Drenagem de Águas Residuais da Cidade de Lisboa

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1 Artigo O Plano Geral de Drenagem de Águas Residuais da Cidade de Lisboa José de Saldanha Matos Professor, Consultor da HIDRA, Hidráulica e Ambiente, Lda. Rodrigo Proença de Oliveira Professor, Sócio da CHIRON, Sistemas de Informação, Lda. António Monteiro Professor, Consultor da ENGIDRO, Estudos de Engenharia, Lda. Manuel Lacerda Presidente do Conselho de Administração da EMARLIS, Lisboa, Portugal. A cidade de Lisboa enfrenta actualmente importantes desafios no que respeita a drenagem de águas residuais: parte considerável da rede encontra-se envelhecida, o sistema recebe águas residuais dos concelhos vizinhos, os colectores são maioritariamente unitários ou comportam-se como tal, as marés do Tejo condicionam as descargas e afluem ao sistema, e nem todos os efluentes são conduzidos às ETAR existentes. Adicionalmente, a complexidade do sistema de drenagem de Lisboa (redes por vezes em malha, descarregadores e sifões invertidos, entre outros componentes), tornam a problemática do controlo das inundações e da poluição do estuário do rio Tejo especialmente difícil. A cidade carece, ainda, de importantes intervenções ao nível do saneamento. 4 Janeiro/Abril

2 É neste contexto que se apresenta, no presente artigo, o Plano Geral de Drenagem da cidade de Lisboa (PGDL), actualmente em desenvolvimento, e que tem por objectivo principal a definição de estratégias e o planeamento de acções que permitam ultrapassar os grandes desafios que se colocam, neste início de século. Descrevem-se as diversas fases de evolução do PGDL e do Sistema de Apoio à Decisão que o integra, discutindo-se as principais especificidades, condicionalismos, desafios e perspectivas de evolução do saneamento, de forma a potenciar a gestão integrada do sistema de drenagem, como já ocorre nalgumas modernas capitais europeias. Em síntese, com este estudo pretende-se dotar a cidade com um Plano Geral de Drenagem coerente e actualizado, por forma a dispor-se de uma estratégia de actuação e evolução em termos de planeamento, projecto, construção e exploração das infra-estruturas, tendo em vista contribuir para a redução dos riscos de inundação na cidade e de poluição e contaminação do estuário do rio Tejo, com custos mínimos, em termos económicos, sociais e ambientais. 1. INTRODUÇÃO Ao longo dos tempos e até à Idade Moderna, as obras de drenagem não constituíram, senão a título excepcional, infra-estruturas consideradas necessárias e condicionantes do desenvolvimento e ordenamento dos núcleos urbanos. Data de 1844 o primeiro projecto nacional de saneamento para a cidade de Lisboa. No fim do século XIX e primeiros três quartéis do século XX realizaram-se diversas obras importantes de drenagem. Datam de há mais de duas décadas as obras para construção das ETAR de Alcântara e de Chelas, entretanto já diversas vezes sujeitas a beneficiação do nível de tratamento. No entanto, a cidade carece, ainda, de importantes intervenções. De facto, o Município de Lisboa não dispõe, actualmente, de um Plano Geral de Saneamento actualizado, para a rede em baixa e, embora tenha procedido à digitalização do cadastro (entre 1995 e 2006), não dispõe de um sistema de informação que agregue todos os dados relativos às infra estruturas existentes (o sistema actual não se encontra totalmente validado e apresenta erros e lacunas). Por outro lado, a cidade de Lisboa enfrenta hoje importantes desafios no que respeita a drenagem de águas residuais: parte considerável da rede encontra-se envelhecida, o sistema recebe águas residuais dos concelhos vizinhos, os colectores são maioritariamente unitários ou comportam-se como tal, as marés do Tejo condicionam as descargas e afluem ao sistema e nem todos os efluentes são conduzidos às ETAR existentes. SÍNTESE DE PRINCIPAIS ESTUDOS E PRO- JECTOS DE DRENAGEM DA CIDADE DE LISBOA 1. Considerações gerais Neste capítulo, apresenta-se uma síntese dos principais estudos e projectos de drenagem de águas residuais desenvolvidos para a cidade de Lisboa, com ênfase na perspectiva histórica, e em estudos desenvolvidos entre o fim do séc. XIX e meados do século passado. Posteriormente, foram efectuados diversos estudos e projectos, alguns deles de dimensão significativa, como os conduzidos pelo então Gabinete de Águas Residuais da Cidade de Lisboa (GARLIS) nas últimas duas décadas do século passado, por diversos Gabinetes de Engenharia, ou, no domínio da modelação matemática, pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) e pelo Instituto Superior Técnico (IST). 2. O projecto de Gotto & Beesley, 1877 Em Lisboa, crê-se que o primeiro projecto integrado de drenagem, tratamento (pré tratamento) e lançamento em meio receptor de águas residuais data de 1877, tendo sido desenvolvido por Gotto & Beesley, de Londres. A solução então adoptada foi a de conduzir as águas negras de Lisboa até um ponto de descarga na praia das Saínhas (mais conhecida hoje por praia de Carcavelos), a curta distância da Torre de S. Julião da Barra, por meio de um emissor em conduta forçada constituído por uma tubagem de ferro com 1,30 m de diâmetro. A circulação nesta conduta era conseguida pela construção no início do emissor de uma torre que sustentaria um depósito elevado à altura de 21 metros, sobre o nível de referência (nível das marés médias). Esta torre, juntamente com a edificação para as máquinas elevatórias, caldeiras e depósitos de carvão e com a edificação destinada a habitação do pessoal, escritórios e administração, foi localizada na Rocha do Conde de Óbidos. O emissor foi previsto para o escoamento não só das águas negras da cidade, como também das águas pluviais correspondentes a uma precipitação uniforme de 25 mm em 24 horas. A extensão total do emissor era de metros e terminava por três colectores de descarga em tubagem de ferro com 0,91 m de diâmetro, embebidos num maciço de betão e com cerca de 100 metros de comprimento. 3. O projecto de Ressano Garcia, 1884 Ressano Garcia, no âmbito da Comissão nomeada pelo Governo em 1 de Agosto de 1880 para o estudo dos princípios gerais a que deveria obedecer o sistema de evacuação a aplicar a Lisboa e do programa dos trabalhos necessários para a execução do sistema preconizado, actualizou e desenvolveu, de forma detalhada, os estudos de Gotto & Beesley. Ressano Garcia estabeleceu o princípio da condução dos esgotos a uma grande distância da cidade por um emissor impermeável e convenientemente arejado. A cidade deveria ser dividida em duas zonas: a zona alta e a zona baixa. As águas da zona alta deveriam ser evacuadas directamente por acção da gravidade. Na Fig.1 apresenta-se a planta geral da cidade de Lisboa, alvo do projecto Ressano Garcia, com identificação da zona alta (unitária, a rosa) e da zona baixa (pretendida como separativa ou pseudo-separativa, a azul). No Projecto Ressano Garcia, a população provável admitida para 1940 foi de habitantes e o volume máximo das águas de abastecimento previsto para o mesmo ano foi de m 3 /dia. Quanto às águas pluviais a transportar, o valor adoptado correspondia a uma precipitação de 25 mm em 24 horas, na totalidade da área da zona alta - drenada por rede unitária, e na zona baixa, drenada por rede parcialmente separativa, que servia também os pátios interiores dos prédios e as abas dos telhados para esses pátios inclinadas. A conjugação destas situações resulta em poluição e contaminação do estuário do rio Tejo e, em algumas zonas, em riscos consideráveis de ocorrência de inundações por ocasião de precipitações intensas. Grandes problemas resultam, em regra, em grandes desafios, e desafios constituem oportunidades de mudança. É neste contexto que se apresenta, no presente artigo, o Plano Geral de Drenagem da cidade de Lisboa (PGDL), actualmente em desenvolvimento, e que tem por objectivo principal a definição de estratégias e o planeamento de acções que permitam ultrapassar os grandes desafios que se colocam à capital do País, neste início de século. Figura 1 - Planta geral da cidade de Lisboa (fotografada do Projecto Ressano Garcia, de 1884.) 6 Janeiro/Abril

3 As canalizações da zona alta deveriam receber todas as águas de chuva, de lavagens da via pública e de rega, não absorvidas ou evaporadas, estabelecendo-se, no entanto, em pontos convenientemente localizados, descarregadores de superfície em ligação com galerias de descarga, destinadas a conduzir directamente ao Tejo as águas pluviais que pudessem considerar-se extraordinárias. As águas pluviais poluídas, correspondentes às precipitações de menor intensidade, deveriam ser transportadas juntamente com as águas residuais domésticas para o exterior da cidade. Sabese, agora, que essas precipitações têm frequência média de, aproximadamente, sete vezes por ano. Na zona baixa, as canalizações existentes deveriam ser utilizadas apenas para a evacuação directa para o rio das águas pluviais caídas directamente nas vias públicas ou aí lançadas pelos tubos de queda das edificações, bem como das águas de lavagem e rega daquelas vias. Para a evacuação dos esgotos, acrescidos das águas pluviais caídas nos pátios interiores e nas abas correspondentes dos telhados, seria construída uma nova rede de canalizações cujos esgotos seriam conduzidos por um interceptor marginal até à margem esquerda da Ribeira de Alcântara, onde seriam elevados e lançados no emissor. O interceptor marginal teria a sua origem em Santa Apolónia, em frente da Travessa Lázaro Leitão, à cota 6,70 m e iria terminar, depois de um percurso de m, na margem esquerda da Ribeira de Alcântara, na Horta Navia, à cota 2 m abaixo do plano das águas médias, junto das instalações de máquinas elevatórias previstas no projecto. Na generalidade do traçado, adoptou-se a inclinação uniforme de 1/1320. O caudal de dimensionamento do emissor final foi de 4,2 m 3 /s. 4. Os estudos de Arantes e Oliveira, 1941 O estudo Esgotos de Lisboa, da autoria de Arantes e Oliveira, é um trabalho de grande profundidade e detalhe que abrange os seguintes aspectos principais: volume e composição dos esgotos de Lisboa, regime de chuvas em Lisboa, estudos hidrográficos e relativos à poluição e à depuração natural no estuário do Tejo e tratamento e evacuação dos esgotos de Lisboa. Arantes e Oliveira considera Lisboa dividida em sete grandes bacias de drenagem (A a G). Para o Horizonte de Projecto (1965) previu uma área de atendimento total servida por rede de saneamento de ha e uma população de projecto de hab. O caudal máximo de tempo seco foi de 3,77 m 3 /s, excluindo as contribuições da ribeira de Algés e Sacavém. Esta população de projecto nunca se veio a atingir. De facto, a população residente actual de Lisboa não chega a habitantes. Para o tratamento dos esgotos de Lisboa, Arantes e Oliveira prevê duas ETAR: a ETAR Ocidental e a ETAR Oriental. A ETAR Ocidental deveria servir, em 1965, cerca de hab., com caudal médio de tempo seco de m 3 /dia (2,72 m 3 /s). A ETAR Oriental deveria servir hab., com caudal médio de tempo seco de m 3 /dia (1,04 m 3 /s). A relação entre os caudais máximos e os caudais médios a tratar nas ETAR seriam, respectivamente, de 3,7 e 3,6. Ou seja, previu-se um caudal máximo de tempo de chuva de 10 m 3 /s na ETAR Ocidental e de 3,7 m 3 /s na ETAR Oriental. Arantes e Oliveira admite a possibilidade de decantação assistida com reagentes, não por razões de redução da CBO5 (pois entendia-se que as condições favoráveis do meio receptor não o exigiam), mas por razões de minimização do impacte da visibilidade do efluente nas imediações do ponto de lançamento ou optimização da dose do agente desinfectante. 5. O Anteprojecto de Celestino da Costa (1955) e sua concretização Apenas em meados do século passado a cidade de Lisboa passou a dispor de um plano geral completo da rede de águas pluviais, com base no qual se procedeu á construção de muitas dezenas de quilómetros de novos grandes colectores pluviais, integrados num esquema geral coerente. O Anteprojecto de Saneamento da Cidade de Lisboa, de Celestino da Costa, datado de 1955, constitui o seguimento natural dos estudos de Arantes e Oliveira. Nesse projecto é advogado o Método Racional Generalizado para o cálculo de pluviais da cidade e traçam-se, com rigor, os principais colectores e interceptores da cidade. De acordo com o Anteprojecto, dadas as características topográficas da cidade, as zonas altas de Lisboa seriam dotadas de emissários pluviais, sem serviço de percurso nas zonas baixas marginais. Estas, de forma a não entrarem em carga em caso de ocorrência simultânea de preia-mar e precipitação, deveriam dispor de rede pluvial e doméstica independente, sendo, assim, do tipo separativo. Durante as décadas de 60 e 70 concretizou-se, em grande parte, esse projecto, mas ficou por concluir a implantação do sistema separativo nas zonas baixas. No que respeita às frentes de drenagem de águas residuais de Lisboa, o processo teve uma evolução, em termos de obra, distinta do que preconizou Celestino da Costa, que defendia uma única ETAR de tratamento secundário para a cidade de Lisboa, em Beirolas. Com a construção, nos anos 90, de sistemas interceptores nas frentes Algés Alcântara e Cais do Sodré Alcântara, procedeu-se à intercepção dos caudais domésticos provenientes das zonas altas, mantendo-se, no entanto, a problemática da influência da maré nas zonas baixas marginais, dado que se encontravam, e ainda se encontram, ligadas aos emissários pluviais com descarga directa no rio Tejo, não sendo as respectivas descargas, usualmente, dotadas de válvulas de maré. O estudo Esgotos de Lisboa, da autoria de Arantes e Oliveira, é um trabalho de grande profundidade e detalhe que abrange os seguintes aspectos principais: volume e composição dos esgotos de Lisboa, regime de chuvas em Lisboa, estudos hidrográficos e relativos à poluição e à depuração natural no estuário do Tejo e tratamento e evacuação dos esgotos de Lisboa. 8 Janeiro/Abril

4 O Plano Geral em Desenvolvimento 1. Objectivos Em resultado da sua evolução histórica, o sistema de drenagem de águas residuais da cidade de Lisboa apresenta, actualmente, elevada complexidade que resulta, fundamentalmente, das seguintes circunstâncias (CHIRON/ENGIDRO/HIDRA, 2006a): 4existência de um sistema misto incluindo, em parte, redes separativas, redes pseudo separativas e redes unitárias; 4existência de redes ramificadas, malhadas ou pseudo-malhadas, isto é, que se comportam como redes ramificadas, apenas até certo limite de caudal; 4o meio receptor apresenta flutuações muito significativas (a diferença de cotas entre a mínima baixa-mar e máxima preia-mar é de quase 4 m), de que decorrem constrangimentos hidráulicos nas descargas; 4grande parte da rede em baixa é antiga, apresentando deficiências estruturais, hidráulicas e ambientais; 4o sistema desenvolve-se a jusante de outros sistemas de concelhos vizinhos, recebendo os seus efluentes, nomeadamente dos concelhos de Oeiras e Amadora, que drenam para a bacia de Alcântara, e do concelho de Loures, que drena para a bacia de Beirolas. Estas situações são, em parte, potencialmente criadoras das seguintes ocorrências que correspondem a deficiências ou riscos de comportamento do sistema: 4inundações de frequência superior à desejada; 4entrada de água do mar no sis- tema, através de descarregadores mal posicionados e de colectores pluviais ligados a colectores domésticos; 4descarga directa de águas residuais domésticas não tratadas para o meio receptor, visto ainda não disporem, na totalidade de sistemas de intercepção, de recolha e de bombagem para as ETAR; 4descarga de águas residuais domésticas não tratadas (embora diluídas) em tempo de chuva, devido à falta de capacidade de reserva e de tratamento (poluição intermitente); 4riscos de libertação de odores nas frentes de drenagem com condutas elevatórias em que os tempos de retenção são elevados. O Plano Geral de Drenagem de Lisboa, em elaboração, tem por objectivo final a definição da estratégia e o planeamento das acções que permitam ultrapassar estas deficiências. Em concreto, pretende-se: 4avaliar o desempenho do actual sistema de drenagem, diagnosticando os principais problemas existentes no que diz respeito à capacidade de escoamento dos caudais gerados na área servida pelo sistema, as condições de auto-limpeza e os riscos de ocorrência de erosão; 4prever a evolução das necessidades de drenagem para um horizonte de projecto de 40 anos; identificar e caracterizar soluções estruturais e não estruturais que visem dar resposta aos problemas detectados e preparar o sistema para os desafios do futuro, identificando as necessárias soluções de reforço e/ou de substituição das infra-estruturas instaladas; 4analisar, do ponto de vista técnico, económico e ambiental, as soluções alternativas; 4planear a solução proposta e aprovada para um horizonte de projecto de 40 anos. Um dos principais objectivos dos trabalhos em curso, em paralelo com a elaboração do Plano de Drenagem, é o desenvolvimento de um Sistema de Apoio à Decisão (SAD) que, a prazo, venha constituir-se como a principal ferramenta de análise, diagnóstico, monitorização e gestão das infra-estruturas. Trata-se de um objectivo ambicioso que deverá ser concretizado com a contribuição de outros projectos, designadamente a implementação de um sistema de informação e de um sistema de monitorização e de telegestão. A sua concretização exige ainda a consideração de um conjunto de questões da área da organização, formação, recursos humanos e informática, que ultrapassam claramente as questões específicas do domínio técnico-científico da hidrologia e hidráulica urbana. O Sistema de Apoio à Decisão deverá garantir, entre outros aspectos, a avaliação das necessidades e condições de drenagem actuais e futuras, por bacia e sub-bacia hidrográfica; a avaliação da capacidade de drenagem das infraestruturas; a análise comparativa do desempenho de diversas acções, projectos ou obras que visem ultrapassar problemas existentes ou previstos. O Sistema de Apoio à Decisão inclui um Sistema de Informação Geográfica e diversas ferramentas de modelação matemática que permitem assegurar estes aspectos e que, simplificando o sistema real, retêm os factores e características que condicionam as opções a tomar. O modelo recorre a conceitos e operações de informação geográfica, e em particular de análise de redes. É um modelo que se pretende que considere redes unitárias e redes separativas e ainda permita simular, de forma simplificada, o comportamento dos descarregadores. Tendo sido inteiramente implementado sobre o software ArcGIS, da ESRI, o modelo permite estimar os caudais em tempo seco e em tempo húmido, associados a diversas condições demográficas e diferentes períodos de retorno. Em paralelo, é também calculado para cada colector, e em condições de regime permanente e uniforme, a altura e a velocidade de escoamento, e ainda o tempo de percurso. O modelo baseia-se em três classes de objectos geográficos que constituem os dados de entrada: bacia (polígono), troço de colector (linha) e nó (ponto). A área em análise é dividida em várias bacias justapostas. Cada bacia tem associados dois nós de ligação à rede de drenagem, que coincidem no caso das bacias com rede unitárias. No caso de áreas com redes separativas, ou no caso de redes unitárias a montante de descarregadores que desviem o caudal de águas residuais, os dois nós de ligação da bacia não coincidem. Os nós correspondem, na maior parte dos casos, a câmaras de visita, mas podem também estar associados a câmaras cegas ou descarregadores. As secções onde ocorrem alterações das características dos trechos de colector são também consideradas nós. 2. Faseamento A elaboração do PGDL desenvolvese ao longo de um conjunto de seis fases, cuja conclusão está prevista para 2007: Fase A Análise de informação de base; Fase B Diagnóstico e desempenho do sistema; Fase C Desenvolvimento do Plano Geral de Drenagem; Fase D Desenvolvimento da solução; Fase E Implementação do Sistema de Apoio à Decisão; Fase F Transferência de ferramentas e know-how. A Fase A, já concluída, engloba a inventariação, a recolha e a organização de todos os dados e outros elementos necessários à elaboração do Plano Geral e ao desenvolvimento do Sistema de Apoio à Decisão. Todos os dados recolhidos foram objecto de organização e uniformização de formatos, tendo em conta os objectivos do projecto. Foi também realizada uma análise preliminar da qualidade dos dados recolhidos, corrigindo, se possível, os erros mais grosseiros. Na Fase B, também já concluída, procedeu-se à avaliação de caudais de projecto, à avaliação da capacidade do sistema existente e à identificação de insuficiências hidráulicas e locais de risco de inundações. Ainda no âmbito desta tarefa, foi avaliado, de forma sumária, o desempenho ambiental das redes das diversas bacias de drenagem, identificando as bacias cujos efluentes não são sujeitos a tratamento e aquelas cujos efluentes, em tempo de cheia, descarregam caudais poluentes no estuário. Uma vez concluído o diagnóstico e identificados os pontos críticos, proceder-se-á, na Fase C, à definição das soluções técnicas alternativas que se afigurem elegíveis. Estas soluções serão discutidas num fórum alargado, de forma a receber contributos exteriores à equipa técnica e validar as soluções propostas. O PGDL prolonga-se na Fase D, que incluirá a pormenorização da solução recomendada, a definição do cronograma e do respectivo programa de investimentos, e acções específicas, no sentido da implementação da solução recomendada. 3. A área de atendimento e o sistema existente. A área de interesse para o Plano Geral de Drenagem de Lisboa é de ha e abrange o concelho de Lisboa e parcelas dos concelhos da Amadora, Oeiras e Loures (8.430 ha, ha Imagem 1 - Os novos softwares de informação geográfica são uma importante ferramenta para a elaboração de sistemas de apio à decisão 10 Janeiro/Abril

5 Figura 3 Colectores da cidade de Lisboa: tipo saimel, cascões, oval, arco abatido, rectangular e circular. e 630 ha, respectivamente). Do concelho de Lisboa, 19% da área drena para os concelhos vizinhos de Odivelas e Loures. A área de atendimento integra dezasseis bacias hidrográficas principais que, em estudos anteriores, foram designadas pelas letras de A a Q. No âmbito do PGDL mantiveram-se estas designações para facilitar a leitura comparativa dos vários trabalhos, tendo-se definido mais quatro bacias que completam a área do sistema. Entre estas grandes bacias destacam-se, pela sua área, as bacias E (de Alcântara), que drena uma parte muito significativa do concelho da Amadora, a bacia O (Chelas) e a bacia Q (Beirolas). A bacia Oc1 abrange áreas dos concelhos de Oeiras (Algés) e da Amadora e drena para o concelho de Lisboa. As bacias K e R correspondem às zonas baixas do sistema. Existem ainda três bacias adjacentes (S, T e U) que drenam para outros concelhos. Finalmente, realce-se que a bacia Q inclui uma área situada no concelho de Loures. Na Figura 2 apresenta-se o limite destas grandes bacias. O concelho de Lisboa, situado junto do estuário do rio Tejo, apresenta uma posição geográfica e características topográficas que tornam difícil a centralização das águas residuais num único local. Em consequência, o sistema de drenagem de águas residuais domésticas da cidade encontra-se dividido em três sistemas de drenagem principais, designadamente Alcântara, Chelas e Beirolas, como se segue: 4Sistema de Alcântara Drena para a ETAR de Alcântara, sendo constituído pelas bacias Oc1, A0, A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, L, M1 e K. A rede integra maioritariamente troços unitários, embora existam também troços pseudo-separativos e separativos. 4Sistema de Chelas Aflui à ETAR de Chelas, servindo as bacias O, M2 e N. Apesar deste sistema ter sido idealizado como separativo, verifica-se que grande parte dos troços estão a funcionar como unitários. 4Sistema de Beirolas Aflui à ETAR de Beirolas e integra as bacias Q, P e R. A rede de drenagem apresenta zonas com comportamento unitário Figura 2 Bacias da área servida pelo sistema de drenagem de Lisboa e outras zonas com comportamento separativo. A discretização espacial apresentada na Figura 2 serve o propósito de identificar e caracterizar os grandes sub-sistemas que compõem o sistema de drenagem de Lisboa, mas é pouco detalhada para permitir a avaliação, com o rigor adequado, dos caudais escoados pela rede de drenagem. Nesse sentido, a área servida pelo sistema de drenagem de Lisboa foi subdividida num conjunto de sub-bacias definidas pelas secções significativas dos principais colectores da rede de drenagem. A definição das secções significativas resultou de uma análise mais detalhada da rede que exigiu a definição das bacias domésticas, pluviais e unitárias, a identificação das características geométricas dos troços de colector e a definição das interligações entre bacias, nós e troços de colectores. A área do PGDL foi sub-dividida em 371 sub-bacias com áreas a variar entre 0,1 e 660 ha. Foram incluídos no modelo 173 km de colectores e 781 nós, que representam ligações a sub bacias, confluências de colectores ou descarregadores. As secções significativas correspondem aos 781 nós da rede conceptual. Em cada nó, os resultados estão separados em dois conjuntos de valores, um correspondente às bacias que drenam directamente para esse nó, isto é, aquelas que tem esse nó como a sua ligação à rede, e outro referente à área a montante que aflui ao nó, através da rede de drenagem. No que se reporta ao sistema de drenagem da cidade de Lisboa, tal como referido anteriormente, este apresenta elevada diversidade e complexidade, dispondo designadamente de descarregadores destinados a desviar os efluentes domésticos das redes unitárias e conduzi-los para o sistema em alta. Recentemente, começaram a ser previstos, pela SIMTEJO, S.A., a Entidade que gere o sistema em alta, sistemas de controlo de caudal nos descarregadores de ligação ao sistema. Do sistema de drenagem existente fazem parte antigos colectores Pombalinos, implantados na Baixa de Lisboa, que se designam usualmente por saimeis e são constituídos por pedra. Apresentam, em regra, melhor estado de conservação que os ulteriores cascões, também denominados por rateiros, que não garantem condições de estanquicidade e de verificação de auto-limpeza. Grande parte da rede de drenagem de Lisboa construída a partir dos fins do século XIX, nomeadamente nas chamadas Avenidas Novas e no Campo de Ourique ou Ajuda, integra colectores ovóides de alvenaria de pedra, assentes em vala. Posteriormente, com a utilização de materiais como o betão, grês ou as tubagens plásticas (e.g., PVC, PEAD e PP), foram construídos colectores com secções ovais, em arco abatido (do tipo do Caneiro de Alcântara), rectangulares e circulares. Na Figura 3 apresenta-se, a título exemplificativo, algumas das secções de colectores da cidade. Na Figura 4 apresenta-se a proporção, em termos percentuais, do tipo de secção dos colectores da cidade, face aos respectivos comprimentos totais, que ascendem a cerca de 1400 km: observa se que 75% dos colectores são circulares, 21% têm secção oval e que os colectores mais antigos (saimeis e cascões) representam cerca de 3,3% da extensão total da rede. Na Figura 5 é apresentada uma análise similar, relacionando a dimensão dos colectores existentes (secção transversal) e os comprimentos totais. É possível concluir que 58% da rede é constituída por tubagens de diâmetro, ou diâmetro equivalente, inferior a 500 mm, 28% apresenta diâmetro equivalente entre 500 e 1000 mm e apenas 0,6% apresenta diâmetro superior a 3000 m. Saimel (Pombalino) Arco abatido Figura 4 - Materiais e extensão total de tubagens da cidade de Lisboa. 27,8% mm 57,5% < 500 mm mm mm mm mm mm mm > 4000 mm 0,6% 9,9% 0,7% 1,1% 2,4% Figura 5 - Dimensão e extensão total das tubagens da cidade de Lisboa. Cascões Rectangular Oval Circular (Grês cerâmico) 4. Populações e caudais de tempo seco e de tempo húmido. Condições de escoamento A população residente na área servida pelo sistema de drenagem de Lisboa em 2001 era de cerca de 720 mil habitantes: destes, cerca de 78% da população servida residia em Lisboa, 17% na Amadora e 5% em Oeiras, prevendo-se que esta distribuição se mantenha aproximadamente até O Plano Geral prevê que em 2045 a população servida atinja 765 mil habitantes (a que corresponde uma taxa geométrica de evolução da população de 0,20%, no período de , e de 0,08% para os restantes 20 anos). Na Figura 6 apresenta-se a distribuição espacial da população residente, nas grandes bacias do sistema de drenagem da cidade, no ano ,09% 0,21% 0,34% Os caudais de tempo seco foram estimados com base nos registos de consumo de água da EPAL, no concelho de Lisboa, e de elementos dos Serviços Municipalizados, nas bacias de Algés e Algés-Falagueira, dos concelhos de Oeiras e Amadora. Em Lisboa, registos de ramais da EPAL permitiram concluir que são actualmente consumidos cerca de 59 hm3 de água por ano, sendo o sector doméstico responsável por cerca de 50% deste valor, seguido pelo comércio e indústria (23%) e pelos serviços (15%). Os serviços municipais são responsáveis por 11% do consumo de água do concelho. 12 Janeiro/Abril

6 Figura 6 - Distribuição da densidade populacional na cidade de Lisboa (ano 2001). Figura 7 Magnitude de caudais de ponta de tempo seco, em Os caudais de ponta pluviais foram estimados pelo Método Racional Generalizado, para precipitação de períodos de retorno de 2, 5, 10, 20 e 50 anos, para as principais bacias do sistema. O caudal de ponta total gerado em 2001 e em tempo seco no sistema de drenagem é de cerca de 4,3 m3/s. Este valor é composto por uma parcela de 1,8 m3/s, associada a origens domésticas, e outra de 1,5 m3/s associada a outras fontes, sendo o remanescente o caudal de infiltração (que se admite, face aos poucos registos disponíveis, representar cerca de 50% a 70% do caudal médio doméstico). Prevê-se que os caudais médios de tempo seco cresçam muito ligeiramente até o ano de horizonte de projecto, ano O caudal gerado em tempo húmido é muitíssimo superior ao de tempo seco. As precipitações com um período de retorno de 2 anos dão origem a um caudal de ponta total (considerando a soma dos caudais de ponta das diversas bacias, nos respectivos trechos finais) de cerca de 340 m3/s, e este valor praticamente duplica para eventos com um período de retorno de 50 anos. Face ao exposto, os resultados já alcançados incluem os valores de caudal total afluente a cada secção significativa da rede de drenagem, decomposto em todas as suas parcelas, para combinações de três horizontes temporais e cinco períodos de retorno. Estão também disponíveis dados relativos às condições de escoamento, que permitem conhecer, para tempo seco e em tempo de chuva, a altura de escoamento, a velocidade de escoamento e o tempo de percurso em cada trecho considerado (CHIRON/ENGIDRO/ HIDRA, 2006b). Este vasto conjunto de resultados podem ser analisado em ambiente gráfico, como é ilustrado nas Figuras 7 a 9. Na Figura 7 apresenta-se a distribuição de caudais de ponta em tempo seco gerados em 2001, destacando-se a bacia de Alcântara. Grande parte dos caudais de tempo seco são desviados, actualmente, para as ETAR de Alcântara, Chelas e Beirolas, geridas pela SIMTEJO, S.A.. Na Figura 8 apresenta-se a magnitude dos caudais pluviais nas secções de descarga no estuário do rio Tejo, para um período de retorno de 2 anos. Conhecidas as solicitações a que o sistema de drenagem está sujeito, é possível avaliar e apreciar a capacidade de transporte hidráulico, para diversos cenários, dos diversos trechos. A Figura 9 diz respeito à avaliação da capacidade de drenagem do sistema, em tempo seco, em termos de razão entre caudal de ponta a transportar (Q) e caudal de secção cheia (Qscheia), em cada trecho. 5. Perspectivas futuras Para além do Plano Geral de Drenagem de Lisboa, que inclui um Sistema de Apoio à Decisão (SAD), diversas ferramentas estão a ser pensadas e articuladas numa lógica de visão da cidade de Lisboa do século XXI, com o intuito de se dispor, em matéria de gestão do ambiente e de infra estruturas de saneamento, de instrumentos necessários a um correcto planeamento, projecto, construção e exploração das infra-estruturas. Prevê-se que a filosofia dos estudos, projectos e obras em fase de arranque se baseiem, entre outros, nos seguintes princípios de referência ou ideias chave, a desenvolver designadamente em fases posteriores do Plano (Fases C e D): 4intercepção e tratamento completo das águas residuais domésticas e industriais, antes da descarga dos caudais pluviais no estuário do rio Tejo; 4separação tendencial, quando possível, de redes de águas residuais e de redes de águas pluviais; 4adopção de soluções de controlo na origem para as águas pluviais, isto é, soluções que tirem partido da capacidade de reserva e infiltração dos solos, das áreas verdes e dos pavimentos (designadamente trincheiras de infiltração, valas com coberto vegetal e pavimentos porosos); 4criação de volumes de reserva de águas pluviais, em locais estratégicos; 4gestão das infra-estruturas em tempo real, recorrendo aos conhecimentos e possibilidades trazidas pela instalação do sistema de informação, futura instalação Figura 8 Magnitude de caudais de ponta pluvial, para um período de retorno de 2 anos (T = 2 anos) Figura 9 - Avaliação da capacidade de drenagem do sistema, para o caudal de ponta em tempo seco, em Janeiro/Abril

7 Drenagem águas residuais na Cidade de Lisboa Drenagem águas residuais na Cidade de Lisboa No âmbito das modernas tendências da concepção e beneficiação de sistemas de drenagem unitários, a gestão avançada do comportamento dos sisde rede de monitorização e da implementação do Sistema de Apoio à Decisão. A erradicação de descargas cruzadas (de colectores domésticos para linhas de água e de colectores pluviais para colectores domésticos separativos) pressupõe exaustivo trabalho de campo. O controlo de caudais de afluência a sistemas interceptores, nomeadamente com origem em redes unitárias, pode exigir a instalação de dispositivos de controlo de caudal (Matias et al., 2006). Para a intercepção e tratamento da totalidade das águas residuais da cidade, a SIMTEJO já dispõe, em grande parte, e para a rede em alta dos estudos e projectos necessários para a execução das obras. A concretização da separação tendencial de redes de águas residuais e pluviais pode ser levada a cabo, nomeadamente nas zonas menos antigas da cidade, como os bairros do Restelo ou Olivais, com urna atitude persistente e sistemática de intervenção, tirando partido de um conhecimento actualizado e detalhado das infra-estruturas existentes. A separação tendencial de águas pluviais das águas residuais domésticas deve ser promovida, sempre que possível, com o transporte das águas pluviais para soluções de controlo na origem (com vista à redução da extensão e dimensão das infra-estruturas de transporte). Essas soluções, que incluem trincheiras de infiltração, pavimentos porosos, poços absorventes e bacias de infiltração, devem preferencialmente ser encaradas na fase inicial do planeamento e incidir, sobretudo, em zonas urbanas não muito impermeabilizadas e consolidadas (Ferreira et al., 2002). Em Portugal, conhecem-se vários exemplos da aplicação de pavimentos porosos, designadamente em locais na margem do rio Tejo (Doca de Alcântara e Algés), Figura 10 - Vista de pavimentos porosos na doca de Alcântara (adaptada de Ferreira, 1999). como é ilustrado na Figura 10. A criação de reservatórios ou volumes de reserva, tão comuns em França, Alemanha ou Holanda, podem constituir soluções apropriadas para a redução dos riscos de inundações em áreas críticas da cidade. Estes reservatórios são concebidos, em regra, para armazenar caudais pluviais correspondentes a hidrogramas de projecto com períodos de retorno da ordem de 10 anos e apresentam, frequentemente, capacidade de várias dezenas de milhares de m3, sendo inteiramente enterrados e dispondo de inclinação de soleira e equipamentos que permitem a sua limpeza automática, após os eventos de precipitação e condição de enchimento. Em Barcelona, por exemplo, existem nove reservatórios enterrados deste tipo, com capacidade total instalada de cerca de m3. Na Figura 11 apresenta-se, a título ilustrativo, imagens de uma fase do processo de construção de um reservatório, com posterior cobertura. Em Lisboa, a existência desses volumes de reserva pode ser equacionada e encarada, designadamente, nas bacias de Alcântara, da Almirante Reis e de Chelas, com o objectivo de minorar problemas de inundações. temas e a minimização dos impactes adversos resultantes das descargas directas nos meios receptores passa pelo recurso a utilização de equipamentos automáticos e semi-automáticos (válvulas e adufas motorizadas, por exemplo), controladas em tempo real (em terminologia anglo-saxónica real time control ), por forma a aproveitar-se ao máximo as potencialidades do sistema (Sebastião et al., 2006). De forma a implementar soluções de controlo em tempo real, é necessário dispor de ferramentas informatizadas que integrem informação precisa, exaustiva e actualizada do sistema: para além da cartografia pertinente, deverá disporse de uma extensa base de dados que concentre toda a informação referente à localização, características, dados hidráulicos, altimetria e estado de conservação das diversas infra-estruturas (como colectores, bacias, comportas, válvulas, descarregadores, estações elevatórias e sensores). No que se refere aos sistemas de monitorização, estes devem ser instalados em secções criteriosamente seleccionadas da rede de drenagem, a fim de recolher e armazenar informação referente ao respectivo funcionamento dinâmico. Esta informação será transmitida posteriormente ao centro de controlo, auxiliando a tomada de decisões de operação das diversas infraestruturas que integram o sistema (como o accionamento de comportas, válvulas e grupos electrobomba). A informação dos sensores deve servir propósitos de projecto, exploração e manutenção, de forma a permitir gerir, a custos mínimos e de forma sustentável, o controlo de inundações e a redução de riscos de poluição. Resumidamente, os sistemas de controlo em tempo real (ou em tempo desfasado) incluem cadastros informatizados e Sistemas de Informação Geográfica (SIG), redes de monitorização (para controlo da quantidade e qualidade da água), sistemas de Figura 11 - Construção de um reservatório subterrâneo e posterior cobertura em Barcelona (adaptada de Sebastião et al., 2006). teletransmissão da informação, actuadores (tais como válvulas e adufas motorizadas) e modelos de simulação. A informação transmitida, que caracteriza o estado do sistema, é utilizada conjuntamente com os dados de previsão meteorológica (em regra, obtidos por imagens de radar) e resultados de modelos matemáticos, a fim de prever os caudais futuros e telecomandar, em tempo real, a operação do sistema. Considerações Finais A complexidade do sistema de drenagem de Lisboa, com as suas redes unitárias, colectores por vezes em malha, descarregadores, sifões invertidos e interfaces com os interceptores de águas residuais, tornam a problemática do controlo das inundações e da poluição do meio receptor (rio Tejo) especialmente difícil. Neste quadro, a filosofia do Plano Geral deve assentar em bases que potenciem uma gestão adequada dos sistemas de drenagem e tratamento, como já ocorre nalgumas modernas capitais europeias. Entre as soluções que podem vir a ser adoptadas, para além da beneficiação e reabilitação de infra-estruturas, destacam-se as No caso da cidade de Lisboa, o sistema deve pode vir a de uma rede de telesupervisão com transmissão de informação que possibilite a modelação matemática para predição de caudais, e telecomando com recolha de informação (alturas de água e caudais), com sensores convenientemente calibrados e actuadores automáticos (designadamente válvulas) em tempo real. A informação dos sensores deve servir propósitos de projecto, exploração e manutenção, por forma seguintes: 4A eventual separação tendencial, em algumas zonas da cidade, de águas residuais pluviais e águas domésticas, com as primeiras, se possível, a ser desviadas para dispositivos de reserva e infiltração - soluções de controlo na origem. 4A construção de reservas que atenuem os valores de caudal de ponta e riscos de inundações frequentes, ou evitem a descarga de águas unitárias poluídas e contaminadas para o meio receptor, por ocasião de precipitações frequentes. 4A utilização de equipamentos automáticos e semi-automáticos (válvulas e adufas motorizadas, por a permitir gerir, a custos mínimos e de forma sustentável, o controlo de inundações e a redução de riscos de poluição do rio Tejo, melhorando a qualidade de vida dos habitantes da cidade e o Ambiente, em geral. A rede gerida pela Câmara Municipal de Lisboa deve funcionar, idealmente, de modo integrado com o sistema gerido pela SIMTEJO, a fim de se optimizarem as potencialidades globais do sistema conjunto redes-interceptores-etarmeio receptor. exemplo), de forma a controlar-se o caudal descarregado para a rede em alta e aproveitar-se ao máximo as potencialidades do sistema. Em síntese, com este estudo pretendese dotar a cidade com um Plano Geral de Drenagem coerente e actualizado, por forma a dispor-se de uma estratégia de actuação e evolução em termos de planeamento, projecto, construção e exploração das infra-estruturas, tendo em vista contribuir para a redução dos riscos de inundação na cidade e de poluição e contaminação do estuário do rio Tejo, com custos mínimos, em termos económicos, sociais e ambientais. 16 Janeiro/Abril