Data de início:
01/03/2016
Data de fim:
31/07/2018
Montante financiado:
617.552,36€
Montante de investimento:
968.520,74 €
Identificação do projeto
Designação do projeto: WashOne - Sanita inovadora integrando múltiplas funções de conforto, higiene e sustentabilidade
Código do projeto: POCI-01-0247-FEDER-017461
Objetivo principal: Conceção, desenvolvimento técnico, prototipagem e validação final de uma sanita inovadora integrando múltiplas funções, das quais se destacam o sistema washlet, o sistema de armazenamento e descarga de água integrado e o sistema de separação de urinas.
Região de intervenção: Região Centro, Região Norte
Notificação da aprovação
Data de aprovação: 02/08/2016
Data de início: 01/03/2016
Data de conclusão: 31/07/2018
Custo total elegível: 936.386,34€
Apoio financeiro da União Europeia: FEDER - 617.552,36€
Entidades beneficiárias
O projeto WashOne foi desenvolvido em co-promoção pelas seguintes empresas e entidades do sistema científico: OLI - Sistemas Sanitários (promotor líder), Sanindusa - Indústria de Sanitários, EVOLEO Technologies, ITeCons, ANQIP, Universidade de Aveiro e Universidade de Coimbra.
Enquadramento
A crescente preocupação da Europa e das respetivas autoridades reguladoras com a segurança das populações, com a utilização racional dos recursos e com a proteção do ambiente tem-se traduzido na imposição de importantes metas. É essencial, por isso, que produtos e sistemas de uso intensivo sejam revistos seguindo princípios de conceção ecológica. A otimização do desempenho ambiental deverá ser procurada através da conceção de soluções mais eficientes em termos da depleção de recursos naturais, do consumo de água e energia e do tempo de vida funcional. No que respeita aos sistemas sanitários, o consórcio reconhece existir franca margem de oportunidade para melhorar o seu desempenho ambiental em vários aspetos relacionados com o volume ocupado, com o sistema de descarga de água e com a eliminação de nutrientes na urina.
O projeto WashOne visa a conceção, o desenvolvimento técnico, a prototipagem e a validação final de uma sanita inovadora integrando múltiplas funções, das quais se destacam o sistema washlet, o sistema de armazenamento e descarga de água integrado na própria sanita e o sistema de separação de urinas. O sistema washlet caracteriza-se pela incorporação das funcionalidades comuns do bidé na sanita, vindo responder a uma recente tendência do mercado relacionada com aspetos de conforto e higiene. O sistema de armazenamento e descarga de água integrado na própria sanita permite, por sua vez, ir ao encontro das necessidades de compactação procuradas por soluções de arquitetura moderna, sem comprometer a sua principal função. Por fim, o sistema de separação de urinas visa dotar o espaço construído de soluções mais sustentáveis, criando oportunidades de aproveitamento local de nutrientes e de poupança de água e recursos. A separação de urinas visa, simultaneamente, diminuir o lançamento nos coletores públicos de nutrientes presentes na urina responsáveis pela eutrofização de massas de água.
Pretende-se, com esta sanita inovadora, privilegiar a compacidade, a funcionalidade e a sustentabilidade, combinando num produto várias funções que até hoje apenas tinham sido apresentadas como soluções separadas. Pretende-se, ainda, que todas as soluções sejam estudadas e desenvolvidas numa ótica de conforto, higiene e sustentabilidade, visando aspetos essenciais relacionados não apenas com a higiene pessoal, mas também com o uso eficiente dos recursos.
Principais objetivos
Atividades do projeto e resultados esperados
Estudos preliminares - Com os estudos preliminares pretende-se: consolidar a análise do estado da arte relativamente a sistemas combinados de conforto, higiene e sustentabilidade usados na casa de banho ou em aplicações similares; fundamentar o potencial de inovação do novo sistema face a produtos convencionais e de concorrência direta; e estabelecer requisitos funcionais e de sustentabilidade para os novos componentes e sistemas a desenvolver.
Conceção e desenvolvimento do sistema - A conceção e desenvolvimento do sistema será realizada com base num rigoroso plano de trabalhos que contemple: desenvolvimento criativo e técnico do produto e dos seus componentes, tendo em consideração as soluções já existentes no mercado; avaliação do desempenho do sistema e dos seus componentes recorrendo a ensaios laboratoriais e estudos de simulação numérica; realização de estudos que suportem a integração dos sistemas desenvolvidos para aplicação em diferentes instalações sanitárias; e estudo da compatibilidade dos sistemas com as condições regulamentares.
Prototipagem e análise das condições de fabrico - Com a prototipagem e análise das condições de fabrico pretende-se: preparar protótipos à escala real de todos os componentes do sistema, nomeadamente os cerâmicos, os poliméricos e os eletrónicos; preparar um protótipo à escala real do sistema, integrando todos os componentes; e analisar as condições de fabrico dos componentes e do sistema, nomeadamente no que diz respeito à necessidade de adaptação de linhas de produção.
Validação experimental e avaliação ambiental - A validação do sistema contemplará os seguintes aspetos: validação dos requisitos funcionais dos componentes do sistema; aplicação e validação do produto final em instalações experimentais; aplicação e validação do produto final em instalações reais; validação dos requisitos normativos e regulamentares do produto final; e elaboração de um estudo de avaliação de ciclo vida.
Promoção e divulgação dos resultados - Para divulgação dos resultados do projeto será: compilado, num guia técnico, um conjunto de orientações e regras práticas para a adequada instalação/utilização dos produtos/sistemas; elaborado um conjunto de conteúdos técnicos e científicos; preparadas amostras iniciais de exposição dos novos produtos/sistemas propostos; e organizado um conjunto de ações de divulgação para disseminar os principais resultados do projeto.
Principais resultados alcançados
Descrevem-se nas seguintes subsecções os principais resultados obtidos no desenvolvimento da sanita inovadora com autoclismo integrado na sanita, bidé eletrónico e sistema de separação de urinas. Para lá destas três características essenciais, o projeto considerou também, entre outros, a vertente de design da sanita (considerando o seu fabrico futuro), a integração e compactação do vasto conjunto de componentes necessários às várias funções pretendidas, a vertente hidráulica (água de descarga e de lavagem do bidé) e térmica (aquecimento da água de lavagem, do assento da sanita e do ar de secagem), a remoção de odores da sanita, a automação (para comando e controlo integrado de todos os componentes) e as tecnologias de comunicação do/com o sistema, a observância dos regulamentos relativos às instalações prediais, o sistema de recolha e encaminhamento de urinas e a análise de ciclo de vida de todo o sistema.
Desenvolvimento creativo
O desenvolvimento criativo do projeto iniciou-se com a pesquisa do estado da arte nas várias vertentes do projeto. Seguiu-se a exploração formal e de conceito, com o intuito de definir as linhas gerais do produto baseadas nas premissas: funcionalidade, design, sustentabilidade e inovação, tendo sempre presente a exequibilidade de produção. Tratando-se de um projeto envolvendo a aplicação de novos conceitos, requereu foco nos objetivos, quebra de paradigmas e capacidade de ultrapassar barreiras e pensar para além do convencional. Após várias iterações, estabeleceu-se o conceito de uma sanita simples, autoportante, com aberturas laterais para fácil acesso aos componentes internos e um painel exterior amovível para ocultar os elementos técnicos e a componente estrutural da sanita.
Descarga de água
O escoamento da descarga de água na sanita foi simulado recorrendo a software comercial de Dinâmica de Fluidos Computacional, tendo os resultados obtidos sido usados para melhorar a geometria do interior da sanita, de modo a que a ação da água de descarga promova a lavagem pretendida da área interior da sanita e não haja a projeção de salpicos de água para o exterior. Este estudo permitiu também encontrar a melhor geometria para a entrada da água de descarga na sanita. Foram também feitos ensaios experimentais para validação dos primeiros resultados obtidos por simulação.
Integração e compactação
Dada a compactação requerida para a solução, o elevado número e diversidade de componentes, e a opção por se recorrer sempre que possível a componentes existentes no mercado, que não foram pensados para funcionar de modo integrado. Tal requereu que se encontrassem as soluções de adaptação ligação, vedação e compatibilização dos vários componentes. De notar que o reservatório de água para descarga tem que existir na própria sanita, e que na ausência da queda gravitacional a descarga de água tem que ser feita recorrendo a uma bomba também residente na sanita. Também todos os componentes associados ao bidé, em número elevado e muito diversos, têm que ser alojados e integrados devidamente na sanita. A integração e compactação dos vários componentes representou um esforço considerável, apoiado pela elaboração de modelos 3D de todos os componentes e das sucessivas soluções que foram sendo elaboradas de forma iterativa, rumo à proposta final.
Automação
Para controlo do sistema foi desenvolvida uma placa de interface (PCB) entre os diferentes módulos de controlo/aquisição, alimentação e atuadores/sensores. Existe uma bateria interna que, em caso de falha de energia, garante o funcionamento mínimo do sistema. O controlo das funcionalidades da sanita poderá ser efetuado de duas formas distintas: Painel de controlo com botões, ou uma aplicação desenvolvida para um Smartphone/Tablet Android. Para processamento de toda a informação dos sensores integrados na sanita e ação de acordo com as necessidades do projeto é utilizado um processador com um sistema operativo em tempo real, por forma a melhorar o desempenho do sistema. O componente de software do sistema WashOne consiste numa aplicação Android que comunica com o sistema de aquisição e controlo para exercer funções de controlo e configuração. A aplicação Android é constituída por três módulos: Controlo remoto, Configurações e Histórico.
Recuperação de urinas
A urina representa uma pressão considerável sobre os sistemas de tratamento de águas residuais e uma fonte de desperdício de nutrientes com potencial agronómico. Tal motiva a procura de soluções para a sua separação na fonte e posterior utilização. É neste contexto que se propõe a incorporação de um sistema de separação de urina ao nível da sanita, viabilizando o aproveitamento local de nutrientes. No entanto, de modo a que possa ser utilizado como fertilizante, o efluente de urina recolhido necessita de ser primeiramente higienizado por via do seu armazenamento em depósitos fechados. Estudos experimentais, levados a cabo com base num efluente de urina recolhido em condições reais, permitiram verificar que é possível com o sistema desenvolvido, e em apenas três meses de armazenamento, obter uma redução superior a 99,9% da carga microbiana inicialmente presente. Permitiram, ainda, verificar que o efluente tratado por esta via contém quantidades relevantes de nutrientes com importância agronómica, nomeadamente 2.0 g-N/L, 0.2 g-P/L e 0.6 g-K/L.
Avaliação de Ciclo de Vida
Realizou-se um estudo de Avaliação de Ciclo de Vida (normas ISO 14040:2006 e 14044:2006), desenvolvido em quatro fases interrelacionadas: definição do objetivo e âmbito, inventário de ciclo de vida, avaliação de impacte, e interpretação. O modelo de ciclo de vida implementado teve por base uma abordagem “cradle-to-grave” (ciclo de vida completo), incluindo a produção de materiais e componentes, a utilização do sistema WashOne durante 15 anos num edifício residencial, e o fim de vida dos componentes. Considerou-se uma expansão do sistema para contabilizar os impactes evitados quando a urina maturada é utilizada como fertilizante orgânico substituindo fertilizantes minerais. Os resultados mostram que, embora o sistema WashOne apresente maiores impactes ambientais até à comercialização (“cradle to gate”), na utilização apresenta uma redução importante relativamente ao sistema convencional devido ao acréscimo de eficiência nos consumos de água e energia.
Lista de comunicações
Lista de publicações
