e em baixa, para o indicador do controlo de descargas de águas residuais não tratadas para o meio recetor (adaptado de RASARP 2012)

Verifica-se um resultado insatisfatório para o controlo de descargas de emergência no serviço em

alta e no serviço em baixa, indiciando potencial de melhoria com a adoção de metodologias que

permitam o registo sistemático e o controlo de ocorrências de descarga de emergência para o

meio recetor.

2.4. Estações de tratamento de águas residuais

2.4.1. Indicadores de desempenho para estações de tratamento de águas residuais

Um sistema de avaliação de desempenho (abreviatura da expressão inglesa “PAS”, ou seja

Performance assessment system) é um instrumento importante na garantia de uma gestão eficaz

e sustentável de estações de tratamento de águas residuais (ETAR). Apesar do facto de muitos

PAS terem sido desenvolvidos nos últimos anos, estes ainda não têm em conta os aspetos mais

importantes da avaliação das ETAR. Neste contexto Quadros et al., 2010 propõem um sistema de

24

avaliação do desempenho ambiental para ETAR, baseado em índices e indicadores de

desempenho (“PAS_WWTP”).

O sistema de Indicadores de desempenho proposto em Quadros et al., 2010 é composto por dois

componentes principais: (a avaliação geral de desempenho e avaliação de desempenho

operacional) e agrupa os ID definidos em oito grupos distintos: qualidade do efluente tratado (8

ID), eficiência e eficácia da ETAR (50 ID), uso de recursos naturais e matérias-primas (6 ID),

gestão (18 ID), segurança (3 ID), recursos humanos (8 ID), económico-financeiros (9 ID),

planeamento e projeto (4 ID). Como forma de avaliar a robustez e aplicabilidade do sistema

proposto foi lançado em Abril de 2009 um teste de campo (projeto “PASt 21”) e os resultados

obtidos em 17 ETAR demonstraram a robustez e flexibilidade do sistema. Segundo as autoras os

resultados são encorajadores e apresentam o PAS como um instrumento de gestão de grande

relevância para a melhoria contínua do desempenho do setor.

Balmer e Hellstrom, 2012 referem que, embora o Manual de Boas Práticas da IWA (Matos

et al., 2003) contenha uma enorme quantidade de indicadores, não é detalhado o

suficiente ao nível do operador. Na Áustria, um sistema de benchmarking atua há alguns

já anos (Lindtner et al., 2004 citado em Balmer e Hellstrom, 2012) sendo este sistema bem

adaptado a ETAR em operação, estando limitado na quantificação dos custos e uso de

energia.

Kamami et al., 2011 investigaram os dados de desempenho para várias tecnologias de

tratamento de águas residuais e desenvolveram um método de apoio à decisão (DSM,

expressão inglesa “Decision Suport Method”) para avaliar o seu desempenho. O método

foi desenvolvido por meio de avaliação de desempenho de tecnologias de tratamento de

águas residuais, com base em indicadores ambientais e económicos, com o objetivo de

avaliar a eficácia de tecnologias de tratamento de águas residuais. O DSM foi validado por

meio de uma ferramenta designada ED-WAVE (ferramenta educativa composta por

módulos que suportam a tomada de decisão), um modelo desenvolvido por um consórcio

de países europeus e asiáticos. O desenvolvimento do DSM é uma melhoria sobre as

ferramentas de apoio à decisão existentes, tais como ED-WAVE, que contavam com a

recuperação de dados de desempenho passados. O DSM permite integrar na avaliação

das tecnologias de tratamento de águas residuais os fatores ambientais e económicos e,

dessa forma, selecionar um processo não só era ambientalmente sustentável, mas

também economicamente viável. Para fins de classificação de desempenho da tecnologia

de tratamento, com base em indicadores ambientais, foram adotados seis categorias de

classificação, variando de excelente desempenho para um desempenho muito fraco,

avaliados com base no grau de redução das concentrações entre as águas afluentes e

efluentes das ETAR. Para a avaliação com base em indicadores económicos foram

consideradas as seguintes variáveis: necessidades de terreno e energia, custos de

operação e manutenção, tempo de retenção hidráulica, potencial de reutilização do

efluente para a agricultura e geração de lamas. Os dados de desempenho obtidos

25

expressaram como cada uma das tecnologias de tratamento realizado quando avaliada

em relação aos indicadores económicos.

2.4.2. Caracterização geral e avaliação do desempenho ambiental das ETAR no panorama

nacional

O tratamento das águas residuais urbanas constitui um desígnio nacional, no contexto da gestão

sustentável dos recursos hídricos, cuja prioridade se viu reforçada através da aprovação da

Diretiva do Conselho nº 91/271, de 21 de Maio de 1991 e da sua transposição para o direito

interno. A informação constante nesta secção do trabalho foi recolhida e adaptada do documento

original da Inspeção-geral do Ambiente e do Ordenamento do Território (MAOTDR, 2004).

Neste domínio, procura-se avaliar em que medida o conjunto de ETAR sujeitas a inspeção

ambiental no decurso dos anos 2000 e 2001, se encontram em condições de dar cumprimento aos

requisitos estabelecidos na legislação, avaliando-se o desempenho ambiental destas

infraestruturas a partir de um conjunto de indicadores nas vertentes da eficiência atingida no

tratamento, da avaliação do cumprimento dos limites de descarga no meio hídrico e do tratamento

e destino final dado aos resíduos produzidos. A situação retratada nos parágrafos seguintes

pretende fazer uma caracterização do panorama nacional, no diz respeito às ETAR existentes e a

sua avaliação de acordo com critérios do desempenho ambiental.

Os critérios de seleção das ETAR incluídas nos Planos de Atividades da IGAOT de 2000 e 2001

foram essencialmente os seguintes: dimensão e importância relativa, avaliação do cumprimento

da legislação em vigor, inserção em zonas sensíveis e balneares e ETAR objeto de reclamação. A

maior parte da ETAR analisadas servem aglomerações com mais de 15.000 habitantes-

equivalentes (h.e)., dado que estas deveriam possuir tratamento secundário dos seus efluentes.

As aglomerações com mais de 10.000 h.e. com descarga em zonas sensíveis deveriam possuir

tratamento mais rigoroso que o secundário.

Após a identificação das metodologias de inspeção utilizadas e dos critérios de seleção das ETAR,

procede-se à análise da distribuição geográfica das ETAR e da população servida, seguindo-se

uma caracterização geral das ETAR, dos seus níveis e tipos de tratamento, da existência de

soluções para remoção de odores e dos modelos de gestão. Com base nos resultados analíticos

obtidos na sequência das inspeções, identifica-se os níveis qualitativos de tratamento atingidos e

confrontam-se os resultados com as disposições normativas e de verificação da conformidade,

concluindo-se acerca dos níveis de qualidade exigidos.

No âmbito dos trabalhos descritos, foram conduzidas 152 inspeções ambientais a um total de 118

ETAR em todo o território nacional, tendo 34 destas instalações sido sujeitas a inspeção em anos

consecutivos. Constatou-se que 95% das ETAR inspecionadas se encontravam em

funcionamento, 3% em construção, 1% fora de serviço e 1% sujeitas a obras de remodelação e/ou

beneficiação.

A população servida na amostra inspecionada é de 6.847.694 habitantes-equivalentes, com uma

distribuição que predomina na região de Lisboa e vale do Tejo (58% do total), seguida pela região

Norte (22% do total). Nesta população encontra-se incluído um contributo significativo de poluição

26

de natureza industrial, resultante de unidades industriais inseridas na malha urbana, cujos

efluentes se encontram ligados à rede de drenagem municipal, no entanto será de admitir que na

maioria dos casos estudados a contribuição industrial é desprezável em relação à contribuição

doméstica.

Quanto à caracterização do meio recetor, 63% das inspeções incidiu sobre ETAR com descargas

em zonas classificadas como normais, 18% em zonas classificadas como sensíveis e 18% sobre

ETAR com descarga em zonas classificadas como menos sensíveis (Figura 10).

Figura 10 - Caracterização do meio recetor das descargas das ETAR inspecionadas, nos termos do Decreto-Lei nº 152/97, de 19 de Junho (adaptado de MAOTDR, 2004)

No que respeita ao nível de tratamento assegurado pelas ETAR, verifica-se que estas asseguram

na sua maioria um tratamento do tipo secundário (66% das inspecionadas), havendo já um

número significativo de ETAR que asseguram um tratamento de nível terciário (28% das

inspecionadas) (Figura 11).

Figura 11 - Níveis de tratamento assegurados nas ETAR inspecionadas (adaptado de MAOTDR, 2004)

O destino final do efluente é predominantemente a descarga no domínio hídrico (81% dos casos),

registando-se algumas descargas no mar através de emissários submarinos (8% dos casos) e

descargas diretas no mar (8% dos casos). A reutilização do efluente tratado, enquanto

componente de uma estratégia de gestão integrada dos recursos hídricos é ainda pouco

valorizada no nosso país, tal com se apresenta na Figura 12.

27

Figura 12 - Destino final do efluente tratado nas ETAR inspecionadas (adaptado de MAOTDR, 2004)

A grande maioria das ETAR inspecionadas (cerca de 84% do total) apresentam resultados de

autocontrolo analítico do efluente bruto ou tratado, no entanto não o conseguem fazer com a

regularidade desejada, ou em muitos casos a análises não são efetuadas em laboratórios

acreditados para os parâmetros em análise. O controlo analítico efetuado pela IGAOT,

demonstrou que em 53% dos casos as ETAR apresentavam conformidade com os valores limites

de emissão (VLE) existentes na licença de descarga, ou quando inexistente, com os VLE

estipulados na legislação em vigor (ver subcapítulo 2.6).

A , a CQO e os SST são os parâmetros que registam maior número de inconformidades

(Figura 13). Os baixos valores de inconformidades registados, para os parâmetros N e P, estão

relacionados com o facto de muitas ETAR não estarem obrigadas ao cumprimento dos VLE

estipulados na legislação.

Figura 13 - Percentagem relativa dos parâmetros não conformes das descargas das ETAR inspecionadas, com as normas de qualidade, em controlo analítico efetuado pela IGA (adaptado de MAOTDR, 2004)

Com base nos resultados descritos em RASARP, 2012, o cumprimento dos parâmetros de

descarga tanto nos serviços em alta como nos serviços em baixa é globalmente insatisfatório,

devendo ser adotadas medidas por parte das entidades gestoras, nomeadamente em termos de

operação e, quando necessário, de reforço dos investimentos em estações de tratamento de

forma a proporcionar o adequado tratamento das águas residuais. Este indicador define-se como a

28

percentagem equivalente de população que é servido com estações de tratamento que asseguram

o cumprimento da licença de descarga (Figura 14).

Figura 14 - Comparação da qualidade do serviço prestado pelas entidades gestoras em alta e em baixa, para o indicador de avaliação do cumprimento dos parâmetros legais de descarga de águas residuais (adaptado de RASARP 2012)

2.5. Resíduos sólidos

No domínio respeitante aos resíduos gerados nas ETAR procura-se avaliar o grau de

adequabilidade da sua gestão, no que se refere ao tratamento e destino final, à luz do quadro

regulamentar em vigor (ver subcapítulo 2.6). Tal como no subcapítulo anterior, a informação

constante nesta secção do trabalho foi recolhida e adaptada do documento original da Inspecção-

geral do Ambiente e do Ordenamento do Território (MAOTDR, 2004).

A situação retratada nos parágrafos seguintes pretende fazer uma caracterização do panorama

nacional, no que diz respeito à Gestão de Resíduos sólidos e gestão de lamas produzidos nas

ETAR e a sua avaliação de acordo com critérios do desempenho ambiental.

No que respeita às soluções disponíveis para tratamento de lamas, registou-se uma grande

diversidade de soluções, envolvendo diversas operações, sendo a utilização de órgãos de

digestão anaeróbia (23% do total) e a desidratação mecânica (23% do total) as operações mais

comuns.

Quanto ao destino final para as lamas, estas são geralmente encaminhadas para valorização

agrícola (39% dos casos) ou para deposição em aterro (33% dos casos) (Figura 15), sendo a

situação razoável, uma vez que em 72% dos casos os resíduos têm um destino final adequado.

Figura 15 - Destino final das lamas geradas nas ETAR inspecionadas (adaptado de MAOTDR, 2004)

29

As lamas aplicadas na agricultura nem sempre são sujeitas a controlo analítico e em 24% dos

casos, os parâmetros contaminantes analisados estão em conformidade com os respetivos

valores limite (Figura 16).

Figura 16 - Conformidade da gestão das lamas geradas nas ETAR inspecionadas com o regime legal aplicável (adaptado de MAOTDR, 2004)

Verificou-se que em 58% dos casos inspecionados se procedia ao registo dos quantitativos de

resíduos produzidos, ainda que, no que respeita aos destinos finais dados aos mesmos, se possa

considerar que a sua gestão é adequada em 72% das situações. No que respeita às operações de

transporte de resíduos, apenas em 29 inspeções se deu cumprimento à obrigação de

preenchimento de guias de acompanhamento de resíduos, tal como é exigido de acordo com o

regime legal aplicável (ver subcapítulo 2.6).

Segundo Guimarães, Simões e Marques 2010 o sector dos resíduos urbanos evoluiu

significativamente nas últimas décadas, o que, entre outras mudanças, levou à criação de novos

serviços públicos e de novos modelos de negócios. No entanto, poucas coisas mudaram para os

utilizadores. Este sector continua a ser da responsabilidade das autoridades locais e as taxas

pagas pelos utilizadores, na maioria dos países, são muito baixas em comparação com os custos

de provisão. O seu estudo pretende analisar o potencial para a aplicação de modelos do tipo

“Balanced Scorecard” (BSc) (metodologia de medição e gestão de desempenho desenvolvida

pelos professores da Harvard Business School, Robert Kaplan e David Norton, em 1992) para as

instalações de tratamento de resíduos urbanos. Esta metodologia concentra-se na aplicação e

propõe um conjunto de indicadores de desempenho que pode ser utilizado nos diferentes modelos

de gestão de serviços públicos de resíduos: nos municípios, utilitários semiautónomos, empresas

municipais e sociedades de economia mista. O sistema de indicadores descrito refere os

seguintes grupos de indicadores: financeiros, do ponto de vista do cliente, relativos a processos

internos, perspetivas de crescimento e aprendizagem dentro instituição. Os indicadores descritos

são geralmente muito simples de calcular a partir de um conjunto reduzido de variáveis, estes

devem contar com um conjunto de dados muito precisos, a fim de fornecer informações precisas e

concisas.

30

2.6. Modelo de regulação para o sector e legislação aplicável

Pretende-se neste subcapítulo apresentar o modelo de regulação adotado para o sector dos

serviços de abastecimento público de água, de saneamento de águas residuais e de gestão de

resíduos urbanos e o regime legal aplicável. Neste contexto e após uma revisão do estado da arte

no sector, apresenta-se a informação recolhida dos documentos da Inspeção-geral do Ambiente e

do Ordenamento do Território (MAOTDR, 2004) e do “Guia de avaliação da qualidade dos serviços

de águas e resíduos prestados aos utilizadores - 2.ª geração do sistema de avaliação”, publicado

pela ERSAR (Alegre et al., 2011) e adaptada para a presente Dissertação.

Neste contexto, o modelo de regulação adotado pela ERSAR, tem como principal objetivo clarificar

o papel do sistema de avaliação na regulação da qualidade do serviço. A especificação do sistema

corresponde à 2.ª geração de avaliação da qualidade dos serviços de abastecimento de água, de

saneamento de águas residuais urbanas e de gestão de resíduos urbanos prestados pelas

entidades gestoras sujeitas a regulação. A 2.ª geração do sistema de avaliação da qualidade do

serviço resultou da análise crítica do sistema de indicadores adotado na 1.ª geração e da respetiva

aplicação desde 2004 ao universo das entidades concessionárias e teve em conta o estado atual

de conhecimentos e a experiência internacional adquirida.

Com efeito, as atribuições reguladoras da Entidade Reguladora dos Serviços de Águas e

Resíduos (ERSAR) estavam circunscritas apenas aos sistemas multimunicipais, municipais e

intermunicipais concessionados, situação que se alterou com a entrada em vigor do Decreto-Lei nº

194/2009, de 20 de Agosto. Com a entrada em vigor deste Decreto-Lei todas as entidades

gestoras de serviços municipais e intermunicipais, independentemente do modelo de governação

adotado, passam a estar sujeitas a um regime mais uniforme no que respeita à capacidade de

intervenção da ERSAR.

O modelo de regulação aplicado tem como principal objetivo contribuir para a melhoria da

organização e clarificação das regras do setor. Este tipo de regulamentação é uma forma de

controlo direto sobre o contexto envolvente e indireto sobre as entidades gestoras, reduzindo ou

eliminando a possibilidade de comportamentos indesejáveis. Complementarmente, atua ao nível

da regulação comportamental das entidades gestoras em atuação, nas vertentes da monitorização

legal e contratual, da regulação económica, da qualidade de serviço para consumo humano e da

interface com os utilizadores. Finalmente pretende criar mecanismos de avaliação da qualidade do

serviço prestado aos utilizadores pelas entidades gestoras, e sua comparação com os resultados

das outras entidades gestoras similares atuando em zonas geográficas distintas. Os resultados

desta validação são objeto de exposição pública, na medida em que isso incentiva as entidades

gestoras a progredir no sentido da eficiência.

A competência da ERSAR em matéria de qualidade da água para consumo humano, que abrange

apenas as entidades que asseguram o serviço de abastecimento de água, constitui um caso

particular da qualidade de serviço, na medida em que foi atribuído à ERSAR, o estatuto de

Autoridade Competente, como resulta do Decreto-Lei n.º 243/2001, de 5 de Setembro, entretanto

31

revogado pelo Decreto-Lei n.º 306/2007, de 27 de Agosto, que transpõe a Diretiva 98/83 do

Conselho, de 3 de Novembro.

A nível de perspetivas futuras, de notar que o Decreto-Lei n.º 194/2009, de 20 de Agosto, atribuiu

à ERSAR competência para, através de regulamento, definir níveis mínimos de qualidade para os

aspetos relacionados com a qualidade do serviço prestado aos utilizadores, bem como as

compensações devidas em caso de incumprimento, o que corresponderá a um nível mais intenso

de intervenção reguladora em termos de qualidade do serviço.

A Iniciativa Nacional para a Gestão Patrimonial de Infraestruturas (iGPI) promovida pelo LNEC e

IST, iniciada em Abril de 2012 e que se estende até final de 2013, tem como principal objetivo a

capacitação para o desenvolvimento de sistemas de Gestão Patrimonial de Infraestruturas (GPI),

com ênfase no desenvolvimento e implementação de planos de GPI e a utilização das melhores e

mais recentes metodologias e ferramentas de boa prática no domínio da GPI, garantindo o

cumprimento dos requisitos de sustentabilidade e desempenho dos sistemas urbanos de água,

considerando ainda a necessidade acrescida de racionalizar e justificar investimentos.A

implementação da GPI torna-se particularmente relevante com a entrada em vigor do Decreto-Lei

N.º194/2009, relativo ao regime jurídico dos serviços municipais de abastecimento público de

água, de saneamento de águas residuais urbanas e de gestão de resíduos urbanos, que requer

que as entidades gestoras que servem mais do que 30 mil habitantes, promovam e mantenham

um sistema de GPI, que visa assegurar a sustentabilidade do serviço e dos sistemas sob a forma

de estratégias de longo prazo.

Especificamente em relação à avaliação do desempenho ambiental das Estações de Tratamento

de águas Residuais urbanas em Portugal continental, a Diretiva do Conselho nº 91/271, de 21 de

Maio de 1991, relativa ao tratamento de águas residuais urbanas, veio estabelecer um conjunto de

requisitos relativos às condições a respeitar na descarga destas águas residuais, de forma a

garantir a qualidade do ambiente nos meios recetores, balizando o quadro legal e operacional do

sector.

Para a realização das inspeções referidas no subcapítulo 2.4 foram tidos em consideração os

requisitos a verificar na descarga de águas residuais urbanas estipulados no Decreto-Lei nº

152/97, de 19 de Junho (nomeadamente no que diz respeito aos níveis de tratamento exigidos,

aos critérios de eficiência previstos para o funcionamento das ETAR e às normas de qualidade

exigidas ao efluente final) e do Decreto-Lei nº 46/94, de 22 de Fevereiro (no qual é estabelecido o

regime de licenciamento da utilização do domínio hídrico).

No que diz respeito aos resíduos gerados nas ETAR procura-se avaliar o grau de adequabilidade

da sua gestão, no que se refere ao tratamento e destino final, à luz do Decreto-Lei nº 239/97, de 9

de Setembro e legislação conexa. No que respeita à aplicação das lamas de ETAR na agricultura

foi tido em consideração o enquadramento legal resultante do Decreto-Lei nº 449/91, de 22 de

Novembro.

32

2.7. Modelação de sistemas de drenagem urbanos

A avaliação do desempenho de sistemas de drenagem urbanos deve ser feita, preferencialmente,

com base em informação recolhida através da monitorização dos sistemas. Contudo, a modelação

dos sistemas de drenagem urbanos pode ser outra forma de obter dados que permitam a

avaliação do desempenho destes sistemas.

Os principais problemas associados aos sistemas de águas residuais em meio urbano resultam de

diversas circunstâncias, entre as quais se incluem as seguintes:

Descarga direta de águas residuais não tratadas, domésticas ou industriais, para o meio

recetor. Essas descargas resultam, usualmente, de redes de drenagem urbanas não

ligadas a ETAR, de ligações erróneas e indevidas de coletores domésticos a coletores

separativos “pluviais”, ou de descargas temporárias decorrentes da colocação fora de

serviço de infraestruturas de saneamento, como estações elevatórias ou as próprias

ETAR.

Descarga direta de excedentes poluídos para o meio recetor (“overflows”, em terminologia

anglo-saxónica), em regra resultantes da mistura de águas residuais domésticas e

pluviais. Essas descargas têm origem, frequentemente, em redes unitárias ou pseudo-

separativas, ocorrendo quando os caudais afluentes excedem a capacidade hidráulica das

infraestruturas de drenagem (e.g., coletores ou ETAR).

Descarga de efluentes deficientemente tratados para o meio recetor.

Descarga direta de escorrências pluviais contaminadas para o meio recetor – em geral,

essas descargas só assumem relevância em núcleos urbanos, especialmente em zonas

de elevado tráfego, e quando a precipitação ocorre após períodos significativos de tempo

seco.

Os sistemas de drenagem urbanos podem ainda apresentar outros problemas, muito

diversificados, com impacto direto ou indireto na qualidade da água dos meios recetores, e que

podem ser de natureza hidráulica (como as infiltrações ou o assoreamento por falta de condições

de autolimpeza), estrutural (assentamento de coletores ou órgãos das ETAR, fendilhações no

material de construção das infraestruturas, corrosão e colapso total ou parcial de órgãos e

equipamentos) ou ambiental (incluindo exfiltrações e ocorrência de septicidade).

A atuação das entidades gestoras encontra-se condicionada, em grande parte, pelo necessário

cumprimento da legislação nacional e europeia (em particular no que se refere aos limites de

emissão), mas também pela necessidade de proceder a intervenções de reabilitação das

infraestruturas, motivadas pela degradação, envelhecimento e expansão das redes de drenagem,

num quadro de recursos financeiros limitados.

Neste contexto, torna-se especialmente relevante o estabelecimento de estratégias de reabilitação

e beneficiação do comportamento integrado dos sistemas, que tenham em conta as suas diversas

componentes e se baseiem em abordagens globais.

33

Tal como referido anteriormente, o recurso à modelação matemática (são exemplos as

ferramentas FLUPOL, HORUS, HydroWorks, InfoWorks, MOUSE e SWMM), pode ser bastante útil

no processo de tomada de decisão, por parte das entidades gestoras destes sistemas. No entanto,

para além de necessitarem de um elevado número de dados, a construção dos modelos e o

processo de modelação dinâmico pode ser moroso, facto não desejável numa perspetiva

empresarial moderna.

A modelação matemática dos sistemas, mesmo quando calibrados e validados, fornece resultados

complexos, por vezes de difícil interpretação, sobretudo quando se trata de comparar soluções

face a diversos cenários potenciais.

A disponibilização de uma metodologia integrada, que traduza, mesmo que de forma simplificada,

o comportamento global dos sistemas de águas residuais e quantifique o seu desempenho (ou o

nível de deficiência de desempenho) pode constituir, portanto, uma clara mais-valia, na medida em

que possibilita a apresentação sintética e objetiva da informação, com o intuito de apoiar decisões

estratégicas de beneficiação e de investimento.

Em Portugal e na maioria das situações, a informação disponível que caracteriza o sistema é de

reduzida qualidade e frequentemente insuficiente: o cadastro dos sistemas de drenagem não se

encontra, em regra, completo nem atualizado, sendo, por vezes, também alvo de discrepâncias,

lacunas e erros. É também raro dispor de informação de campo relativa aos caudais escoados,

tanto ao nível da quantidade como da qualidade da água. Paralelamente, a análise das situações

críticas e a avaliação das intervenções mais adequadas à beneficiação dos sistemas de drenagem

existentes deve ser feita, na fase de conceção geral, de forma relativamente expedita. Assim, o

desenvolvimento e aplicação de modelos detalhados do sistema são, usualmente, incompatíveis

com o nível de profundidade exigida aos estudos, com os tempos de resposta pretendidos e com

os dados de campo existentes.

A Abordagem Simplificada Integrada Microbiológica (ASI-Mic.) que se apresenta no âmbito desta

Dissertação foi desenvolvida para aplicação a sistemas em que a utilização dos referidos modelos

complexos se revela difícil ou praticamente impossível, ou ainda de eficácia muito duvidosa face

aos dados disponíveis. Esta abordagem constitui uma metodologia com carácter pioneiro, que se

destina à avaliação global integrada, de forma simplificada, do desempenho de sistemas de

drenagem urbanos (coletores e ETAR). A metodologia ASI-Mic. pode ser generalizada a sistemas

com diversas bacias de drenagem, dispostas tanto em série como em paralelo, e afluindo a uma

ou várias ETAR que descarregam para o mesmo meio recetor.

Atendendo à simplicidade do modelo, a aplicação da ASI-Mic. é recomendada no caso de cenários

de escassez de dados e resultados (lacunas de informação de cadastro e outras), que

impossibilitam a aplicação de modelos mais complexos de simulação, e em fases preliminares ou

iniciais de estudos de conceção e de reabilitação, ou de beneficiação de sistemas existentes.

A metodologia proposta assenta no conceito de indicadores ou índices de desempenho, avaliados

integrando a contribuição das diversos componentes do sistema, nomeadamente redes e ETAR.

35

3. Desenvolvimento de um modelo simplificado de avaliação do

desempenho de sistemas de drenagem, com ênfase na contaminação

microbiológica

3.1. Descrição do modelo

A Abordagem Simplificada Integrada Microbiológica (ASI-Mic.) apresenta-se como uma

metodologia que, devido à sua simplicidade de utilização, apresenta vantagens em relação a

modelos de cálculo mais complexos ou sofisticados, na avaliação do desempenho de sistemas de

drenagem urbanos. Esta permite fazer a caracterização dos sistemas de drenagem, mesmo em

situações de escassez de dados relativos ao seu funcionamento e o seu funcionamento baseia-se

num número reduzido de grandezas, necessárias para a definição dos sistemas em estudo. A ASI-

Mic. assenta no conceito de indicadores e índice de desempenho do sistema real,

grandezas que representam o grau de poluição que potencialmente é provocado no meio recetor,

permitindo assim uma avaliação do desempenho ambiental da solução em estudo.

Este método de cálculo pressupõe a determinação de indicadores de desempenho em tempo

seco e para diversos eventos pluviométricos (tempo de chuva). Conhecendo o regime

pluviométrico local torna-se possível determinar o índice de desempenho do sistema, que

representa a ponderação dos indicadores tendo em conta a duração média anual dos períodos de

tempo seco e de precipitação, em função da respetiva frequência e intensidade.

A avaliação do grau de poluição potencial do sistema é feita através da comparação do valor da

concentração média dos parâmetros em análise na água no sistema real , com um valor

da concentração média da água num sistema separativo hipotético , ou seja, considera-

se que todo o efluente doméstico é tratado na ETAR e toda a água pluvial é descarregada no meio

recetor sem tratamento (Ferreira, 2006). Desta forma, valores de e superiores a

unidade indicam que a concentração média efluente do sistema é superior à concentração média

teórica descarregada por um sistema separativo hipotético e quanto maiores forem os seus

valores mais deficiente será o comportamento do sistema.

Em função das características de autodepuração e sensibilidade do meio recetor apresentam-se

duas propostas de classificação do índice de desempenho, cuja aplicação depende do parâmetro

considerado para a aplicação da ASI-Mic. (Coliformes Fecais ou Esherichia Coli). A classificação

do índice de desempenho traduz de forma qualitativa o tipo de desempenho ambiental da solução

em estudo (de “desempenho muito bom” até “desempenho muito deficiente”).

No Quadro 11 apresenta-se a proposta de classificação qualitativa do índice de desempenho para

a aplicação da metodologia baseada em Coliformes Fecais. Os intervalos propostos revelaram-se

adequados à nova metodologia e resultam da multiplicação dos valores propostos por Ferreira,

2006 por um fator de . Verificam-se diferenças nos resultados obtidos pelas duas metodologias,

no entanto pretende-se que os resultados sejam semelhantes, independentemente da metodologia

ASI utilizada (baseada no parâmetro CQO ou Coliformes Fecais), facto que motivou o ajuste dos

36

intervalos originalmente definidos. Desta forma verifica-se que a informação obtida,

independentemente da metodologia utilizada, é coerente e ambos os modelos produzem

conclusões semelhantes.

Quadro 11 - Proposta de classificação do índice de desempenho, em função da sensibilidade do meio recetor, para a metodologia baseada no parâmetro Coliformes Fecais.

Idpond Qualificação

< 3.6 Bom/Muito bom (reabilitação mínima)

3.6 a 4.5 Aceitável/Sofrível (reabilitação de média prioridade)

4.5 a 6 Deficiente (reabilitações pontuais de carácter urgente)

> 6 Muito deficiente (reabilitações prioritárias de dimensão e impacte relevantes)

No Quadro 12 apresenta-se a proposta de classificação qualitativa do índice de desempenho para

a aplicação da metodologia baseada em Esherichia Coli. Os intervalos propostos revelaram-se

adequados à nova metodologia e resultam da multiplicação dos valores propostos por Ferreira,

2006 por um fator de . Verificam-se diferenças nos resultados obtidos pelas duas metodologias,

no entanto pretende-se que os resultados sejam semelhantes, independentemente da metodologia

ASI utilizada (baseada no parâmetro CQO ou E. Coli), facto que motivou o ajuste dos intervalos

originalmente definidos. Desta forma verifica-se que a informação obtida, independentemente da

metodologia utilizada, é coerente e ambos os modelos produzem conclusões semelhantes.

Quadro 12 - Proposta de classificação do índice de desempenho, em função da sensibilidade do meio recetor, para a metodologia baseada no parâmetro Esherichia Coli.






Através da aplicação da metodologia ASI é possível conhecer a percentagem de poluição

anualmente descarregada para o meio recetor, em relação ao volume total, para cada origem

poluente, nomeadamente: águas residuais brutas, águas pluviais, caudais descarregados como

excedentes e efluentes da ETAR. A obtenção desta informação reveste-se de grande importância,

pois dá a conhecer a contribuição de cada proveniência para a totalidade da poluição

descarregada anualmente no meio recetor.

Para além da determinação das cargas poluentes anualmente descarregadas no meio recetor, por

proveniência, a ASI-Mic. permite também determinar uma ordem de prioridade das medidas de

reabilitação a implementar no sistema de de drenagem em estudo. Esta é facilmente determinada

com base numa análise de custo por unidade de benefício e permite a comparação, de uma forma

simples e expedita, das várias hipóteses em estudo.

37

A informação fornecida pela ASI-Mic. torna-se especialmente relevante no processo de tomada de

decisão, em situações em que se verifica uma escassez de dados relativos ao funcionamento dos

sistemas, ou quando a utilização de modelos mais complexos não é compatível com os prazos

definidos para a tomada de decisão por parte da entidade gestora.

3.2. Expressões de cálculo

3.2.1. Expressões de cálculo para bacias em série

No presente subcapítulo apresenta-se a formulação genérica da metodologia ASI, baseada nos

parâmetros microbiológicos Coliformes Fecais e Esherichia Coli, para sistemas de drenagem

constituídos por bacias dispostas em série.

Os sistemas de drenagem constituídos por várias bacias de drenagem , dispostas em série

afluentes a uma ETAR, representam a situação mais corrente em termos de disposição dos

mesmos. Tal como representado na Figura 17 cada bacia dispõe de um coletor principal e

de uma infra-estrutura , como uma instalação elevatória ou um descarregador, que limita a

afluência de caudal à bacia imediatamente a jusante.

Figura 17 - Representação esquemática de um sistema constituído por "n" bacias de drenagem dispostas em série

A avaliação do grau relativo de poluição dos sistemas é feita através da determinação dos

indicadores de desempenho , os quais podem ser determinados de acordo com a seguinte

expressão:

(1)

onde:

Valor da concentração média em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli

na água do sistema real (NMP/100ml).

Valor da concentração média em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli

na água para um sistema separativo hipotético (NMP/100ml).

A aplicação da metodologia ASI requer a determinação dos caudais afluentes ao sistema, em

função da sua origem (águas residuais, águas pluviais), dos caudais descarregados no meio

recetor (caudal de excedentes) e dos caudais efluentes da ETAR.

O caudal médio de águas residuais domésticas , determinado com base nas características

da bacia em estudo (população e capitação), pode ser dividido em duas parcelas, são elas:

38

1. Parcela do caudal médio que aflui ao coletor e à ETAR

(2)

onde:

Taxa de atendimento do sistema (percentagem da população servida na

bacia de drenagem “i”) ( ).

Caudal médio de água residuais .

2. Parcela do caudal médio que não é recolhida e mesmo em tempo seco descarrega para o

meio recetor

(3)

O caudal pluvial total (escoamento direto, é determinado com base na equação do método

racional :

(4)

onde:

Coeficiente do escoamento do método racional .

Intensidade de precipitação .

Área da bacia de drenagem “i” .

O caudal pluvial total pode ser divido em duas parcelas, determinadas de acordo com as seguintes

expressões:

1. Parcela do caudal pluvial total que aflui ao coletor que transporta as águas residuais

domésticas .

(5)

2. Parcela do caudal pluvial total que origina exclusivamente escoamento superficial, ou

drena para coletores separativos pluviais .

(6)

onde:

Coeficiente de entrada de águas pluviais na rede (assume o valor de 1

em sistemas unitários, entre 0 e 1 em sistemas pseudo-separativos e de 0

no caso de sistemas separativos) ( ).

A capacidade do sistema corresponde ao valor mínimo entre a capacidade do sistema

de drenagem ou a capacidade da infraestrutura de controle de caudal associada à bacia

, tal como se indica de seguida:

39

(7)

Pode considerar-se que não ocorrem descargas diretas de excedentes (entenda-se caudais

pluviais misturados com efluentes domésticos caso se verifique a seguinte

condição:

(8)

Caso esta condição não seja verificada ocorrem descargas de efluentes poluídos para o meio

recetor. Nestas condições a parcela do caudal que aflui ao coletor pode ser dividida em

duas subparcelas, são elas:

1. Subparcela do caudal pluvial que entra no coletor e não é descarregada diretamente no

meio recetor (parcela tratada na ETAR)

(9)

2. Subparcela do caudal pluvial que drena para o sistema de drenagem mas acaba por ser

descarregada como excedente

(10)

Conhecendo as concentrações em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli, nas águas residuais

, pluviais e da mistura que escoa em cada coletor ( , bem como os respetivos

caudais determina-se através de um balanço de massas o valor da concentração da composição

da massa líquida tal como se apresenta:

(11)

onde:

Concentração média em C.F ou E. Coli nas águas residuais pode ser

obtido através da consulta de bibliografia da especialidade. Adiante são

apresentados alguns valores recolhidos para a realização do trabalho

Concentração média em C.F ou E. Coli nas águas pluviais pode ser

obtido através da consulta de bibliografia da especialidade. Adiante são

apresentados alguns valores recolhidos para a realização do trabalho

.

Concentração em C.F ou E. Coli da massa líquida na bacia “i” (águas

residuais misturadas com águas pluviais) (NMP/100ml).

40

A determinação dos caudais descarregados em cada bacia de drenagem para o meio recetor

e do caudal que passa para jusante em direção à bacia seguinte é feita com base

nas equações e :

(12)

(13)

Depois de conhecida a contribuição de cada bacia de drenagem para os caudais afluentes ao

sistema resta apenas determinar o valor do caudal sujeito a tratamento na ETAR

bem como a parcela excedente, descarregada no meio recetor pelo facto da ETAR não ter

capacidade suficiente para proceder ao tratamento de todo o caudal afluente . Variáveis

definidas da seguinte forma:

(14)

(15)

onde:

Valor do caudal admissível na ETAR ( ).

Valor do caudal transportado a jusante da bacia (num sistema

constituído por “n” bacias em série ou paralelo) ( ):

Uma vez que os valores das concentrações dos indicadores microbiológicos considerados no

modelo são expressos por um número mais provável de organismos para um determinado volume

, a determinação das concentrações médias não pode ser feita tal como descrita

na metodologia ASI original (metodologia baseada no parâmetro CQO, o qual é expresso na

unidade . A razão desta diferença prende-se com o facto do parâmetro CQO poder ser

determinado em termos de cargas anualmente descarregadas , e o mesmo não se

aplicar aos parâmetros microbiológicos.

A única forma de relacionar as grandezas microbiológicas presentes (águas residuais brutas,

águas pluviais, águas descarregadas no meio recetor sem tratamento na ETAR (excedentes),

efluentes provenientes da ETAR) será através da determinação de um valor da concentração

média bem como um volume médio para cada um dos quatro tipos de caudais afluentes ao

sistema.

41

Conhecidos os valores dos caudais afluentes ao sistema, a determinação dos respetivos volumes

e concentrações médias é feita como se indica de seguida:

1. Águas residuais brutas

(16)

Concentração média em C.F ou E. Coli nas águas residuais domésticas

onde:

Volume médio diário de águas residuais que entra no sistema .

Parcela do caudal médio de água residual que aflui ao coletor e à ETAR

determinado para a bacia “i”, num sistema constituído por “n” bacias em

série ( ).

2. Águas pluviais

(17)

Concentração média em C.F ou E. Coli nas águas pluviais

.

onde:

Parcela do caudal pluvial total que aflui ao coletor que transporta as

águas residuais domésticas .

Parcela do caudal médio pluvial que aflui ao coletor e à ETAR

determinado para a bacia “i”, num sistema constituído por “n” bacias em

série ( ).

3. Excedentes descarregados no meio recetor sem tratamento na ETAR

(18)

(19)

onde:

Totalidade do escoamento que é descarregada no meio recetor .

Concentração média em C.F ou E. Coli nas águas excedentes do

sistema .

Parcela do escoamento que é descarregada no meio recetor pelo facto

da ETAR não ter capacidade para tratar todo o escoamento afluente.

42

Valor da concentração média em C.F ou E. Coli nas águas que afluem à

ETAR (mistura de águas residuais e pluviais) .

Parcela do escoamento que é descarregada no meio recetor pelo facto

da capacidade do intercetor não ser suficiente para transportar todo o

caudal afluente .

Concentração média em C.F ou E. Coli nas águas descarregadas no

meio recetor pelo facto da capacidade do intercetor não ser suficiente para

transportar todo o caudal afluente (mistura de águas residuais e pluviais)

.

3.1. Parcela do escoamento que é descarregada no meio recetor pelo facto da ETAR não ter

capacidade para tratar todo o escoamento afluente.

(20)

(21)

3.2. Parcela do escoamento que é descarregada no meio recetor pelo facto da capacidade do

intercetor não ser suficiente para transportar todo o caudal afluente.

(22)

(23)

4. Efluentes provenientes da ETAR

(24)

Valor da concentração média em C.F ou E. Coli nos efluentes da

ETAR pode ser obtido através da consulta da legislação em vigor.

Adiante são apresentados alguns valores recolhidos para a realização do

trabalho .

onde:

Parcela do caudal pluvial total que recebe tratamento na ETAR

Os valores das concentrações médias para o sistema real são determinados através da seguinte

expressão:

43

(25)

De forma similar determina-se o valor das concentrações médias para um sistema separativo

hipotético. Da relação entre as concentrações do sistema real e hipotético resulta o valor do índice

de desempenho para determinado cenário.

(26)

Conhecidos os valores de e torna-se possível determinar o valor dos indicadores

de desempenho , de acordo com a expressão . De referir que a metodologia seguida para

a determinação dos indicadores de desempenho em tempo seco será similar, distinguindo-se

apenas no facto das parcelas provenientes das águas pluviais ( e dos excedentes

serem nulas.

Verifica-se que no modelo ASI-Mic., baseado nos parâmetros microbiológicos (Coliformes fecais

ou Esherichia Coli), os valores dos indicadores de desempenho , especialmente os

indicadores determinados para tempo seco ,são bastante superiores à unidade e variando

de forma exponencial em função do valor das concentrações admitidas para as águas residuais e

pluviais. De uma forma simples, embora correta do ponto de vista físico, a metodologia não

permitia obter resultados comparáveis aos obtidos por Ferreira, 2006. De acordo com a

metodologia baseada no parâmetro CQO este fenómeno significaria que o sistema teria um

comportamento bastante deficiente. Esta variação abrupta dos deve-se à grande diferença nos

expoentes dos valores extremos dos intervalos considerados para as águas residuais e pluviais

em relação aos valores definidos na legislação para os efluentes da ETAR (valores apresentados

no subcapítulo referente à apresentação de resultados do presente trabalho). Para eliminar esta

variação dos valores de , em função da diferença de grandezas consideradas, deve afetar-se os

valores dos indicadores de desempenho de uma expressão do tipo da que se segue:

(27)

onde:

Indicador de desempenho obtido para uma precipitação i, com

determinada intensidade ( ).

Indicador de desempenho obtido para a situação de tempo seco ( ).

Ordem de grandeza máxima do intervalo definido para a concentração

em C.F ou E. Coli das águas residuais brutas ( ).

Ordem de grandeza mínima do intervalo definido para a concentração

em C.F ou E. Coli das águas residuais brutas ( ).

44

(Exemplo:

Uma vez conhecidos os valores dos indicadores de desempenho , em tempo seco e para

diversas condições de eventos pluviométricos, é possível determinar um índice de desempenho do

sistema . O qual representa a ponderação dos vários tendo em conta a duração média

anual dos períodos de tempo seco e dos períodos de precipitação, em função da respetiva

frequência e intensidade.

(28)

onde:

Indicador de desempenho obtido para uma precipitação i, com

determinada intensidade ( ).

Duração média anual da precipitação i .

Indicador de desempenho obtido para a situação de tempo seco ( ).

Duração média anual do período de tempo seco .

Através da aplicação da metodologia ASI é possível conhecer a percentagem de poluição

anualmente descarregada para o meio recetor, em relação ao volume total, para cada origem

poluente, nomeadamente águas residuais brutas, águas pluviais, caudais descarregados como

excedentes e efluentes da ETAR. A obtenção desta informação reveste-se de grande importância,

pois dá a conhecer a contribuição de cada proveniência para a totalidade da poluição

descarregada anualmente no meio recetor.

Desta forma os volumes médios determinados, para cada proveniência, devem ser ponderados

tendo em conta a probabilidade de ocorrência do evento pluviométrico a que estão associados.

(29)

onde:

Volume de determinado poluente, calculado pela ASI em tempo seco

.

Volume de determinada origem poluente, calculado pela ASI para uma

precipitação de intensidade i .

Número de horas existentes num ano .

Frequência de ocorrência, num ano, da precipitação com intensidade i

.


proveniência, a ASI-Mic. permite também determinar uma ordem de prioridade das medidas de

reabilitação a implementar no sistema de drenagem. Esta é facilmente determinada, com base

numa análise de custo por unidade de benefício.

45

Conhecidos os custos estimados de cada uma das medidas de reabilitação em estudo , bem

como os índice de desempenho a elas associados determina-se o parâmetro

associado a cada cenário em estudo. A para cada

cenário resulta da diferença entre o valor de a ele associado, em relação ao valor de

determinado para a situação atual. Os resultados dos parâmetros

obtidos devem ser ordenados de forma crescente, obtendo-se assim a ordem de prioridade das

operações de reabilitação a implantar.

O conhecimento desta informação é de grande importância em termos de gestão operacional e de

alocação de fundos, para projetos de reabilitação, de uma entidade gestora de sistemas de de

drenagem urbanos.

3.2.2. Expressões de cálculo para bacias em paralelo

No presente subcapítulo apresenta-se a formulação genérica da metodologia ASI, baseada nos

parâmetros microbiológicos Coliformes Fecais e Esherichia Coli, para sistemas de drenagem

constituídos por bacias dispostas em paralelo.

Tal como representado na Figura 18 cada bacia dispõe de um coletor principal e de uma

infra-estrutura , como uma instalação elevatória ou um descarregador, que limita a afluência

de caudal ao troço de intercetor imediatamente a jusante.

Figura 18 - Representação esquemática de um sistema constituído por "n" bacias de drenagem dispostas em paralelo

Como apresentado no subcapítulo 3.2.1, o caudal médio de águas residuais domésticas

pode ser dividido em duas parcelas (parcela do caudal médio que aflui ao coletor e à ETAR

e parcela do caudal médio que não é recolhida e mesmo em tempo seco descarrega para

o meio recetor avaliadas através das equações e .

Da mesma forma, o caudal pluvial total , determinado com base na equação do método

racional (equação ) pode também ser dividido em duas parcelas (parcela do caudal pluvial total

que aflui ao coletor que transporta as águas residuais domésticas e parcela do caudal

pluvial total que origina exclusivamente escoamento superficial, ou drena para coletores

separativos pluviais , avaliadas através das equações e .

A avaliação da capacidade do sistema , para cada uma das bacias em paralelo, pode

ser feita através da expressão , uma vez que se admite que a capacidade dos diferentes troços

do intercetor não é limitativa.

46

Pode considerar-se que não ocorrem descargas diretas de excedentes (entenda-se caudais

pluviais misturados com efluentes domésticos caso se verifique a seguinte

condição:

(30)

Caso a condição imposta pela equação não seja verificada ocorrem descargas de efluentes

poluídos para o meio recetor. Nestas condições a parcela do caudal que aflui ao coletor

pode ser dividida em duas subparcelas (subparcela que entra no coletor e não é descarregada

diretamente no meio recetor e subparcela que drena para o sistema de drenagem mas

acaba por ser descarregada como excedente ,as quais são determinadas com base nas

equações e respetivamente.

Conhecendo as concentrações em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli, nas águas residuais e

pluviais, bem como os respetivos caudais determina-se através de um balanço de massas o valor

da concentração da composição da massa líquida a montante de cada infra-estrutura

e a concentração do efluente descarregado imediatamente a montante da ETAR transportado pelo

intercetor (equações e respetivamente).

(31)

(32)

A jusante da bacia de drenagem verifica-se a ocorrência de descargas de excedentes para o

meio recetor caso a capacidade hidráulica da ETAR for excedida (equação . Desta forma é

possível determinar os valores dos caudais tratados na ETAR, bem como os caudais

descarregados imediatamente a montante da estação de tratamento, de acordo com as

expressões e respetivamente).

(33)

(34)

(35)

47

A aplicação da ASI-Mic. implica a determinação de um valor da concentração média bem como

um volume médio para cada um dos quatro origens de caudais afluentes ao sistema (águas

residuais brutas, águas pluviais, águas descarregadas no meio recetor sem tratamento na ETAR e

efluentes provenientes da ETAR).

1. Águas residuais brutas

O volume de águas residuais brutas afluentes ao sistema é determinado através da equação

, o valor da concentração média em C.F ou E. Coli nas águas residuais pode ser obtido

através da consulta de bibliografia da especialidade. Adiante são apresentados alguns valores

recolhidos para a realização do trabalho.

2. Águas pluviais

O volume de águas pluviais afluentes ao sistema é determinado através da equação , o

valor da concentração média em C.F ou E. Coli nas águas pluviais pode ser obtido através

da consulta de bibliografia da especialidade. Adiante são apresentados alguns valores recolhidos

para a realização do trabalho.

3. Excedentes descarregados no meio recetor sem tratamento na ETAR

O volume de excedentes descarregados no meio recetor , sem tratamento na ETAR, resulta

do somatório (equação ( )) da parcela do escoamento que é descarregada no meio recetor pelo

facto da ETAR não ter capacidade para tratar todo o escoamento afluente com a

parcela do escoamento descarregada no meio recetor pelo facto da capacidade do intercetor não

ser suficiente para transportar todo o caudal afluente , as quais podem ser

determinadas pelas expressões e respetivamente.

O valor da concentração média em C.F ou E. Coli nas águas excedentes do sistema é

expresso pela equação , a qual depende das parcelas (valor da concentração média

em C.F ou E. Coli nas águas que afluem à ETAR) e (valor da concentração média em

C.F ou E.coli nas águas descarregadas no meio recetor pelo facto da capacidade do intercetor não

ser suficiente para transportar todo o caudal afluente), definidas pelas expressões e

respetivamente.

4. Efluentes provenientes da ETAR

O volume das águas efluentes da ETAR é determinado através da equação , o valor

da concentração média em C.F ou E. Coli nos efluentes pode ser obtido através da

consulta de bibliografia da especialidade. Adiante são apresentados alguns valores recolhidos

para a realização do trabalho.

Os valores das concentrações médias para o sistema real são determinados através da

equação e os valores das concentrações médias para o sistema hipotético de

acordo com a expressão .

48

Conhecidos os valores de e torna-se possível determinar o valor dos indicadores

de desempenho , de acordo com a expressão . De referir que a metodologia seguida para

a determinação dos indicadores de desempenho em tempo seco será similar, distinguindo-se

apenas no facto das parcelas provenientes das águas pluviais ( e dos excedentes

serem nulas.

Os valores dos indicadores de desempenho devem ser afetados de um parâmetro, equação

, tal como explicado no subcapítulo 3.2.1 do presente trabalho.

Uma vez conhecidos os valores dos indicadores de desempenho , em tempo seco e para

diversas condições de eventos pluviométricos, é possível determinar um índice de desempenho do

sistema . O qual representa a ponderação dos vários tendo em conta a duração média

anual dos períodos de tempo seco e dos períodos de precipitação, em função da respetiva

frequência e intensidade, tal como expresso na equação .

Através da aplicação da metodologia ASI Microbiológica é possível conhecer a percentagem de

poluição anualmente descarregada para o meio recetor, em relação ao volume total, para cada

origem poluente, nomeadamente águas residuais brutas, águas pluviais, caudais descarregados

como excedentes e efluentes da ETAR. Os volumes médios determinados, para cada

proveniência, devem ser ponderados tendo em conta a probabilidade de ocorrência do evento

pluviométrico a que estão associados (equação .


proveniência, a ASI baseada em parâmetros microbiológicos permite também determinar uma

ordem de prioridade das medidas de reabilitação a implementar no sistema. Esta é facilmente

determinada, com base numa análise de custo por unidade de benefício (ver subcapítulo 3.2.1).

49

4. Programa automático de aplicação do modelo ASI-Mic.

4.1. Necessidade e vantagens da utilização da aplicação do modelo através de

um programa automático

Tal como referido no capítulo 3 do presente trabalho, a ASI-Mic. apresenta-se como uma

metodologia que apresenta vantagens em relação a modelos de cálculo mais complexos ou

sofisticados, devido a sua simplicidade e forma de aplicação expedita na avaliação do

desempenho de sistemas de drenagem urbanos. Esta assenta no conceito de indicadores e

índice de desempenho de um sistema real, grandezas que representam o grau de

poluição que potencialmente é provocado no meio recetor, permitindo assim uma avaliação do

desempenho ambiental da solução em estudo. A 1ª fase de desenvolvimento da ferramenta,

apenas permite a sua aplicação a sistemas de drenagem urbanos, com bacias dispostas em série,

como forma de testar a aplicabilidade e capacidades da mesma.

Apesar das várias vantagens atrás enunciadas, o utilizador da ASI-Mic. passará por um período

mais ou menos extenso até conseguir retirar o maior partido das capacidades da mesma. Isto

porque, numa primeira abordagem, o utilizador terá não só de compreender os conceitos

subjacentes a esta nova abordagem, como terá também de programar as equações que definem o

modelo, por exemplo numa ferramenta de cálculo automático como o MS Excel, experimentando

assim todas as dificuldades e obstáculos que se apresentam aquando da utilização de uma nova

metodologia.

Facilmente se percebe que o período de adaptação à ASI-Mic. pode consumir demasiado tempo

ao utilizador, mesmo antes deste poder obter os resultados que procura, facto não desejável numa

perspetiva empresarial moderna. Desta forma surgiu a ideia de desenvolver uma nova ferramenta,

que torna consideravelmente mais simples a aplicação da ASI Microbiológica, diminuindo assim o

período de adaptação à mesma, ao mesmo tempo que se apresenta como um instrumento

indispensável no apoio ao diagnóstico e gestão dos sistemas de drenagem urbanos.

A aplicação desenvolvida resulta da automatização da metodologia descrita e permite avaliar o

desempenho ambiental de sistemas de drenagem constituídos por várias bacias dispostas em

série, no máximo de 5 bacias de drenagem, de uma forma simples e expedita. Permite também a

definição de cenários hipotéticos, representativos de alterações a introduzir no sistema, como

sejam obras de reabilitação (no máximo de 5 cenários de estudo) e a sua comparação com a

situação atual.

A ASI-Mic. pressupõe a determinação de indicadores de desempenho em tempo seco e para

diversos eventos pluviométricos (tempo de chuva). Conhecendo o regime pluviométrico local

torna-se possível determinar o índice de desempenho do sistema, que representa a

ponderação dos indicadores tendo em conta a duração média anual dos períodos de tempo seco e

de precipitação, em função da respetiva frequência e intensidade. Para tal o utilizador apenas tem

que definir o sistema que pretende estudar, através da introdução nos campos apropriados, dos

dados definidores do mesmo, os quais se apresentam de seguida:

50

Coeficiente do Método Racional (C , para a estimativa da precipitação útil.

Percentagem de população na área de atendimento servida pelo sistema ( .

Percentagem de águas pluviais que afluem ao sistema de drenagem (φ).

Concentrações em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli nas águas pluviais urbanas .

Concentrações em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli nas águas residuais domésticas

.

Concentrações em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli no efluente da ETAR

População total.

Capitação em águas residuais.

Área da bacia em estudo.

Caudal médio doméstico – determinado com base nas características da bacia em estudo

(população e capitação).

Capacidade das estações elevatórias.

Capacidade da ETAR.

Capacidade do sistema – corresponde ao valor mínimo entre a capacidade do sistema de

drenagem ou a capacidade da infraestrutura de controlo de caudal associada à

bacia .

Intensidade e frequência da precipitação.

Caso o utilizador da aplicação não tenha informação ou simplesmente não possua um prazo

temporal coincidente com a realização de um estudo para determinar os valores pedidos para as

concentrações em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli nas águas pluviais urbanas , nas

águas residuais domésticas e no efluente da ETAR é disponibilizada uma

funcionalidade onde se apresenta uma proposta para os valores das cargas poluentes, a qual

pode ser adotada pelo utilizador na realização do seu estudo. Os valores propostos são

apresentados no Quadro 25, que figura no capítulo 5 da presente Dissertação.

Da mesma forma, caso não exista informação relativa a o regime pluviométrico aplicável ao

sistema de drenagem que se pretende estudar, a aplicação oferece também uma funcionalidade

que permite utilizar como base para o estudo os valores das intensidades de precipitação

(definidos em função da sua frequência) propostos (valores que resultam do estudo realizado por

Ferreira, 2006, obtidos com vista à aplicação da metodologia ASI à frente de drenagem Algés-

Alcântara).

A ASI-Mic. é especialmente desenvolvida para situações de estudos de conceção e reabilitação,

ou trabalhos de beneficiação em sistemas existentes, nos quais se verifica uma escassez de

dados e informação relativas ao sistema em estudo.

Com esta aplicação o utilizador obterá informações de grande relevância como a classificação do

desempenho ambiental do sistema de drenagem em estudo, feita em função das características

de autodepuração e sensibilidade do meio recetor, percentagem de poluição anualmente

descarregada para o meio recetor, em relação ao volume total, para cada origem poluente (águas

51

residuais brutas, águas pluviais, caudais descarregados como excedentes e efluentes da ETAR) e

valores das concentrações médias anuais por origem poluente.

A informação fornecida ao utilizador, como resultado do seu estudo, é sintetizada e apresentada

na forma de tabelas e gráficos, que permitem uma leitura e interpretação bastante simples dos

dados obtidos. Desta forma o utilizador tem ainda a possibilidade de manipular a informação que

recebe, quer seja alterar o tipo de gráfico, cor, ou simplesmente exportar a informação para outra

plataforma.

Pelos factos expostos o desenvolvimento de novas ferramentas, em especial a ASI-Mic., reveste-

se de especial importância, sendo de realçar as vantagens que este tipo de metodologias oferece

no apoio ao diagnóstico e tomada de decisões de intervenções para reabilitação de sistemas

urbanos de saneamento.

4.2. Desenvolvimento do programa

A aplicação desenvolvida resulta da automatização da metodologia ASI-Mic., anteriormente

descrita e surge da necessidade de facilitar e tornar mais apelativa a sua utilização, por parte do

utilizador, tornando consideravelmente mais simples a aplicação da metodologia proposta,

diminuindo o período de adaptação à mesma e constituindo um contributo para o apoio ao

diagnóstico e gestão dos sistemas de drenagem urbanos.

A ASI-Mic foi desenvolvida em Visual Basic for Applications (VBA), aproveitando as

potencialidades que esta linguagem de programação oferece no que diz respeito à criação de

interfaces de introdução de dados, neste caso a criação de formulários (p.e. o formulário

representado na Figura 22). Esta tem um modo de funcionamento bastante simples, apresentando

uma série de formulários, que servem de interface entre o utilizador e a aplicação (conjunto de

metodologias programadas em várias folhas de MS Excel, que atuam num plano posterior),

tornando esta interação, bastante simples e intuitiva. Na Figura 19, apresenta-se um fluxograma

da ASI-Mic., que de forma simplificada demonstra o seu modo de funcionamento.

No Anexo 2, da presente dissertação são apresentados alguns procedimentos, ou macros, que

tornam possível a automatização da ASI-Mic.

52

Figura 19 – Fluxograma de funcionamento do ASI-Mic.

4.3. Manual de utilização

4.3.1. Aspetos gerais

O presente subcapítulo serve como guia ou auxílio ao utilizador, para que este possa de uma

forma simples tomar conhecimento dos fundamentos que regem a aplicação e dessa forma possa

retirar todo o partido das capacidades da mesma.

Como referido atrás, a ASI-Mic. permite avaliar o desempenho ambiental de sistemas de

drenagem constituídos por várias bacias dispostas em série, no máximo de 5 bacias de drenagem.

Permite também a definição de cenários hipotéticos, representativos de alterações a introduzir no

sistema, como sejam obras de reabilitação, no máximo de 5 cenários de estudo e a sua

comparação com a situação atual.

Ao iniciar a aplicação será apresentada uma página de rosto, na qual é feita uma pequena

descrição das vantagens inerentes à sua utilização, do seu modo de funcionamento e

capacidades.

Para ter acesso à aplicação o utilizador terá agora de preencher os campos correspondentes ao

nome do “Utilizador” e a respetiva “Password” (Figura 20).

53

Figura 20 - Nome de utilizador e Password

Os botões de comando apresentados têm as seguintes funções:

Ok – Permite ao utilizador avançar na aplicação (só deverá ser utilizado depois de

preenchidos todos os campos).

Sair – Permite ao utilizador fechar a aplicação.

Caso os campos não sejam preenchidos devidamente aparecerá uma mensagem de erro, na qual

se pode ler o seguinte texto: “Erro, o nome de Utilizador ou Password estão incorretos”. Esta

funcionalidade tem apenas uma função de proteção da ferramenta. Caso os dados introduzidos

estejam corretos, após carregar no botão de comando “Ok” aparecerá no ecrã o formulário

seguinte.

4.3.2. Caracterização do sistema de drenagem

Neste formulário surge uma representação esquemática, ilustrativa de um sistema de drenagem

de águas residuais tipo, constituído por bacias de drenagem dispostas em série, tal como

representado na Figura 21:

Figura 21 - Representação esquemática de um sistema constituído por "n" bacias de drenagem dispostas em série

A ASI-Mic. permite a avaliação do desempenho ambiental de sistemas de drenagem urbanos,

constituídos por várias bacias dispostas em série, no máximo de 5 bacias de drenagem, como tal

o utilizador deverá introduzir o número de bacias de drenagem que pretende considerar no seu

estudo. Esta informação é introduzida na “combo box” apresentada na figura 21.

54

Na parte inferior do formulário surgem vários botões de comando, os quais têm as seguintes

funções:

Limpar – Deverá ser utilizado sempre que se pretendam introduzir novos dados na

aplicação. Permite apagar os valores introduzidos na aplicação anteriormente e que caso

não sejam apagados podem influenciar os resultados subsequentes.

Avançar – Permite ao utilizador avançar na aplicação (só deverá ser utilizado depois de

preenchidos todos os campos).


Ajuda – Permite ao utilizador ter acesso a uma explicação mais detalhada acerca do

funcionamento da aplicação.

De notar que, aquando da realização de um novo estudo, o utilizador deverá sempre utilizar a

função “Limpar”, caso não o faça poderá influenciar os resultados obtidos adiante. Caso os dados

introduzidos estejam corretos, após carregar no botão de comando “Ok” aparecerá no ecrã o

formulário seguinte.

4.3.3. Introdução de dados – Sistema de Drenagem

Neste separador o utilizador deve caracterizar o sistema em estudo, através do preenchimento

dos vários campos presentes nesta secção e os quais se apresentam na Figura 22.

Figura 22 - Parâmetros definidores do sistema de drenagem

Os parâmetros definidores do sistema são os que se apresentam de seguida:

População total.

Capitação em águas residuais.

Área da bacia em estudo.

Caudal médio doméstico – determinado com base nas características da bacia em estudo

(população e capitação).

55

Capacidade das estações elevatórias.

Capacidade da ETAR.

Capacidade do sistema – corresponde ao valor mínimo entre a capacidade do sistema de

drenagem ou a capacidade da infra-estrutura de controle de caudal associada à

bacia

A introdução destas grandezas é de grande importância para uma boa definição do sistema em

estudo, razão pela qual estas deverão ser bem determinadas pelo utilizador.


funções:

Avançar – Permite ao utilizador avançar na aplicação e só deverá ser utilizado depois de

preenchidos todos os campos (avançar para “Parâmetros Variáveis”).




Após introdução dos dados nos campos apropriados, a utilização do botão de comando

“Avançar>” fará aparecer no ecrã o separador seguinte.

4.3.4. Introdução de dados – Parâmetros variáveis

Neste separador o utilizador deve caracterizar o sistema em estudo, através do preenchimento

dos vários campos presentes nesta secção e os quais se apresentam na Figura 23.

Figura 23 - Parâmetros variáveis necessários à aplicação da metodologia ASI-Mic.

A aplicação da metodologia ASI depende de vários parâmetros:

Coeficiente do Método Racional (C , para a estimativa da precipitação útil.

56

Percentagem de população na área de atendimento servida pelo sistema ( .

Percentagem de águas pluviais que afluem ao sistema de drenagem (φ).


funções:

Voltar – Permite ao utilizador retroceder na aplicação (voltar a “Sistema de Drenagem”).


preenchidos todos os campos (avançar para “Cargas Poluentes”).





“Avançar>” fará aparecer no ecrã o separador seguinte, caso seja necessário terá também a

possibilidade de volta ao separador anterior através do botão “< Voltar”.

4.3.5. Introdução de dados – Cargas Poluentes

Neste separador o utilizador deve proceder à caracterização das cargas poluentes afluentes ao

sistema de drenagem. Para tal devem ser preenchidos os campos presentes nesta secção e os

quais se apresentam na Figura 24.

Figura 24 – Caraterização das cargas poluentes

A aplicação da metodologia ASI depende de vários parâmetros:

Concentrações em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli nas águas pluviais urbanas .

Concentrações em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli nas águas residuais domésticas

.

Concentrações em Coliformes Fecais ou Esherichia Coli no efluente da ETAR

57

O utilizador tem ainda a possibilidade de efetuar o seu estudo com base nos valores das

concentrações propostos para a aplicação da metodologia à frente de drenagem de Algés-

Alcântara. Os valores propostos resultam do estudo efetuado para este subsistema.

Para tal deverá escolher na “combo box” o tipo de poluente a ter em conta e de seguida recorrer

ao comando “Valores Propostos”. Os valores das concentrações serão preenchidos nos vários

campos com os valores do Quadro 13, em função da origem poluente escolhido.

Quadro 13 - Valores das concentrações adotados para a aplicação da metodologia à frente de drenagem de Algés-

Alcântara.

(unid.) Coliformes fecais Esherichia coli

NMP/100 ml 6,70E+04 3,17E+04

NMP/100 ml 5,01E+07 5,50E+04

NMP/100 ml 2,00E+03 5,00E+02


funções:

Voltar – Permite ao utilizador retroceder na aplicação (voltar a “Parâmetros Variáveis”).


preenchidos todos os campos (avançar para “Eventos Pluviométricos”).







4.3.6. Introdução de dados – Eventos Pluviométricos

Neste separador o utilizador deve proceder à caracterização dos eventos pluviométricos (valores

da intensidade de precipitação), bem como a duração da precipitação considerada. Para tal devem

ser preenchidos os campos presentes nesta secção e os quais se apresentam na Figura 25.

58

Figura 25 – Caraterização dos eventos pluviométricos

O utilizador tem ainda a possibilidade de efetuar o seu estudo com base nos valores das séries

pluviométricas propostos para a aplicação da metodologia à frente de drenagem de Algés-

Alcântara, que resultam da análise das séries pluviométricas para uma precipitação com duração

superior a 15 minutos. Como tal recorrer ao comando “Valores Propostos”. Os vários campos

serão preenchidos com os valores do Quadro 14.


Frequência I (intensidade)

0,1 x/ano 25,8 71,7

1 x/ano 13,9 38,5

2 x/ano 11,1 30,9

5 x/ano 8,0 22,3

7 x/ano 7,2 20,0

10 x/ano 6,3 17,5

15 x/ano 5,2 14,3

45 x/ano 2,7 7,6


funções:

Voltar – Permite ao utilizador retroceder na aplicação (voltar a “Cargas poluentes”).


preenchidos todos os campos (avançar para “Classificação do desempenho ambiental”).




59




4.3.7. Introdução de dados – Classificação do desempenho ambiental

Neste separador o utilizador deve proceder à introdução dos dados que permitam a classificação

do índice de desempenho, em função da sensibilidade do meio recetor. Para tal devem ser

preenchidos os campos presentes nesta secção e os quais se apresentam na Figura 26.

Figura 26 - Classificação do índice de desempenho, em função da sensibilidade do meio recetor

O utilizador tem ainda a possibilidade de efetuar o seu estudo com base nos valores propostos

para a aplicação da metodologia à frente de drenagem de Algés-Alcântara, apresentados no

Quadro 15 e Quadro 16 (a explicação da definição dos intervalos é apresentada ao pormenor no

capítulo 3 do presente trabalho). Como tal deverá recorrer ao comando “Valores propostos”. Os

valores serão preenchidos nos vários campos, em função da origem poluente escolhido no

separador “Cargas Poluentes” (Figura 27).

Figura 27 - Introdução da origem poluente a considerar

Quadro 15 - Proposta de classificação do índice de desempenho, em função da sensibilidade do meio recetor, para a

metodologia baseada no parâmetro Coliformes Fecais.






60

Quadro 16 - Proposta de classificação do índice de desempenho, em função da sensibilidade do meio recetor, para a

metodologia baseada no parâmetro Esherichia Coli.







funções:

Voltar – Permite ao utilizador retroceder na aplicação (voltar a “Eventos Pluviométricos”).

Resultados – Permite ao utilizador avançar na aplicação e só deverá ser utilizado depois

de preenchidos todos os campos (avançar para “Resultados”).






possibilidade de volta ao separador anterior através do botão “ <Voltar”.

4.3.8. Folha de resultados

Após completar todo o processo de introdução dos dados será apresentada uma folha de cálculo

com os resultados relativos ao desempenho ambiental do sistema de drenagem urbana estudada.

A informação fornecida ao utilizador é apresentada na forma de tabelas e gráficos, que permitem

uma leitura e interpretação bastante simples dos dados obtidos. Desta forma o utilizador tem ainda

a possibilidade de ajustar a informação que recebe, quer seja alterar o tipo de gráfico, cor, ou

simplesmente exportar a informação para outra plataforma.

Nos parágrafos seguintes será feita uma breve descrição/apresentação do tipo de informação que

o utilizador tem acesso, por utilização desta metodologia. Os resultados apresentados foram

obtidos por aplicação da metodologia a um sistema de drenagem de águas residuais hipotético,

constituído por cinco bacias de drenagem dispostas em série e definidos cinco cenários diferentes

e devem ser considerados como exemplificativos das potencialidades do modelo.

A avaliação do grau de poluição potencial do sistema é traduzida pelos valores de e .

Quanto maiores forem os seus valores, mais deficiente será o comportamento do sistema uma vez

que a concentração média efluente do sistema é superior à concentração média teórica

descarregada por um sistema separativo hipotético. A situação ideal corresponde a valores de

e iguais à unidade.

61

No Quadro 17 apresenta-se uma síntese dos valores dos índices de desempenho (um para

tempo seco e oito para tempo de chuva, número de precipitações consideradas no estudo) e

, obtidos por aplicação da ferramenta.

Quadro 17 - Síntese dos resultados obtidos pela aplicação da metodologia ASI baseado em Coliformes Fecais ou E. Coli

Exemplo Id

(T.Seco)

Id (Tempo de chuva) Idpond calc.

( - ) 0,1 x/ano

1 x/ano

2 x/ano

5 x/ano

7 x/ano

10 x/ano

15 x/ano

45 x/ano

Cenário 1 7,68 0,090 0,084 0,083 0,081 0,081 0,080 0,078 0,066 6,74

Cenário 2 5,25 0,091 0,085 0,084 0,082 0,082 0,081 0,079 0,070 4,61

Cenário 3 2,40 0,096 0,093 0,091 0,090 0,090 0,089 0,089 0,086 2,11

Cenário 4 2,40 0,096 0,092 0,091 0,089 0,084 0,089 0,088 0,086 2,11

Cenário 5 1,98 0,096 0,093 0,091 0,090 0,090 0,089 0,089 0,086 1,75

Nas figuras seguintes apresentam-se graficamente os valores obtidos para os indicadores e

índices de desempenho (Figura 28) e a classificação de cada um dos cenários, com base no seu

valor de (Figura 29).

Figura 28 - Representação dos indicadores e índices de desempenho obtidos por aplicação da metodologia ASI baseada em Coliformes Fecais ou E. Coli

A classificação do índice de desempenho é feita em função das características de autodepuração

e sensibilidade do meio recetor. Na presente dissertação apresentam-se duas propostas de

classificação desta grandeza, cuja aplicação depende do parâmetro considerado para a aplicação

da ASI-Mic. (Coliformes Fecais ou Esherichia Coli) e traduz de forma qualitativa o tipo de

desempenho ambiental da solução em estudo (de “desempenho muito bom” até “desempenho

muito deficiente”).

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

Cenário 1 Cenário 2 Cenário 3 Cenário 4 Cenário 5

Índ

ices

de

des

emp

enh

o (

-)

Obtido da série de precipitação completa obtido dos eventos de precipitação com D>15 min

62

Figura 29 - Classificação do desempenho ambiental do cenário em estudo, com base no índice de desempenho.

A informação relativa à percentagem de poluição anualmente descarregada para o meio recetor,

em relação ao volume total, para cada origem poluente, nomeadamente: águas residuais brutas,

águas pluviais, caudais descarregados como excedentes e efluentes da ETAR, são apresentadas

no Quadro 18. A obtenção destes dados reveste-se de grande importância, pois dá a conhecer a

contribuição de cada proveniência para a totalidade da poluição descarregada anualmente no

meio recetor.

Quadro 18 - Volumes médios anuais descarregados no meio recetor, por origem poluente

Cenário V medio anual (m3)

AR brutas AP Exced. Tratado Total

Cenário 1 18.087,8 22.504,7 20.752,1 19.200,9 80.545,4

Cenário 2 13.397,5 22.504,7 22.214,0 24.659,5 82.775,7

Cenário 3 7.885,8 54.752,2 68.123,0 31.074,2 161.835,2

Cenário 4 7.885,8 49.433,9 62.235,1 31.074,2 150.629,0

Cenário 5 7.081,4 54.949,5 68.458,0 32.010,4 162.499,4

Na Figura 30 apresentam-se os volumes médios anualmente descarregados no meio recetor, face

ao volume total, para cada cenário avaliado.

Figura 30 - Representação gráfica da percentagem de poluição por origem poluente, face ao volume total

0

1

2

3

4

5


IDp

on

d (-

)

muito deficiente Deficiente Aceitável Bom/Muito Bom Idpond calc. [ - ]

0%

20%

40%

60%

80%

100%


per

cen

tage

m fa

ce a

o

volu

me

tota

l (%

)

tratado

Exced.

AP

AR brutas

63

Finalmente os valores das concentrações médias anuais por origem poluente são apresentadas

na Figura 31.

Figura 31 - Valores das concentrações médias anuais em Coliformes Fecais ou E. Coli, por origem poluente.

De referir que na parte inferior do formulário surgem dois botões de comando, os quais têm as

seguintes funções (Figura 32):

Figura 32 - Botões de comando

Voltar – Permite ao utilizador retroceder na aplicação (voltar a “Eventos Pluviométricos”).


1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

AR brutas AP Exced. tratado

5,50E+04 3,17E+04 2,67E+04 5,00E+02

Cm

edio

anu

al e

m C

.F.

(NM

P/1

00m

l)

65

5. Aplicação do modelo ASI-Mic. à frente de drenagem Algés-Alcântara

5.1. Notas introdutórias

A metodologia ASI-Mic., acima descrita foi aplicada à frente de drenagem Algés-Alcântara por

forma a avaliar a sua performance ambiental bem como simular os efeitos, individuais ou

combinados, das medidas de reabilitação propostas e a sua prioridade de implementação. A

aplicação da metodologia ao subsistema Algés-Alcântara visa a comparação dos resultados

obtidos por um modelo baseado na contaminação microbiológica com os resultados obtidos

anteriormente, os quais foram determinados para o mesmo subsistema mas considerando um

modelo baseado no parâmetro microbiológico carência química em oxigénio (CQO). Esperam-se

resultados e conclusões semelhantes aos obtidos anteriormente.

5.2. Caracterização do sistema de drenagem Algés-Alcântara

Nos parágrafos seguintes apresenta-se a caracterização sumária da área de estudo e descreve-se

o modelo tipológico simplificado considerado para a frente de drenagem Algés-Alcântara,

constituído por três bacias dispostas em série, para aplicação da metodologia ASI-Mic. A

informação constante neste subcapítulo foi adaptada de Ferreira, 2006.

Atualmente o sistema de drenagem de Alcântara serve os concelhos de Lisboa, Oeiras e

Amadora, sendo os efluentes conduzidos para a ETAR de Alcântara, onde são tratados. As águas

residuais provenientes de duas das frentes de drenagem da “Zona Baixa” da cidade (Algés-

Alcântara e Cais do Sodré-Alcântara) afluem à instalação elevatória EE3, sendo elevadas

conjuntamente até à ETAR. Encontra-se em fase de projecto de execução a solução para a

intercepção e drenagem do efluente doméstico entre o Terreiro do Paço e o Cais do Sodré, que

ligará igualmente à EE3, prevendo-se a sua concretização a relativamente curto prazo. Na Figura

33 apresenta-se um modelo altimétrico do terreno da frente de drenagem Algés-Alcântara, bem

como as densidades populacionais médias para cada quarteirão pertencente à BGRI (Base

Geográfica de Referenciação de Informação), avaliadas com base nos resultados dos Censos de

2001.

Figura 33 - Frente de drenagem Algés-Alcântara: modelo altimétrico do terreno e densidades populacionais médias

(adaptado de Ferreira, 2006).

66

O sistema intercetor da frente de drenagem Algés-Alcântara tem início em Algés e desenvolve-se

até estação elevatória EE3, onde os caudais são bombados para a ETAR de Alcântara, incluindo

as seguintes componentes principais:

Intercetor, de diâmetro variável, entre ∅800 e ∅1200 mm, incluindo três trechos gravíticos

principais e três trechos elevatórios.

Três instalações elevatórias, enterradas, dispondo cada uma de três a quatro grupos

electrobomba (a montante de cada sistema elevatório encontra-se implantada uma

câmara de descarga com ligação ao sistema pluvial).

Dezanove descarregadores de desvio para o sistema intercetor e diversos coletores

secundários, de diâmetros variáveis, entre 200 e 600 mm.

Nos concelhos de Oeiras e Amadora o sistema de drenagem é maioritariamente separativo, à

exceção de duas pequenas sub-bacias, na zona mais antiga de Algés, servidas por redes

unitárias. No concelho de Lisboa, o sistema é sobretudo unitário, embora existam zonas

separativas que no conjunto assumem alguma relevância, nomeadamente no Restelo e nos Pólos

da UTL e ISA, na Ajuda. Globalmente, na frente Algés-Alcântara a população servida por redes

separativas representa mais de 60 % da população total.

Os principais problemas de funcionamento da frente de drenagem Algés-Alcântara são os

seguintes:

Águas residuais domésticas drenadas por valas ou infraestruturas pluviais (como no caso

da ribeira de Algés).

Algumas bacias unitárias não estão a ser adequadamente intercetadas (devido a

descarregadores deficientemente concebidos/construídos ou inexistentes), o que se

traduz na descarga direta para o meio recetor de grande parte dos caudais domésticos,

mesmo em tempo seco.

Entradas de maré no sistema.

Existência de troços gravíticos do intercetor com declives contrários ao sentido usual do

escoamento (troços ascendentes), com favorecimento do assoreamento e ocorrência de

septicidade.

Em síntese, existem atualmente, em Lisboa, onze bacias da rede (D1, D6.1, D9, D11/14, D12,

D19B, D20, ZR1, ZR2, ZR3 e ZR4) que não são parcial ou totalmente interceptadas (Figura 34). A

bacia AMD1, da Amadora, e as bacias OEI1, OEI2, OEI6, OEI7 e OEI8 também não se encontram

integralmente intercetadas. Entre as principais causas desta situação referem-se fatores como a

existência de descargas provisórias de águas residuais na ribeira de Algés (correspondente ao

efluente proveniente das bacias AMD1, OEI1 e OEI2), o facto do emissário de Monsanto se

encontrar fora de serviço, os descarregadores das bacias D6.1, D9, D11/14, D12, D19B e D20 não

funcionarem de forma adequada e as bacias ribeirinhas (ZR1, ZR2, ZR3 e ZR4) não disporem, na

sua totalidade, de uma rede separativa afluente ao sistema intercetor. Assim, constata-se que

cerca 63% da população não é servida atualmente, ou seja, as águas residuais provenientes de

67

cerce da 79 000 habitantes são descarregadas diretamente no estuário do Tejo, mesmo em tempo

seco.

No Quadro 19, apresenta-se a percentagem da população que é atualmente servida na área de

atendimento da frente de drenagem Algés-Alcântara.

Quadro 19 – Caracterização das bacias para aplicação da ASI-Mic. (adaptado de Ferreira, 2006)

Grandeza Unidade Valor

Bacia 1 Bacia 2 Bacia 3

População total hab 77044 35772 13108

Percentagem de população servida % 41 9 87

Percentagem de população não servida % 59 91 13

Área da bacia hab 1668 393 195

Caudal médio doméstico l/s 163,8 76,1 27,9

Capacidade das E. Elevatórias l/s 1100 1300 3030

Capacidade do sistema l/s 1100 1300 1956

A aplicação da metodologia ASI à frente de drenagem Algés-Alcântara foi efetuada considerando

que o sistema era constituído por três bacias principais dispostas em série, cada uma das quais

incluindo um troço de intercetor que drena, a jusante, para uma instalação elevatória

(Ferreira,2006):

Bacia “B1” – integra todas as bacias dos concelhos de Amadora e Oeiras, bem como as

bacias D1, D3, D4/D5, D6, D6.1 e ZR1 do concelho de Lisboa. As águas residuais

afluentes ao intercetor são drenadas até à EE1, que as bombeia para o troço de intercetor

seguinte, pertencente à bacia “B2”.

Bacia “B2” – é composta pelas bacias D7 a D13, DJ, DJ1, DJ2 e ZR2, do concelho de

Lisboa. As águas residuais afluentes ao intercetor desta bacia, que recebe também o

efluente bombeado pela EE1, são drenadas até à EE2 que as eleva até ao troço de

intercetor seguinte, pertencente à bacia “B3”.

Bacia “B3” – integra as restantes bacias da frente de drenagem Algés-Alcântara (bacias

D16 a D20, ZR3 e ZR4), recebendo o efluente bombeado pela EE2 que, conjuntamente

com as águas residuais afluentes a este intercetor, são conduzidas para a EE3, sendo

então bombeadas para a ETAR.

O modelo tipológico simplificado da frente de drenagem Algés-Alcântara, com base no qual foi

desenvolvida e aplicada a metodologia ASI-Mic., apresenta-se na Figura 34.

68

Figura 34 - Modelo tipológico simplificado da frente de drenagem Algés-Alcântara (adaptado de Ferreira, 2006).

Dado que os interceptores apresentam, teoricamente, capacidade hidráulica adequada aos

caudais a drenar, a capacidade dos sistemas das bacias “B1”, “B2” e “B3” está limitada pela

capacidade de elevação das instalações elevatórias dispostas a jusante (EE1, EE2 e EE3,

respectivamente). No entanto, à EE3 afluirão, no futuro, a totalidade dos caudais da “Zona Baixa”

incluindo, também, a frente de drenagem Terreiro do Paço-Cais do Sodré-Alcântara. Estes

caudais serão bombeados conjuntamente até à ETAR por intermédio da estação elevatória EE3,

que apresenta capacidade de bombagem para o dobro do caudal de ponta de tempo seco das

frentes de drenagem afluentes. Assim, para efeitos de aplicação da ASI-Mic., admite-se que a

capacidade do sistema da bacia “B3” corresponde apenas à parcela destinada a fazer face os

caudais provenientes da frente de drenagem Algés-Alcântara, equivalendo ao dobro do caudal de

ponta de tempo seco gerado nesta frente de drenagem, no ano horizonte de projecto.

5.3. Aplicação do modelo ASI-Mic.

A aplicação da metodologia ASI-Mic. depende sobretudo dos seguintes parâmetros: capacidade

do sistema ( , coeficiente do método racional (C) para a estimativa da precipitação útil,

percentagem de população na área de atendimento servida pelo sistema ( , percentagem de

águas pluviais que afluem ao sistema de drenagem (φ) (Ferreira, 2006) e as concentrações em

Coliformes Fecais e Esherichia Coli nas águas pluviais urbanas, nas águas residuais domésticas e

no efluente da ETAR ( . De seguida apresentam-se os dados necessários à aplicação

da ASI, retirados de Ferreira, 2006, por forma a possibilitar a comparação dos resultados obtidos

pelas duas metodologias, bem como fazer uma validação da nova abordagem (Quadro 20).

69

Quadro 20 - Precipitações consideradas na aplicação da metodologia ASI, determinadas para um T=10 anos (adaptado de Ferreira, 2006).

Frequência I (intensidade)

0,1 x/ano 25,8 71,7 0,87

1 x/ano 13,9 38,5 1,34

2 x/ano 11,1 30,9 3,49

5 x/ano 8,0 22,3 3,93

7 x/ano 7,2 20,0 7,71

10 x/ano 6,3 17,5 11,28

15 x/ano 5,2 14,3 76,76

45 x/ano 2,7 7,6 975,58

Tempo seco 7679,04

Total 8760

Considerando os problemas operacionais e das infraestruturas, que têm grande influência no

desempenho ambiental do subsistema de águas residuais Algés-Alcântara, foram consideradas as

três principais intervenções de reabilitação a introduzir no sistema:

A. Reabilitação do emissário de Monsanto.

B. Reabilitação dos descarregadores problemáticos.

C. Ligação das zonas ribeirinhas, ainda não servidas pelo emissário.

A análise das intervenções mais adequadas à beneficiação do sistema de drenagem existente,

será feita sob a forma de diferentes cenários de reabilitação os quais se apresentam de seguida

no Quadro 21:

Quadro 21 - Descrição dos cenários de reabilitação considerados na aplicação da ASI (adaptado de Ferreira, 2006).

Exemplo Descrição sumária do cenário

Cenário 1 Situação atual

Cenário 2a Reabilitação do emissário de Monsanto (intervenção A)

Cenário 2b Reabilitação de descarregadores (intervenção B)

Cenário 3 Reabilitação de descarregadores e do emissário de Monsanto (intervenções A e B)

Cenário 4 Reabilitação de descarregadores, emissário de Monsanto e ligações diretas

Cenário 5a Reabilitação de descarregadores, emissário de Monsanto, ligações diretas e zonas ribeirinhas (intervenções A, B e C)

Cenário 5b Reabilitação de descarregadores, ligações diretas e zonas ribeirinhas (intervenções B e C)

No Quadro 22 apresentam-se os valores dos custos estimados para os diferentes cenários em

estudo. Os valores indicados foram retirados de Ferreira, 2006 e foram fornecidos pela entidade

70

gestora do subsistema de Algés-Alcântara, a SIMTEJO, S.A (Saneamento Integrado dos

Municípios do Tejo e Trancão, S.A.).

Quadro 22 - Custos estimados das operações de reabilitação a implementar no sistema (adaptado de Ferreira, 2006).

Cenários Custo

1 -

2a 2090

2b 1370

3 3460

4 5000

5a 4510

5b 2420

Os valores das concentrações em coliformes fecais e Esherichia Coli nas águas pluviais urbanas,

nas águas residuais domésticas e no efluente da ETAR ( recolhidos, foram

agrupados e sintetizados nas tabelas que abaixo se apresentam (Quadro 23 e Quadro 24):

Quadro 23 - Valores das concentrações em CF e E. Coli em águas pluviais urbanas e águas residuais brutas

Coliformes fecais Esherichia Coli

Mínimo Máximo Mínimo Máximo

(NMP/100 ml) 6,70E+04 1,30E+03 6,20E+04

(NMP/100 ml) 1,00E+05 1,00E+08 1,00E+04 1,00E+05

Quadro 24 - Valores das concentrações em CF e E.Coli para efluentes provenientes da ETAR (Legislação em vigor)

Coliformes fecais Esherichia Coli

Águas balneares Águas costeiras e de transição

VMR VMA Qualidade excelente Qualidade boa Qualidade suficiente

(NMP/100 ml) 100 2000 - - -

- - 250 500 500

No entanto, os valores acima representam os extremos de um intervalo (não é possível definir com

exatidão as concentrações em C.F e E. Coli de águas residuais brutas e pluviais e como tal define-

se um intervalo, com base em medições efetuadas), valores que podem ser muito gravosos (no

caso do valor máximo) ou muito pouco realistas (valor mínimo) e como tal na aplicação da

metodologia à frente de drenagem de Algés-Alcântara adotaram-se os seguintes valores para as

concentrações (Quadro 25):

71

Quadro 25 - Valores das concentrações adotados para a aplicação da metodologia à frente de drenagem de Algés-

Alcântara.

(unid.) Coliformes fecais Esherichia Coli

NMP/100 ml 6,70E+04 3,17E+04

NMP/100 ml 5,01E+07 5,50E+04

NMP/100 ml 2,00E+03 5,00E+02

5.4. Apresentação e análise dos resultados

5.4.1. Aplicação da metodologia ASI-Mic., baseada em Coliformes Fecais

No Quadro 26 apresenta-se uma síntese dos valores obtidos pela metodologia ASI, para cada

cenário em estudo, no que se refere aos indicadores de desempenho (um para tempo seco e

oito para tempo de chuva, número de precipitações consideradas no estudo) e ao índice de

desempenho .

Quadro 26 - Síntese dos resultados obtidos pela aplicação da metodologia ASI baseado em Coliformes Fecais

(T.Seco)

(Tempo de chuva)

0,1

x/ano 1 x/ano 2 x/ano 5 x/ano 7 x/ano

10

x/ano

15

x/ano

45

x/ano

Cenário 1 15,75 0,00 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 13,81

Cenário 2a 8,95 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 7,85

Cenário 2b 7,89 0,00 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 6,92

Cenário 3 1,08 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,03 0,95

Cenário 4 1,08 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,03 0,95

Cenário 5a 0,00 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,03 0,00

Cenário 5b 6,81 0,00 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 5,97




72

Figura 35 - Representação dos indicadores e índices de desempenho obtidos por aplicação da metodologia ASI baseada em Coliformes Fecais.


No Quadro 27 apresentam-se os volumes médios anualmente descarregados no meio recetor,

para cada cenário avaliado. O conhecimento destas grandezas permite ter uma ideia da

importância relativa da proveniência das cargas descarregadas no meio recetor, nomeadamente

águas residuais brutas, águas pluviais, caudais excedentes e efluentes da ETAR.


Cenário Volume médio anual ( )


Cenário 1 13.825,1 22.406,1 4.588,0 28.368,2 69.187,4

Cenário 2a 9.082,3 22.397,0 6.045,4 33.884,7 71.409,3

Cenário 2b 8.346,8 54.487,4 50.355,1 34.740,6 147.930,0

Cenário 3 3.606,9 54.487,4 51.131,7 40.257,1 149.483,0

Cenário 5a 2.854,3 54.310,6 51.444,8 41.133,0 149.742,7

Cenário 5b 7.594,2 53.760,4 50.668,3 35.616,6 147.639,5



0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

Cenário 1 Cenário 2a Cenário 2b Cenário 3 Cenário 4 Cenário 5a Cenário 5b Índ

ices

de

des

emp

enh

o (

-)

Id calculado com série completa Id calculado para prec. Com D>15 min

0

2

4

6

8

10

12

14

Cenário 1 Cenário 2a Cenário 2b Cenário 3 Cenário 4 Cenário 5a Cenário 5b

IDp

on

d (-

)


73

Figura 37 - Representação gráfica da percentagem de poluição por origem poluente, face ao volume total

Verifica-se que para os cenários 1 e 2a, se verifica uma grande contribuição, para o volumes

médios anualmente descarregados, por parte das águas residuais domésticas, facilmente

explicado pelo facto destas águas serem descarregadas directamente para o meio recetor, sem

qualquer tipo de tratamento, daí a necessidade de introduzir alterações no sistema que permitam

reduzir esta carga poluente. Os volumes relativos às águas pluviais e efluentes da ETAR mantêm-

se praticamente constantes, para os vários cenários avaliados, uma vez que estes se encontram

limitados respetivamente pelo volume de água precipitada nas bacias (toda a bacia contribui para

o escoamento) e pela capacidade hidráulica da ETAR. A implementação das várias medidas de

reabilitação do sistema conduz a uma maior eficiência do mesmo, e como, a tal um aumento dos

caudais captados pelo sistema. No entanto, a capacidade do sistema de drenagem encontra-se

limitada pela capacidade hidráulica das suas estruturas (ETAR, rede de drenagem e meio recetor)

as quais não conseguem absorver o aumento do caudal afluente ao sistema, facto que contribui

para o aumento da parcela relativa aos caudais excedentes, para os vários cenários avaliados.

Por outro lado, o aumento da eficiência do sistema de drenagem conduz a uma diminuição dos

volumes de águas residuais descarregados para o meio recetor, o que corresponde à parcela com

maior concentração em Coliformes Fecais, de acordo com a Figura 38.

Figura 38 - Valores das concentrações médias anuais em Coliformes Fecais por origem poluente.

Para além da determinação das cargas poluentes descarregadas no meio recetor, por origem

poluente, a metodologia permite também determinar uma ordem de prioridade das medidas de

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Cenário 1

Cenário 2a

Cenário 2b

Cenário 3

Cenário 4

Cenário 5a

Cenário 5b

per

cen

tage

m fa

ce a

o v

olu

me

tota

l (%

) tratado

Exced.

AP

AR brutas

1,00E+00

1,00E+02

1,00E+04

1,00E+06

1,00E+08


5,01E+07

5,87E+04 3,89E+05 2,00E+03

Cm

edio

anu

al e

m C

.F.

(NM

P/1

00m

l)

74

reabilitação a implementar no sistema de drenagem de águas residuais. A ordem de prioridade é

facilmente determinada, com base numa análise de custo por unidade de benefício, relacionando

os custos previstos para os vários cenários com a redução unitária de , em relação à

situação atual. Na Figura 39 apresentam-se de forma ordenada (a operação de reabilitação que

apresente a relação custo-benefício de menor valor terá prioridade sobre as demais) os resultados

obtidos por aplicação da metodologia. No Quadro 28 são apresentados os valores que dão origem

à Figura 39.

Quadro 28 - Análise custo benefício, para determinação da ordem de prioridades das medidas de reabilitação

Cenário Beneficio Custo (x ) Custo/unidade beneficio

2b 6,893 1,370 0,1987

3 12,860 3,460 0,2690

5b 7,841 2,420 0,3086

5a 13,808 4,510 0,3266

2a 5,966 2,090 0,3503

4 12,860 5,000 0,3888

Figura 39 - Análise custo benefício, para determinação da ordem de prioridades das medidas de reabilitação.

A análise dos resultados, expressos na Figura 36, permitem concluir que apesar do investimento

feito na reabilitação da ETAR, o desempenho ambiental do sistema é classificado como muito

deficiente (o valor do obtido para o cenário 1 é de 13.81). Torna-se evidente que as

intervenções A e B (ou A, B e C) devem ser implementadas, para garantir um desempenho

ambiental aceitável (cenário 3 e 5a). Os resultados também demonstram que existem vantagens

em submeter os descarregadores defeituosos a operações de reabilitação, em vez de reconstruir

na sua totalidade o emissário de Monsanto (o valor de para o cenário 2b é de 6.92, valor

inferior ao do cenário 2a, ), por outro lado, o parâmetro ,

obtido para o cenário 3 (intervenções A e B), é inferior do que o obtido para o cenário 5a

(intervenções A, B e C), reforçando esta conclusão.

2b 3 5b 5a 2a 4

custo/unidade beneficio 0,1987 0,2690 0,3086 0,3266 0,3503 0,3888

Custo (x 10^3 ) 1,370 3,460 2,420 4,510 2,090 5,000

0,0 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,4 0,5

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

cust

o/u

nid

ade

ben

efic

io

Cu

sto

(x

10^3

)

75

A Figura 39 mostra a análise custo benefício, para determinação da ordem de prioridades das

medidas de reabilitação, em comparação com a situação atual (cenário1). Desta forma, às

alternativas que apresentam um valor do parâmetro inferior, deve ser

dada prioridade de implementação. Globalmente, a reabilitação dos descarregadores defeituosos,

(intervenção A, na qual se engloba o cenário 2b), é o cenário que apresenta um parâmetro

mais baixo.

5.4.2. Aplicação da metodologia ASI-Mic., baseada em Esherichia Coli

No Quadro 29 apresenta-se uma síntese dos valores obtidos pela metodologia ASI, para cada

cenário em estudo, no que se refere aos indicadores de desempenho (um para tempo seco e

oito para tempo de chuva, número de precipitações consideradas no estudo) e ao índice de

desempenho .

Quadro 29 - Síntese dos resultados obtidos pela aplicação da metodologia ASI baseado em Esherichia Coli

(T.Seco)

(Tempo de chuva)

0,1

x/ano

1

x/ano

2

x/ano

5

x/ano

7

x/ano

10

x/ano

15

x/ano

45

x/ano

Cenário 1 6,96 0,095 0,092 0,090 0,087 0,085 0,083 0,078 0,054 6,11

Cenário 2a 4,00 0,096 0,092 0,091 0,088 0,086 0,084 0,080 0,058 3,51

Cenário 2b 3,54 0,098 0,097 0,096 0,094 0,094 0,093 0,092 0,084 3,11

Cenário 3 0,57 0,098 0,097 0,096 0,095 0,094 0,094 0,092 0,085 0,51

Cenário 4 0,57 0,098 0,097 0,096 0,094 0,094 0,093 0,091 0,084 0,51

Cenário 5a 0,10 0,098 0,097 0,096 0,095 0,094 0,094 0,092 0,086 0,10

Cenário 5b 3,07 0,098 0,097 0,096 0,095 0,094 0,093 0,092 0,085 2,70




76

Figura 40 - Representação dos indicadores e índices de desempenho obtidos por aplicação da metodologia ASI-Mic.


No Quadro 30 apresentam-se os volumes médios anualmente descarregados no meio recetor,

para cada cenário avaliado. O conhecimento destas grandezas permite ter uma ideia da

importância relativa da proveniência das cargas descarregadas no meio recetor, nomeadamente

águas residuais brutas, águas pluviais, caudais excedentes e efluentes da ETAR.


Cenário Volume médio anual ( )


Cenário 1 13.825,1 22.406,1 4.588,0 28.368,2 69.187,4

Cenário 2a 9.082,3 22.397,0 6.045,4 33.884,7 71.409,3

Cenário 2b 8.346,8 54.487,4 50.355,1 34.740,6 147.930,0

Cenário 3 3.606,9 54.487,4 51.131,7 40.257,1 149.483,0

Cenário 4 3.606,9 49.558,1 45.757,2 40.257,1 139.179,3

Cenário 5a 2.854,3 54.310,6 51.444,8 41.133,0 149.742,7

Cenário 5b 7.594,2 53.760,4 50.668,3 35.616,6 147.639,5

0,000

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000


Índ

ices

de

des

emp

enh

o (

-)

Id calculado com série completa Id calculado para prec. Com D>15 min

0

1

2

3

4

5

6

7


IDp

on

d (-

)


77



Figura 42 - Representação gráfica da percentagem de poluição por origem poluente, face ao volume total.

Verifica-se que para os cenários 1 e 2a, se verifica uma grande contribuição, para o volumes

médios anualmente descarregados, por parte das águas residuais domésticas, facilmente

explicado pelo facto destas águas serem descarregadas directamente para o meio recetor, sem

qualquer tipo de tratamento, daí a necessidade de introduzir alterações no sistema que permitam

reduzir esta carga poluente.

Os volumes relativos às águas pluviais e efluentes da ETAR mantêm-se praticamente constantes,

para os vários cenários avaliados, uma vez que estes se encontram limitados respetivamente pelo

volume de água precipitada nas bacias (toda a bacia contribui para o escoamento) e pela

capacidade hidráulica da ETAR. A implementação das várias medidas de reabilitação do sistema

conduz a uma maior eficiência do mesmo e como tal um aumento dos caudais captados pelo

sistema. No entanto a capacidade do sistema de drenagem encontra-se limitada pela capacidade

hidráulica das suas estruturas (ETAR, rede de drenagem e meio recetor) as quais não conseguem

absorver o aumento do caudal afluente ao sistema, facto que contribui para o aumento da parcela

relativa aos caudais excedentes, para os vários cenários avaliados. Por outro lado o aumento da

eficiência do sistema de drenagem conduz a uma diminuição dos volumes de águas residuais

descarregados para o meio recetor, que corresponde à parcela com maior concentração em

Coliformes Fecais, de acordo com a Figura 43.

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%

100%

Cenário 1

Cenário 2a

Cenário 2b

Cenário 3

Cenário 4

Cenário 5a

Cenário 5b

per

cen

tage

m fa

ce a

o v

olu

me

tota

l (%

)

tratado

Exced.

AP

AR brutas

78

Figura 43 - Valores das concentrações médias anuais em Esherichia Coli por origem poluente.

Para além da determinação das cargas poluentes descarregadas no meio recetor, por origem

poluente, a metodologia permite também determinar uma ordem de prioridade das medidas de

reabilitação a implementar no sistema. A ordem de prioridade é facilmente determinada, com base

numa análise de custo por unidade de benefício, relacionando os custos previstos para os vários

cenários com a redução unitária de , em relação à situação atual. Na Figura 44 apresentam-

se de forma ordenada (a operação de reabilitação que apresente a relação custo-benefício de

menor valor terá prioridade sobre as demais) os resultados obtidos por aplicação da metodologia.

No Quadro 31 são apresentados os valores que dão origem à Figura 44.

Quadro 31 - Análise custo benefício, para determinação da ordem de prioridades das medidas de reabilitação

Cenário Beneficio Custo (x ) Custo/unidade beneficio

2b 2,999 1,370 0,4568

3 5,599 3,460 0,6180

5b 3,412 2,420 0,7092

5a 6,011 4,510 0,7502

2a 2,599 2,090 0,8041

4 5,599 5,000 0,8930

Figura 44 - Análise custo benefício, para determinação da ordem de prioridades das medidas de reabilitação

1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05


5,50E+04 2,77E+04 3,18E+04 5,00E+02

Cm

edio

anu

al e

m C

.F.

(NM

P/1

00m

l)

2b 3 5b 5a 2a 4

custo/unidade beneficio 0,4568 0,6180 0,7092 0,7502 0,8041 0,8930

Custo (x 10^3 ) 1,370 3,460 2,420 4,510 2,090 5,000

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

cust

o/u

nid

ade

ben

efic

io

Cu

sto

(x

10^

3

)

79

A análise dos resultados, expressos na Figura 41, permitem concluir que apesar do investimento

feito na reabilitação da ETAR, o desempenho ambiental do sistema é classificado como muito

deficiente (o valor do obtido para o cenário 1 é de 6.11). Torna-se evidente que as

intervenções A e B (ou A, B e C) devem ser implementadas, para garantir um desempenho

ambiental aceitável (cenário 3 e 5a). Os resultados também demonstram que existem vantagens

em submeter os descarregadores defeituosos a operações de reabilitação, em vez de reconstruir

na sua totalidade o emissário de Monsanto (o valor de para o cenário 2b é de 3.11, valor

inferior ao do cenário 2a, ), por outro lado, o parâmetro ,

obtido para o cenário 3 (intervenções A e B), é inferior do que o obtido para o cenário 5a

(intervenções A, B e C), reforçando esta conclusão.

A Figura 44 mostra a análise custo benefício, para determinação da ordem de prioridades das

medidas de reabilitação, em comparação com a situação atual (cenário1). Desta forma, às

alternativas que apresentam um valor do parâmetro inferior, deve ser

dada prioridade de implementação. Globalmente, a reabilitação dos descarregadores defeituosos,

(intervenção A, na qual se engloba o cenário 2b), é o cenário que apresenta um parâmetro

mais baixo.

5.4.3. Principais conclusões

As metodologias ASI e ASI-Mic. visam, em ultima análise, a determinação de índices de

desempenho de sistemas de drenagem urbanos: os valores de superiores à unidade

indicam que a carga poluente efluente do sistema é superior à carga teoricamente descarregada

por um sistema separativo hipotético; opostamente, valores de inferiores à unidade

demonstram que o sistema apresenta uma carga poluente rejeitada para o meio receptor inferior à

carga rejeitada pelo sistema separativo sendo os efluentes domésticos tratados em ETAR com

tratamento secundário, pelo que o seu desempenho se pode considerar “excelente” (e

progressivamente melhor, quanto menores forem os valores de ou de ).

A introdução de fatores corretivos, tendo em conta o parâmetro poluente para a análise, conduz a

resultados e conclusões semelhantes, independentemente da metodologia considerada. Desta

forma se conclui que a metodologia ASI pode, facilmente, ser adaptada de forma a considerar

outros parâmetros ou indicadores de poluição, produzindo resultados coerentes entre si.

Verifica-se que na situação atual, o seu desempenho ainda não corresponde ao desejável sendo

necessário reabilitar e beneficiar o sistema intercetor, incluindo a construção dos intercetores

principais para se melhorar o comportamento ambiental desta frente de drenagem. Assim, foram

considerados seis cenários distintos, que englobam, de forma escalonada, diversas soluções de

beneficiação do sistema de drenagem da frente Algés-Alcântara. Considerando os valores obtidos

para os índices de desempenho para cada cenário avaliado, conclui-se que a implementação das

medidas preconizadas nos Cenários 2a e 2b contribuem, claramente, para a melhoria do

desempenho do sistema da frente de drenagem Algés-Alcântara. Na realidade, face à situação

atual (Cenário 1), a reabilitação proposta no Cenário 2a (incluindo a construção do emissário

80

Boavista-Monsanto-Algés) aliada à reabilitação dos descarregadores considerada no cenário 2b,

contribuem significativamente para a redução das descargas diretas em tempo seco, com

benefícios globais (médios anuais) muito consideráveis. Pode também concluir-se que a solução

de reabilitação dos descarregadores é mais eficiente, a nível ambiental, do que a solução de

construção do emissário Boavista-Monsanto-Algés. No que se reporta ao Cenário 4, em que se

propõe adicionalmente a construção de emissários separativos de ligação direta ao intercetor, os

benefícios são reduzidos e fazem-se sentir apenas para as precipitações mais frequentes, dessa

forma esta intervenção não se deve considerar importante. A reabilitação das zonas ribeirinhas

preconizada no Cenário 5a (construção de infraestruturas com vista à condução das águas

residuais das zonas ribeirinhas e das bacias unitárias de Oeiras ao intercetor), permite assegurar

uma taxa de atendimento “doméstica” próxima de 100%, a que correspondem desempenhos

equivalentes aos do sistema separativo teórico. Em termos globais, este cenário poderá ser

considerado como a situação em que se atingem os melhores índices de desempenho.

Destaca-se a elevada contribuição da carga poluente veiculada pelas escorrências pluviais face à

totalidade da carga poluente média anualmente descarregada no meio recetor. Evidencia-se,

deste modo, que a poluição transportada pelos caudais durante o início do hidrograma de cheias

nas bacias de Lisboa é bastante relevante, sendo frequentemente superior à descarregada pelas

águas residuais, em tempo seco.

No que se refere à implementação de soluções de controlo na origem, conclui-se que, dada a

importância relativa do indicador de desempenho de tempo seco, este tipo de intervenção não

tem, praticamente, qualquer efeito sobre os índices de desempenho (i.e., não se torna relevante

desviar águas pluviais das redes unitárias da frente de drenagem Algés-Alcântara no que se refere

à poluição global do meio recetor).

A ferramenta ASI-Mic. permitiu hierarquizar as soluções propostas, de uma forma simples e

expedita, o que é especialmente útil num quadro de escassez de recursos ou informação relativa

ao sistema de drenagem.

81

6. Síntese, conclusões e trabalhos futuros

No domínio da drenagem urbana, temas como a modelação do comportamento dinâmico de

sistemas de águas residuais urbanas, a avaliação do seu desempenho hidráulico e ambiental e a

gestão integrada destes sistemas, apresentam-se como domínios do conhecimento de importância

e atualidade crescentes, sobretudo atendendo aos seguintes aspetos:

O recurso a modelação ou abordagens de gestão integradas de sistemas de águas

residuais constitui uma prática bastante recente, especialmente em Portugal.

Crescente desenvolvimento de áreas urbanas constituídas na sua maioria por redes

unitárias nos núcleos centrais, às quais afluem redes separativas periféricas mais

recentes.

Existência de um grande número de sistemas de drenagem de águas residuais cada vez

mais complexos na sua conceção e operação.

Escassez de informação detalhada, nomeadamente de cadastro, que caraterize os

sistemas existentes.

Necessidade de dispor de metodologias expeditas para análise do desempenho hidráulico

e ambiental dos sistemas existentes, bem como para avaliação de soluções alternativas

destinadas à respetiva beneficiação/reabilitação.

Elevada carga poluente veiculada pelas escorrências pluviais em meio urbano e respetiva

importância para os estudos de qualidade da água e para o projeto/reabilitação de

infraestruturas de drenagem e tratamento de água.

Diferentes regimes de precipitação relativamente aos países em que se desenvolveram as

metodologias e critérios usuais de resolução dos problemas associados à drenagem em

meio urbano, designadamente do centro da Europa, Canadá, Estados Unidos da América

e Japão.

A presente dissertação tem como principal objetivo o desenvolvimento de um modelo de gestão

integrada de sistemas de águas residuais baseado na contaminação microbiológica, que permita

realizar uma avaliação objetiva, quantificada e sistematizada do desempenho de sistemas de

drenagem urbana. Este surge no seguimento do trabalho realizado por Ferreira,2006, no qual a

autora desenvolveu uma metodologia destinada à avaliação global integrada do desempenho de

sistemas de drenagem urbanos (Ferreira, 2006), designada como Abordagem Simplificada

Integrada (ASI).

A metodologia seguida para a realização do trabalho agora apresentado é a seguinte:

Desenvolvimento de um modelo de gestão integrada de sistemas de águas residuais

baseado na contaminação microbiológica (ASI Microbiológica) para sistemas de

drenagem constituídos tanto por bacias dispostas em série como em paralelo.

Desenvolvimento de um programa automático de aplicação do Modelo ASI-Mic.

Aplicação da metodologia ASI Microbiológica à frente de drenagem de Algés-Alcântara.


Integrada (ASI-Mic.) baseada na contaminação microbiológica, com os resultados obtidos

82

através da modelação ASI baseada no parâmetro Carência Química de Oxigénio (CQO),

como forma de avaliação da coerência dos resultados obtidos.

A Metodologia ASI-Mic. é aplicável a sistemas em que a utilização de modelos de estudo mais

complexos se revela difícil ou praticamente impossível, face à qualidade dos dados disponíveis.

Esta abordagem destina-se à avaliação global integrada, de forma simplificada, do desempenho

de sistemas de drenagem urbanos (coletores e ETAR) e à avaliação da eficácia de diferentes

medidas de beneficiação dos sistemas.

Através da metodologia ASI-Mic. são determinados diferentes indicadores de desempenho do

sistema, em tempo seco e para diversas condições de eventos pluviométricos. Com base no

regime local de precipitações, que deverá ser previamente conhecido é ainda possível determinar

um índice de desempenho do sistema, que pondera os valores dos indicadores tendo em

conta a duração média anual dos períodos de tempo seco e dos períodos de precipitação, em

função da respetiva frequência, a fim de permitir uma avaliação “anual” do desempenho.

A avaliação do grau de poluição potencial do sistema é feita através da comparação do valor da

concentração média da água no sistema real , com um valor da concentração média da

água num sistema separativo hipotético , ou seja, considera-se que todo o efluente

doméstico é tratado na ETAR e toda a água pluvial é descarregada no meio recetor sem

tratamento. Desta forma, valores de e superiores a unidade indicam que a

concentração média efluente do sistema é superior à concentração média teórica descarregada

por um sistema separativo hipotético e quanto maiores forem os seus valores mais deficiente será

o comportamento do sistema.

Como refere Ferreira, 2006 teoricamente, o índice de desempenho pode ser definido em função

de qualquer parâmetro de qualidade das águas, sendo que nesta dissertação foram considerados

como referência para o estudo os parâmetros microbiológicos Coliformes Fecais e Esherichia Coli.

De referir ainda que no presente trabalho são apresentadas as expressões de cálculo definidas

respetivamente para sistemas de drenagem de águas residuais constituídos por bacias em série e

em paralelo.

A classificação do índice de desempenho traduz de forma qualitativa o tipo de desempenho

ambiental da solução em estudo (de “desempenho muito bom” até “desempenho muito deficiente”)

e a prioridade relativa das diferentes intervenções propostas, face aos valores assumidos pelos

índices para essas intervenções. A qualificação do índice de desempenho deverá atender às

características de cada sistema (coletores, ETAR e meio recetor), nomeadamente as suas

características de autodepuração e sensibilidade do meio recetor.

Com o objetivo de facilitar a utilização desta metodologia por parte de potenciais interessados foi

desenvolvida uma ferramenta automática de aplicação do modelo ASI-Mic., pode ser aplicada a

vários sistemas de drenagem de águas residuais, cada um com as suas características

específicas.

83

A criação desta ferramenta surge da necessidade de facilitar e tornar mais apelativa a utilização

da ASI-Mic., por parte do utilizador, tornando consideravelmente mais simples a aplicação da

metodologia proposta, diminuindo assim o período de adaptação à mesma e constituindo um

contributo para o apoio ao diagnóstico e gestão dos sistemas de drenagem urbanos.

A aplicação desenvolvida permite avaliar o desempenho ambiental de sistemas de de drenagem

de águas residuais, constituídos por várias bacias dispostas em série, no máximo de 5 bacias de

drenagem, de uma forma simples e expedita. Permite também a definição de cenários hipotéticos,

representativos de alterações a introduzir no sistema, como sejam obras de reabilitação, no

máximo de 5 cenários de estudo e a sua comparação com a situação atual. Para tal o utilizador

apenas tem que definir o sistema que pretende estudar, através da introdução, nos campos

apropriados, dos parâmetros do modelo que mais influenciam os valores de e , dos

quais se destacam o coeficiente do Método Racional (C , a percentagem de população na área de

atendimento servida pelo sistema ( , a percentagem de águas pluviais que afluem ao sistema de

drenagem (φ) e os valores das concentrações em C.F e E. Coli nas águas residuais domésticas

, águas pluviais urbanas e nos efluentes da ETAR

Para além de serem sugeridos valores típicos para os parâmetros em causa a aplicação dispõe

também de um manual de utilização que serve como guia ou auxílio ao utilizador, para que este

possa de uma forma simples tomar conhecimento dos fundamentos que regem a aplicação e

dessa forma retirar todo o partido das capacidades da mesma.

Posteriormente procedeu-se à aplicação da metodologia ASI-Mic. à frente de drenagem Algés-

Alcântara. Este sistema de drenagem serve atualmente os concelhos de Lisboa, Oeiras e

Amadora, sendo os efluentes conduzidos para a ETAR de Alcântara, onde são tratados. Foi

definido um modelo tipológico simplificado da frente de drenagem Algés-Alcântara, constituído por

três bacias principais dispostas em série e aplicada a metodologia proposta para avaliar o

desempenho ambiental deste subsistema, bem como para simular os efeitos individuais ou

combinados das diferentes medidas de reabilitação equacionadas.

Para a aplicação do modelo foram definidos dois casos de estudo, baseados nos parâmetros em

Coliformes Fecais e E. Coli, respetivamente.

Verifica-se que os valores dos indicadores e índice de desempenho determinados

para tempo de chuva, são bastante aproximados aos obtidos com recurso a ASI baseada no

parâmetro CQO (Ferreira, 2006). O mesmo não se verifica em tempo seco, onde os valores dos

indicadores e índice de desempenho apresentam valores bastante superiores aos

determinados pela metodologia original e são fortemente afetados pelo aumento das

concentrações consideradas para as águas residuais e pluviais . Este facto motivou a introdução

de um parâmetro, que deve ser afetado aos valores dos indicadores de desempenho

determinados , por forma a minimizar o efeito descrito.

Em função das características de autodepuração e sensibilidade do meio recetor apresentaram-se

duas propostas de classificação do índice de desempenho, cuja aplicação depende do parâmetro

considerado para a aplicação da ASI-Mic. (Coliformes Fecais ou Esherichia Coli). Os intervalos

84

propostos revelaram-se adequados à nova metodologia e resultam da multiplicação dos valores

propostos por (Ferreira, 2006) por um fator de e 1.5, consoante a metodologia seja baseada no

parâmetro Coliformes Fecais ou Esherichia Coli, de modo a que, independentemente da

metodologia ASI utilizada (baseada no parâmetro CQO, Coliformes Fecais, E. Coli), os resultados

obtidos sejam coerentes e as conclusões semelhantes. A classificação do índice de desempenho

traduz de forma qualitativa o tipo de desempenho ambiental da solução em estudo (de

“desempenho muito bom” até “desempenho muito deficiente”).

Os resultados obtidos permitem concluir que os volumes relativos às águas pluviais e efluentes da

ETAR se mantêm praticamente constantes, para os vários cenários avaliados, uma vez que estes

se encontram limitados respetivamente pelo volume de água precipitada nas bacias (toda a bacia

contribui para o escoamento) e pela capacidade hidráulica da ETAR. A implementação das várias

medidas de reabilitação do sistema conduz a uma maior eficiência do mesmo e como tal um

aumento dos caudais captados pelo sistema, no entanto a capacidade do sistema de drenagem

encontra-se limitada pela capacidade hidráulica das suas estruturas (ETAR e rede de drenagem)

as quais não conseguem absorver o aumento do caudal afluente ao sistema, facto que contribui

para o aumento da parcela relativa aos caudais excedentes e diminuição dos volumes de águas

residuais descarregados para o meio recetor.

Verifica-se ainda que a ordem de prioridade das operações a realizar no sistema, determinada nos

dois casos em estudo, é a mesma que a obtida por Ferreira, 2006, demonstrando a coerência dos

resultados, do ponto de vista da definição dos interesses propostos, independentemente do

parâmetro escolhido para basear a análise efetuada.

Os principais benefícios e limitações inerentes à utilização da ASI-Mic. são os seguintes:

Metodologia de aplicação expedita, especialmente desenvolvida para situações de

projecto em que se verifica uma escassez de dados definidores dos sistemas de

drenagem em estudo.

Permite complementar e potenciar o conhecimento adquirido com base em modelos de

cálculo mais complexos.

Facilmente adaptável a diferentes parâmetros de qualidade ou indicadores de

desempenho.

Incertezas associadas à determinação dos principais parâmetros, que influenciam os

valores de e : , C e .

Contribuições pluviais associadas a ligações indevidas, ou infiltrações, difíceis de modelar

e prever.

Para dar continuidade aos trabalhos desenvolvidos propõem-se:

Ampliar as metodologias a outros casos de estudo, nomeadamente ao subsistema de

drenagem de São João da Talha (também gerido pela SIMTEJO).

85

Comparar os resultados obtidos pelo modelo expedito ASI ou ASI-Mic. com os obtidos por

modelação detalhada (p.e. com recurso ao SWMM ou Mouse).

Desenvolver a ferramenta ASI-Mic. para aplicação a sistemas de drenagem com bacias

dispostas em paralelo.

87

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91

Anexo 1

Listas de Indicadores de Desempenho de Sistemas de Drenagem Urbana

92

FiguraA 1 - Indicadores de desempenho ambientais para sistemas de drenagem de águas residuais urbanas (adaptado de Matos et al., 2003)

93

FiguraA 2 - Indicadores de desempenho de recursos humanos para sistemas de drenagem de águas residuais urbanas (adaptado de Matos et al., 2003)

94

FiguraA 3 - Indicadores de desempenho infra-estruturais para sistemas de drenagem de águas residuais urbanas (adaptado de Matos et al., 2003)

96

FiguraA 4 - Indicadores de desempenho operacionais, para sistemas de drenagem de águas residuais urbanas (adaptado de Matos et al., 2003)

98

FiguraA 5 - Indicadores de desempenho de qualidade de serviço para sistemas de drenagem de águas residuais urbanas (adaptado de Matos et al., 2003)

99

FiguraA 6 - Indicadores de desempenho económico-financeiros para sistemas de drenagem de águas residuais urbanas (adaptado de Matos et al., 2003)

101

Anexo 2

Exemplos de procedimentos e Macros definidas, para automatização da ASI-Mic.

102

FiguraA 7 - Procedimento que permite fazer a verificação do nome de "Utilizador" e "Password".

FiguraA 8 - Procedimento de saída da aplicação.

FiguraA 9 – Procedimento que carrega o formulário “Introdução”.

FiguraA 10 – Procedimento que procede à limpeza do campo “Password”, após a sua verificação

103

FiguraA 11 – Procedimento que procede à limpeza de todos os campos, associado ao botão “Limpar”

FiguraA 12 – Procedimento que copia os resultados obtidos pela ASI-Mic e os agrupa numa folha de resultados

FiguraA 13 – Procedimento associado ao botão “Valores Propostos” para a classificação do desempenho ambiental, para os dois tipos de poluentes.

104

FiguraA 14 – Procedimento associado ao botão “Valores Propostos” para a definição das cargas poluentes, para os dois

tipos de poluentes.

FiguraA 15 – Procedimentos associados à introdução de dados, na aplicação

FiguraA 16 – Procedimento que carrega a folha de resultados

FiguraA 17 – Procedimento associado à escolha do tipo de poluente a estudar

105

FiguraA 18 – Procedimento que carrega o PDF de ajuda, no formulário Sistema de drenagem.

FiguraA 19 – Procedimento que permite a passagem para o próximo formulário (associado ao botão “Avançar”).

FiguraA 20 – Procedimento associado ao botão “Valores Propostos” para a caracterização dos eventos pluviométricos

(Intensidade e duração da precipitação).

FiguraA 21 – Procedimento associado ao botão “Sair”.

106

FiguraA 22 - Procedimentos associados à introdução de dados, na aplicação.

FiguraA 23 – Procedimento que permite a definição do número de bacias a estudar (entre 1 e 5) e carrega a figura no formulário Introdução.

107

FiguraA 24 – Procedimento que, consoante o número de bacias escolhidas pelo utilizador (entre 1 e 5), apresenta o formulário correspondente, apenas com o número de campos de preenchimento por ele escolhidos.

FiguraA 25 – Procedimento que carrega o PDF de ajuda, no formulário “Introdução).

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