01-Abastecimento e Concepcao 2012-2

Renato Carlos ZambonRonan Cleber Contrera

Escola Politécnica da Universidade de São PauloDepartamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental

PHD2412 - Saneamento II

EVOLUÇÃO HISTÓRICA DOS SISTEMAS DE CAPTAÇÃO, TRANSPORTE E DISTRIBUIÇÃO DE

ÁGUA DE ABASTECIMENTO

• 4 a 14 d.C. – Distribuição

de água por tubos –

Cidade de Ephesus,

Turquia

• 1500 a.C. – Primeira

tubulação de distribuição

de água – Cidade de

Knossos, na ilha de Creta

2

EVOLUÇÃO HISTÓRICA

• Entre 312 a.C. e 226 d.C. – 11 aquedutos romanos: 502 km

3

EVOLUÇÃO HISTÓRICA

4

EVOLUÇÃO HISTÓRICA

5

1. Captação

2. Poços de queda

3. Decantação

4. Túnel e poços de visita

5. Trincheira coberta

6. Ponte em arcos

7. Sifão invertido

8. Canal sobre aterro

9. Arcada

10. Castelo d’água

11. Distribuição (tubos de

chumbo)

EVOLUÇÃO HISTÓRICA

• Séculos antes de Roma: Persia, India, Egito...

• Incas (579 km e 4 m de profundidade), Maias e Astecas

(Tenochtitlán: 100-200 mil habitantes em 1519)

6

EVOLUÇÃO HISTÓRICA

• 1237 – Primeiro sistema de abastecimento de água

encanada de Londres, Inglaterra

• 1455 – Primeira tubulação de ferro fundido no Castelo de

Dillenburgh, Alemanha

• 1652 – Adutora de ferro fundido em Boston, Estados

Unidos

7

• 1664 – Palácio de

Versailles na França –

Adutora em ferro

fundido com mais de

22 km

• 1754 – Pennsylvania –

Primeiro sistema de

abastecimento de água nos

Estados Unidos

Elevatórias de águas com

bombas tocadas a vapor

8

EVOLUÇÃO HISTÓRICA

EVOLUÇÃO HISTÓRICA - BRASIL

Rio de Janeiro:

• 1561 – 1º sistema de abastecimento de água no Brasil

• 1723 – Construção do primeiro aqueduto

• 1750 – Aqueduto Carioca, com 13 km

• 1810 – 20 chafarizes públicos

• 1860 – Distribuição de 8 milhões de litros por dia

• 1876 – 1º sistema de abastecimento de água encanada

9

EVOLUÇÃO HISTÓRICA - BRASIL

São Paulo:

• 1744 – Primeiro chafariz público

• 1746 – Adutoras para abastecer conventos de Santa Teresa

e da Luz

• 1842 – Primeiro projeto de adução e distribuição de água

Implantação de sistemas de abastecimento em outras cidades

• 1861 – Porto Alegre, RS

• 1870 – Santos, SP

• 1880 – Campos, RJ

• 1891 – Campinas, SP

• 1892 – Bofete, SP

• 1897 – Belo Horizonte, MG

10

O BRASIL HOJE (IBGE, 2010)

Área: 8.511.965 km2

5.565 Municípios

População total: 190 milhões de habitantes

População urbana: 81%(31% em 1940)

11

0

50

100

150

200

250

1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050

milh

õe

s d

e h

abit

ante

s

ano

Projeção da população brasileira (IBGE, 2008)

12

13

RMSP, Taxa de crescimento demográfico 1991-1996(taxa geométrica média, por distritos e subdistritos censitários)

14

SANEAMENTO NO BRASIL

21% dos domicílios não tem acesso à água encanada (e uma

parcela da população que têm ligação domiciliar não conta com

abastecimento diário e nem de água potável com qualidade)

56% das cidades não dispõem de coleta de esgoto

31% das cidades com coleta não possuem nenhum tipo de

tratamento, o esgoto sanitário é despejado "in natura", poluindo

os cursos d'água

De acordo com a OMS, 80% das doenças e 65% das internações

hospitalares, implicando gastos de US$ 2,5 bilhões por ano,

estão relacionadas com água contaminada e falta de

esgotamento sanitário

Um quadro geral desafiador (PNSB 2008)

15

SANEAMENTO NO BRASIL

REGIÃO

DÉFICIT - DOMICÍLIOS

SEM ABASTECIMENTO

DE ÁGUA (%)

DÉFICIT - MUNICÍPIOS

SEM REDES COLETORAS

DE ESGOTOS (%)

Norte 55 96

Nordeste 32 78

Sudeste 12 30

Sul 16 70

C. Oeste 18 66

Brasil 21 56

Distribuição regional dos déficits

em saneamento no Brasil - % de domicílios

Fonte: PNSB 2008

16

SANEAMENTO NO BRASIL

Resumo dos nossos desafios

• 21% de brasileiros sem água encanada (e mais o crescimento

da população nos próximos anos)

• parcela da população não conta com abastecimento contínuo

e nem com água potável com qualidade

• 56% dos municípios sem coleta de esgoto

• dos 44% coletados, apenas 69% recebem algum tipo de

tratamento

R$ 200 bilhões nos próximos 20 anos para a

universalização dos serviços de saneamento básico

(ABDIB, 2007)

17

PARTES CONSTITUINTES DE UM SISTEMADE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

Manancial Rede de Distribuição

ReservatórioCaptação

Estação de Tratamento

de Água

Adutora de água tratada

Adutora deágua bruta

Estaçãoelevatória

de água bruta

19

INDICADORES DE CUSTO DO SISTEMA CONVENCIONAL DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

Partes

constituintes

do sistema

Custo (%)

P 10.000 10.000 < P 40.000 40.000 < P 100.000 P > 100.000

Captação 30 20 8 3

Adução 8 9 11 11

Bombeamento 6 5 5 1

Tratamento 12 9 9 5

Reservação 6 6 6 4

Distribuição 38 51 61 76

P = população em habitantes.

20

NORMAS PARA PROJETOS DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

NBR 12 211 – Estudos de Concepção de Sistemas Públicos de Abastecimento de Água, promulgada em 1992;

NBR 12 212 – Projeto de Poço para Captação de Água Subterrânea, promulgada em 1992;

NBR 12 213 – Projeto de Captação de Água de Superfície para Abastecimento Público, promulgada em 1992;

NBR 12 214 – Projeto de Sistema de Bombeamento de Água para Abastecimento Público, promulgada em 1992;

NBR 12 215 – Projeto de Adutora de Água para Abastecimento Público, promulgada em 1991;

NBR 12 216 – Projeto de Estação de Tratamento de Água para Abastecimento Público, promulgada em 1992;

NBR 12 217 – Projeto de Reservatório de Distribuição de Água para Abastecimento Público, promulgada em 1994;

NBR 12 218 – Projeto de Rede de Distribuição de Água para Abastecimento Público, promulgada em 1994.

21

CONCEPÇÃO - DEFINIÇÃO

É o conjunto de estudos e conclusões referentes

ao estabelecimento de todas as diretrizes,

parâmetros e definições necessárias e suficientes

para a caracterização completa do sistema a

projetar.

22

CONCEPÇÃO - OBJETIVOS

Identificação e quantificação de todos os fatores

intervenientes com o sistema de abastecimento de água

Diagnóstico do sistema existente

Estabelecimento de parâmetros básicos de projeto

Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas para as

alternativas selecionadas

Escolha da alternativa mais adequada mediante

comparação técnica, econômica e ambiental

Estabelecimento das diretrizes gerais de projeto

23

Modelagem Hidráulica – CRede

Traçado da rede em planta Dimensionamento

• Determinação dos diâmetros• Determinação das vazões

PLANEJAMENTO, PROJETO E OPERAÇÃO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

24

Modelagem Hidráulica – CRede

PLANEJAMENTO, PROJETO E OPERAÇÃO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

25

Modelagem

Hidráulica

Rede

26

Modelagem

Hidráulica

Adut

27

Modelagem Hidráulica: WaterCAD

28

Modelagem Hidráulica: EPANET

29

Sistema de Informações Geográficas - GIS

30

ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS PARA O ESTUDO DE CONCEPÇÃO

1. Caracterização da área de estudo– Características físicas

– Uso e ocupação do solo

– Aspectos sociais e econômicos

– Sistemas de infra-estrutura e condições sanitárias

2. Análise do sistema de abastecimento de água existente– Descrição

– Diagnóstico

3. Levantamento dos estudos e planos existentes

4. Estudos demográficos e de uso e ocupação do solo

5. Critérios e parâmetros de projeto

6. Demanda de água– Estudo de demanda

– Cálculo das demandas

7. Estudo de mananciais– Manancial superficial

– Manancial subterrâneo

– Seleção de mananciais

31

ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS PARA O ESTUDO DE CONCEPÇÃO

8. Formulação das alternativas de concepção

9. Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas– Captação

– Estação elevatória e linha de recalque

– Adutoras

– Estação de tratamento de água

– Reservatório

– Rede de distribuição

10. Estimativa de custo das alternativas propostas

11. Análise das alternativas propostas– Análise técnica

– Análise econômica

– Análise ambiental

– Comparação técnica, econômica e ambiental

12. Concepção escolhida

32

CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

Manancial superficial

Captação em curso de água

Captação em represas

Captação em manancial de serra

Manancial subterrâneo

Captação através de caixas de tomada e drenos

Captação através de poços horizontais

Captação através de poços profundos

33

CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

a) Planta

b) Perfil

Curso de água Rede de Distribuição

ReservatórioCaptação

Estação de Tratamento

de Água

Adutora de água tratada

Adutora deágua bruta

Estaçãoelevatória

de água bruta

Curso de água

CidadeReservatório

Estação de Tratamento

de Água

Adutora de água tratada

Adutora de

água tratadaAdutora de

água bruta

Estaçãoelevatória

de água bruta

Sistema de abastecimento de água com captação em curso de água e com reservatório apoiado

34

CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

Sistema de abastecimento de água com captação em curso

de água e com reservatório enterrado e elevado.

Curso deágua

Cidade

Reservatórioelevado

Reservatórioenterrado

Estação de Tratamento

de Água

Adutora de água tratada

Adutora deágua bruta

Estaçãoelevatória de água bruta

Estaçãoelevatória de água tratada

35

CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

Sistema de abastecimento de água que atende

a zona baixa e a zona alta

Rio

Reservatórioda zona baixa

Reservatórioda zona alta

Rede da zona alta

Rede da zona baixa

Captação porpoços profundos

ETACaptaçãosuperficial

Estaçãoelevatória Estação

elevatória

36

Sistema de abastecimento de água de

Peruíbe, litoral do Estado de São Paulo

MANANCIAL SUPERFICIAL: Captação em manancial de serra

37

MANANCIAL SUPERFICIAL Captação em curso de água

Sistema de

abastecimento

de água da

cidade de

Boituva, interior

do Estado de

São Paulo

38

Sistema de abastecimento de água da cidade de

Franca, interior do Estado de São Paulo

MANANCIAL

SUPERFICIAL:

Captação em curso

de água

39

Sistema de abastecimento de água da

Região Metropolitana de São Paulo

MANANCIAL SUPERFICIAL: Captação em represas

40

MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de caixas de tomada

a) Planta

b) Perfil

NA

Caixa de reunião- Cloração

Para consumoCx4

Cx3

Cx2

Cx1

100101

102

103

41

MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de drenos

Caixa deinspeção

Corte A-AA

A

Tubo circular

Leito drenanteareia e pedra

Tubos perfurados

42

MOTOR

AREIA

BOMBA

CAMADA IMPERMEÁVEL

AREIA

VAI PARA DISTRIBUIÇÃO

ÁREA DE CAPTAÇÃO

MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de drenos

43

MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação de água subterrânea

Poço Artesiano

Jorrante

Linha Piesométrica do

Aquífero Artesiano

Poço Freático

Recarga do

Aquífero

Freático

Poço

Artesiano

Aquífero Freático

Aquífero Artesiano

Tipos de aqüíferos e de poços.

Captação de água subterrânea.44

MANANCIAL

SUBTERRÂNEO:

Captação em poços

profundos

Sistema de abastecimento

de água da cidade de

Jales, interior do Estado

de São Paulo

45

CAPTAÇÃO EM MANANCIAL SUPERFICIAL E SUBTERRÂNEO

Rio

Reservatórioda zona baixa

Reservatórioda zona alta

Rede da zona alta

Rede da zona baixa

Captação porpoços profundos

ETACaptaçãosuperficial

Estaçãoelevatória Estação

elevatória

46

LEGISLAÇÃO FEDERAL

4747

Resolução CONAMA nº 1, de 23/01/1986: critérios básicos e

diretrizes gerais para a avaliação de impacto ambiental.

Art. 1º: ... considera-se impacto ambiental qualquer alteração das

propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente,

causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das

atividades humanas que, direta ou indiretamente, afetam:

I - a saúde, a segurança e o bem-estar da população;

II - as atividades sociais e econômicas;

III - a biota;

IV - as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente;

V - a qualidade dos recursos ambientais.

Os efeitos podem ser positivos ou negativos!

LICENCIAMENTO AMBIENTAL

Sistema de abastecimento

de água:

− Captação (eventuais

barragens)

− Adução

− Tratamento

− Reservação

− Distribuição

Licenciamento ambiental:

− Para todo o sistema

− Partes do sistema

48

RELATÓRIO AMBIENTAL PRELIMINAR

49

Resolução SMA n° 42/1994, normatização do licenciamento

ambiental no Estado de São Paulo: exigência da apresentação do

Relatório Ambiental Preliminar (RAP), que pode tornar dispensável a

elaboração do EIA e RIMA.

Conteúdo mínimo:

objeto do licenciamento;

justificativa do empreendimento;

caracterização do empreendimento;

diagnóstico ambiental preliminar da área de influência;

identificação dos impactos ambientais;

medidas mitigadoras

50

RAPTermo de

ReferênciaEIA/RIMA

Licença Prévia

Licença de Instalação

Licença de Operação

suficiente?não

sim

ROTEIRO PARA OBTENÇÃO DE LICENÇAS

51

Lembrete 2: slide não é material de estudo!!!

Lembrete 1: o material das aulas é atualizado durante o

semestre...

http://www.phd.poli.usp.br Graduação > Disciplinas > PHD2412

BIBLIOGRAFIA

Lição de casa:

ler páginas 1 a 34

52

Exercício

logo depois do intervalo!

53