ANÁLISE DE DESEMPENHO DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS RECORRENDO A UM MODELO DE METABOLISMO. Engenharia Civil

ANÁLISE DE DESEMPENHO DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS RECORRENDO A UM MODELO DE METABOLISMO Rodrigo Ribeiro Rego Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil Júri Presidente: Orientador: Professor Doutor Augusto Martins Gomes Professor Doutor António Jorge Silva Guerreiro Monteiro Co-orientador: Professora Doutora Ana Fonseca Galvão Vogais: Professora Doutora Filipa Maria Santos Ferreira Professor Doutor Eduardo Augusto Ribeiro de Sousa Setembro de 2012

Resumo O crescimento urbano observado em consequência do desenvolvimento das sociedades modernas é acompanhado de preocupações no domínio da água, em virtude do aumento das necessidades de abastecimento às populações e tratamento de efluentes líquidos. Esta situação justifica uma avaliação do desempenho dos sistemas que englobe não só aspectos de protecção dos meios hídricos e de gestão das infraestruturas como todos os diferentes fluxos de materiais e energia. O presente trabalho diz respeito ao desenvolvimento de um modelo de metabolismo para ETAR com diferentes esquemas de tratamento, englobando a identificação de fluxos de materiais e energia e a quantificação dos respectivos custos. Os fluxos considerados incluem poluentes presentes no efluente líquido, produção de lamas e resíduos, reagentes, emissões de gases com efeito de estufa e energia. O valor de cada fluxo é determinado em função do volume de água afluente, permitindo a comparação entre ETAR de diferentes dimensões. Os custos associados ao tratamento de um volume unitário de água residual foram calculados pela soma do custo específico de exploração, de acordo com os fluxos anteriormente determinados, e do custo específico dos investimentos em capital fixo realizados nas ETAR (p unit ). Esta abordagem permite a internalização de externalidades como sendo o impacto dos gases efeito estufa, que, geralmente, não são contabilizados em análises económicas dos serviços da água. A metodologia encontra-se em aplicação a um caso de estudo na área de atendimento da Águas do Algarve, incluindo a análise de ETAR com sistemas de tratamento por lamas activadas e leitos percoladores. Palavras-chave: desempenho, modelo de metabolismo, lamas activadas, leitos percoladores. i

Abstract The urban growth observed as a result of the development of the modern societies is accompanied by concerns in the water sector, as a result of the increasing requirements for water supply and wastewater treatment. This situation justifies the evaluation of the system performance that covers protection of water resources, management of infrastructure and also all the different flows of materials and energy. The present work includes the development of a metabolism model of WWTP with different treatment systems, comprising the identification of material flows and energy and a quantification of costs. The flows considered for each WWTP included the pollutants present in the effluent, the production of sludge and waste, the reagents used in the treatment process, the greenhouse gases emissions and the energy associated with the operation of WWTP. The value of each flow was determined per unit volume of affluent water in order to allow for comparisons between treatment plants of different sizes. The costs associated with the treatment of a unit volume of wastewater were calculated by adding the specific costs of operation, according to the previously determined flows, and the specific cost of investments in fixed capital in the WWTPs (p unit ). This approach allows the internalization of externalities as the greenhouse gases impact, which are generally not accounted for in economic analyses of water services. The methodology was applied to a case study in the service area of Águas do Algarve, including the analysis of WWTP with treatment systems by activated sludge and trickling filters. Keywords: performance, metabolism model, activated sludge, trickling filters. ii

Agradecimentos Para a elaboração desta dissertação, que resultou de muitas horas de trabalho, muito contribuíram algumas pessoas. Este espaço é dedicado a eles. Em primeiro lugar, gostaria de agradecer profundamente aos meus orientadores, Professor António Monteiro e Professora Ana Galvão, pelo rigor exigido, a disponibilidade demonstrada, o acompanhamento constante do meu trabalho, os conselhos fornecidos e pela ajuda na obtenção de informação relevante no âmbito da minha dissertação. Ao Engenheiro Joaquim Freire, Engenheira Sara Soares e Engenheira Sónia Rosário, das Águas do Algarve, pelo material fornecido e pela disponibilidade para o esclarecimento de dúvidas ao longo do desenvolvimento da dissertação. À Engenheira Sandra Viegas, igualmente das Águas do Algarve, pela disponibilidade demonstrada, material disponibilizado, esclarecimento de dúvidas e celeridade em tudo o que lhe foi pedido. Ao Doutor Miguel Silva pelas sugestões e correcções na revisão do texto da dissertação. Ao meu primo Tito pela ajuda no desenvolvimento e correcção do extended abstract. Agradeço também aos meus pais por tudo o que fizeram por mim e pelo apoio incondicional que sempre me prestaram. Por ultimo, mas tão ou mais importante, deixo um especial agradecimento à Carolina Silva que muito aturou, ao longo dos últimos anos, e sempre procurou ajudar e apoiar. A todos um muito obrigado! iii

ÍNDICE GERAL 1. INTRODUÇÃO... 1 1.1. Enquadramento do estudo... 1 1.2. Objectivos... 2 1.3. Estrutura do documento... 2 2. CARACTERIZAÇÃO DOS SECTORES DA ÁGUA, DA ENERGIA E DA PRODUÇÃO DE GASES COM EFEITO DE ESTUFA EM PORTUGAL... 4 2.1. Sector da Água... 4 2.2. Sector da Energia... 14 2.3. Produção de Gases com Efeito de Estufa... 21 3. DESCRIÇÃO DA METODOLOGIA DE TRABALHO... 26 3.1. Análise de desempenho das ETAR... 26 3.2. Determinação dos custos específicos totais... 31 4. APLICAÇÃO A UM CASO DE ESTUDO NA ÁREA DE ATENDIMENTO DA ÁGUAS DO ALGARVE, S.A.... 35 4.1. Caracterização da região do Algarve... 35 4.2. Caracterização da Águas do Algarve, S.A.... 36 4.3. Caracterização das ETAR em estudo... 38 4.4. Análise de desempenho das ETAR... 41 4.5. Determinação do custo específico total... 57 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS... 70 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 73 iv

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1 Índice de cobertura da população por sistemas de drenagem de águas residuais em Portugal Continental e Regiões Autónomas, entre 2006 e 2009 (INSAAR)... 8 Figura 2.2 População coberta por sistemas de drenagem de águas residuais, por concelho do território nacional, no ano de 2009 (adaptado de INSAAR 2010).... 9 Figura 2.3 Índice de atendimento de tratamento de águas residuais em Portugal Continental e nas Regiões Autónomas, entre 2006 e 2009 (INSAAR)... 10 Figura 2.4 População atendida por sistemas de tratamento de águas residuais, por concelho do território nacional, no ano de 2009 (adaptado do INSAAR 2010)... 11 Figura 2.5 Volume total anual nos sistemas urbanos de drenagem em Portugal, entre 2007 e 2009 (INSAAR)... 12 Figura 2.6 População servida por tipo de instalação de tratamento de águas residuais (INSAAR, 2010).... 13 Figura 2.7 Volume de água tratada por tipo de instalação e número de instalações de tratamento, em Portugal (INSAAR, 2010).... 13 Figura 2.8 Eficiência de remoção em ETAR/FSC para Portugal Continental, Regiões Autónomas e a nível Nacional, entre 20007 e 2009 (INSAAR).... 14 Figura 2.9 Taxa de dependência energética externa de Portugal e da União Europeia (EU-27) (Eurostat: Energy Statistics).... 15 Figura 2.10 Consumo de energia primária em Portugal, entre 2000 e 2009 (DGEG, 2011).. 16 Figura 2.11 Consumo de energia primária por fonte em Portugal, em 2009 (DGEG, 2011).. 16 Figura 2.12 Consumo de energia final em Portugal, entre 2000 e 2009 (DGEG, 2011).... 17 Figura 2.13 Consumo de energia final por fonte em Portugal, no ano de 2009 (DGEG, 2011).... 17 Figura 2.14 Consumo de energia final por sector em Portugal, no ano de 2009... 17 Figura 2.15 Potência instalada em Portugal, no ano de 2010 (REN, 2011).... 18 Figura 2.16 Produção de energia eléctrica em Portugal, entre o ano de 2007 e 2010 (REN, 2011).... 19 Figura 2.17 Produção de energia eléctrica a partir de energias renováveis (DGEG, 2011)... 19 Figura 2.18 Consumo de energia eléctrica em Portugal, entre 2007 e 2010 (REN, 2011).... 20 Figura 2.19 Energia eléctrica consumida por tipo de fonte (REN, 2011).... 21 Figura 2.20 Emissões de GEE em Portugal, entre 2000 e 2010 (EEA, 2011).... 23 v

Figura 2.21 Emissão de GEE por sector de actividade, no ano de 2010 (Agência Portuguesa do Ambiente, 2012).... 24 Figura 2.22 Emissões de GEE por tipo de gás, em 2010 (Agência Portuguesa do Ambiente, 2012).... 25 Figura 4.1 Mapa representativo do Sistema Multimunicipal de Saneamento do Algarve.... 37 Figura 4.2 Eficiências de remoção de poluentes das ETAR em estudo, no ano de 2010... 39 Figura 4.3 Carga específica de SST removida das ETAR em estudo.... 42 Figura 4.4 Carga específica de CQO removida das ETAR em estudo... 43 Figura 4.5 Carga específica de CBO 5 removida das ETAR em estudo.... 43 Figura 4.6 Carga específica de N T removida das ETAR em estudo.... 44 Figura 4.7 Carga específica de P T removida das ETAR em estudo.... 44 Figura 4.8 Consumo específico de água potável das ETAR em estudo.... 45 Figura 4.9 Consumo específico de energia eléctrica das ETAR em estudo.... 46 Figura 4.10 Consumo específico de polielectrólito das ETAR em estudo.... 46 Figura 4.11 Produção de lamas pelas ETAR em estudo.... 47 Figura 4.12 Percentagem de lamas produzidas pelas ETAR, segundo destino final.... 48 Figura 4.13 Produção específica de lamas das ETAR em estudo.... 48 Figura 4.14 Produção específica de resíduos das ETAR em estudo.... 49 Figura 4.15 Produção específica de GEE das ETAR em estudo.... 51 Figura 4.16 Produção específica de GEE das ETAR em estudo, segundo fonte de emissão.51 Figura 4.17 Modelo de metabolismo associado à ETAR de Vilamoura.... 53 Figura 4.18 Modelo de metabolismo associado à ETAR de Loulé.... 54 Figura 4.19 Modelo de metabolismo associado à ETAR de Olhão Nascente.... 55 Figura 4.20 Modelo de metabolismo associado à ETAR de Quinta do Lago.... 56 Figura 4.21 Custos de específicos de exploração das ETAR em estudo.... 57 Figura 4.22 Peso dos parâmetros constituintes do custo específico de exploração da ETAR de Vilamoura.... 58 Figura 4.23 Peso dos parâmetros constituintes do custo específico de exploração da ETAR de Loulé.... 58 Figura 4.24 Peso dos parâmetros constituintes do custo específico de exploração da ETAR de Olhão Nascente.... 59 vi

Figura 4.25 Peso dos parâmetros constituintes do custo específico de exploração da ETAR de Quinta do Lago.... 59 Figura 4.26 Custo específico de exploração das ETAR em estudo, segundo as parcelas ambiental e não ambiental.... 60 Figura 4.27 Custo específico do consumo de energia, subdividido por parcelas constituintes.... 61 Figura 4.28 Curva de regressão adoptada para os dados de caudal da ETAR de Vilamoura, até ao ano horizonte de projecto (2025).... 62 Figura 4.29 Curva de regressão adoptada para os dados de caudal da ETAR de Loulé, até ao ano horizonte de projecto (2015).... 62 Figura 4.30 Curva de regressão adoptada para os dados de caudal da ETAR de Olhão Nascente, até ao ano horizonte de projecto (2035).... 63 Figura 4.31 Curva de regressão adoptada para os dados de caudal da ETAR de Quinta do Lago.... 63 Figura 4.32 Valor de p unit das ETAR em estudo, para a taxa de actualização de 4%.... 64 Figura 4.33 Valor de p unit das ETAR em estudo, para a taxa de actualização de 6%.... 65 Figura 4.34 Valor de p unit das ETAR em estudo, para a taxa de actualização de 8%.... 65 Figura 4.35 Valores do custo específico total das ETAR em estudo, para a taxa de actualização de 4%.... 67 Figura 4.36 Custo específico total das ETAR em estudo, dividido segundo as parcelas do custo específico de exploração (sem GEE exploração), GEE exploração e p unit, para a taxa de actualização de 4%.... 68 vii

ÍNDICE DE QUADROS Quadro 2.1 Índices de população coberta e atendida por sistemas de drenagem de águas residuais e metas estipuladas pelos planos estratégicos (INSAAR, 2010).... 7 Quadro 2.2 Índice de atendimento da população por sistemas de tratamento de águas residuais e metas estipuladas pelos planos estratégicos (INSAAR, 2010).... 9 Quadro 2.3 Volumes de águas residuais descarregados, no ano de 2009 (INSAAR 2010)... 12 Quadro 2.4 Potenciais de Aquecimento Global para o horizonte de projecto de 100 anos (Agência Portuguesa do Ambiente, 2012)... 22 Quadro 3.1 Emissões específicas do Grupo EDP (EDP, 2012).... 28 Quadro 3.2 Potencial de Aquecimento Global (Agência Portuguesa do Ambiente, 2012).... 28 Quadro 3.3 Factor de conversão do metano (MCF) e fracção de matéria orgânica tratada (WS) por tipo de tratamento de águas residuais (adaptado de Agência Portuguesa do Ambiente, 2012).... 30 Quadro 3.4 Preço mensal do mercado de carbono do ano de 2010, definido na bolsa de carbono BlueNext e respectivo valor médio anual (BlueNext, 2011).... 32 Quadro 3.5 Coeficientes de desvalorização de moeda a aplicar a bens e direitos alienados, durante o ano de 2011 (adaptado da Portaria n.º 282/2011)... 33 Quadro 4.1 Sistema de tratamento, população no horizonte de projecto e ano de arranque das ETAR em estudo.... 38 Quadro 4.2 Caudais afluentes entre 2007 e 2011, caudal no ano horizonte de projecto e respectivo ano, de cada ETAR em estudo.... 38 Quadro 4.3 Tarifas do m 3 de água potável praticadas nas ETAR em estudo, no ano de 2010.... 39 Quadro 4.4 Custos do kwh de energia praticado nas ETAR em estudo, no ano de 2010.... 40 Quadro 4.5 Preço dos reagentes utilizados nas ETAR em estudo, no ano de 2010.... 40 Quadro 4.6 Investimento efectuado pela Águas do Algarve, S.A. nas ETAR em estudo.... 41 Quadro 4.7 Caudal afluente e população equivalente servida pelas ETAR em estudo, no ano de 2010.... 41 Quadro 4.8 Consumo específico de reagentes nas ETAR de Vilamoura e Quinta do Lago... 47 Quadro 4.9 Valores de emissão de GEE energia das ETAR em estudo.... 49 Quadro 4.10 Valor das emissões de metano das ETAR em estudo e coeficientes adoptados para este cálculo.... 50 viii

Quadro 4.11 Valor das emissões de óxido nitroso das ETAR em estudo e coeficientes adoptados para este cálculo.... 50 Quadro 4.12 Emissões de GEE exploração totais e por gás emissor das ETAR em estudo. 50 Quadro 4.13 Valores de p unit obtidos para a ETAR de Loulé, para caudais estimados e caudal médio, para a taxa de actualização de 4%, 6% e 8%.... 66 Quadro 4.14 Valores de p unit obtidos para a ETAR de Quinta do Lago, com funcionamento até ao ano de 2010 e 2016, para as taxas de actualização de 4%, 6% e 8%.... 67 Quadro 4.15 Custos específicos totais das ETAR em estudo, para as taxas de actualização de 6% e 8%.... 69 Quadro 4.16 Custos específicos totais da ETAR de Quinta do Lago, para um funcionamento até ao ano de 2010 e 2016, para as diferentes taxas de actualização consideradas.... 69 ix

SIMBOLOGIA E ACRÓNIMOS AdA Águas do Algarve, S.A. AdP Águas de Portugal, SGPS, S.A. ALGAR Valorização e Tratamento de Resíduos Sólidos, S.A. APA Agência Portuguesa do Ambiente ARH Administração da Região Hidrográfica A&A Jornal Água e Ambiente CBO 5 Carência Bioquímica de Oxigénio CH 4 Metano CO 2 Dióxido de Carbono CO 2 e Dióxido de Carbono Equivalente CQNUAC Convenção Quadro das Nações Unidas sobre as Alterações Climáticas CQO Carência Química de Oxigénio DGEG Direcção Geral de Energia e Geologia EEA Agência Europeia do Ambiente EG Entidade Gestora ERSAR Entidade Reguladora dos Serviços de Água e Resíduos ETA Estação de Tratamento de Água ETAR Estação de Tratamento de Águas Residuais FER Fontes de Energia Renovável FPC Fundo Português de Carbono FSC Fossa Séptica Colectiva GEE Gases com Efeito de Estufa GEE energia Gases com Efeito de Estufa devido ao Consumo de Energia Eléctrica GEE exploração Gases com Efeito de Estufa devido ao Tratamento de Águas Residuais GWP Potencial de Aquecimento Global x

hab.eq Habitante Equivalente HFC Hidrofluorcarboneto HP Horizonte de Projecto INAG Instituto da Água, I.P. INSAAR Inventário Nacional de Sistemas de Abastecimento de Águas e Águas Residuais LULUCF Uso da Terra, Mudança do Uso da Terra e Florestas Mt Megatonelada Mt CO 2 e Milhões de Toneladas de Dióxido de Carbono Equivalente N T Azoto N 2 O Óxido Nitroso PC Posto de Cloragem PEAASAR Plano Estratégico de Abastecimento de Água e Saneamento de Águas Residuais PFC Perfluorcarboneto PIB Produto Interno Bruto PNAC Plano Nacional para as Alterações Climáticas PNALE Plano Nacional de Atribuição de Licenças de Emissão PNBEPH Plano Nacional de Barragens de Elevado Potencial Hidroeléctrico PRAA Plano Regional de Água dos Açores PRAM Plano Regional de Água da Madeira PRE Produção em Regime Especial PRO Produção em Regime Ordinário P T Fósforo total p unit Custo Específico tendo em conta o Investimento em Capital Fixo efectuado nas ETAR RASARP Relatório Anual do Sector de Águas e Resíduos de Portugal REN Rede Eléctrica Nacional, S.A. R.A. Açores Região Autónoma dos Açores xi

R.A. Madeira Região Autónoma da Madeira SF 6 Hexafluoreto de Enxofre SMAAA Sistema Multimunicipal de Abastecimento de Água do Algarve SMSA Sistema Multimunicipal de Saneamento do Algarve SST Sólidos Suspensos Totais t a Taxa de Actualização Tep Toneladas Equivalentes de Petróleo TOW Total de matéria orgânica presente nas águas residuais afluentes TRH Taxa de Recursos Hídricos UE União Europeia xii

1. INTRODUÇÃO 1.1. Enquadramento do estudo O crescimento urbano observado em consequência do desenvolvimento das sociedades modernas é acompanhado de preocupações no domínio da água, em virtude do aumento das necessidades de abastecimento às populações e tratamento de efluentes líquidos, que constituem uma pressão crescente sobre os meios hídricos. Paralelamente, factores como o envelhecimento das infraestruturas e as alterações climáticas constituem igualmente fontes de pressão sobre os serviços do ciclo urbano da água, justificando uma avaliação do desempenho dos sistemas que englobe não só aspectos de protecção dos meios hídricos e de gestão das infraestruturas como todos os diferentes fluxos de materiais e energia. Por ser um bem escasso, a água tornou-se cada vez mais estratégica, sendo a sua racionalização, escassez e degradação das reservas cada vez mais debatidas. Neste contexto, são cada vez maiores as exigências quanto ao grau de tratamento de águas residuais no sentido de preservar a qualidade das águas dos meios receptores e, dessa forma, garantir a manutenção dos habitats naturais dependentes dos meios hídricos. Nas regiões onde existe escassez de recursos hídricos, o aumento das exigências de tratamento permite também incrementar o potencial dos efluentes das Estações de Tratamento de Águas Residuais na reutilização. Sendo a economia de algumas regiões de Portugal fortemente dependentes do turismo, os aspectos ambientais são fundamentais para a manutenção dos fluxos turísticos. A qualidade das massas de água naturais das regiões e as necessidades ao nível do abastecimento para consumo humano exigem que o nível do tratamento de águas residuais e consequente descarga nos meios receptores seja garantida, de acordo com elevados padrões ambientais. O tratamento de águas residuais constitui um processo crucial para o equilíbrio ambiental, no entanto, apresenta um elevado consumo de recursos e energia, assim como elevada produção de resíduos e emissões, para os quais é necessário dar resposta. A aplicação de modelos de metabolismo aos serviços da água constitui uma ferramenta que permite estudar separadamente os fluxos de energia e massa do sistema, alcançando-se assim, uma percepção faseada dos subprodutos associados. A presente dissertação inclui a descrição de um modelo de metabolismo aplicado a Estações de Tratamento de Águas Residuais, em operação na região do Algarve, com identificação dos fluxos de entrada (cargas poluentes, água potável, reagentes e energia) e de saída (cargas poluentes, lamas, resíduos e emissões gasosas). Estes fluxos serão determinados em função da unidade de volume de água afluente, por forma a permitir a comparação entre estações. 1

A metodologia desenvolvida engloba ainda a contabilização dos custos específicos totais associados ao tratamento de um volume unitário de água residual. Estes custos foram calculados pela soma do custo específico de exploração, de acordo com os fluxos anteriormente determinados, e do custo específico dos investimentos em capital fixo realizados nas ETAR (p unit ). Esta abordagem permite a internalização de externalidades como sendo o impacto dos gases efeito estufa, que, geralmente, não são contabilizados em análises económicas dos serviços da água. 1.2. Objectivos O principal objectivo do presente trabalho é a aplicação de um modelo de metabolismo a Estações de Tratamento de Águas Residuais, em operação na região do Algarve. Com a aplicação destes modelos será possível efectuar a contabilização dos fluxos de entrada e saída das diversas estações em estudo, apurando-se os subprodutos destas e as áreas de intervenção passiveis de serem intervencionadas, no sentido de optimizar o sistema, de acordo com o fim pretendido. Este trabalho terá também como objectivo a determinação dos custos associados ao tratamento de um volume unitário de água residual, que incluirá a contabilização dos custos específicos de exploração, associados aos fluxos anteriormente determinados, e do custo específico dos investimentos em capital fixo realizados nas ETAR (p unit ). Adicionalmente a contabilização dos gases com efeito de estufa permite não só a internalização de externalidades, como também determinar o peso desta parcela nos custos de exploração. Esta análise permite fornecer às entidades gestoras uma percepção do potencial impacto desta componente, caso venha a ser cobrada no futuro. 1.3. Estrutura do documento Esta dissertação está organizada em 5 capítulos, sendo o primeiro a introdução. Nos parágrafos seguintes apresenta-se uma descrição sucinta da organização da dissertação. No segundo capítulo é efectuada uma caracterização do sector da Água, da Energia e da Produção de Gases com Efeito de Estufa em Portugal. Por sua vez, no terceiro capítulo é apresentada a metodologia de cálculo que é aplicada no caso de estudo, sendo descritos os procedimentos efectuados para a quantificação dos fluxos gerados nas ETAR e também para o cálculo do custo específico total associado a cada estação. 2

No quarto capítulo é desenvolvido o caso de estudo, onde são apresentados os resultados finais da aplicação do modelo de metabolismo às ETAR das Águas do Algarve e os custos específicos totais alcançados para as mesmas. Finalmente, no quinto capítulo são expostas as considerações finais do presente trabalho e as principais conclusões do mesmo. 3

2. CARACTERIZAÇÃO DOS SECTORES DA ÁGUA, DA ENERGIA E DA PRODUÇÃO DE GASES COM EFEITO DE ESTUFA EM PORTUGAL 2.1. Sector da Água O crescimento exponencial dos agregados populacionais registado nas últimas décadas levou a que aumentassem também as necessidades de água para os vários usos e a respectiva necessidade de rejeição das águas residuais em quantidades cada vez mais elevadas. Assim, o abastecimento de água às populações e a drenagem e tratamento de águas residuais urbanas, em boas condições, constitui um dos desafios fundamentais para o desenvolvimento das sociedades modernas. Os serviços de água caracterizam-se por serem essenciais ao bem-estar da população, à saúde pública, à protecção do ambiente e às actividades económicas, pelo que, devem respeitar um conjunto de princípios, dos quais se destacam a universalidade de acesso, a continuidade e a qualidade do serviço e a eficiência e equidade dos preços (RASARP, 2009). Embora complementar ao nível do saneamento básico, o sector das águas subdivide-se em dois serviços distintos: o serviço de abastecimento de água para consumo humano e o serviço de saneamento de águas residuais urbanas. Estes serviços têm sido classificados segundo as nominações de alta e baixa, de acordo com as actividades efectuadas pelas várias entidades gestoras. Esta classificação esteve na origem da criação dos sistemas multimunicipais, responsáveis pela maior parte dos sistemas em alta, e dos sistemas municipais, que são responsáveis, essencialmente, pelos sistemas em baixa. Deste modo, os sistemas em alta e baixa correspondem, respectivamente, às actividades grossista e retalhista dos sectores de abastecimento de água e de saneamento de águas residuais urbanas (RASARP, 2009). No serviço de abastecimento de água, os sistemas em alta englobam as componentes referentes à captação, tratamento de água potável e venda aos sistemas em baixa, sendo estes responsáveis pelo armazenamento e distribuição da água ao consumidor. Nos serviços de saneamento de águas residuais urbanas, os sistemas em alta correspondem às actividades de tratamento, transporte e descarga das águas residuais de origem urbana no meio hídrico e os sistemas em baixa englobam a recolha e drenagem de águas residuais urbanas. 2.1.1. A evolução do sector da água em Portugal Até meados do século XX, as massas de água em Portugal foram utilizadas sem se ter em atenção a capacidade regenerativa destas, factor que levou a uma sobre-exploração de alguns 4

aquíferos e rios e à degradação da qualidade das águas superficiais. A entrada de Portugal para a Comunidade Económica Europeia, em 1986, forneceu ao País meios financeiros para efectuar investimentos no sector da água e possibilitar a alteração da estratégia para este, permitindo fornecer à população melhores níveis de cobertura e qualidade de serviço. Até ao ano de 1993, o sector das águas em Portugal apresentava dificuldades em alcançar os desafios impostos pela União Europeia, factor que levou a que o Governo publicasse duas leis, o Decreto-Lei n.º 372/93, de 29 de Outubro, e o Decreto-Lei n.º 379/93 de 5 de Novembro, na tentativa de reorganizar o sector. Estas leis visavam promover a sustentabilidade ambiental, garantir o acesso universal e contínuo dos serviços à população, garantir elevados níveis de qualidade do serviço, especialmente em termos de qualidade da água e ainda, garantir a acessibilidade económica (RASARP, 2009). O sector das águas funciona em regime de monopólio natural, existindo, portanto, uma única entidade gestora a prestar os serviços de águas nas áreas geográficas de actuação. Uma vez que estes mercados, devido à ausência de concorrência, não possuem auto-regulação, tornouse necessário a criação de uma entidade de regulação que salvaguardasse os interesses dos consumidores e controlasse os preços e a qualidade do serviço, evitando assim a prática de preços elevados e serviços de menor qualidade. Com este intuito, foi criado em 1997 o Instituto Regulador de Águas e Resíduos (IRAR), sendo substituído, em 2009, pela Entidade Reguladora dos Serviços de Águas e Resíduos (ERSAR). A Directiva 2000/60/CE do Parlamento e do Concelho, de 23 de Outubro Directiva Quadro da Água, é o principal instrumento da Política da União Europeia relativa à água, estabelecendo um quadro de acção comunitária para a protecção das águas de superfície interiores, das águas de transição, das águas costeiras e das águas subterrâneas. Esta Directiva foi transposta para a ordem jurídica nacional pela Lei n.º 58/2005, de 29 de Dezembro Lei da Água, e pelo Decreto-Lei n.º 77/2006, de 30 de Março. A Lei da Água estabelece as bases e o quadro institucional para a gestão sustentável das águas ao nível nacional e determina que o INAG, enquanto autoridade nacional da água, possui o poder de representar o Estado, garantindo a política nacional das águas. As dificuldades demonstradas pelos municípios em cumprir os prazos para a realização atempada e eficaz dos projectos financiados pelo Fundo de Coesão levaram o Governo, em 1999, a definir um conjunto de orientações estratégicas no que toca às intervenções necessárias para melhorar a cobertura e o funcionamento dos serviços de abastecimento de água e saneamento de águas residuais no País. Estas orientações foram apresentadas através do Plano Estratégico de Abastecimento de Água e Saneamento de Águas Residuais (PEAASAR), para o período de 2000 a 2006. Decorrido este período, verificou-se que, apesar dos progressos alcançados, algumas questões fundamentais tinham ficado por resolver, levando a que fosse necessário efectuar 5

uma reformulação da estratégia adoptada no sector, no sentido de serem corrigidas as lacunas do plano. Assim, foi elaborado um novo plano, o PEAASAR II, para o período de implementação de 2007-2013. Contrariamente à primeira versão do plano, que se centrou essencialmente no desenvolvimento dos sistemas integrados em alta, o PEAASAR II centra-se fortemente nas várias situações por resolver nos sistemas em baixa, dando especial enfoque à articulação entre os sistemas em alta e baixa e à melhoria e reabilitação das redes de drenagem. O PEAASAR II define três grandes objectivos estratégicos e orientações, sendo estes: (i) a universalidade, a continuidade e a qualidade do serviço, (ii) a sustentabilidade do sector da água, implicando a melhoria da produtividade e da eficiência, e (iii) a protecção dos valores de saúde pública e ambientais. Os objectivos operacionais do PEAASAR II, no âmbito da universalidade, continuidade e qualidade do serviço são os de servir 95% da população residente em Portugal Continental com sistemas públicos de abastecimento de água e cerca de 90% desta mesma população com sistemas públicos de saneamento de águas residuais urbanas. É de salientar que o PEAASAR II é apenas vinculativo a Portugal Continental, tendo as Regiões Autónomas os seus próprios Planos Regionais da Água, que promovem, a nível regional, a valorização, protecção e gestão equilibrada da água. O Plano Regional da Água dos Açores (PRAA) define, como objectivos para 2011, a cobertura de, (i) 99% da população com acesso regular a água através de ligação domiciliária, (ii) 85% da população servida por sistemas de drenagem de águas residuais e (iii) 95% da população servida de sistemas de tratamento adequado de águas residuais. De ser tido em conta que, neste plano, a obrigação de tratamento adequado estende-se também às habitações que não estão contempladas com rede colectiva de drenagem, dada a reduzida dimensão dos aglomerados (PRAA, 2001). O Plano Regional da Água da Madeira (PRAM) define, como objectivos para 2012 e 2020 de 97% e 98%, respectivamente, ao nível do abastecimento de água à população residente. No que se refere às redes de drenagem e sistemas de tratamento de águas residuais espera-se que a cobertura seja de 75% e 77% para os anos de 2012 e 2020, respectivamente (PRAM, 2008). 2.1.2. Caracterização dos sistemas de drenagem e tratamento de águas residuais O Inventário Nacional de Sistemas de Abastecimento de Águas e Águas Residuais (INSAAR) é um sistema de informação que tem por objectivo recolher e centralizar informação relativa ao ciclo urbano da água numa base de dados, preenchida e actualizada pelas Entidades Gestoras dos sistemas de abastecimento de água e de drenagem e tratamento de águas residuais. 6

Até à campanha do INSAAR 2009, os dados eram fornecidos em termos de população servida, não existindo diferenciação entre população coberta e população atendida. Este termo induzia em erro, visto não especificar se se tratava de população com serviço disponível, não estando ainda ligada à rede, ou se se tratava de população efectivamente atendida. Assim, devido à existência, nos diversos concelhos, de diferenças significativas entre a população com serviço disponível e a população efectivamente ligada à rede foram introduzidos, na base de dados da campanha do INSAAR 2010, novos campos que distinguiam estes dois indicadores. Se, para os sistemas de drenagem a campanha do INSAAR 2010 já estabelece a separação entre a população coberta e a população atendida, o mesmo não se sucede com os sistemas de tratamento de águas residuais, em que os dados ainda são fornecidos em termos de população atendida. De referir que, na tentativa de comparação da campanha de 2010 com campanhas anteriores, para os sistemas de drenagem, apenas se poderá confrontar dados relativos à cobertura das populações. No ano de 2009, o índice de cobertura da população por sistemas de drenagem de águas residuais em Portugal Continental era de 83%, diminuindo nas Regiões Autónomas para 36% nos Açores e 59% na Madeira. Os índices de atendimento por sistemas de drenagem são inferiores aos índices de cobertura em todo o território nacional, com a excepção da Madeira que manteve o valor do índice (Quadro 2.1). Quadro 2.1 Índices de população coberta e atendida por sistemas de drenagem de águas residuais e metas estipuladas pelos planos estratégicos (INSAAR, 2010). Região Índice de cobertura de drenagem (%) Índice de atendimento de drenagem (%) Metas estipuladas pelos Planos correspondentes (%) Continente 83 77 90 Açores 36 32 85 Madeira 59 59 75 Comparativamente aos planos estratégicos para a água, verifica-se que todas as zonas se situam abaixo do proposto, sendo Portugal Continental o que apresenta um índice mais próximo de estabelecido pelo PEAASAR II. Por seu lado, os Açores são os que apresentam a situação mais preocupante, por se encontrarem muito distantes do índice estipulado pelo PRAA. A evolução do índice de cobertura da população por sistemas de drenagem de águas residuais, ao longo dos últimos anos, encontra-se apresentada na Figura 2.1. Como se pode verificar, pela análise da figura, o índice para Portugal Continental tem evoluído favoravelmente ao longo dos últimos anos, aumentado 3 pontos percentuais entre 2008 e 2009. Nas Regiões Autónomas, entre 2006 e 2008, assistiu-se a uma actualização dos dados por parte das EG, levando a um preenchimento mais preciso sobre a cobertura da população por redes de drenagem, o que se reflectiu num decréscimo do respectivo índice. Contudo, no último ano 7

% verificou-se uma inversão desta tendência, tendo a Madeira evoluído 2 pontos percentuais, a que corresponde a um aumento de cerca de 4.000 habitantes cobertos, e os Açores que, apesar de terem mantido o valor do seu índice, aumentaram a cobertura em cerca de 2.000 habitantes. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 77 80 80 83 69 64 57 59 39 37 36 36 Continente R.A. dos Açores R.A. da Madeira Região Ano de 2006 Ano de 2007 Ano de 2008 Ano de 2009 Figura 2.1 Índice de cobertura da população por sistemas de drenagem de águas residuais em Portugal Continental e Regiões Autónomas, entre 2006 e 2009 (INSAAR). Na Figura 2.2 apresenta-se os índices da cobertura de drenagem de águas residuais por concelho do território nacional, no ano de 2009, sendo estes diferenciados por cor, consoante a percentagem de população coberta por estes serviços. 8

Figura 2.2 População coberta por sistemas de drenagem de águas residuais, por concelho do território nacional, no ano de 2009 (adaptado de INSAAR 2010). No ano de 2009 Portugal Continental apresentava 41% de concelhos dentro das metas estipuladas pelo PEAASAR II, sendo que, 38% destes já possuíam índices máximos de população coberta. No que diz respeito às Regiões Autónomas, verifica-se que existem alguns concelhos com índices nulos e ainda, um grande número de EG com dados em falta, situação esta que dificulta a possibilidade de obter uma previsão, em relação à cobertura de serviço, mais próxima da realidade. Os índices de atendimento por sistemas de tratamento de águas residuais do território nacional, referentes ao ano de 2009, são apresentados no Quadro 2.2. Quadro 2.2 Índice de atendimento da população por sistemas de tratamento de águas residuais e metas estipuladas pelos planos estratégicos (INSAAR, 2010). Região Índice de atendimento de tratamento (%) 9 Metas estipuladas pelos Planos correspondentes (%) Continente 72 90 Açores 28 95 Madeira 57 75

% No ano de 2009, Portugal Continental apresentou um índice de tratamento de águas residuais de 72%, encontrando-se ainda a 18% do estipulado pelo referido plano. A situação dos Açores é novamente a mais grave, pois apresentam um índice de apenas 28%, o que corresponde a cerca de 69.000 habitantes servidos por sistemas de tratamento de águas residuais. Comparativamente ao PRAA este valor encontra-se muito distante dos 95% estipulados. Na Madeira o índice é de 57%, estando também aquém dos 75% estipulados pelo PRAM. Ao longo dos últimos anos, os índices de tratamento de águas residuais têm vindo a oscilar devido à actualização de dados por parte das EG, existindo assim, um preenchimento mais preciso dos dados da população atendida pelas ETAR e FSC. No entanto, entre os anos de 2008 e 2009 verificou-se um acréscimo deste índice, quer ao nível de Portugal Continental, como nas Regiões Autónomas (Figura 2.3). 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 72 70 71 72 59 62 55 57 29 25 27 28 Continente R.A. dos Açores R.A. da Madeira Região Ano de 2006 Ano de 2007 Ano de 2008 Ano de 2009 Figura 2.3 Índice de atendimento de tratamento de águas residuais em Portugal Continental e nas Regiões Autónomas, entre 2006 e 2009 (INSAAR). De salientar que, durante o período de 2006 a 2009, foram efectuados investimentos consideráveis ao nível do sector das águas residuais, facto que não transparece pela análise da evolução dos índices de atendimento da Figura 2.3. Como o INSAAR não justifica o método de cálculo para estes índices, torna-se difícil justificar a não evolução destes ao longo do período mencionado. Na Figura 2.4 apresenta-se os índices de tratamento de águas residuais por concelho do território nacional, no ano de 2009, estando estes representados por cor, mediante a percentagem de população atendida por estes serviços 10

Figura 2.4 População atendida por sistemas de tratamento de águas residuais, por concelho do território nacional, no ano de 2009 (adaptado do INSAAR 2010). Verifica-se que, em Portugal Continental aproximadamente 73% dos concelhos com dados possuem índices abaixo dos 90% e que, 22 concelhos já apresentam um valor máximo deste índice. Ao nível das Regiões Autónomas, verifica-se novamente um grande número de concelhos com índices de tratamento nulos e com dados em falta por parte das EG. Na Figura 2.5 apresenta-se os volumes de água envolvidos no sistema de drenagem em Portugal, ao longo dos últimos anos. 11

Volume (x 10 3 m 3 ) 700.000 600.000 500.000 400.000 412.553 506.048 463.133 473.459 562.615 526.797 497.559 555.058 601.139 Ano de 2007 Ano de 2008 Ano de 2009 300.000 200.000 100.000 0 Drenado Tratado Rejeitado Origem Figura 2.5 Volume total anual nos sistemas urbanos de drenagem em Portugal, entre 2007 e 2009 (INSAAR). Pela análise da Figura 2.5 constata-se uma evolução positiva nos valores de volume nas três etapas do sistema, ao longo dos últimos anos. Contudo, denota-se diferenças entre estes volumes, factor que pode evidenciar, de uma forma global, infiltrações ao longo dos sistemas. A diferença registada entre o volume tratado e rejeitado, na Figura 2.5, pode ser também justificada pelo facto de existirem descargas directas, ou, descargas que não dispõem de qualquer tipo de tratamento. No ano de 2009, existiam 4.279 pontos de rejeição, sendo 3.797 precedidos de tratamento e os restantes considerados como descarga directa. Verifica-se que, em todo o território nacional, a maioria das descargas é efectuada no meio receptor após tratamento e que, os Açores são a região que apresenta a maior percentagem de pontos de rejeição de águas residuais com descarga directa (20%) (Quadro 2.3). Quadro 2.3 Volumes de águas residuais descarregados, no ano de 2009 (INSAAR 2010). Região Descarga Após Tratamento Descarga Directa Total (x 10 3 m 3 ) (%) (x 10 3 m 3 ) (%) (x 10 3 m 3 ) Continente 565.392 97 16.827 3 582.219 Açores 4.253 80 1.074 20 5.327 Madeira 13.593 100 0 0 13.593 Comparativamente ao ano de 2008, verificou-se um aumento do volume descarregado após tratamento de, aproximadamente, 9,8% o que corresponde a cerca de 52.210.000 m 3 e a uma diminuição do volume descarregado por descarga directa em cerca de 25,5% (6.130.000 m 3 ). No total, o volume descarregado aumentou cerca de 46.080.000 m 3, o que corresponde a uma subida de 8,3%. No que respeita ao tratamento de águas residuais das populações, este está dividido entre estações de tratamento de águas residuais (ETAR) e as fossas sépticas colectivas (FSC). Em 2009, a tendência nacional apontava para que a maioria do tratamento das águas residuais fosse efectuado em ETAR (97%), sendo os Açores a região que mais se desviava desta 12

Nº de instalações % tendência. De salientar que, na Madeira, a totalidade das águas residuais era tratada em ETAR (Figura 2.6). 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 4 96 Continente 37 63 R.A. dos Açores 0 3 100 97 R.A. da Madeira Nacional FSC ETAR Figura 2.6 População servida por tipo de instalação de tratamento de águas residuais (INSAAR, 2010). Analisando o número das instalações de tratamento de águas residuais, no ano de 2009, verifica-se que, apesar das ETAR servirem a maioria da população, o número destas instalações é inferior às FSC existentes. Por outro lado, e seguindo a tendência nacional, o volume de água tratado nas ETAR é muito superior ao tratado em FSC. Esta situação é apresentada na Figura 2.7. Volume (x 10 3 m 3 ) 600.000 500.000 400.000 300.000 200.000 548.294 1.814 2.242 2.500 2.000 1.500 1.000 Volume tratado Número de Instalações de Tratamento 100.000 0 ETAR 14.321 FSC 500 0 Figura 2.7 Volume de água tratada por tipo de instalação e número de instalações de tratamento, em Portugal (INSAAR, 2010). Comparativamente ao ano de 2008 existem, em 2009, 168 novas ETAR e menos 15 FSC, factor este que contribuiu para a existência do aumento de volume de água tratada em cerca de 6,8% (35.818.000 m 3 ). Quanto aos tratamentos aplicados nas ETAR, verifica-se que, na Madeira cerca de 85% do tratamento é preliminar e que, no Continente e nos Açores o tratamento mais utilizado é o secundário. O tratamento terciário verifica-se em menor número do que o tratamento secundário, tendo-se registado entre 2008 e 2009 um acréscimo de 3,0 pontos percentuais de estações com este tipo de tratamento (INSAAR, 2010). 13

% Deve ser tido em conta que, de acordo com o Decreto-Lei n.º 152/97, de 19 de Junho, o tratamento terciário apenas é exigido a infra-estruturas que sirvam agregações superiores a 10.000 hab.eq. e que descarreguem em zonas sensíveis, ou na sua área de influência. Todas as outras infra-estruturas que descarreguem em zonas não sensíveis ou que, apesar de descarregarem em zonas sensíveis, sirvam menos de 10.000 hab.eq. são obrigadas a possuir, pelo menos, o tratamento secundário (INSAAR, 2010). A eficácia de remoção de CBO 5 a nível nacional, para o ano de 2009, fixou-se nos 73,0% o que perfaz, aproximadamente, 180.920 toneladas de carga bruta removida, dos quais 48.854 toneladas foram rejeitadas pelo meio receptor. Comparativamente ao ano de 2008, verifica-se que, apenas a Madeira apresenta uma subida na percentagem de remoção, 12,0%, registandose no Continente e nos Açores diminuições de 1,0% e 5,0%, respectivamente. A evolução da eficiência de remoção, ao longo dos últimos anos, em Portugal Continental, nas Regiões Autónomas e a nível Nacional é apresentada na Figura 2.8. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 76 75 71 72 75 71 73 61 56 49 37 25 Continente R.A. dos Açores R.A. da Madeira Nacional Ano de 2007 Ano de 2008 Ano de 2009 Figura 2.8 Eficiência de remoção em ETAR/FSC para Portugal Continental, Regiões Autónomas e a nível Nacional, entre 20007 e 2009 (INSAAR). Por fim, de referir que, a capitação média de águas residuais a nível nacional, registada no ano de 2009, foi de 169 l/hab.dia para população não flutuante, e de 158 l/hab.dia se for considerada população flutuante. 2.2. Sector da Energia A energia é um factor de competitividade decisivo no desenvolvimento económico das sociedades modernas e, em particular, num paradigma de desenvolvimento sustentável. Nas últimas décadas assistiu-se à utilização de forma excessiva da energia, não havendo preocupação acerca da existência de um crescimento sustentável. A produção e utilização de energia estão na origem de vários problemas ambientais, que resultam, essencialmente, do consumo excessivo de combustíveis fósseis e do respectivo esgotamento das reservas dos recursos energéticos. 14

% Nos últimos anos, tem existido uma tentativa de alertar a população para as questões energéticas e para a relação produção/consumo, na tentativa de uma maior consciencialização, por parte desta, para os efeitos produzidos pela má utilização e gestão dos recursos energéticos. Com o crescimento contínuo do consumo de energia, a utilização de fontes alternativas de energia, sobretudo com base nas energias renováveis, e a eficiência energética, são duas formas capazes de assegurar o desenvolvimento económico e de minimizar os efeitos prejudiciais à humanidade e ao ambiente. Portugal não possui recursos energéticos fósseis, situação que leva a que o país possua uma elevada dependência energética do exterior, nomeadamente das importações de recursos naturais não renováveis (petróleo, carvão e gás natural). No ano de 2009, segundo dados do Eurostat, esta dependência situava-se nos 80,9%, valor bastante superior à média europeia (Figura 2.9). Como se verifica, a taxa de dependência energética tem vindo a diminuir desde o ano de 2005, sofrendo apenas um ligeiro aumento em 2008. 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 84,9 84,9 84,0 85,3 88,5 83,9 83,0 82,0 82,8 80,9 46,7 47,4 47,6 49,0 50,2 52,5 53,7 53,0 54,7 53,9 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Ano Portugal União Europeia Figura 2.9 Taxa de dependência energética externa de Portugal e da União Europeia (EU-27) (Eurostat: Energy Statistics). O consumo de energia primária em Portugal, nos últimos anos, é apresentado na Figura 2.10. Como se pode verificar, entre o ano 2000 e 2005, existiu um aumento de cerca de 7,3% do consumo, devido, essencialmente, ao crescimento de consumo do gás natural. Por sua vez, entre 2005 e 2009 assistiu-se a um decréscimo do consumo em cerca de 12,2%, situação esta que se deveu a uma maior aposta nas energias renováveis e ao respectivo decréscimo de utilização do petróleo. 15

Consumo [ktep] 27.500 27.000 26.500 26.000 25.500 25.000 24.500 24.000 23.500 23.000 22.500 27.087 26.334 26.445 25.737 25.971 25.254 25.244 25.350 24.462 24.142 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Consumo de Energia Primária Ano Figura 2.10 Consumo de energia primária em Portugal, entre 2000 e 2009 (DGEG, 2011). Analisando o consumo de energia primária por fonte, verifica-se, na Figura 2.11, que o petróleo mantém um papel fundamental na estrutura de abastecimento, representando 48,7% do consumo total de energia primária em 2009, menos 2,9% que em 2008. No sentido crescente de utilização, encontram-se as energias renováveis que apresentaram, em 2009, um valor de 20,0% do valor total de consumo de energia primária, mais 2,3% do que em 2008. O gás natural ofereceu, nos últimos anos, uma alternativa na oferta energética, diminuindo-se assim a dependência externa em relação ao petróleo. Por este factor, a sua utilização, ao longo dos últimos anos, tem sido crescente, situando-se no ano de 2009 nos 17,5% do consumo total de energia primária. 11,8% 20,0% 2,0% 48,7% Petróleo Gás Natural Carvão 17,5% Energias Renováveis Outros Figura 2.11 Consumo de energia primária por fonte em Portugal, em 2009 (DGEG, 2011). A utilização do carvão tem apresentado valores crescentes ao longo dos últimos anos, no entanto, prevê-se que, nos próximos anos exista uma diminuição de utilização deste recurso na produção de electricidade, visto o seu forte impacto nas emissões de CO 2 (DGEG Energia em Portugal, Abril de 2011). A energia final consumida, em 2009, atingiu um valor de 18.060 ktep. Como se pode verificar, na consulta da Figura 2.12, o valor deste consumo atingiu um valor máximo no ano de 2005, tendo vindo a decrescer desde então. 16

Consumo [ktep] 20.000 19.500 19.000 18.500 18.000 18.061 18.741 18.998 19.066 19.473 19.567 19.316 18.913 18.544 18.060 Consumo de energia final 17.500 17.000 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Ano Figura 2.12 Consumo de energia final em Portugal, entre 2000 e 2009 (DGEG, 2011). Analisando o consumo de energia final por fonte, verifica-se que, também neste caso, o petróleo mantém o seu papel fundamental, representando 52,9% do consumo total de energia final, em 2009, seguindo-se a energia eléctrica com 22,8% (Figura 2.13). 6,6% 22,8% 9,9% 7,6% 52,9% Petróleo Gás Natural Carvão Biomassa Energia Eléctrica Outros 0,1% Figura 2.13 Consumo de energia final por fonte em Portugal, no ano de 2009 (DGEG, 2011). No que diz respeito ao consumo de energia final por sector de actividade, constata-se que, no ano de 2009, o sector dos transportes englobou a maior parcela com 38,4% do consumo total, seguido do sector industrial com 27,5% (Figura 2.14). 3,6% 18,3% 12,2% 27,5% Indústria Transportes Doméstico Serviços 38,4% Outros Figura 2.14 Consumo de energia final por sector em Portugal, no ano de 2009 17

Potência instalada (MW) 2.2.1. Energia eléctrica nacional A produção de energia eléctrica está sujeita a licenciamento e divide-se em dois regimes: regime ordinário (PRO) e especial (PRE). O regime especial corresponde à produção de electricidade a partir de fontes endógenas e renováveis, com excepção das grandes centrais hidroeléctricas, enquanto que, o regime ordinário engloba todas as outras fontes, incluindo as grandes centrais hidroeléctricas (DGEG, 2011). A potência total instalada em Portugal, no final do ano de 2010, era de 18.062 MW, dos quais 11.985 MW foram produzidos em centrais de regime ordinário e, 6.077 MW foram produzidos em centrais de regime especial (Figura 2.15). 14.000 12.000 10.000 8.000 6.000 4.000 10.398 10.398 11.985 11.204 3.800 4.652 5.628 6.077 Ano de 2007 Ano de 2008 Ano de 2009 Ano de 2010 2.000 0 Regime Ordinário Regime Especial Figura 2.15 Potência instalada em Portugal, no ano de 2010 (REN, 2011). A potência instalada em centrais PRO, desde 2008, tem apresentado uma tendência crescente, devido à entrada em serviço das centrais de ciclo combinado de Lares e do Pego. No que diz respeito à potência instalada em centrais PRE, o seu crescimento têm sido fortemente impulsionado pela crescente aposta na energia eólica, que, entre 2007 e 2010, quase duplicou a potência instalada. A potência total instalada a nível nacional está fortemente dependente da energia térmica, hídrica e eólica, que representam, aproximadamente, 99,3% do total instalado. A restante potência é assegurada por outros tipos de energias renováveis, de que se salienta a fotovoltaica e a biomassa. No ano de 2010, a potência instalada no território continental, por fontes de energia renovável (FER), correspondeu a 9.414 MW, sendo a energia hídrica responsável por 4.837 MW e a energia eólica por 3.865 MW. Atendendo à posição geográfica do nosso país e ao número de horas solares incidentes por ano, energias como a fotovoltaica e a das ondas e marés deveriam possuir maior peso no volume total de potência instalada. Se, por um lado, a energia fotovoltaica tem vindo a crescer ao longo dos últimos anos, fruto de um maior desenvolvimento tecnológico e de uma maior 18

Produção de energia eléctrica (GWh) aposta, a situação da energia das ondas e marés é contrária, pois a tecnologia existente ainda não permite que esta possa rivalizar, de forma competitiva, com as restantes. No ano de 2010 verificou-se um ligeiro aumento da produção de energia eléctrica em regime ordinário, cerca de 1,8%, apresentando a produção em regime especial um aumento de 24,3% (Figura 2.16). 35.000 30.000 32.948 31.602 30.232 32.169 Ano de 2007 Ano de 2008 25.000 Ano de 2009 20.000 17.924 Ano de 2010 15.000 10.000 5.000 10.163 14.422 11.551 0 Regime Ordinário Regime Especial Figura 2.16 Produção de energia eléctrica em Portugal, entre o ano de 2007 e 2010 (REN, 2011). Nos últimos anos, devido a uma maior preocupação sobre as alterações climáticas, tem-se assistido a um aumento da adopção de políticas de eficiência energética e uma maior aposta nas energias renováveis, em detrimento das energias fósseis. Este pressuposto é verificado pela evolução positiva, ao longo dos últimos anos, da utilização de energias renováveis na produção de energia eléctrica, que, no ano de 2010, chegou mesmo a ultrapassar a percentagem de energia eléctrica produzida por fontes térmicas. Relativamente à produção de energia eléctrica a partir de fontes de energias renováveis, em 2010, a energia hídrica possui o maior peso desta parcela, com 57,5% do total, seguindo-se a energia eólica, com 32,1%. Comparativamente ao ano de 2009, a energia hídrica e eólica foram também as que mais contribuíram para o aumento da fracção de energias renováveis na produção total de energia eléctrica, com aumentos de 86,4% e 20,9%, respectivamente (Figura 2.17). 7,7% 2,7% Hídrica Total 32,1% 57,5% Eólica Biomassa Outros Figura 2.17 Produção de energia eléctrica a partir de energias renováveis (DGEG, 2011). 19

Consumo de energia eléctrica (GWh) Apesar da produção de energia eléctrica a partir da energia geotérmica possuir um valor muito baixo a nível nacional, na Região Autónoma dos Açores esta energia apresenta uma importância significativa, representando 23,0% da produção de energia eléctrica total. Segundo dados da REN, o valor de electricidade consumida no ano de 2010 foi de 52.204 GWh, valor que cresceu 4,7% relativamente ao ano anterior (Figura 2.18). Este valor comporta a produção em regime ordinário, a produção em regime especial e o saldo das trocas internacionais, sendo subtraído o consumo referente à bombagem eléctrica. 55.000 50.000 50.059 50.574 49.873 52.204 Ano de 2007 Ano de 2008 45.000 Ano de 2009 Ano de 2010 40.000 35.000 30.000 Total Figura 2.18 Consumo de energia eléctrica em Portugal, entre 2007 e 2010 (REN, 2011). Tal como acontece na produção de energia eléctrica, as energias renováveis, em 2010, passaram a ser a principal fonte do consumo de energia eléctrica, representando um total de 48,3%, sendo a energia hidráulica e a energia eólica as mais representativas. No consumo de energia eléctrica por fonte individual, no ano de 2010, a energia térmica foi a fonte com maior peso no total, com 46,7%, seguindo-se a energia hídrica, com 30,8%. Comparativamente ao ano de 2009, a energia hídrica foi a fonte que mais evoluiu na fracção de consumo de energia eléctrica, apresentando resultados superiores de 13,6 pontos percentuais. Esta energia possui uma grande variabilidade visto depender directamente da pluviosidade, fenómeno que em Portugal sofre grandes flutuações de ano para ano. Ao longo dos últimos anos, o consumo de energia eléctrica com base na energia eólica tem sido crescente, situando-se, no ano de 2010, nos 17,1% do consumo total. Este tipo de energia está condicionado pela velocidade e regularidade do vento, pelo que, a sua instalação deve ser efectuada em regiões montanhosas, de modo a se obter um real aproveitamento na produção de energia eléctrica. Apesar da forte aposta do governo português no desenvolvimento de outros tipos de energias renováveis, principalmente na solar e biomassa, estas fontes de energia são ainda muito reduzidas no conjunto da factura energética nacional, servindo uma pequena quantidade de consumidores. 20

% O saldo importador está directamente relacionado com a produção de energia eléctrica através de aproveitamentos hidroeléctricos. Uma vez que, ao longo dos últimos anos se tem apostado fortemente neste tipo de aproveitamentos, o saldo importador tem vindo a decrescer desde 2008, situando-se nos 5,0% em 2010. Esta descrição encontra-se sintetizada na Figura 2.19. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 5,0 14,8 9,4 18,4 0,3 0,0 17,1 7,9 0,1 14,7 11,1 20,2 17,2 13,9 30,8 57,0 56,5 58,4 46,7 2007 2008 2009 2010 Ano 0,4 Saldo Importador Fotovoltaica Eólica Hídrica Térmica Figura 2.19 Energia eléctrica consumida por tipo de fonte (REN, 2011). 2.3. Produção de Gases com Efeito de Estufa O aquecimento global do planeta representa uma das grandes preocupações da humanidade, pelas consequências nefastas em domínios como o aumento de temperatura média da superfície da Terra, a ocorrência de fenómenos climatéricos extremos, com períodos cada vez mais curtos, a subida do nível dos oceanos e a renovação nos ciclos naturais do planeta. As alterações climáticas são resultado do aquecimento global, em virtude de uma acumulação dos gases com efeito de estufa (GEE) nas camadas superiores da atmosfera, originando um efeito de estufa. Devido a este problema, a Organização Meteorológica Mundial e o Programa Ambiental das Nações Unidas estabeleceram, em 1988, o Painel Intergovernamental sobre as Alterações Climáticas (IPCC) com o objectivo principal de elaborar, periodicamente, relatórios sobre a avaliação do estado do conhecimento científico relativo às alterações climáticas e, dar orientação sobre programas científicos e de cooperação internacional em investigação e desenvolvimento. Nos últimos anos, têm sido desenvolvidas iniciativas e instrumentos, no sentido de estabilizar as concentrações de GEE na atmosfera, dos quais se destacam a Convenção Quadro das Nações Unidas sobre as Alterações Climáticas (CQNUAC), o Protocolo de Quioto, a Agenda 21 e os acordos de Copenhaga e Cancún, que representarão importantes documentos no pós- Quioto. 21

A nível internacional, o documento mais importante e influente é o Protocolo de Quioto, que resultou da 3ª Convenção das Partes que assinaram a Convenção Quadro das Nações Unidas sobre as Alterações Climáticas, em Dezembro de 1997, em Quioto (Japão). Este protocolo obriga os países signatários a reduzir, globalmente, as emissões dos principais GEE, em, pelo menos, 5% relativamente aos níveis de 1990, no período de 2008-2012. São considerados como principais GEE o dióxido de carbono (CO 2 ), o metano (CH 4 ), o óxido nitroso (N 2 O), os hidrofluorcarbonetos (HFC), os perfluorcarbonetos (PFC) e o hexafluoreto de enxofre (SF 6 ), sendo as suas emissões avaliadas em toneladas de CO 2 equivalentes (CO 2 e). Devido às suas propriedades e tempo expectável de vida na atmosfera, os gases com efeito de estufa não possuem a mesma capacidade de sequestro de radiação, apresentando diferentes potenciais de aquecimento global (GWP) (Quadro 2.4). Assim, a emissão de CO 2 e é representada pelo produto entre a quantidade de GEE emitida e o respectivo potencial de aquecimento global, para um determinado horizonte de projecto. Quadro 2.4 Potenciais de Aquecimento Global para o horizonte de projecto de 100 anos (Agência Portuguesa do Ambiente, 2012) Gás GWP Gás GWP CO 2 1 HFC-41 150 CH 4 21 CF 4 6.500 N 2O 310 C 2F 6 9.200 HFC-23 11.700 SF 6 23.900 No final de 2009 foi aprovado, na União Europeia, o Pacote Energia-Clima, que estabeleceu como objectivo a redução de, pelo menos, 20% das emissões de GEE, até ao ano de 2020, e a implementação de energias renováveis no consumo bruto de electricidade, em também 20%. Este pacote pretende transformar a Europa numa economia energética altamente eficiente e com baixas emissões de CO 2, satisfazendo assim, tanto os requisitos energéticos, como os ambientais. No âmbito dos compromissos internacionais, nomeadamente do Protocolo de Quioto, a União Europeia assumiu o objectivo da redução de emissões de GEE de 8%, em relação aos valores de 1990, tendo estabelecido, segundo o Acordo de Partilha e Responsabilidades, realizado a nível comunitário, objectivos diferenciados para os vários Estados Membros. Segundo este acordo, Portugal propôs-se limitar o aumento das suas emissões de GEE em 27%, no período de 2008-2012, relativamente aos valores de 1990. De modo a cumprir os objectivos nacionais em matéria de alterações climáticas, Portugal tem por base os seguintes instrumentos fundamentais: O Programa Nacional para as Alterações Climáticas (PNAC), aprovado pela Resolução do Concelho de Ministros n.º 104/2006, de 23 de Agosto e alterado pela Resolução do Concelho de Ministros n.º 1/2008, de 4 de Janeiro, que define um conjunto de políticas 22

Mt CO 2 e e medidas internas que visam a redução de emissões de GEE por parte dos diversos sectores de actividade; O Plano Nacional de Atribuição de Licenças de Emissão (PNALE), que é aplicável a um conjunto de instalações fortemente emissoras de GEE, e como tal, se encontram incluídas no Comércio Europeu de Licenças de Emissão (CELE); O Fundo Português do Carbono, criado pelo Decreto-Lei n.º 71/2006, de 24 de Março, destinando-se a apoiar projectos que visem reduções de emissões ou reduções por sumidouros de GEE previstos no protocolo de Quioto. Na tentativa de atingir as metas estipuladas, relativas à redução das emissões GEE, Portugal retomou a aposta na edificação de barragens, ao mesmo tempo que estimulou o desenvolvimento da energia eólica. Destaca-se também o sector da energia, que tem registado um progresso favorável, uma vez que, todas as medidas previstas pelo PNAC foram implementadas a 100% ou superadas. No que diz respeito à medida relacionada com a promoção das fontes de energias renováveis, que previa um aumento da produção de electricidade a partir destas de 39% para 45%, no ano de 2010, esta foi superada, tendo já sido apresentado, no Capítulo 2.2, os valores referentes a esta temática. A Figura 2.20 apresenta a evolução das emissões totais de gases com efeito de estufa entre os anos de 2000 e 2010. Como se pode observar, nos anos de 2002 e 2005 assistiu-se a dois picos de emissão de GEE, situação esta que se deveu à falta de água nas albufeiras, levando a uma alteração no modo de produção de electricidade, mais baseada em combustíveis fósseis. Desde então, assistiu-se a um decréscimo deste valor, até o ano de 2009, sofrendo um ligeiro aumento em 2010. 88,0 86,0 84,0 82,0 80,0 78,0 76,0 74,0 72,0 70,0 68,0 86,9 86,0 84,1 81,2 82,3 81,7 81,3 79,1 77,9 74,8 74,6 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Ano Emissões de GEE Figura 2.20 Emissões de GEE em Portugal, entre 2000 e 2010 (EEA, 2011). Esta tendência decrescente indicia que Portugal terá iniciado um processo de dissociação entre o crescimento económico e o aumento das emissões de GEE, estando esta relacionada com diversos factores, dos quais se destacam: (i) o crescimento da penetração de fontes energéticas menos poluentes, como o gás natural, (ii) a instalação de centrais de ciclo combinado e de unidades de cogeração, (iii) o aumento da produção de energia eléctrica a 23

partir de fontes de energias renováveis (eólica e hídrica, essencialmente) e, (iv) implementação de medidas de eficiência energética (REA, 2011). A meta estipulada por Portugal para as emissões de GEE possibilita a emissão de 382,0 Mt CO 2 e, no período de 2008 a 2012, o que equivale a cerca de 76,4 Mt CO 2 e de emissão por ano, valor este que não foi atingido nos anos de 2009 e 2010. De acordo com o IPCC, as emissões de GEE por sector de actividade são agrupadas em seis categorias: Energia, Processos Industriais, Uso de Solventes, Agricultura, Uso da terra, mudança do uso da terra e florestas (LULUCF) e Resíduos. Excluindo o sector LULUCF, verifica-se que, o sector de energia foi responsável por 71% das emissões de GEE, em 2010, seguindo-se os sectores da agricultura e dos resíduos, com valores de 11% e 10%, respectivamente (Figura 2.21). O sector LULUCF não foi considerado nestes valores, uma vez que, o valor total das suas emissões, desde 1990, tem sido de armazenamento em vez de emissão, devido à capacidade do solo e florestas armazenarem carbono. 0% 11% 8% 10% 71% Energia Processos Industriais Uso de solventes e outros produtos Agricultura Resíduos Figura 2.21 Emissão de GEE por sector de actividade, no ano de 2010 (Agência Portuguesa do Ambiente, 2012). Comparativamente ao ano de 1990, o sector dos processos industriais foi o que mais aumentou o valor das suas emissões, com ganhos de 21,4%, seguindo-se os sectores da energia e dos resíduos, com aumentos de 21,0% e 18,0%, respectivamente. Por fim, se efectuarmos uma análise relativamente às emissões de GEE por gás emissor, para o ano de 2010, verifica-se que o CO 2 apresenta-se como o maior responsável por estas, representando 74,9% do total, seguindo-se o CH 4 com 16,6% (Figura 2.22). 24

16,6% 6,7% 1,8% 74,9% CO2 CH4 N2O Compostos Halogenados Figura 2.22 Emissões de GEE por tipo de gás, em 2010 (Agência Portuguesa do Ambiente, 2012). Relativamente ao período compreendido entre 1990 e 2010, o CO 2 foi o gás que mais aumentou o valor das suas emissões, com ganhos na ordem dos 18,4%, seguido do CH 4 com 14,6%. No sentido inverso, o N 2 O apresentou perdas de emissões no valor de 14,7%, neste mesmo período. As emissões CH 4 e N 2 O são fortemente influenciadas pelo tratamento de águas residuais. No ano de 2009, este tratamento representava 22,8% das emissões totais de CH 4, assumindo-se como o segundo sector mais emissor deste gás, somente atrás da deposição de resíduos no solo (53,7%). Por sua vez, as emissões de N 2 O efectuadas pelo sector das águas residuais, no ano de 2009, representaram 9,9% do total emitido, apresentando-se, neste caso, como o terceiro sector mais emissor, somente atrás dos sectores da agricultura e pecuária. 25

3. DESCRIÇÃO DA METODOLOGIA DE TRABALHO A metodologia de trabalho desenvolvida assenta na aplicação de um modelo de metabolismo a Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR), podendo dividir-se o estudo nas seguintes etapas: Análise de desempenho das ETAR: Identificação e quantificação dos fluxos associados ao funcionamento da ETAR; Determinação dos fluxos gerados em função da unidade de volume de água afluente. Determinação dos custos específicos totais: Custo específico de exploração, de acordo com os fluxos anteriormente determinados; Custo específico dos investimentos em capital fixo realizados nas ETAR (p unit ). Nas abordagens desenvolvidas no caso de estudo optou-se por contabilizar as externalidades ambientais identificadas e internalizá-las nos respectivos custos de exploração. As emissões de GEE contabilizadas no modelo de metabolismo têm em conta não só as emissões que derivam da produção de energia eléctrica mas também as emissões provenientes do tratamento de águas residuais, sendo estas internalizadas no presente estudo. 3.1. Análise de desempenho das ETAR 3.1.1. Descrição geral dos parâmetros considerados A metodologia de trabalho desenvolvida para o estudo de desempenho das ETAR encontra-se dividida nas seguintes etapas: Identificação e caracterização dos fluxos associados ao funcionamento da ETAR, designadamente: Poluentes Carência Bioquímica de Oxigénio (CBO 5 ), Carência Química de Oxigénio (CQO), Sólidos Suspensos Totais (SST), Azoto, Fósforo; Consumo de água potável; Consumo e produção de energia; Consumo de reagentes; Produção de lamas; Produção de resíduos; Emissões de GEE associadas ao consumo energético e ao tratamento de águas residuais. 26

Determinação do indicador consumo específico e produção específica para cada um dos parâmetros identificados, pela divisão entre o fluxo anual de um dado parâmetro e o caudal afluente, facilitando assim, a comparação entre ETAR de diferentes dimensões. A determinação das cargas presentes na água residual à entrada e saída da ETAR foi efectuada mensalmente, considerando o caudal médio mensal e a concentração média mensal de cada poluente, sendo o valor anual a soma de todos os valores mensais. Por sua vez, a eficiência de remoção de cada ETAR, correspondente à percentagem da carga afluente que é removida no processo de tratamento, foi calculada a partir do valor médio anual de caudal e carga. O consumo de água potável em cada ETAR contabiliza o consumo que é efectuado a partir da rede, não sendo contabilizado, neste campo, o consumo de água de serviço. O consumo de energia refere-se ao consumo de energia eléctrica de cada ETAR, em toda a fase de funcionamento desta. O consumo de energia pode ser apresentado sob a forma de consumo (kwh/ano) ou sob a forma de emissão efectuada aquando da produção de energia (kg CO 2 e/ano). No que se refere ao consumo de reagentes, estes foram contabilizados em dois grupos distintos: (i) tratamento de lamas, (ii) restantes utilizações. A produção de lamas é obtida pela soma de todas as lamas produzidas pelas ETAR (lamas secundárias e/ou lamas mistas). As lamas produzidas serão também agrupadas segundo o destino final a que estão sujeitas: valorização agrícola, aterro sanitário ou compostagem. Por sua vez, a produção de resíduos pelas ETAR corresponde ao somatório de gradados, areias e gorduras produzidos nas mesmas. 3.1.2. Emissão de gases com efeito de estufa No que respeita às emissões atmosféricas de gases com efeito de estufa, estas foram contabilizadas segundo duas fontes: emissões devido à produção da energia eléctrica consumida e emissões devido à fase de tratamento de águas residuais. As emissões de GEE devido à produção de energia eléctrica estão dependentes das fontes energéticas utilizadas para a respectiva produção. Assim, quanto maior a percentagem de energia produzida com base em energias limpas, como a energia eólica e a hídrica, menores serão as emissões associadas a este processo. O ano de 2010 foi um ano positivo em relação a este aspecto, com a energia hídrica e eólica a satisfazerem grande parte do consumo, levando a que as emissões específicas deste ano se fixassem nos 0,24 kg CO 2 /kwh (Quadro 3.1). Assim, o cálculo das emissões de GEE devido à produção de energia eléctrica foi 27

efectuado pelo produto entre o consumo energia de cada ETAR e a emissão específica correspondente ao ano em questão. Quadro 3.1 Emissões específicas do Grupo EDP (EDP, 2012). Emissões específicas (kg CO 2/kWh) 2006 0,49 2007 0,46 2008 0,39 2009 0,36 2010 0,24 Para o cálculo das emissões de GEE decorrentes do tratamento de águas residuais recorreuse à metodologia presente no Portuguese National Inventory Report on Greenhouse Gases, 1990 2010, da Agência Portuguesa do Ambiente, que se baseia na metodologia do IPCC 1996 Revised Guidelines. As emissões produzidas são contabilizadas separadamente para cada gás, sendo depois convertidas para a unidade CO 2 equivalente (CO 2 e), através do produto das emissões pelo respectivo potencial de aquecimento global (Quadro 3.2). Quadro 3.2 Potencial de Aquecimento Global (Agência Portuguesa do Ambiente, 2012). Gás emitido Potencial de Aquecimento Global (GWP) Dióxido de Carbono (CO 2) 1 Metano (CH 4) 21 Óxido Nitroso (N 2O) 310 O quadro acima apresentado é apenas um quadro resumo do total de gases com potencial de aquecimento global, sendo apenas referenciados, neste caso, os gases contabilizados na fase de tratamento de águas residuais (metano e óxido nitroso). As emissões de metano, devido ao tratamento de águas residuais são dadas pela seguinte equação: Na qual, M Emissões de metano produzidas pelo tratamento de águas residuais (kg CH 4 /ano); TOW i Total de matéria orgânica presente nas águas residuais afluentes (kg CBO 5 /ano); EF i Factor de emissão de metano (kg CH 4 /kg CBO 5 ); MR i Total de metano recuperado ou queimado pelo sistema (kg CH 4 /ano). 28

O total de matéria orgânica presente nas águas residuais pode ser estimado pela fórmula que se segue: Na qual, P População servida pela ETAR (hab.); D Estimativa da quantidade de matéria orgânica produzida anualmente por pessoa, igual a 21,9 (kg CBO 5 /hab.ano). O cálculo do total de matéria orgânica presente nas águas residuais apenas se estimará quando não existirem valores medidos na ETAR, sendo que, sempre que existam análises à qualidade dos afluentes e efluentes será conveniente a sua utilização. O cálculo do factor de emissão de metano de cada ETAR foi calculado pela fórmula seguinte: Na qual, B oi CBO 5 ); Capacidade máxima de produção de metano dos resíduos, igual a 0,6 (kg CH 4 /kg WS ix Fracção de matéria orgânica tratada, quer na fase líquida, quer na fase sólida (-); MCF x Factor de conversão do metano de cada sistema de tratamento de águas residuais (-). A fracção de matéria orgânica e o factor de conversão dependem do tipo de tratamento adoptado em cada estação de tratamento, sendo os seus valores apresentados no Quadro 3.3. 29

Quadro 3.3 Factor de conversão do metano (MCF) e fracção de matéria orgânica tratada (WS) por tipo de tratamento de águas residuais (adaptado de Agência Portuguesa do Ambiente, 2012). Sistemas de Tratamento de Águas Residuais MCF WS Fase Líquida Fase Sólida Fase Líquida Fase Sólida 3.1 Fossas sépticas colectivas 0,50 - - - 3.2 Tratamento preliminar 0,00 0,00 - - 3.3 Tratamento primário 0,00 0,00 0,70-3.4 Tratamento secundário e terciário 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 Biodiscos com digestão anaeróbia de lamas Biodiscos sem digestão anaeróbia de lamas Lamas activadas com digestão anaeróbia de lamas Lamas activadas sem digestão anaeróbia de lamas 0,17 0,80 0,63 0,37 0,10 0,00 0,63-0,17 0,80 0,63 0,37 0,10 0,00 0,63-3.4.5 Lagunagem (com lagoa anaeróbia) 0,20 0,00 1,00-3.4.6 Lagunagem (sem lagoa anaeróbia) 0,00 0,00 0,63-3.4.7 3.4.8 Leitos percoladores com digestão anaeróbia de lamas Leitos percoladores sem digestão anaeróbia de lamas 0,17 0,80 0,63 0,37 0,10 0,00 0,63-3.4.9 Tanque imhoff 0,80 0,00 1,00-3.4.10 3.4.11 3.4.12 3.4.13 Valas de oxidação com digestão anaeróbia de lamas Valas de oxidação sem digestão anaeróbia de lamas Outros tratamentos com digestão anaeróbia de lamas Outros tratamentos sem digestão anaeróbia de lamas 0,00 0,00 0,63-0,20 0,00 0,63 0,37 0,17 0,80 0,63 0,37 0,00 0,00 0,63 - As ETAR com sistemas de digestão anaeróbia produzem biogás, com um conteúdo de metano de, aproximadamente, 60% (Agência Portuguesa do Ambiente, 2012). A sua queima para produção de electricidade, aquecimento e/ou manutenção do próprio processo de digestão, leva a que o metano não seja emitido para a atmosfera na forma de GEE. Quando tal acontece, o metano que é queimado/recuperado é descontado do valor total de emissões da ETAR (índice MR i ). As emissões de óxido nitroso (N 2 O) produzidas no tratamento de águas residuais podem ser calculadas pela seguinte fórmula: Na qual, 30

N 2 O Emissões de óxido nitroso produzidas pelo tratamento de águas residuais (kg N 2 O- N/ano); Proteína Capitação anual de proteína, igual a 46,0 (kg proteína/hab.ano); Frac Pop EF Fracção de azoto na proteína, igual a 0,16 (kg N/kg proteína); População servida (hab.); Factor de emissão, igual a 0,01 (kg N 2 O-N/kg N); 44/28 Rácio do peso molecular de N 2 O para N 2. No desenvolvimento do caso em estudo irá adoptar-se uma notação mais simplificada para os gases com efeito de estufa contabilizados. Assim, para os GEE devido ao consumo de energia eléctrica adopta-se o conceito de GEE energia e, para os GEE devido ao tratamento de águas residuais adopta-se o termo GEE exploração. 3.2. Determinação dos custos específicos totais 3.2.1. Custo específico de exploração A metodologia de trabalho adoptada para a determinação dos custos específicos de exploração será desenvolvida da seguinte forma: Determinação dos custos anuais dos parâmetros associados à fase de exploração de cada ETAR, designadamente: Taxa de recursos hídricos resultante da descarga do efluente tratado (TRH); Consumo de água potável; Consumo de energia eléctrica; Consumo de reagentes nas diversas etapas de exploração (polielectrólito, hidróxido de sódio, ácido sulfúrico, metanol, hipoclorito de sódio); Produção de lamas; Produção de resíduos; Emissões associadas aos GEE exploração. Cálculo dos custos específicos anuais por m 3 de água tratada, de cada um dos parâmetros identificados ( /m 3 água tratada); Determinação dos custos específicos de exploração totais de cada ETAR, pela soma dos custos específicos de exploração dos parâmetros contabilizados nesta fase. Os custos específicos determinados para a fase de exploração não terão em consideração aspectos como encargos com pessoal, veículos, combustíveis e instalações, que possam estar associadas ao normal funcionamento das estações. 31

Os custos associados a cada componente foram determinados tendo em consideração os seguintes aspectos: O valor despendido por cada ETAR na descarga do efluente tratado é determinado pelo produto entre o caudal anual tratado e o respectivo valor da taxa de recursos hídricos, calculada de acordo com o Decreto-Lei n.º 97/2008, de 11 de Junho; O custo total anual associado ao consumo de água potável de cada ETAR é efectuado pelo produto entre o consumo anual de água potável e as tarifas praticadas pelo município em que a ETAR se insere; O custo associado ao consumo de energia de cada ETAR é dado pelo produto entre o consumo total de energia eléctrica efectuado por estas e o respectivo custo do kwh praticado na zona em que a estação se insere; O valor total despendido em reagentes, na fase de exploração de cada ETAR, será determinado pelo produto entre o total de reagentes consumidos e o respectivo preço unitário de aquisição de cada um; As lamas produzidas pelas ETAR serão, posteriormente, encaminhadas para um destino final. O custo associado a este campo será determinado de duas maneiras: Para as lamas que seguem para valorização agrícola e compostagem será apenas contabilizado o valor de transporte; As lamas que seguem para aterro sanitário irão possuir um custo de transporte, a que acresce o custo de deposição em aterro. O custo associado aos resíduos produzidos pelas ETAR é dado pelo produto entre a produção total de resíduos e o respectivo valor de transporte e deposição em aterro. A remuneração associada às emissões de GEE exploração das ETAR é normalmente efectuada por toneladas de CO 2 e. Existem diversas bolsas de carbono onde se poderá extrair o valor associado a esta emissão, sendo que, para o desenvolvimento do caso em estudo, serão adoptados os valores presentes na bolsa de carbono BlueNext (Quadro 3.4). O custo total associado às emissões de GEE exploração resultará do produto entre o total anual destas emissões e o respectivo valor médio das taxas aplicadas ao ano em estudo. Quadro 3.4 Preço mensal do mercado de carbono do ano de 2010, definido na bolsa de carbono BlueNext e respectivo valor médio anual (BlueNext, 2011). Mercado do Carbono de 2010 ( /ton CO 2e) Janeiro 13,39 Julho 23,13 Fevereiro 13,80 Agosto 22,15 Março 9,02 Setembro 19,69 Abril 9,69 Outubro 24,35 Maio 11,85 Novembro 23,30 Junho 17,81 Dezembro 28,44 Média 18,05 32

3.2.2. Custo específico dos investimentos em capital fixo realizados nas ETAR (p unit ) A determinação do custo específico dos investimentos em capital fixo realizados nas ETAR será desenvolvido de acordo com as seguintes etapas: Determinação de uma estimativa da evolução de caudais de cada ETAR, até ao ano horizonte de projecto; Correcção dos investimentos efectuados tendo em conta a data de realização do investimento e os coeficientes de desvalorização de moeda; Actualização do investimento corrigido a um ano de referência, para uma taxa de actualização previamente fixada; Definição dos custos anuais do investimento resultantes da imputação ao m 3 tratado, actualizados ao ano de referência, desde o ano de início dos investimentos até ao ano horizonte de projecto de cada ETAR; Determinação do custo específico dos investimentos em capital fixo (p unit ). A determinação da estimativa de evolução de caudais, até ao ano horizonte de projecto de cada ETAR, será efectuada com a aplicação de uma curva de regressão aos valores de caudais disponíveis. Esta estimativa será tanto melhor quanto mais próximo da unidade se encontrar o coeficiente R 2 (correspondência entre os valores estimados e os valores reais). Os investimentos efectuados em cada ETAR serão corrigidos tendo em conta os coeficientes de desvalorização de moeda a aplicar a bens e direitos alienados, sendo os coeficientes adoptados, para este cálculo, os presentes na Portaria n.º 282/2011, aplicáveis durante o ano de 2011 (Quadro 3.5). O cálculo deste campo será determinado pelo produto do investimento efectuado, num determinado ano, pelo respectivo coeficiente, alcançando-se assim a correcção a um ano de referência dos investimentos realizados em anos anteriores. Quadro 3.5 Coeficientes de desvalorização de moeda a aplicar a bens e direitos alienados, durante o ano de 2011 (adaptado da Portaria n.º 282/2011). Ano Coeficientes 2002 1,17 2003 1,13 2004 1,11 2005 1,08 2006 1,05 2007 1,03 2008 1,00 2009 1,01 2010 1,00 33

Após a determinação do investimento corrigido, proceder-se-á à actualização deste investimento a um ano de referência. Esta actualização será efectuada para as taxas de actualização (t a ) de 4%, 6% e 8%, segundo a fórmula que se segue: Por sua vez, a determinação dos custos anuais de investimento actualizados a um ano de referência, serão efectuados desde o ano do primeiro investimento na ETAR até ao ano horizonte de projecto, para as taxas de actualização (t a ) de 4%, 6% e 8%. Estes custos podem ser determinados de acordo com a seguinte fórmula: Na qual, Q representa o caudal estimado para um determinado ano (m 3 /ano); p unit representa o custo específico dos investimentos em capital fixo ( /m 3 ). De salientar que, na aplicação da Equação 6 o valor de p unit constitui uma incógnita, sendo o seu valor posteriormente determinado, por iteração, pela aplicação da relação que se segue: 34

4. APLICAÇÃO A UM CASO DE ESTUDO NA ÁREA DE ATENDIMENTO DA ÁGUAS DO ALGARVE, S.A. 4.1. Caracterização da região do Algarve A região do Algarve localiza-se no sul de Portugal Continental, no extremo sudoeste da Península Ibérica. É delimitada a norte pelo Alentejo, a leste pelo rio Guadiana, que marca a fronteira com Espanha, e a sul e oeste pelo Oceano Atlântico. Possui uma superfície de, aproximadamente, 4997 km 2, que corresponde a 5,4% do valor total da superfície do País, e um perímetro de 584 km (INE, 2012). A região do Algarve possui uma população de 451.005 habitantes e é dividida, internamente, em duas zonas: Sotavento, a leste, e Barlavento, a Ocidente. Estas duas zonas apresentam uma certa igualdade de características, uma vez que, cada uma possui 8 concelhos e uma cidade principal, Faro a Sotavento e Portimão a Barlavento. Cada zona possui também uma serra importante, a do Caldeirão a Sotavento e a de Monchique a Barlavento, e rios com semelhante importância, o rio Guadiana a Sotavento e o rio Arade a Barlavento. Os principais cursos de água da região são o rio Guadiana, o rio Arade e a ribeira da Quarteira, com comprimentos de 48 km (de um total de 810 km), 56 km e 35 km, respectivamente. A bacia hidrográfica do rio Guadiana é a maior, perfazendo uma área total de 66.800 km 2, sendo que, apenas 1.424 km 2 se encontra inserida na região do Algarve, seguindo-se a bacia hidrográfica do rio Arade com uma área total de 976 km 2 (812 km 2 inseridos na região). No que diz respeito à ribeira da Quarteira, esta possui a totalidade da sua bacia hidrográfica na região, apresentando esta um total de 407 km 2 (INE, 2012). A posição geográfica da região do Algarve confere-lhe particularidades climáticas únicas no nosso país. Apesar de estar banhada pelo Oceano Atlântico, dispõe de um clima temperado, de características mediterrâneas, com elevadas horas de sol por ano e uma fraca precipitação média anual. No ano de 2010, a estação meteorológica de Faro apresentou uma temperatura média anual de 18,6ºC, uma temperatura máxima média de 22,3ºC e uma temperatura mínima média de 14,8ºC. No que diz respeito à precipitação média anual, a região do Algarve apresenta um valor de 509,1 mm, valor este que se apresenta como o mais baixo de todo o território nacional. O turismo consiste na principal actividade económica da região do Algarve, o que faz com que o sector terciário (comércio e serviços) seja o sector mais importante da região, representando, directa e indirectamente, sensivelmente 60% do total de emprego e 66% do PIB regional. Os sectores da agricultura e pescas surgem nas posições seguintes, em termos de importância para o desenvolvimento económico da região, embora apresentem valores bastante inferiores aos do sector terciário. 35

O facto de a região ter uma elevada intensidade turística, a maior a nível nacional, que procura, essencialmente, o litoral, leva a que existam desigualdades ao nível do desenvolvimento económico e grandes oscilações sazonais da ocupação territorial, fazendo com que as regiões litorais sejam mais ricas e desenvolvidas do que as do interior. 4.2. Caracterização da Águas do Algarve, S.A. Sendo a economia da região do Algarve fortemente dependente do turismo, os aspectos ambientais são fundamentais para a manutenção dos fluxos turísticos. A qualidade das massas de água naturais da região e as necessidades ao nível do abastecimento para consumo humano exigem que o nível do tratamento de águas residuais e consequente descarga nos meios receptores seja garantida, de acordo com elevados padrões ambientais. A Águas do Algarve, S.A. é uma empresa que resultou, em 2000, fusão das empresas Águas do Sotavento Algarvio, S.A. e Águas do Barlavento Algarvio, S.A., sendo concessionária dos Sistemas Multimunicipais de Abastecimento de Água do Algarve (SMAAA) e de Saneamento do Algarve (SMSA), servindo os 16 concelhos da região e a totalidade da sua população, que chega a triplicar na época alta. A estrutura accionista da empresa é dividida entre o accionista maioritário, grupo Águas de Portugal SGPS, S.A., com 54,44% do capital social, e a restante parcela pelos 16 municípios da região do Algarve. A empresa AdA tem como objectivos principais o fornecimento de água em quantidade e qualidade durante todo o ano; dotar a Região com um sistema seguro, sob o ponto de vista de saúde pública da população, melhorando assim os níveis de atendimento e promovendo a qualidade ambiental, nomeadamente a qualidade da água das praias e rios do Algarve. Ao garantir estes objectivos, a AdA garante também, por um lado, o bem-estar da população, e por outro, o desenvolvimento económico e o turístico da Região (AdA, 2012). Para tal, até o ano de 2015, a AdA tem previsto um total de investimento acumulado no valor de 627 M, sendo este valor repartido entre o SMAAA (312 M ) e o SMSA (315M ). Em resultado do forte investimento da AdA na região e da dedicação com que a empresa está presente no dia-a-dia dos algarvios, foi-lhe atribuído o prémio da ERSAR de melhor Qualidade da Água para Consumo Humano, em 2007, e mais recentemente, em 2010, o prémio de Melhor Qualidade de Serviço de Saneamento de Águas Residuais Urbanas prestado aos utilizadores. Com estes dois prémios, a empresa AdA tornou-se a primeira empresa, a nível nacional, a conquistar os dois galardões referentes ao abastecimento publico e ao saneamento. No ano de 2010 o SMAAA era composto por 4 ETA, ETA de Alcantarilha e ETA de Fontaínhas situadas a Barlavento e, ETA de Tavira e ETA de Beliche localizadas a Sotavento, e uma rede adutora de 452 km. Estas ETA foram responsáveis pela produção 67.246.000 m 3 de água, 36

tendo estes sido distribuídos por 68 pontos de entrega dos 15 municípios (o município de Monchique apenas integrou o SMAAA a partir de 2011). A população servida, neste ano foi de 406.407 habitantes, situando-se a cobertura de serviço dos SMAAA nos 93%, valor muito próximo das metas estipuladas pelo PEASSAR II. O SMSA é caracterizado por desafios de gestão cada vez mais elevados e complexos, que se devem, essencialmente, à diversidade da localização e características das instalações, à elevada sazonalidade da região e ainda, ao facto da maioria das instalações de recolha, elevação e tratamento se situarem em áreas protegidas ou drenarem para zonas balneares. Para combater estes desafios, a AdA possuía, em 2010, um sistema de saneamento que abrangia a totalidade dos 16 municípios da região, sendo constituído por 57 ETAR, 366 km de condutas e 145 estações elevatórias. Neste ano, o SMSA foi responsável pela recolha e tratamento de um volume na ordem 49.761.000 m 3, servindo uma população de 304.842 habitantes. Contrariamente ao que sucedeu com as infra-estruturas do SMAAA, a maioria das instalações do SMSA transitaram dos municípios que as construíram para a empresa, sendo necessário efectuar remodelações na maioria destas, ou até mesmo, construção de novas infra-estruturas. Desde o início da exploração dos SMSA, ano de 2005, a melhoria do serviço prestado aos utilizadores pela AdA tem sido notável, o que é demonstrado pelo aumento da cobertura de serviço, que passou de 52% em 2005 para 91% em 2009, e pelo cumprimento dos parâmetros de descarga, que passaram de 36% em 2005 para 85% em 2009. Na Figura 4.1 apresenta-se o mapa representativo do Sistema Multimunicipal de Saneamento do Algarve. Figura 4.1 Mapa representativo do Sistema Multimunicipal de Saneamento do Algarve. 37

4.3. Caracterização das ETAR em estudo O estudo em questão incidiu sobre dados referentes ao ano civil de 2010, sendo a metodologia descrita, no capítulo anterior, aplicada às ETAR de Vilamoura, Loulé, Olhão Nascente e Quinta do Lago, situadas no concelho de Loulé e Olhão, Algarve, possuindo todas as estações nível de tratamento terciário de efluentes. As principais características de cada ETAR em estudo são apresentadas no Quadro 4.1, sendo as respectivas linhas de tratamento apresentadas no ANEXO 1. Quadro 4.1 Sistema de tratamento, população no horizonte de projecto e ano de arranque das ETAR em estudo. Sistema de Tratamento ETAR Fase Líquida Fase Sólida Fase Gasosa Vilamoura Lamas activadas, leitos percoladores, desinfecção por raios ultravioleta e lagoa de maturação Espessador e filtro de banda Scrubber e biofiltro População no ano HP (eq.) Ano de arranque (transferência da ETAR para as AdA) 138.000 2005 Loulé Lamas activadas pelo sistema de valas de oxidação e desinfecção por raios ultravioleta Espessador e filtro de banda - 25.750 2005 Olhão Nascente Lamas activadas, remoção de azoto e desinfecção por raios ultravioleta Espessador e filtro de banda Torre de desodorização 32.200 2005 Quinta do Lago Lamas activadas pelo sistema de valas de oxidação e tanque de arejamento (média carga), remoção de azoto, fosforo e desinfecção por raios ultravioleta Espessador, digestor e filtro de banda Torre de desodorização 27.000 2005 De salientar que, na ETAR de Quinta do Lago a etapa de digestão anaeróbia das lamas se encontra inactiva, servindo o digestor da estação apenas para armazenamento de lamas. Por sua vez, os valores de caudal afluente dos últimos anos às ETAR em estudo, o caudal no ano horizonte de projecto e respectivo ano são apresentados no Quadro 4.2. Quadro 4.2 Caudais afluentes entre 2007 e 2011, caudal no ano horizonte de projecto e respectivo ano, de cada ETAR em estudo. Q (m 3 /ano) ETAR/Ano 2007 2008 2009 2010 2011 38 Horizonte de Projecto Ano Horizonte de Projecto Vilamoura 3.273.294 3.170.631 3.636.355 4.335.479 3.940.972 10.781.370 2025 Loulé 1.271.807 1.208.047 1.107.703 1.401.137 1.146.621 2.349.870 2015 Olhão Nascente Quinta do Lago 573.185 639.274 591.853 733.820 659.742 1.483.360 2035 1.130.144 1.392.947 1.466.886 1.765.980 1.637.895 2.869.995 2010

Na Figura 4.2 apresenta-se as eficiências de remoção dos poluentes considerados nas ETAR em estudo. Da análise desta figura verifica-se que as eficiências globais são superiores de 90% para SST e CQO e de 95% para o CBO 5. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Vilamoura Loulé Olhão Nascente Quinta do Lago ETAR SST CQO CBO5 NT PT Figura 4.2 Eficiências de remoção de poluentes das ETAR em estudo, no ano de 2010. Para o desenvolvimento da metodologia de trabalho apresentada no Subcapítulo 3.2 foi necessário ter em consideração diversos custos unitários associados à fase de exploração das ETAR e os investimentos efectuados pela empresa Águas do Algarve, S.A. nestas estações, sendo estes valores apresentados nos parágrafos que se seguem. O valor da taxa de recursos hídricos (TRH) resultante da descarga do efluente tratado, de acordo com a AdA e calculado com base no Decreto-Lei n.º 97/2008, de 11 de Junho, é de 0,0084 /m 3. As tarifas de água potável praticadas na zona de influência das ETAR estudadas variam segundo o município em que se inserem. As tarifas do m 3 de água potável adoptadas para o desenvolvimento do caso em estudo são apresentadas no Quadro 4.3. Quadro 4.3 Tarifas do m 3 de água potável praticadas nas ETAR em estudo, no ano de 2010. ETAR Custo da água potável ( /m 3 ) Vilamoura 1,070 Loulé 1,070 Olhão Nascente 1,173 Quinta do Lago 1,070 Por sua vez, os custos adoptados para o consumo de energia eléctrica, taxados em /kwh, são apresentados no Quadro 4.4. 39

Quadro 4.4 Custos do kwh de energia praticado nas ETAR em estudo, no ano de 2010. ETAR Custo da energia ( /kwh) Vilamoura 0,086 Loulé 0,085 Olhão Nascente 0,085 Quinta do Lago 0,093 O normal funcionamento das ETAR requer a utilização de reagentes na fase de exploração. O consumo destes reagentes varia de ETAR para ETAR, consoante o nível de tratamento implantado nestas. O preço praticado para cada um dos reagentes utilizados nas ETAR, no ano de 2010, é apresentado no Quadro 4.5. Quadro 4.5 Preço dos reagentes utilizados nas ETAR em estudo, no ano de 2010. Reagentes Preço ( /kg) Polielectrólito 0,137 Hidróxido de Sódio 0,177 Ácido Sulfúrico 0,150 Metanol 0,025 Hipoclorito de Sódio 0,132 As lamas produzidas pelas ETAR em estudo são, posteriormente, encaminhadas para um destino final, podendo este ser a valorização agrícola, aterro sanitário ou compostagem. No que diz respeito aos resíduos produzidos pelas ETAR estes serão, posteriormente, encaminhados para aterro sanitário. O transporte das lamas e resíduos contabilizado no desenvolvimento do caso de estudo terá um valor médio de 40 /ton, de acordo com a AdA. No que diz respeito à tarifa das lamas e resíduos depositados em aterro sanitário, recorreu-se a dados da ALGAR, empresa de valorização e tratamento de resíduos sólidos, que opera na região do Algarve, sendo a tarifa praticada, no ano de 2010, de 31 /ton, valor assumido no desenvolvimento do estudo. Por fim, é apresentado o investimento efectuado pela AdA nas ETAR em estudo (Quadro 4.6). O elevado investimento efectuado nas ETAR de Vilamoura e Olhão Nascente resulta da reabilitação/ampliação destas estações. Por sua vez, as ETAR de Loulé e Quinta do Lago sofreram poucos investimentos de alterações/beneficiações, sendo a maioria do seu investimento resultante da aquisição destas estações à Camara Municipal de Loulé, em 2005. 40

Quadro 4.6 Investimento efectuado pela Águas do Algarve, S.A. nas ETAR em estudo. Investimento ( ) Ano/ETAR Vilamoura Loulé Olhão Nascente Quinta do Lago 2002 10.431 0 0 0 2003 125.743 0 90.356 0 2004 2.843.431 0 626.059 0 2005 4.227.371 446.469 2.978.945 971.628 2006 992.973 0 643.595 0 2007 691.200 0 5.043 30.066 2008 41.778 34.539 25.428 56.130 2009 8.440 96.000 9.000 1.250 2010 52.576 50.419 0 56.661 2011 10.707 0 0 0 Total 9.004.651 627.427 4.378.426 1.115.735 4.4. Análise de desempenho das ETAR Os valores de caudal afluente a cada ETAR coincidem com os de caudal tratado, uma vez que, o consumo de água potável nas instalações assume valores na ordem 0,5% do caudal afluente. O caudal afluente anual e a população equivalente servida pelas ETAR, no ano de 2010, são apresentados no Quadro 4.7. Quadro 4.7 Caudal afluente e população equivalente servida pelas ETAR em estudo, no ano de 2010. ETAR Caudal anual (m 3 ) População equivalente servida (hab.) Vilamoura 4.335.479 64.410 Loulé 1.401.137 22.720 Olhão Nascente 733.820 11.342 Quinta do Lago 1.765.980 17.111 A população equivalente servida pelas ETAR, no ano em estudo, foi determinada de acordo com a carga de CBO 5 anual afluente a cada estação e o valor médio diário de carga orgânica produzido por cada habitante (60g de CBO 5 /hab.dia). O caudal afluente à ETAR de Vilamoura, no ano de 2010, foi de, aproximadamente, 40,2% da capacidade instalada, sendo os meses da época alta os meses mais críticos, no entanto, sem nunca ser excedido o caudal de projecto. A ETAR de Loulé apresentou um caudal afluente de 59,7% da capacidade instalada no ano em estudo. Os meses de Janeiro e Fevereiro foram caracterizados por elevada pluviosidade, o que levou a que tivesse sido ultrapassado o valor de caudal médio diário, provocando a existência 41

Carga específica SST removida (g/m 3 ) de perdas pontuais de lamas nos decantadores e registo de diversos by-pass à filtração e ao tratamento ultravioleta. A ETAR de Olhão Nascente recebeu um caudal afluente de, aproximadamente, 49,5% da capacidade instalada, não tendo sido registados valores mensais de caudal, no ano de 2010, acima de 70,0% desta capacidade. Por fim, a ETAR de Quinta do Lago recebeu, no ano de 2010, um caudal de 61,5% da capacidade instalada, sendo os três primeiros meses do ano os meses mais críticos, onde se registaram valores superiores aos caudais de projecto. Os resultados de consumo e produção específica dos parâmetros considerados nas ETAR serão apresentados em função da população equivalente servida no ano de 2010, conseguindo-se, desta forma, traduzir os resultados de acordo com as diferentes percentagens de utilização de cada ETAR. 4.4.1. Determinação das cargas específicas de poluentes removidas Nas figuras que se seguem apresentam-se as cargas específicas removidas dos poluentes considerados no estudo de análise de desempenho das ETAR, por população equivalente servida. Na Figura 4.3 apresenta-se a carga específica de SST removida pelas ETAR. Como se pode verificar, as ETAR de Olhão Nascente e Loulé são as estações que apresentam um maior valor específico de remoção, apresentando a ETAR de Quinta do Lago o valor mais baixo deste índice. 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 398 316 172 187 0 20.000 40.000 60.000 80.000 ETAR de Vilamoura ETAR de Loulé ETAR de Olhão Nascente ETAR de Quinta do Lago População equivalente servida (hab.) Figura 4.3 Carga específica de SST removida das ETAR em estudo. A carga específica da CQO removida pelas ETAR é apresentada na Figura 4.4. Pela constatação da figura, verifica-se a existência de uma gama alargada de valores, factor que pode indiciar condições de funcionamento distintas entre as estações. Neste caso, as ETAR de Olhão Nascente e Loulé são as estações que apresentam, novamente, os valores específicos 42

removida (g/m 3 ) Carga específica CQO removida (g/m 3 ) de remoção mais elevados, apresentando a ETAR de Quinta do Lago o valor mais baixo deste ponto. 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 825 690 507 340 0 20.000 40.000 60.000 80.000 ETAR de Vilamoura ETAR de Loulé ETAR de Olhão Nascente ETAR de Quinta do Lago População equivalente servida (hab.) Figura 4.4 Carga específica de CQO removida das ETAR em estudo. Na Figura 4.5 apresentam-se os valores de carga específica de CBO 5 removida das ETAR em estudo. Como nos dois casos anteriores, as tendências de remoção mantêm-se, com as ETAR de Loulé e Olhão Nascente a apresentarem os valores mais elevados e a ETAR de Quinta do Lago a ser a estação com menor valor de carga removida. Carga específica CBO 5 400 350 300 250 200 150 100 50 0 332 348 206 318 0 20.000 40.000 60.000 80.000 ETAR de Vilamoura ETAR de Loulé ETAR de Olhão Nascente ETAR de Quinta do Lago População equivalente servida (hab.) Figura 4.5 Carga específica de CBO 5 removida das ETAR em estudo. Os valores de carga específica removida de CQO e CBO 5 são mais elevados nas ETAR de Olhão Nascente e Loulé, situação esta, que poderá estar relacionada com a elevada carga afluente que chegou a estas estações, no decorrer do ano em estudo. A ETAR de Olhão Nascente caracteriza-se pela descarga de lixiviados nos meses de Janeiro a Maio, tendo sido esta interrompida entre os meses de Junho a Setembro, por porem em causa a licença de descarga da ETAR. No mês de Outubro estas descargas voltaram a acontecer, sendo canceladas nos últimos dois meses do ano, por criarem problemas de decantabilidade das lamas. 43

removida (g/m 3 ) removida (g/m 3 ) Por sua vez, a ETAR de Loulé recebeu diversas descargas de óleos provenientes de limpa fossas, diluentes e tintas nos primeiros dez meses do ano e descargas de efluente de destilaria de medronho para a rede de esgoto doméstico no mês de Abril. Os meses de Fevereiro e Abril foram os meses mais críticos do ano, tendo sido mesmo ultrapassada a capacidade de tratamento de CBO 5 no ano horizonte de projecto. Esta ETAR possui a particularidade de servir uma população não flutuante, pelo que, os meses mais críticos são os que se verificam descargas anormais para a rede de colectores domésticos. Os valores de carga específica removida de azoto (N T ) das ETAR em estudo são apresentados na Figura 4.6. Como se pode verificar, todas as estações apresentam um valor semelhante, com a excepção da ETAR de Olhão Nascente que apresenta um valor muito superior às restantes, situação esta, que se deve à etapa de remoção de nutrientes (tanques anóxicos) a montante dos tanques de arejamento. Carga específica N T 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 42 172 43 0 20.000 40.000 60.000 80.000 50 População equivalente servida (hab.) ETAR de Vilamoura ETAR de Loulé ETAR de Olhão Nascente ETAR de Quinta do Lago Figura 4.6 Carga específica de N T removida das ETAR em estudo. Na Figura 4.7 são apresentados os valores de carga específica de fósforo (P T ) removida das ETAR em estudo. Como acontece para o azoto, todas as estações apresentam um valor similar, com a excepção da ETAR de Olhão Nascente que apresenta um valor muito superior. Carga específica P T 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 3 8 3 0 20.000 40.000 60.000 80.000 População equivalente servida (hab.) 4 ETAR de Vilamoura ETAR de Loulé ETAR de Olhão Nascente ETAR de Quinta do Lago Figura 4.7 Carga específica de P T removida das ETAR em estudo. 44

Consumo específico de água potável (L/m 3 ) De salientar que, a ETAR de Quinta do Lago possui uma etapa de remoção de azoto e fósforo por adição de reagentes, no entanto, esta situação não se faz reflectir no valor das cargas específicas removidas, uma vez que, não se verificam diferenças significativas entre os valores apresentados pela ETAR de Quinta do Lago e os valores das ETAR de Vilamoura e Loulé, estações que não possuem este tipo de processo. 4.4.2. Determinação do consumo específico de água potável Na Figura 4.8 é apresentado o consumo específico de água potável das ETAR em estudo. Desta figura verifica-se que a ETAR de Vilamoura é a estação que apresenta um maior consumo de água por m 3 afluente, seguindo-se a ETAR de Olhão Nascente. A ETAR de Quinta do Lago apresenta o menor consumo específico deste recurso, sendo a maioria da água potável consumida, nesta estação, na etapa da desodorização. 0,70 ETAR de Vilamoura 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,58 0,44 0,52 0,60 ETAR de Loulé ETAR de Olhão Nascente ETAR de Quinta do Lago 0,10 0,00 0 20.000 40.000 60.000 80.000 População equivalente servida (hab.) Figura 4.8 Consumo específico de água potável das ETAR em estudo. De salientar que, a utilização de água potável para a preparação de polielectrólito e para as lavagens nas ETAR de Vilamoura, Loulé e Olhão Nascente foi substituída pela reutilização de água de serviço, o que permitiu diminuir o rácio entre o volume de água consumida e o volume de água afluente nestas ETAR. No consumo de água potável da ETAR de Loulé, o mês de Outubro não foi contabilizado devido a uma avaria no contador. Caso este valor tivesse sido contabilizado, o consumo específico de água potável desta estação aumentaria, aproximando-se dos valores apresentados pela ETAR de Vilamoura e Olhão Nascente. 4.4.3. Determinação do consumo específico de energia eléctrica Na Figura 4.9 é apresentado o consumo específico de energia eléctrica das ETAR em estudo. A ETAR de Quinta do Lago é a estação que apresenta o maior consumo específico deste recurso, valor que está associado aos consumos apresentados na época alta, à etapa de nitrificação/desnitrificação por biofiltros, que requer arejamento contínuo e lavagens, e pelo 45

Consumo específico de polielectrólito (g/m 3 ) Consumo específico de energia eléctrica (kwh/m 3 ) aumento de consumo de energia reactiva entre os meses de Setembro e Novembro, devido ao mau funcionamento da bateria de condensadores desta ETAR. 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 0,72 0,98 0,78 0,68 0 20.000 40.000 60.000 80.000 População equivalente servida (hab.) ETAR de Vilamoura ETAR de Loulé ETAR de Olhão Nascente ETAR de Quinta do Lago Figura 4.9 Consumo específico de energia eléctrica das ETAR em estudo. Importa referir que, nas ETAR de Vilamoura e Loulé a etapa de desinfecção é apenas colocada em funcionamento durante 5 e 6 meses no ano, respectivamente, factor que é responsável pela diminuição do consumo específico de energia eléctrica nestas ETAR. 4.4.4. Determinação do consumo específico de polielectrólito Na Figura 4.10 apresenta-se o consumo específico de polielectrólito utilizado no tratamento de lamas das ETAR. O polielectrólito é utilizado no processo de lamas secundárias em todas as estações, com a excepção da ETAR de Vilamoura, em que é aplicado também para lamas mistas. Neste caso, a contabilização do polielectrólito resultou do somatório de reagente utilizado no tratamento dos dois tipos de lamas. 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 2,73 2,18 4,50 1,86 0 20.000 40.000 60.000 80.000 População equivalente servida (hab.) ETAR de Vilamoura ETAR de Loulé ETAR de Olhão Nascente ETAR de Quinta do Lago Figura 4.10 Consumo específico de polielectrólito das ETAR em estudo. Da análise da Figura 4.10 pode observar-se que a ETAR de Loulé é a estação que apresenta maior consumo especifico de polielectrólito, facto que pode estar relacionado com as elevadas cargas poluentes de CQO e CBO 5, que recebe mensalmente. 46

Produção de lamas (ton/ano) 4.4.5. Determinação do consumo específico dos restantes reagentes A adição de outro tipo de reagentes, para além do polielectrólito, apenas se efectua nas ETAR de Vilamoura e Quinta do Lago. Assim, a ETAR de Vilamoura utiliza o hidróxido de sódio (NaOH) e ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) na etapa de desodorização, enquanto que, a ETAR de Quinta do Lago utiliza ainda, nesta etapa, o hipoclorito de sódio (NaClO). Para além destes reagentes, a ETAR da Quinta do Lago apresenta o consumo de cloreto férrico e metanol, sendo o primeiro utilizado para a remoção do fósforo e o segundo utilizado no processo de desnitrificação. O consumo específico destes reagentes nas ETAR de Vilamoura e Quinta do Lago é apresentado no Quadro 4.8. Como seria de esperar, devido ao elevado consumo de reagentes na sua fase de exploração, a ETAR de Quinta do Lago apresenta valores muito superiores aos apresentados pela ETAR de Vilamoura. Quadro 4.8 Consumo específico de reagentes nas ETAR de Vilamoura e Quinta do Lago. ETAR Consumo específico de hidróxido de sódio (g/m 3 ) Consumo específico de ácido sulfúrico (g/m 3 ) Consumo específico de cloreto férrico (g/m 3 ) Consumo específico de metanol (g/m 3 ) Consumo específico de hipoclorito de sódio (g/m 3 ) Vilamoura 0,12 0,05 0,00 0,00 0,00 Quinta do Lago 2,50 0,74 14,70 39,96 6,55 4.4.6. Determinação da produção específica de lamas A produção de lamas pelas ETAR em estudo foi contabilizada de igual modo para todas as ETAR, com excepção da ETAR de Vilamoura que possui, como anteriormente referido, lamas mistas e lamas secundárias. Neste caso, a contabilização das lamas é efectuado pela soma das duas parcelas. O total de lamas produzidas por cada ETAR é apresentado na Figura 4.11. 5.000,00 4.549,71 4.000,00 3.000,00 2.000,00 1.000,00 2.860,77 877,51 2.102,99 0,00 Vilamoura Loulé Olhão Nascente ETAR Quinta do Lago Figura 4.11 Produção de lamas pelas ETAR em estudo. As lamas produzidas pelas ETAR são, posteriormente, encaminhadas para um destino final, podendo este ser a valorização agrícola, aterro sanitário e compostagem. As parcelas das lamas, segundo destino final, são apresentadas na Figura 4.12. 47

Produção específica de lamas (kg/m 3 ) % 100,00 90,00 Compostagem 80,00 70,00 36,64 40,95 39,10 38,63 Aterro Sanitário 60,00 50,00 40,00 30,00 31,40 26,72 53,21 60,48 Valorização Agrícola 20,00 10,00 0,00 31,96 32,33 Vilamoura Loulé Olhão Nascente 7,69 0,89 Quinta do Lago ETAR Figura 4.12 Percentagem de lamas produzidas pelas ETAR, segundo destino final. Como se pode verificar pela constatação da figura anterior, o destino das lamas produzidas pelas ETAR de Vilamoura e Loulé é muito repartido pelos três tipos, sendo a deposição em aterro a solução mais adoptada para as ETAR de Olhão Nascente e Quinta do Lago. A produção específica de lamas das ETAR em estudo é apresentada na Figura 4.13. Neste campo, a ETAR de Loulé é a estação que apresenta um valor superior, podendo estar relacionado, como anteriormente referido, com elevadas cargas de poluentes que recebe mensalmente. 2,50 ETAR de Vilamoura 2,00 2,04 ETAR de Loulé 1,50 1,00 1,20 1,19 1,05 ETAR de Olhão Nascente ETAR de Quinta do Lago 0,50 0,00 0 20.000 40.000 60.000 80.000 População equivalente servida (hab.) Figura 4.13 Produção específica de lamas das ETAR em estudo. 4.4.7. Determinação da produção específica de resíduos A produção de resíduos pelas ETAR em estudo corresponde ao somatório de gradados, areias e gorduras, que posteriormente serão depositados em aterros sanitários. A ETAR de Vilamoura é a única a possuir a recolha destes três tipos de resíduos, enquanto que, as restantes recolhem apenas os dois primeiros tipos. A produção específica de resíduos é apresentada na Figura 4.14. 48

Produção específica de resíduos (kg/m 3 ) 0,25 0,20 0,22 ETAR de Vilamoura ETAR de Loulé 0,15 0,10 ETAR de Olhão Nascente ETAR de Quinta do Lago 0,05 0,00 0,04 0,03 0,01 0 20.000 40.000 60.000 80.000 População equivalente servida (hab.) Figura 4.14 Produção específica de resíduos das ETAR em estudo. Como se pode verificar, pela observação da Figura 4.14, a ETAR de Olhão Nascente é a estação que apresenta uma maior produção específica de resíduos, situação que pode ser justificada pela presença de dois tamisadores na etapa do tratamento preliminar (um para o afluente doméstico e outro para o afluente industrial). 4.4.8. Determinação da produção específica de gases com efeito de estufa O cálculo da emissão de GEE energia foi determinado pelo produto entre o consumo de energia eléctrica de cada ETAR e o coeficiente de emissão específica correspondente ao ano de 2010. Os valores de GEE energia obtidos para as ETAR em estudo são apresentados no Quadro 4.9. Quadro 4.9 Valores de emissão de GEE energia das ETAR em estudo. ETAR 49 Emissão de GEE energia (kg CO 2e/ano) Vilamoura 712.293 Loulé 260.733 Olhão Nascente 126.355 Quinta do Lago 414.707 Para o cálculo das emissões de GEE exploração foi necessário a adopção e ponderação de alguns coeficientes. No cálculo das emissões de metano foi adoptado para o coeficiente TOW o valor do total anual de matéria orgânica afluente às ETAR, estimado a partir dos relatórios mensais de exploração das ETAR, para o ano de 2010. Para o factor de emissão do metano (EF) foi adoptado o ponto 3.4.4 do Quadro 3.3, que se refere à etapa de tratamento de lamas activadas sem digestão anaeróbia, para todas as ETAR em estudo. De salientar que, apesar da ETAR de Quinta do Lago possuir no seu esquema de tratamento a etapa de lamas activadas com digestão anaeróbia, esta encontra-se inactiva à diversos anos, pelo que, foi considerado, nesta estação, o valor para lamas activadas sem digestão anaeróbia. Como a etapa de digestão anaeróbia

não se processa na ETAR da Quinta do Lago, a parcela de recuperação de metano (MR) foi considerada nula. Os valores de emissão de metano produzidos pelas ETAR em estudo e os respectivos coeficientes adoptados são apresentados no Quadro 4.10. Quadro 4.10 Valor das emissões de metano das ETAR em estudo e coeficientes adoptados para este cálculo. ETAR Vilamoura Loulé Olhão Nascente Quinta do Lago Coeficiente/Fase Líquida Sólida Líquida Sólida Líquida Sólida Líquida Sólida TOW (ton CBO 5/ano) 1.410,6 497,6 248,4 374,7 B o (kg CH 4/kg CBO 5) 0,60 0,60 0,60 0,60 WS 0,63 0,00 0,63 0,00 0,63 0,00 0,63 0,00 MCF 0,10 0,00 0,10 0,00 0,10 0,00 0,10 0,00 EF (kg CH 4/kg CBO 5) 0,0378 0,0378 0,0378 0,0378 MR (kg CH 4/ano) 0 0 0 0 M (kg CH 4/ano) 53.320 18.808 9.389 14.165 O valor das emissões de óxido nitroso e os respectivos coeficientes adoptados para cada ETAR em estudo são apresentados no Quadro 4.11. Quadro 4.11 Valor das emissões de óxido nitroso das ETAR em estudo e coeficientes adoptados para este cálculo. Coeficientes/ETAR Vilamoura Loulé Olhão Nascente Quinta do Lago Proteína (kg proteína/hab.ano) 46 46 46 46 Frac NPR (kg N/kg proteína) 0,16 0,16 0,16 0,16 População (hab.) 64.410 22.720 11.342 17.111 EF (kg N 2O-N/kg N) 0,01 0,01 0,01 0,01 N 2O (kg N 2O-N/ano) 7.450 2.628 1.312 1.979 De modo a transformar o valor das emissões de metano e óxido nitroso em unidades de GEE (CO 2 e), foi necessário proceder à multiplicação desta emissão pelos respectivos potenciais de aquecimento global (Quadro 3.2). Os valores das emissões de GEE exploração totais e por gás emissor são apresentados no Quadro 4.12. Quadro 4.12 Emissões de GEE exploração totais e por gás emissor das ETAR em estudo. Emissões de GEE exploração (ton CO 2e/ano) Vilamoura Loulé Olhão Nascente Quinta do Lago Metano 1.119,7 395,0 197,2 297,5 Óxido Nitroso 2.309,3 814,6 406,6 613,5 Total 3.429,1 1.209,6 603,8 911,0 Como se pode verificar, pela constatação dos quadros anteriores, as emissões de óxido nitroso das ETAR em estudo são muito menores que as emissões de metano, no entanto, a situação 50

Produção específica de GEE (kg CO 2 e/m 3 ) inverte-se quando estas emissões são transformadas em unidades de GEE, em resultado do maior valor do potencial de aquecimento global do óxido nitroso. A produção específica de GEE no nosso sistema é contabilizada como a soma de duas parcelas: GEE energia e GEE exploração (Figura 4.15) Neste campo não existe factor de escala, dado que, a emissão específica de cada ETAR apresenta um valor muito próximo umas das outras. 1,20 1,00 1,00 1,05 0,96 ETAR de Vilamoura ETAR de Loulé 0,80 0,60 0,40 0,75 ETAR de Olhão Nascente ETAR de Quinta do Lago 0,20 0,00 0 20.000 40.000 60.000 80.000 População equivalente servida (hab.) Figura 4.15 Produção específica de GEE das ETAR em estudo. A produção específica de GEE exploração apresenta valores muito superiores aos da parcela referente à produção específica de GEE energia. Nas ETAR de Vilamoura, Loulé e Olhão Nascente esta discrepância é mais visível, com valores na ordem de 4,6 vezes superiores, enquanto que, a ETAR de Quinta do Lago apresenta valores na ordem de 2,2 vezes superiores (Figura 4.16). 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 17,2 17,7 17,3 82,8 82,3 82,7 Vilamoura Loulé Olhão Nascente 31,3 68,7 Quinta do Lago GEE energia GEE exploração ETAR Figura 4.16 Produção específica de GEE das ETAR em estudo, segundo fonte de emissão. 51

4.4.9. Apresentação dos esquemas finais do modelo de metabolismo aplicado às ETAR Nas figuras que se seguem, Figura 4.17 a Figura 4.20, apresenta-se os esquemas finais do modelo de metabolismo aplicado às ETAR em estudo. Nestas figuras, o fluxo de energia eléctrica encontra-se expresso sob a forma de consumo energético (kwh/m 3 água afluente) e emissões de CO 2 e (kg/m 3 água afluente), sendo que, apenas uma destas variáveis deve ser considerada na análise dos fluxos, em função da unidade seleccionada. 52

Emissão devido ao Tratamento de Água Residual Produção específica (kg CO 2 e/m 3 ) 0,79 Água Residual Afluente Caudal (m 3 ) 4.335.479 SST (kg/m 3 ) 0,204 CQO (kg/m 3 ) 0,554 CBO 5 (kg/m 3 ) 0,325 Água Residual Tratada N T (kg/m 3 ) 0,062 Caudal (m 3 ) 4.335.479 P T (kg/m 3 ) 0,007 SST (kg/m 3 ) 0,017 CQO (kg/m 3 ) 0,047 Água Potável CBO 5 (kg/m 3 ) 0,008 Consumo específico (L/m 3 ) 0,60 ETAR de Vilamoura N T (kg/m 3 ) 0,013 P T (kg/m 3 ) 0,003 Energia Consumo específico (kwh/m 3 ) 0,68 Produção específica (kg CO 2 e/m 3 ) 0,16 Reagentes (Polielectrólito) Consumo específico (g/m 3 ) 1,86 Lamas Produção específica (kg/m 3 ) 1,05 Produção Total (ton) 4.549,71 Valorização Agrícola (ton) 1.454,00 Aterro Sanitário (ton) 1.428,78 Compostagem (ton) 1.666,93 Resíduos Produção específica (kg/m 3 ) 0,03 Figura 4.17 Modelo de metabolismo associado à ETAR de Vilamoura. 53

Emissão devido ao Tratamento de Água Residual Produção específica (kg CO 2 e/m 3 ) 0,86 Água Residual Afluente Caudal (m 3 ) 1.401.137 SST (kg/m 3 ) 0,334 CQO (kg/m 3 ) 0,731 CBO 5 (kg/m 3 ) 0,355 N T (kg/m 3 ) 0,060 Caudal (m 3 ) 1.401.137 P T (kg/m 3 ) 0,007 SST (kg/m 3 ) 0,018 CQO (kg/m 3 ) 0,040 Água Potável CBO 5 (kg/m 3 ) 0,007 ETAR de Loulé Consumo específico (L/m 3 ) 0,52 N T (kg/m 3 ) 0,017 Energia Consumo específico (kwh/m 3 ) 0,78 Produção específica (kg CO 2 e/m 3 ) 0,19 Água Residual Tratada P T (kg/m 3 ) 0,003 Reagentes (Polielectrólito) Consumo específico (g/m 3 ) 4,50 Lamas Produção específica (kg/m 3 ) 2,04 Produção Total (ton) 2.860,77 Valorização Agrícola (ton) 925,00 Aterro Sanitário (ton) 764,40 Compostagem (ton) 1.171,37 Resíduos Produção específica (kg/m 3 ) 0,01 Figura 4.18 Modelo de metabolismo associado à ETAR de Loulé. 54

Emissão devido ao Tratamento de Água Residual Produção específica (kg CO 2 e/m 3 ) 0,82 Água Residual Afluente Caudal (m 3 ) 733.820 SST (kg/m 3 ) 0,413 CQO (kg/m 3 ) 0,858 CBO 5 (kg/m 3 ) 0,338 N T (kg/m 3 ) 0,186 Caudal (m 3 ) 733.820 P T (kg/m 3 ) 0,013 SST (kg/m 3 ) 0,014 CQO (kg/m 3 ) 0,032 Água Potável CBO 5 (kg/m 3 ) 0,007 ETAR de Olhão Nascente Consumo específico (L/m 3 ) 0,58 N T (kg/m 3 ) 0,015 Energia Consumo específico (kwh/m 3 ) 0,72 Produção específica (kg CO 2 e/m 3 ) 0,17 Água Residual Tratada P T (kg/m 3 ) 0,005 Reagentes (Polielectrólito) Consumo específico (g/m 3 ) 2,73 Lamas Produção específica (kg/m 3 ) 1,20 Produção Total (ton) 877,51 Valorização Agrícola (ton) 67,50 Aterro Sanitário (ton) 466,88 Compostagem (ton) 343,13 Resíduos Produção específica (kg/m 3 ) 0,22 Figura 4.19 Modelo de metabolismo associado à ETAR de Olhão Nascente. 55

Emissão devido ao Tratamento de Água Residual Produção específica (kg CO 2 e/m 3 ) 0,52 Água Residual Afluente Caudal (m 3 ) 1.765.980 SST (kg/m 3 ) 0,179 CQO (kg/m 3 ) 0,371 CBO 5 (kg/m 3 ) 0,212 N T (kg/m 3 ) 0,051 Caudal (m 3 ) 1.765.980 P T (kg/m 3 ) 0,006 SST (kg/m 3 ) 0,007 CQO (kg/m 3 ) 0,031 Água Potável CBO 5 (kg/m 3 ) 0,006 ETAR de Quinta do Lago Consumo específico (L/m 3 ) 0,44 N T (kg/m 3 ) 0,010 Energia Consumo específico (kwh/m 3 ) 0,98 Produção específica (kg CO 2 e/m 3 ) 0,23 Água Residual Tratada P T (kg/m 3 ) 0,003 Reagentes (Polielectrólito) Consumo específico (g/m 3 ) 2,18 Lamas Produção específica (kg/m 3 ) 1,19 Produção Total (ton) 2.102,99 Valorização Agrícola (ton) 18,75 Aterro Sanitário (ton) 1.271,86 Compostagem (ton) 812,38 Resíduos Produção específica (kg/m 3 ) 0,04 Figura 4.20 Modelo de metabolismo associado à ETAR de Quinta do Lago. 56

Custo específico de exploração ( /m 3 ) 4.5. Determinação do custo específico total 4.5.1. Determinação do custo específico de exploração Após a determinação dos fluxos associados ao funcionamento das ETAR em estudo, foi possível efectuar a contabilização dos custos totais de exploração, tendo em conta os parâmetros descritos na metodologia de trabalho e os custos associados a estes. Após a obtenção destes custos foram determinados os custos específicos de exploração por m 3 de água tratada de cada ETAR, por forma a facilitar a comparação entre estas (Figura 4.21). 0,220 0,200 0,180 0,160 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 0,000 0,185 0,168 0,191 0,137 0 20.000 40.000 60.000 80.000 População equivalente servida (hab.) ETAR de Vilamoura ETAR de Loulé ETAR de Olhão Nascente ETAR de Quinta do Lago Figura 4.21 Custos de específicos de exploração das ETAR em estudo. A ETAR de Loulé é aquela que apresenta um custo específico de exploração mais elevado, facto que pode estar relacionado com as elevadas cargas poluentes que a estação recebe mensalmente, levando a um consumo superior de reagentes e a uma maior produção de lamas. Por sua vez, a ETAR de Vilamoura, apesar de ser a estação que serve um maior número de habitantes equivalentes, é a estação que apresenta um custo específico de exploração mais baixo, em virtude do elevado caudal que recebe anualmente. O peso associado a cada um dos parâmetros constituintes do custo específico de exploração da ETAR de Vilamoura é apresentado na Figura 4.22. Pela observação da figura constata-se que a parcela referente ao consumo de energia é a maior contribuinte para este custo (43,0%), seguindo-se a parcela do transporte e deposição de lamas no seu destino final, com 38,2% do total. 57

1,6% 10,4% 0,2% 6,1% 0,5% Taxa de Recursos Hídricos Consumo de Água Consumo de Energia 38,2% 43,0% Produção de Lamas Produção de Resíduos Emissão de GEE exploração Consumo de Reagentes Figura 4.22 Peso dos parâmetros constituintes do custo específico de exploração da ETAR de Vilamoura. Na Figura 4.23 apresenta-se a distribuição por parâmetro constituinte do custo específico de exploração da ETAR de Loulé. Contrariamente à ETAR de Vilamoura, nesta estação o transporte e deposição de lamas no seu destino final representa a parcela mais significativa para este custo, com 51,7% do total, sendo o consumo de energia o segundo maior contribuinte, com 34,6%. 0,5% 8,2% 0,3% 4,4% 0,3% Taxa de Recursos Hídricos Consumo de Água Consumo de Energia 34,6% Produção de Lamas 51,7% Produção de Resíduos Emissão de GEE exploração Consumo de Reagentes Figura 4.23 Peso dos parâmetros constituintes do custo específico de exploração da ETAR de Loulé. Pela constatação dos resultados ao longo do trabalho, em particular para a Figura 4.13 referente ao consumo específico de lamas das ETAR, constata-se que a ETAR de Loulé apresenta um valor deste coeficiente de, aproximadamente, 2 vezes o coeficiente das restantes estações. Esta situação reflecte-se no cálculo do custo específico de exploração das ETAR, em que, o custo associado ao transporte e deposição de lamas da ETAR de Loulé tem um peso muito superior, quando comparado com o das restantes estações. Relativamente à ETAR de Olhão Nascente, a distribuição do custo específico de exploração segundo os parâmetros que o compõem, é apresentada na Figura 4.24. Neste caso, os maiores contribuintes são, novamente, o transporte e deposição de lamas no seu destino final, 58

com 40,2% do total, e o consumo de energia, com 36,3%. De salientar que, nesta estação, a parcela de transporte e deposição de resíduos apresenta um valor algo significativo, representando, aproximadamente, 9,1% do total. 9,1% 0,2% 5,0% 8,8% 0,4% Taxa de Recursos Hídricos Consumo de Água Consumo de Energia 36,3% Produção de Lamas 40,2% Produção de Resíduos Emissão de GEE exploração Consumo de Reagentes Figura 4.24 Peso dos parâmetros constituintes do custo específico de exploração da ETAR de Olhão Nascente. Por fim, na Figura 4.25 é apresentada a repartição do custo específico de exploração da ETAR de Quinta do Lago pelos parâmetros que o constituem. Nesta estação o consumo de energia apresenta-se como o maior contribuinte para este custo, com 49,2% do total, seguindo-se o transporte e deposição de lamas no seu destino final, com 37,8%. 1,7% 5,0% 1,5% 4,5% 0,3% Taxa de Recursos Hídricos Consumo de Água Consumo de Energia 37,8% 49,2% Produção de Lamas Produção de Resíduos Emissão de GEE exploração Consumo de Reagentes Figura 4.25 Peso dos parâmetros constituintes do custo específico de exploração da ETAR de Quinta do Lago. Nesta estação, o consumo de energia representa cerca de 50% do valor total do custo específico de exploração, valor que pode estar associado, como anteriormente referido, à etapa de nitrificação/desnitrificação por biofiltros, que requer arejamento contínuo e lavagens, e pelo aumento de consumo de energia reactiva nos meses de Setembro a Novembro, devido ao mau funcionamento da bateria de condensadores desta ETAR. A parcela referente às emissões de GEE exploração apresenta a particularidade de ter sido calculada, não sendo cobrado às estações o valor que lhes está associado. Se no futuro este 59