Apostila Saneamento II-libre

8/16/2019 Apostila Saneamento II-libre

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ

CENTRO DE TECNLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

SISTEMA DE CAPTAÇÃO, TRATAMENTO,

RESERVAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA.

DISCIPLINA: SANEAMENTO II -2586


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SÚMARIO

CAPTULO 2 - A ÁGUA E O SANEAMENTO !

CAPTULO ! - IMPORT"NCIA DO ABASTECIMENTO DE ÁGUA #$

CAPTULO % - &UALIDADE DA ÁGUA #5

CAPTULO 5 - CONSUMO DE ÁGUA 2%

CAPTULO 6 - CAPTAÇÃO DE ÁGUAS SUPER'ICIAIS %!

CAPTULO ( - CAPTAÇÃO DE ÁGUA SUBTERR"NEA (#

CAPTULO 8 - SISTEMA DE TRATAMENTO DE ÁGUA )%

CAPTULO ) - RESERVAT*RIOS DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA #%8

CAPTULO #$ - REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA #8#


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CAPÍTULO 2 - A ÁGUA E O SANEAMENTO

2.1. A ÁGUA

SOLVENTE UNIVERSALQuase todas as substâncias, em maior ou menor concentração podem ser dissolvidas

pela água. Essas substâncias conferem-lhe características peculiares, que a tornarãoprópria ou imprópria para o consumo humano ou industrial.

NO MUNDOA falta de água para o consumo humano deve ser o principal problema ambiental do

milênio.

O planeta possui aproximadamente 1,4 bilhões de km3

de água, onde 97% desse totalestá sob a forma de água salgada (oceanos) e apenas 3% são de água doce (figura 2.1).

Figura 2.1 - Porcentagens de água doce e salgada no mundo.

Dos 3% da água doce, temos:77% em forma de gelo (regiões polares e alto das montanhas)22% em águas subterrâneas (96% do total aproveitável)1% em águas superficiais (rios, lagos).

Figura 2.2 - Porcentagens de água doce aproveitável e não aproveitável .

97% (Água salgada)

3% (Água doce)


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A água consumida no mundo é destinada para:70% para agricultura (irrigação)20% para a indústria10% para o consumo doméstico (residências).

Para debater os recursos hídricos do planeta, foi realizado na Holanda o II FórumMundial de Água, com a finalidade de “garantir” a disponibilidade da água no século XXI.Aprovaram sete desafios que devem ser superados, sendo eles:

Atendimento das necessidades básicas da população. Garantia do suprimento de alimentos. Proteção dos ecossistemas. Gerenciamento de riscos. Valorização da água. Compartilhamento dos recursos hídricos. Administração desses recursos.

Sabe-se que 80 países, com 40% da população mundial sofrem com a falta de água. AONU estima que em 25 anos dois terços da população mundial sofrerão com a falta deágua.

Segundo a ONU, até 2020 o consumo de água aumentará em 40% e 2,7 bilhões depessoas não terão água para as suas necessidades básicas.

Cerca de 60% dos 227 maiores rios da Terra são fragmentados por represas e canais,e 1,1 bilhão de pessoas não têm acesso à água potável e 2,4 bilhões não dispõem desaneamento básico.

A bacia Amazônica, a mais extensa rede hidrográfica da Terra, ocupa uma área total

de 6.925.000 km2

, desde suas nascentes na cordilheira dos Andes até sua foz no oceanoAtlântico, abrangendo territórios de sete países sul-americanos: Brasil, Bolívia, Colômbia,Equador, Guiana, Peru e Venezuela, sendo que 63% desta bacia ficam no Brasil.

Um dos grandes problemas é que boa parte da água doce encontra-se longe dasáreas mais populosas. A Amazônia e seus imensos rios são exemplos disso.

A água subterrânea vem sendo acumulada no subsolo há séculos e somente umafração desprezível é acrescentada anualmente através de chuvas ou retirada pelo homem.Em compensação, a água dos rios é renovada cerca de 31 vezes, anualmente.

NO BRASILO Brasil tem cerca de 15% das reservas de água doce do mundo e de 30% dos

mananciais subterrâneos. O Amazonas é o rio com maior volume de água do planeta.A figura 2.3 mostra as percentagens correspondentes ao uso da água no Brasil.

Figura 2.3 - Uso de água no Brasil


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2.2. O SANEAMENTO

ALGUNS NÚMEROS RELATIVOS AO SANEAMENTO BÁSICO NO BRASIL

Figura 2.4 – O Saneamento no Brasil


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A CARÊNCIA DE SANEAMENTO BÁSICO.O desafio é elevar o nível geral de riqueza e qualidade de vida da população em

sintonia com a eficiência econômica, a equidade social e a conservação dos recursosnaturais.A seguir, temos um quadro mostrando o déficit na oferta de saneamento básico no

Brasil (1998).

ÁreaNº de

Domicílios( em mil )

Domicílios não atendidospor Rede Geral de Água

Domicílios não atendidospor Coleta de Esgoto

Sanitário

Em mil % Em mil %

Urbana 33.994 3.891 11,4 16.608 48,49

Rural 7.846 6.489 82,7 6.609 84,2

Total 41.840 10.380 24,8 23.217 55,5

Fonte: PNAD 1998, IBGE. Nota: na área rural, o déficit em esgoto é determinado pela inexistência de rede coletora e fossaséptica.

Quadro 2.1 – O Déficit Sanitário no Brasil

ÁGUA X ESGOTOOs problemas decorrentes da falta de um sistema de coleta, tratamento e disposição

final do esgoto sanitário, agravam-se quando existe fornecimento de água tratada àpopulação.

Cada m3 de água utilizada produz, aproximadamente, outro m3 de esgoto sanitário,portanto todos os 41,8 milhões de domicílios brasileiros produzem esgoto sanitário.

Números do IBGE indicam que há no Brasil 12,8 milhões de domicílios atendidos porredes de abastecimento de água, mas desprovidos de sistemas de coleta de esgotosanitário produzido pela utilização dessa água, portanto despejando diariamente a céuaberto.

SAÚDE BUCAL NO BRASILA cada 4 brasileiros que completam 60 anos, 3 não tem um dente na boca (São Paulo – 1998).

Aproximadamente 30 milhões de brasileiros jamais tinham visto a “cara” do dentista(IBGE – 1998). Sabemos que o Brasil tem o maior número absoluto de dentistas do mundo(187,2 mil).

60% dos municípios brasileiros ainda não têm o “flúor” na água consumida por suapopulação (Lei obrigatória: em 1973).

Foi constatado que a aplicação do “flúor” na água pode reduzir em até 60% os índicesde dentes cariados, perdidos e obturados.

A cobertura populacional da fluoretação no país não passa de 70 milhões de pessoas

(56,4% da população do país).Acre, Amazonas, Maranhão, Paraíba e Rio Grande do Norte não tiveram fluoretação

até os tempos atuais (2002).


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O uso do flúor tem resultados positivos nas populações de menor renda, onde estudosfeitos pela USP mostram que as crianças de municípios com águas fluoretadas possuemuma redução de até 30% de dentes cariados, em relação aos municípios que não aplicam oproduto nas águas de abastecimento.

NÃO HÁ SAÚDE SEM SANEAMENTO.

No Brasil.

65% das internações hospitalares de crianças menores de 10 anos estãoassociadas à falta de saneamento básico (BNDES, 1998).

A falta de saneamento básico é a principal responsável pela morte pordiarréia de menores de 5 anos no Brasil (Jornal da Folha de São Paulo –FSP, 17/dez/99).

Em 1997, morreram 50 pessoas por dia no Brasil vitimadas por enfermidadesrelacionadas à falta de saneamento básico. Destas, 40% eram criançasde 0 a 4 anos de idade (DATASUS).

A eficácia dos programas federais de combate à mortalidade infantil esbarrana falta de saneamento básico (FSP, 17/dez/99); os índices demortalidade infantil em geral caem 21% quando são feitos investimentosem saneamento básico (FSP, 17/dez/99).

A utilização do soro caseiro, uma das principais armas para evitar a diarréia,só faz o efeito desejado se a água utilizada no preparo for limpa (FSP,17/dez/99).

No Mundo. 1 bilhão de pessoas não dispõem de água potável. 1,8 bilhão não têm acesso a sanitários e esgoto. 8 milhões de crianças morrem anualmente em decorrência de enfermidades

relacionadas à falta de saneamento.

EFEITOS POSITIVOS DO SANEAMENTO BÁSICO.Os investimentos em água tratada e sua distribuição, coleta, tratamento e a disposição

ambientalmente adequada do esgoto sanitário tem um forte impacto positivo sobre a

economia dos municípios.• Valorização dos imóveis residenciais e comerciais.

• Viabilização da “abertura” de novos negócios nos bairros beneficiados, quepassam a reunir requisitos básicos para certos tipos de empreendimento.

• Crescimento de negócios já instalados.

• Crescimento da atividade de construção civil para atender ao aumento daprocura por imóveis residenciais e comerciais num bairro mais“saudável”.

• Criação de novos empregos a partir da dinamização da construção civil, daabertura de novos negócios ou do crescimento daqueles já existentes.

• Aumento da arrecadação municipal de tributos.• Redução dos gastos públicos com serviços de saúde.


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A SITUAÇÃO EM OUTROS PAÍSES.A seguir, temos alguns exemplos da população beneficiada com serviços de

saneamento.

CANADÁ EUROPAESTADOS UNIDOS

CHICAGO SAN DIEGO MIAMI

Tratamento deágua

100 % 100 % 100 % 100 % 100 %

Coleta, tratamentoe disposição doesgoto sanitário.

100 % Aprox. 100% 99%

(1% - fossassépticas)

93%(7% - fossas

sépticas)

85%(15% - fossas

sépticas)

Quadro 2.2 – O Saneamento no Mundo

2.3. ABASTECIMENTO DE ÁGUA E COLETA DE ESGOTO DE ALGUMASCIDADES DO PARANÁ

A seguir, temos a percentagem da população beneficiada com o serviço deabastecimento de água e do serviço de coleta de esgoto sanitário fornecido pela Companhiade Saneamento – SANEPAR, das seguintes cidades:

CIDADES ABASTECIMENTO DE ÁGUA( % )COLETA DO ESGOTO SANITÁRIO

( % )MARINGÁ 99 67

PONTA GROSSA 98 52CASCAVEL 99 44

FOZ DO IGUAÇU 93 42

Quadro 2.3 – O Saneamento em algumas cidades do Paraná

Considerações:a) A população atendida corresponde ao número de economias residenciais (taxa de

ocupação).b) O índice de atendimento é igual ao número que corresponde a população atendida

dividido pelo número referente à população urbana, vezes 100.

2.4. ÁGUA VIRTUAL

A água virtual é uma realidade pelo menos em Kyoto, no Japão. Nos debates queaconteceram no III Fórum Mundial da Água, um número cada vez maior de governos,agências internacionais e ONGs utiliza o conceito de água virtual. A quantidade utilizada na


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produção de alimentos e bens – para debater a economia dos recursos hídricos, oplanejamento agrícola e industrial.

“Quando você consome um quilo de arroz, de certo modo também está usando os millitros de água que foram necessários para cultivar aquela quantia do cereal. Quando come

um quilo de carne, gasta os 13 mil litros de água que foram necessários para produzi-la.Esta é a água escondida, ou virtual”, explicou Daniel Zimmer, diretor do Conselho Mundialda Água, durante uma mesa-redonda sobre comércio e geopolítica.

Na prática, a noção de virtualidade já fundamenta estudos e diretrizes políticas. Porcausa da grande quantidade de água utilizada na produção do arroz, por exemplo, ganhaforça a idéia de substituir seu cultivo e consumo por trigo e soja. A proposta é rejeitada porgrupos ambientalistas, já que só o trigo geneticamente modificado seria comercialmenteviável em países tropicais, onde a rizicultura está concentrada.

Outro argumento contra a simples substituição de cultivos é o grande contraste entrecontinentes, em relação ao uso agrícola da água. Europa e Estados Unidos consomemdiariamente quatro mil litros per capita de água virtual. Na Ásia, onde grande parte do arrozdo mundo é produzido, o gasto diário per capita é de 1400 litros. Globalmente, a agriculturae a pecuária são responsáveis por 70% do consumo de água no mundo.

O conceito de água virtual pode se tornar importante para calcular o verdadeiro gastode água dos países, já que a simples adoção de políticas públicas avançadas, em relação àexploração de recursos hídricos pode não ser suficiente. Um grande importador virtualpoderá indiretamente provocar desastres em países pobres, exportadores de alimentos,onde a gestão ambiental dos recursos naturais seja deficiente.

As estimativas sobre o comércio de água virtual divulgada pela primeira vez em Qyoto,apontam para trocas internacionais de água, em forma de alimentos, correspondentes a20% do consumo hídrico do planeta. O cálculo foi apresentado pelo engenheiro ArjenHoekstra, do Instituto de Infra-estrutura em Hidráulica e Engenharia Ambiental (IHE) deAmsterdã (Holanda).

O Brasil é considerado um dos principais exportadores de água virtual, juntamentecom Estados Unidos, Canadá, Argentina, Índia, Tailândia e Vietnã. Entre os grandesimportadores estão China, Japão, Coréia do Sul, Alemanha, Itália e Espanha.

2.5. REUTILIZAÇÃO DA ÁGUA (CURITIBA).

Foi aprovada em 18/09/2003 a lei que obriga aos novos prédios (edifícios, não ascasas) de Curitiba a serem construídos com sistemas de reutilização da água do chuveiro(com a possibilidade também de reaproveitamento de águas servidas das torneiras de pias)

no vaso sanitário e com hidrômetros individuais por apartamento.A lei também prevê a obrigatoriedade de os edifícios terem sistemas de captação daágua da chuva, para ser usada na lavagem de calçadas e rega de jardins. O objetivo éimpedir que a cidade passe por colapso no abastecimento de água dentro de uns 30 anos.


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CAPÍTULO 3 - IMPORTÂNCIA DO ABASTECIMENTODE ÁGUA

3.1. INTRODUÇÃO

O Sistema de Abastecimento Público de Água constitui-se no conjunto de obras,instalações e serviços, destinados a produzir e distribuir água a uma comunidade, emquantidade compatíveis com as necessidades da população, para fins de consumodoméstico, serviços públicos, consumo industrial e outros usos.

Os sistemas individuais são soluções precárias para os centros urbanos, emboraindicados para as áreas rurais onde a população é dispersa e, também, para as áreas

periféricas de centros urbanos, para comunidades urbanas com características rurais ou,ainda, para as áreas urbanas, como solução provisória, enquanto se aguardam soluçõesmais adequadas. Mesmo para pequenas comunidades e para áreas periféricas, a soluçãocoletiva é, atualmente, possível e economicamente interessante, desde que se adotemprojetos adequados.

3.2. IMPORTÂNCIA DA ÁGUA E DOS SISTEMAS PÚBLICOS DEABASTECIMENTO

NECESSIDADE DA ÁGUAO homem tem necessidade de água de qualidade adequada em quantidade suficiente

para todas as suas necessidades, não só para proteção de sua saúde, como também para oseu desenvolvimento econômico.

IMPORTÂNCIA SANITÁRIA DO ABASTECIMENTO DE ÁGUAA importância sanitária do abastecimento de água é das mais ponderáveis; a

implantação ou melhoria dos serviços de abastecimento de água traz como resultado umarápida e sensível melhoria na saúde e nas condições de vida de uma comunidade,principalmente através do controle e prevenção de doenças, da promoção de hábitos

higiênicos, do desenvolvimento de esportes, como a natação e da melhoria da limpezapública.

IMPORTÂNCIA ECONÔMICA DO ABASTECIMENTO DE ÁGUAA importância econômica do abastecimento de água é também de grande relevância.

Sua implantação se traduz num aumento de vida média da população servida, numadiminuição da mortalidade em geral e, em particular, da infantil, numa redução do númerode horas perdidas com diversas doenças. estes fatos se refletem, portanto num aumentosensível do número de horas de trabalho dos membros de uma comunidade, e com istoaumento de produção.

A influência da água, do ponto de vista econômico, faz-se sentir mais diretamente nodesenvolvimento industrial, por constituir, ou matéria-prima em muitas indústrias, como asde bebida, ou meio de operação, como água para caldeiras, etc.


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APROVEITAMENTO DOS RECURSOS HÍDRICOS NATURAISTendo em vista que as águas naturais se destinam a diversos usos, tais como,

abastecimento de populações, fins industriais, produção de energia elétrica, finsrecreacionais, navegação e fins agropecuários, torna-se necessário haver uma adequada

utilização dos recursos hídricos de uma região, de modo a se procurar satisfazer a estasvariadas finalidades, com planejamento e projetos ambientais.O principal problema sanitário decorrente de abastecimento de água inadequado no

Brasil, encontra-se nas grandes cidades que tem nas suas periferias, áreas da mais extremapobreza e densamente habitadas, desprovidas de sistemas de água e de esgotos sanitáriospúblicos. São áreas praticamente sem defesas contra ocorrência de epidemias de doençascomo cólera, tifo, esquistossomose, etc.

3.3. A ÁGUA NA TRANSMISSÃO DE DOENÇAS

USOS DA ÁGUA• Água utilizada como bebida ou na preparação de alimentos.

• Água utilizada no asseio corporal ou a que, por razões profissionais ou outrasquaisquer, venha a ter contato direto com a pele ou mucosas do corpohumano: ex.: trabalhadores agrícolas em cultura por inundações, lavadeiras,atividades recreativas (lagos, piscinas, etc.).

• Água empregada na manutenção da higiene do ambiente e, em especial, doslocais, instalações e utensílios usados no manuseio, preparo e ingestão dealimentos (domicílio, restaurantes, bares, etc.).

ÁGUA COMO VEÍCULOO sistema de abastecimento de água de uma comunidade desde a captação, adução,

tratamento, recalque e distribuição, inclusive reservação, bem como dos domicílios eedifícios em geral, deve ser bem projetado, construído, operado, mantido e conservado,para que a água não se torne veículo de transmissão de diversas doenças.

ÁGUA E DOENÇASAs principais doenças veiculadas ou originadas em águas paradas ou contaminadas

são as seguintes, podendo ser contraídas de diversas maneiras, segundo a SANEPAR(2000).

A) Pela ingestão de água contaminada pode-se contrair:

• Cólera – causada pelo Vibrio cholerae, eliminado pelas fezes e vômito dosdoentes.

• Disenteria Amebiana ou Amebíase – causada pelo protozoário Endamoebahistolytica, transmitida pelas fezes contendo os cistos da ameba.

• Disenteria Bacilar – causada por bacilos do gênero Shigella, encontrados emalimentos, água e leite contaminados por dejetos, através das moscas.

• Febre Tifóide – causada pelas bactérias Salmonella tiphy, pela ingestão dealimentos e águas poluídas por fezes e/ou urina do doente. Também pelocontato doente-portador, através das mãos.

• Febre Paratifóide – causada pelas bactérias Salmonellas paratyhi,schottmuelleri e hirshjeldi, através do contato doente-portador, dos alimentos


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• Filariose ou Elefantíase – causada pelos parasitos: Wuchereria bancrofti,Onchochercinae volvulus, Mansonella ozzardi. É endêmica em váriasregiões tropicais.

• Malária – conhecida também por impaludismo; causada por protozoários

específicos, injetados na corrente sangüínea por certos mosquitosanofelinos.

DOENÇAS CAUSADAS POR AGENTES QUÍMICOS

a) Poluentes naturais (alguns):

Substâncias minerais e orgânicas, dissolvidas ou em suspensão.Gases provenientes da atmosfera.

b) Poluentes artificiais:

Substâncias empregadas no tratamento da água: sulfato de alumínio, cal, etc..Herbicidas, inseticidas, raticidas, etc..Despejos industriais.Esgotos.“Gases” das chaminés das fábricas.

MEDIDAS GERAIS DE PROTEÇÃOO perigo da transmissão de doenças infecciosas pela água, refere-se, na prática, às

doenças infecciosas intestinais e a profilaxia gira em torno das seguintes medidas: Proteção dos mananciais, inclusive medidas de controle de poluição das

águas. Tratamento adequado da água, com operação continuamente satisfatória. Sistema de distribuição da água bem projetado, construído, mantido e operado.

Deve-se manter a água na rede com pressão adequada. Controle permanente da qualidade bacteriológica e química da água na rede de

distribuição, ou, preferivelmente, na torneira do consumidor. Solução sanitária para o problema da coleta e da disposição dos esgotos, e,

em particular dos dejetos humanos, tendo sempre como uma das finalidadesa proteção do abastecimento de água potável.

Observar, na zona rural, as medidas indicadas para a proteção de poços,nascentes e mananciais de superfície, inclusive a construção de sistemasmais aconselháveis para o destino satisfatório dos dejetos, evitando apoluição direta da superfície, do solo ou das coleções líquidas.

Melhoria da qualidade da água suprida às pequenas comunidades, auxiliando-as técnica e financeiramente a utilizarem métodos simples e poucosdispendiosos de tratamento, inclusive desinfecção, quando necessário.

Observações:1) A quantidade insuficiente de água também causa doença pela falta de higiene

corporal, das habitações e dos locais públicos.2) Uma grande preocupação é com os metais pesados (chumbo, zinco,

mercúrio, cromo) que não são eliminados pelo organismo.3) A ausência ou quantidades insuficientes como por exemplo, do iodo, podecausar o bócio.


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4) Embora na desinfecção possuirmos uma eficiência garantida para o combatede animais e vegetais, o mesmo não podemos garantir em relação aosvírus.


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CAPÍTULO 4 - QUALIDADE DA ÁGUA

4.1. CICLO HIDROLÓGICO

A água existe em forma de vapor, na atmosfera, e é proveniente da evaporação detodas as superfícies líquidas (oceanos, mares, rios, lagos, lagoas) ou das superfíciesumedecidas com água, como a superfície dos solos. Parte da água que se encontra naatmosfera resulta de fenômenos hidrológicos e também de fe0nômenos vitais, como arespiração e transpiração (observar a figura 4.1).

Figura 4.1 – Ciclo Hidrológico

Na precipitação, a água absorve os gases e vapores normalmente presentes naatmosfera, como o oxigênio, o nitrogênio e o gás carbônico. A umidade atmosférica provémda evaporação da água das camadas líquidas superficiais, por efeito da ação térmica dasradiações solares. O resfriamento desses vapores condensados, em formas de nuvens, levaà precipitação pluvial, sobre a superfície do solo e dos oceanos. A parcela da águaprecipitada sobre a superfície “sólida” pode seguir duas vias distintas que são: escoamentosuperficial e infiltração. As principais formas de precipitação são: chuva, granizo, orvalho ouneve.

É a água de chuva que, atingindo o solo, corre sobre as superfícies do terreno,preenche as depressões, fica retida em obstáculos e, finalmente, atinge os córregos, rios,


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lagos e oceanos. Na grande superfície exposta dos oceanos ela entra em processo deevaporação e condensação, formando as nuvens que voltam a precipitar sobre o solo.

É por meio da infiltração que a água de chuva penetra por gravidade nos interstíciosdo solo, chegando até as camadas de saturação, constituindo assim aqüíferos subterrâneos,

ou lençol freático. Estes depósitos são provedores de água para consumo humano etambém para a vegetação terrestre. Dependendo do modo como esteja confinada, essaágua pode afluir em certos pontos em forma de nascentes. A água acumulada pelainfiltração é devolvida à atmosfera, por meio da evaporação direta do próprio solo e pelatranspiração dos vegetais através das folhas. A este conjunto de evaporação e transpiração,chamamos evapotranspiração.

Convém ressaltar, que a maior ou menor proporção do escoamento superficial,em relação à infiltração, é influenciada fortemente pela ausência ou presença de coberturavegetal, uma vez que esta constitui barreira ao rolamento livre, além de tornar o solo maisporoso. Esse papel da vegetação, associado à função amortecedora do impacto das gotasde chuva sobre o solo, é, pois, de grande importância na prevenção dos fenômenos de

erosão, provocados pela ação mecânica da água sobre o solo.

Observações:

1) Solos sobre os quais desenvolvem-se atividades agrícolas intensivas, taiscomo aragem, fertilização artificial (adubos, correção do solo), plantio,herbicidas, inseticidas e com a colheita (solo exposto), com o tempo a águana bacia ficará comprometida para abastecimento público. Por outro lado,águas provenientes de bacias hidrográficas cobertas de vegetação nativa epermanente serão sempre de boa qualidade para o tratamento.

2) A impermeabilização do solo nas cidades (pavimentação – ruas, calçadas,

pisos e prédios) aumenta o escoamento das águas superficiais (águaspluviais) e diminui a infiltração das águas das chuvas, conseqüentemente,reduz a vazão dos lençóis freáticos e artesianos.

4.2. CONCEITOS FUNDAMENTAIS

Água pura, no sentido rigoroso do termo, não existe na natureza, pois, sendo a águaum ótimo solvente, nunca é encontrada em estado de absoluta pureza.

A água possui uma série de impurezas, que vão imprimir suas características físicas,químicas e biológicas. A qualidade da água depende dessas características. Ascaracterísticas físicas, químicas e biológicas das águas naturais, bem como as que deve teras águas fornecidas ao consumidor, vão influir no grau de tratamento que venha a se dar àságuas naturais, o qual também depende do uso que se pretende dar à água. Portanto, oconceito de impureza de uma água tem significado relativo.

Assim, uma água destinada ao uso doméstico deve ser desprovida de gosto, ao passoque numa água destinada ao resfriamento de caldeiras, esta característica não temimportância. Portanto, a qualidade que se deseja na água natural e a que se necessita naágua de consumo, entre outros aspectos, vão influir na escolha do manancial e no processode tratamento a ser adotado, sem se deixar também de levar em conta o aspecto

econômico-financeiro deste tratamento, CETESB, V.1 (1978).


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4.3. POLUIÇÃO DAS ÁGUAS

POSSIBILIDADES

• Na precipitação atmosférica, onde as águas das chuvas podem arrastar impurezas.

• Escoamento superficial em que as águas lavam a superfície do solo e carregam asimpurezas existentes, tais como lixo, inseticidas, herbicidas, etc..

• Infiltração no solo, que dependendo das características geológicas, muitasimpurezas podem ser adquiridas pelas águas, através, por exemplo, dadissolução de compostos solúveis. Nesta fase pode haver uma certa filtração deimpurezas.

• Despejos “diretos” de águas residuárias e de lixo, esgotos sanitários, resíduoslíquidos industriais, etc, que são lançados nas águas de rios, lagos e outros.

• Represamento onde as impurezas sofrem alterações devido ao repouso das águas,falta da ação dos raios solares, favorecendo o aparecimento, principalmente, dealgas. O repouso pode ajudar na sedimentação das partículas maiores.

• Desde a captação, adução, tratamento, distribuição, reservação, até o momento deser utilizada pelo consumidor.

MEDIDAS PARA PREVENIR A ALTERAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA.

Proteção dos mananciais superficiais nos locais de captações e à montante dasmesmas contra lançamentos de resíduos domésticos, industriais e outros.

Controle do uso do solo para atividades agrícolas evitando que resíduos deinseticidas, pesticidas e adubos cheguem aos corpos d’água dos mananciais.

Controle da qualidade dos mananciais subterrâneos e dos fatores que possam vir amodifica-la.

Proteção contra água de enxurradas devido às chuvas e contra inundações deinstalações de captações.

Proibição da entrada de pessoas e animais às áreas das captações e a montanteda mesma.

Projeto e construção e operação adequados.

Controle sistemático da qualidade da água em pontos estratégicos.

Mesmo com todas essas providências, as águas dos mananciais superficiais em geralnão têm qualidade tal que possa ser utilizada para consumo. Para corrigir essa qualidade aágua passa por processos de tratamento em instalações chamadas “estações de tratamentode água”, que dependem da qualidade da água bruta.

4.4. IMPUREZAS

Podem ser de origem natural ao percorrer o ciclo hidrológico ou artificial, decorrentesdas atividades humanas. As principais impurezas são:


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o Em suspensão: bactérias, algas, protozoários, areia, silte, argila, lodos.

o Estado coloidal: substâncias vegetais, sílica, vírus.

o Dissolvidas: sais de cálcio e magnésio (carbonatos, bicarbonatos, sulfatos,cloretos), sais de sódio e potássio (carbonatos, bicarbonatos, sulfatos, fluoretos,cloretos), sais de ferro e manganês.

o Dissolvidos provenientes de atividades industriais: fenóis.

o Dissolvidos provenientes do escoamento superficial por terras de lavouras:composto organo-clorados, nitratos e fosfatos.

4.5. CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

As principais características físicas, no que diz respeito à qualidade da água deabastecimento são: cor, turbidez, sabor, odor e temperatura.

• Cor: devido às substâncias dissolvidas, em grande maioria de natureza orgânicavegetal.

• Turbidez: característica devido à presença de materiais em suspensão, sólidosfinos, colóides e microorganismos.

• Sabor e Odor: geralmente são considerados em conjunto, causados por

substâncias orgânicas em decomposição, resíduos industriais, gases, algas,quantidades excessivas de sais, etc.

De um modo geral, as características físicas não apresentam problemas sanitários. Osproblemas são de ordem estética, considerando-se que a água boa para o abastecimentodeve ser cristalina (aspecto agradável, pessoal), incolor, sem odor ou sabor e detemperatura refrescante.

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

Salinidade: devido a bicarbonatos, cloretos, sulfatos. Dureza: devida à presença de sais de cálcio e magnésio sob forma de carbonatos,

bicarbonatos e sulfatos.

A dureza é dita temporária (sais de cálcio, magnésio), quando desaparece com ocalor, e permanente, quando não desaparece com o calor.

Normalmente, reconhece-se que uma água é mais ou menos dura, pela maior oumenor facilidade que se tem em obter, com ela, espuma de sabão ou detergentes, que sãomuito utilizados em lavagem e limpeza, tanto no lar como em estabelecimentos comerciais eindustriais.

A água dura tem uma série de inconvenientes: é desagradável ao paladar, gasta muito

sabão para formar espuma, dá lugar a depósitos perigosos nas caldeiras e aquecedores,deposita sais em equipamentos, mancha louças.


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A remoção ou redução da dureza é denominada de abrandamento ou amolecimento eexistem os processos da cal-soda, dos zeólitos e da osmose inversa.

o Alcalinidade: presença de bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos. Em geral, nãoconstituem problema além de efeitos laxativos. Quando muito excessiva, pode

tornar a água corrosiva e incrustante.o Agressividade: tendência de corroer os metais (causada por ácidos, oxigênio, CO2

e H2S).

o Ferro e Manganês: o ferro, com certa freqüência, associado ao manganês, confereà água um sabor, ou melhor, uma sensação de adstringência e coloraçãoavermelhada, decorrente da precipitação do mesmo. As águas ferruginosasmancham as roupas, durante a lavagem, os aparelhos sanitários e podemprovocar deposições em tubulações. O manganês é semelhante ao ferro,porém menos comum, e a sua coloração característica é marrom, e, quando naforma oxidada, é preto. A remoção depende da forma como as impurezas seapresentam.

o Impurezas orgânicas, nitratos e nitritos: a matéria orgânica ao se oxidar tem onitrogênio presente se transformando na seqüência nitrogênio orgânico –nitrogênio amoniacal (NH4), nitrogênio nitroso (NO2), nitrogênio nítrico e NO3nitratos de maneira que a análise da forma em que se encontra o nitrogênio naágua pode levar a algumas conclusões em relação à fonte de poluição. Poroutro lado, a amônia constitui substância poluidora, uma vez que reage com ocloro usado no tratamento reduzindo em muito sua eficiência. Outrassubstâncias orgânicas são as decorrentes do contato com a água cominseticidas, herbicidas e fertilizantes.

o Toxidez: compostos tóxicos, geralmente resíduos das atividades humanas(agrícolas e industriais, principalmente). É o caso de cianetos cromohexavalente (cromatos), arsênico, cobre, chumbo, zinco, mercúrio, etc.

o Fenóis e detergentes: combinados com o cloro produzem gosto e cheirodesagradável.

o Acidez e basicidade: medida de fator pH.

o Características benéficas: determinados minerais devem estar nas águas dealimentação, dentro de certos teores, abaixo dos quais haverá problemas desaúde. Exemplo: 2 mg de cobre e 6 a 10 mg de ferro, são necessáriosdiariamente ao homem. Os teores de iodo e de flúor, porém, têm tomado aatenção dos sanitaristas, pois a deficiência em iodo nas águas de alimentaçãode certas regiões tem sido responsabilizada pela maior influência do bócio, e a

presença de flúor tem se mostrado fator de redução da cárie dentária.

CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS

Organismos vivos em suspensão, que também constituem impurezas, tais como:bactérias, algas, protozoários, fungos, vermes, etc.

Observação: Quando se quer conhecer as características físicas, químicas e biológicas daágua, deve-se retirar amostras com técnica tal que represente o melhor possívelo universo.


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4.6. PADRÕES DE POTABILIDADE

Para cada tipo de uso (doméstico, industrial, pecuária, etc) a água deverá ter suaqualidade caracterizada pelos valores dos parâmetros descritos no capítulo anterior,

variando dentro de determinadas faixas. Assim as exigências para água de abastecimentosão diferentes das para irrigação de jardins, por exemplo.

Padrões de potabilidade: são as quantidades limites dos diversos elementos, quepodem ser tolerados nas águas de abastecimento. O padrão de Potabilidade da água éestabelecido pelo Ministério da Saúde, através da Portaria 1469, de 29 de dezembro de2000. Ela define uma série de parâmetros físicos, químicos e bacteriológicos , cujos níveisdevem ser respeitados e controlados, sistematicamente. Toda a água destinada aoconsumo humano deve obedecer ao padrão de potabilidade e está sujeita à vigilância daqualidade da água.

Esta norma não se aplica às águas envasadas e a outras, cujos usos e padrões dequalidade são estabelecidos em legislação específica.

Estabelece, também, as freqüências desses controles, a serem mantidos pelossistemas públicos e particulares de abastecimento, para se ter garantida a qualidade daágua.

Na verdade, segundo a SANEPAR (2.000), o Padrão de Potabilidade da água deconsumo humano abrange cinco importantes aspectos da qualidade, como segue:

a) Padrão Microbiológico - este grupo de bactérias está presente em vários meios,tais como: solo, águas de rios, na pele humana, entre outros e, sempre presente

em grandes quantidades, nas fezes de animais de sangue quente (homeotermos).São bons indicadores de poluição por sua manifestação em vários meios, pelafacilidade de reprodução em laboratório e relativa resistência ao cloro. A ausênciade homeotermos indica uma água bacteriologicamente potável.

ÁGUA TRATADA NO SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO(Reservatório e Rede)

Coliformes Fecais Ausência em 100ml

Coliformes Totais

Apenas uma amostra positiva em 100ml/mês

(Sistema acima de 40 amostras/mês)Ausência de 100ml p/ 95% das amostras mensais.

(Sistema com até 40 amostras/mês)

Quadro 4.1 – Presença de Coliformes na Água

b) Padrão de Turbidez – a turbidez refere-se a partículas sólidas maiores ou coloidaisem suspensão na água. Estas partículas podem abrigar em seu interiormicroorganismos causadores de doenças, os quais, devido à barreira física dapartícula, permanecem protegidos da ação desinfetante do cloro.


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TRATAMENTO DA ÁGUA VALOR MÁXIMO PERMITIDO (VPM)

Desinfecção (água subterrânea) 1,0 UT em 95% das amostras

Filtração rápida (tratamento completo ou filtração direta) 1,0 UT

Filtração lenta 2,0 UT em 95% das amostras

UT = Unidade de Turbidez

Quadro 4.2 – Valores da qualidade da água tratada

c) Padrão para Substâncias Químicas – as substâncias a seguir, metais, metaispesados, agrotóxicos e toxinas, agem prejudicando vários processos bioquímicos

em organismos vivos. Os valores máximos permissíveis para estas substânciasforam determinados por estudos científicos e dados estatísticos e sãoconstantemente revistos pelos órgãos competentes. As fontes destes poluentessão as atividades industriais, agropecuárias, poluição orgânica em rios e fontes deágua, bem como, desequilíbrios ecológicos que resultem em grande proliferaçãode algas.

SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS – (VPM)

Antimônio (0,005 mg/l). Arsênio (0,01 mg/l). Bário (0,7 mg/l). Cádmio (0,005 mg/l). Cianeto (0,07 mg/l). Chumbo(0,01 mg/l). Cobre (2 mg/l). Cromo (0,05 mg/l). Fluoreto (1,5 mg/l). Mercúrio (0,001 mg/l). Nitrato (como N) (10

mg/l). Nitrito (como N) (1 mg/l) e Selênio (0,01 mg/l)

SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS – (VPM)

Acrilamida (0,5 µ g/l). Benzeno (5 µ g/l). Benzo[a]pireno (0,7 µ g/l). Cloreto de Vinila (5 µ g/l). 1,2 Dicloroetano (10 µ g/l). 1,1 Dicloroeteno (30 µ g/l). Diclorometano (20 µ g/l). Estireno (20 µ g/l). Tetracloreto de Carbono (2 µ g/l).

Tetracloroeteno (40 µ g/l). Triclorobenzenos (20 µ g/l). e Tricloroeteno (70 µ g/l)

AGROTÓXICOS – (VPM)

Alaclor (20,0 µ g/l). Aldrin e Dieldrin (0,03 µ g/l). Atrazina (2 µ g/l). Bemtazona (300 µ g/l). Clordano (isômeros)(0,2 µ g/l). 2,4 D (30 µ g/l). DDT (isômeros) (2 µ g/l). Endossulfan (20 µ g/l). Endrin (0,6 µ g/l). Glifosato (500 µ g/l).

Heptacloro e Heptacloro epóxido (0,03 µ g/l). Hexaclorobenzeno (1,0 µ g/l). Lindano (g-BHC) (2,0 µ g/l).Metacloro (10 µ g/l). Metoxicloro (20 µ g/l). Molinato (6 µ g/l). Pendimetalina (20 µ g/l). Pentaclorofenol (9 µ g/l).

Permetrina (20 µ g/l). Propanil (20,0 µ g/l). Simazina (2 µ g/l) e Trifluralina (20 µ g/l)

CIANOTOXINAS – (VPM)

Microcistinas (1,0 µ g/l)

DESINFETANTES E PRODUTOS SECUNDÁRIOS DA DESINFECÇÃO – (VPM)

Bromato (0,025 mg/l). Clorito (0,2 mg/l). Cloro livre (0,7 mg/l). Monocloramina (3 mg/l). 2,4,6 Triclorofenol (0,2mg/l) e Trihalometanos Total (0,1 mg/l)

VPM: Valor Mais Provável

Quadro 4.3 – Quantidade de VPM de algumas substâncias

d) Padrão de radioatividade – a existência de radiação ionizante proveniente defontes naturais ou artificiais é causa de incidência de câncer. Naquelas regiões

onde ocorrem minerais radioativos ou existam indústrias que manipulem produtosemissores de radiação, a investigação é obrigatória.


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PARÂMETRO VMP

Radioatividade alfa global 0,1 Bq/l

Radioatividade beta global 1,0 Bq/l

Quadro 4.4 – Parâmetros radioativos para a água tratada

e) Padrão de Aceitação para o Consumo Humano – a presença de uma ou váriasdestas substâncias na água, em valores acima do estabelecido é causa derepulsa de aceitação, por conferirem gosto, odor ou cor à água. Por exemplo:sódio em excesso, sabor salgado. surfactantes, formação de espuma. ferro, cheirode ferrugem e cor marrom.

PARÂMETRO VMP PARÂMETRO VMP

Alumínio Não objetável Odor 0,2 mg/l

Amônia (como NH 3 ) Não objetável Gosto 1,5 mg/l

Monoclorobenzeno 500 mg/l Dureza 0,12 mg/lSódio 5 UT Turbidez 200 mg/l

Sulfato 15 uH Cor Aparente 250 mg/l

Sulfeto de Hidrogênio 1.000 mg/l Sólidos Dissolvidos totais 0,05 mg/l

Surfactantes 250 mg/l Cloreto 0,5 mg/l

Tolueno 0,2 mg/l Etilbenzeno 0,17 mg/l

Zinco 0,3 mg/l Ferro 5 mg/l

Xileno 0,1 mg/l Manganês 0,3 mg/l

Quadro 4.5 – Parâmetro x VPM

4.7. CONTROLE DA QUALIDADE DA ÁGUA

Há necessidade de uma constante observação da qualidade da água nos pontosestratégicos dos sistemas e mananciais, com isso garantir a saúde da população.

O controle da qualidade deverá abranger os corpos d’água aproveitados comomananciais. Qualquer irregularidade apontada pelo controle deverá ser imediatamentesanada.

Esse controle se traduz em um verdadeiro monitoramento da qualidade da água, feitopor coletas de amostras nos locais estratégicos com determinadas freqüências, análises dasamostras e comparação dos resultados com os padrões de qualidade da água.

Em um sistema de água, a principal obra para o controle de qualidade é a estação detratamento, que tem por objetivo a modificação das características da água bruta de maneiraa torná-la potável.

Existem diversos processos de tratamento para serem utilizados de acordo com ascaracterísticas da água bruta. O processo chamado convencional é o que deve ser utilizadopara águas turvas e ou coloridas e consiste em uma decantação acelerada por um processode floculação e precedida por filtração.

A desinfecção da água pelo cloro é obrigatória em qualquer caso, mesmo que nãohaja necessidade de nenhum tratamento.

A estação convencional reduz a cor, turbidez, ferro. os microorganismos são

eliminados pela cloração, desde que a água efluente tenha baixa turbidez (< 1 mg/l). Hoje sesabe que para garantia contra a presença de vírus na água a turbidez deve ser menor que0,1 mg/l. Tem pouca influência no que diz respeito à quantidade de sais e compostosorgânicos decorrentes de inseticidas e herbicidas.


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EXERCÍCIOS

1 ) Qual a diferença entre consumo, desperdício e vazamento?2 ) Como saber se existem vazamentos internos registrados pelos hidrômetros?3 ) Represente graficamente o quadro abaixo, no eixo das abscissas o uso da água no

domicílio (economia doméstica) e no eixo das ordenadas o consumo em litros por dia.

USOS COMUNSEM VOLUME

(litros/economia dia)

BAIXO MÉDIO ALTO

Bebidas 8 10 12

Outros Usos 5 17 56

Limpeza em Geral 14 24 35

Preparo de Alimentos 24 36 60Lavagem Roupas 61 75 95

Vasos Sanitários 82 130 242

Higiene Pessoal 83 160 347

Lavagem Utensílios 40 173 373

Banho 100 209 447

4 ) Em relação ao exercício anterior (03), passe os dados em percentagem e respondaquem são os 4 principais vilões do consumo de água em uma residência. Juntos, quala percentagem do total?

5 ) Se num vazamento a água não aflora, para onde ela pode estar indo?6 ) Qual a explicação para uma água com aspecto esbranquiçado?7 ) A água “encanada” (tratada) é confiável? Por quê?8 ) A água sem tratamento, como por exemplos, poços, bicas em rodovias, etc. são

confiáveis? Por quê?9 ) Ao abrir uma torneira, às vezes você percebe que uma água ficou turva. Qual a

explicação?10 ) Que medidas devem ser adotadas para reduzir o consumo em torneiras, vasos

sanitários e chuveiros?

CONSULTA: Manual do Cliente - Mitos, verdades e informações úteis SANEPAR (2000).


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CAPÍTULO 5 - CONSUMO DE ÁGUA

5.1. INTRODUÇÃO

A vazão de dimensionamento de um sistema de abastecimento de água (Q) édeterminada multiplicando-se a população atendida (P) por esse sistema, pela quantidademédia de água consumida por cada habitante ( qm ).

mqPQ .= Equação 5.1

A seguir se resume o estudo que devem ser elaborados para o cálculo das vazões dedimensionamento de cada parte do sistema de abastecimento:

5.2. CONSUMO MÉDIO POR HABITANTE

USOS DA ÁGUA NAS CIDADES, SEGUNDO A ESCOLA POLITÉCNICA (1996, p.41)

Doméstica: (bebida, asseio corporal e das habitações, preparo dealimentos, lavagem de roupas, lavagem de utensílios, limpeza debacias sanitárias, etc) 50 a 90 l/hab. dia.

Comercial ou industrial: (escritórios, restaurantes, hotéis e pensões,pequenas indústrias disseminadas na cidade): cerca de 50 l/hab. dia;

Público: irrigação de jardins, lavagem de ruas, fontes e edifícios públicos:cerca de 25 l/hab.dia;

Perdas: água perdida por vazamentos e em problemas operacionais: cercade 40 l/hab. dia;

O consumo médio anual por habitante dia, levando em conta todos esses fatores, é daordem de 200 litros. Nas cidades do Norte e Nordeste do país, de renda “per capita” muitobaixa, têm sido adotados valores de até 100 litros. Esse valor varia entretanto de região pararegião conforme os seguintes fatores:

• Clima: quanto mais quente e seca a região, maior o consumo;

• Hábitos e nível de vida da população: o consumo aumenta com a renda “percapita” e com a educação sanitária;

• Natureza da cidade: (comercial, industrial, turística): as cidades industriais são asque apresentam maior consumo:

• Tamanho da cidade: o consumo “per capita” tende a aumentar à medida queaumenta a população da cidade;

• Pressão da rede: quanto maior a pressão, maiores serão as perdas através devazamentos e também o consumo direto.

• Custo da água.

• Sistema de medição e tarifa.


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• Disponibilidade de água: a demanda reprimida reduz o consumo por habitante.

• Qualidade da água: (sabor, odor, cor).

Um medidor instalado na saída do reservatório de distribuição que atende à rede dedistribuição registra o volume consumido no ano. Esse volume, dividido pelo número dehabitantes atendidos representa o consumo médio por habitante por dia qm , ou o consumo“per capita” por dia (qm) nesse período. É um número que engloba todos os tipos deconsumo da cidade, menos os dos “grandes consumidores”.

abeneficiad População

anualodistribuíd Volumeqm .365

=

Equação 5.2

ALGUNS VALORES MÉDIOS DO CONSUMO ESPECÍFICO

A) Consumo Doméstico

Bebida: 1 l/hab.dia

Preparo de alimentos: 6 l/hab.dia

Lavagem de utensílios: 2 a 9 l/hab.dia

Higiene pessoal: 15 a 40 l/hab.dia

Lavagem de roupas: 10 a 15 l/hab.dia

Bacias sanitárias: 9 a 10 l/hab.dia

Perdas: 6 a 13 l/hab.diaQuadro 5.1 – Consumo Doméstico de água tratada

Obs: É bom lembrar que existe uma demanda de água relativa a rega de jardins,lavagem de veículos e limpeza em geral.

B) Consumo médio mensal, segundo a SANEPAR, (2003).

PRÉDIOS Consumo Mensal(m3/mês)

01 Alojamentos provisórios 2,4 m3 /leito ou per capita

02 Casas populares ou rurais 10 m3 /unidade

03 Conjunto de residências c/ apart. de até 70 m2 10 m3 /unidade

04 Apartamento com área entre 71 e 100 m2 15 m3 /unidade

05 Apartamento com área entre 101 e 200 m2 25 m3 /unidade

06 Apartamento com área acima de 200 m2 25 m3 /unidade


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07 Residência com área entre 61 e 100 m2 20 m3 /unidade

08 Residência com área entre 101 e 200 m2 25 m3 /unidade

09 Residência com área acima de 200 m2 30 m3 /unidade

10 Hotéis c/ apartamento, instal. água fria 6,0 m3

/apartamento11 Hotéis c/ apartamento, instal. água fria e lavanderia 7,0 m3 /apartamento

12 Hotéis c/ apartamento, instal. água quente 7,5 m3 /apartamento

13Hotéis c/ apartamento, instal. água quente elavanderia

8,5 m3 /apartamento

14 Hotéis com banheiro coletivo 4,5 m3 /quarto

15 Hotéis com banheiro coletivo e lavanderia 5,5 m3 /quarto

16 Hospitais 8,5 m3 /leito

17 Escolas internato 4,5 m3 /capita

18 Escolas semi-internato 3,0 m3 /capita

19 Escolas externato 1,0 m3 /capita

20 Faculdades 1,5 m3 /capita

21 Quartéis 4,5 m3 /capita

22 Edifícios públicos ou comerciais 1,0 m3 /capita

23 Escritórios, lojas comerciais 1,0 m3 /capita

24 Cinemas, teatros 0,09 m3 /lugar

25 Templos 0,06 m3 /lugar

26 Restaurantes e similares 0,03 m3 /lugar27 Lavanderia 1,0 m3 /kg de roupa seca

28 Mercados 0,15 m3 /m2 de área

29 Matadouro - Animais de grande porte 1,0 m3 /cabeça abatida

30 Matadouro - Animais de pequeno porte 0,75 m3 /cabeça abatida

31 Fábricas em geral (apenas uso pessoal) 3,0 m3 /capita

32 Cavalariças 1,5 m3 /cavalo

33 Orfanatos, asilos e berçários 4,5 m3 /capita

34 Ambulatórios 1,0 m3

/capita35 Creches 1,5 m3 /capita

36 Postos de gasolina com lavagem de veículos 0,4 m3 /lavagem de

veículo incluindo pessoal

37 Postos de gasolina (uso pessoal) 2,0 m3 /capita

38Escritórios, lojas comerciais (onde seja possível aestimativa por ocupantes itens 22 e 23) 3,0 m

3 /unidade

39Prédios especiais (clubes sociais, rodoviárias,lacticínios, motéis

São estimados porsimilaridade.

Quadro 5.2 – Consumo Médio


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C) Consumo médio das regiões brasileiras conforme SABESP, (2004).

EmpresaConsumo médio

per capita de água(L/hab/dia)

Consumo médio per capita de água

(L/hab/dia)

Região N Região SE

CAER/RR 138,22 CEDAE/RJ 219,21

CAERD/RO 110,74 CESAN/ES 194,03

CAESA/AP 163,03 COPASA/MG 141,61

COSAMA/AM 51,13 SABESP/SP 160,84

COSANPA/PA 99,98

DEAS/AC 101,08

Região S

CASAN/SC 127,59

Região NE SANEPAR/PR 125,17

AGESPISA/PI 74,45 CORSAN/RS 129,73

CAEMA/MA 114,62

CAERN/RN 118,10

CAGECE/CE 119,41 Região CO

CAGEPA/PB 108,51 CAESB/DF 193,29

CASAL/AL 113,81 SANEAGO/GO 120,79

COMPESA/PE 79,73 SANEMAT/MT 163,29

DESO/SE 109,44 SANESUL/MS 112,58

EMBASA/BA 115,30

Quadro 5.3 – Consumo Médio segundo SABESP, (2004).

5.3. VARIAÇÕES DE CONSUMO

INTRODUÇÃO

Em um mesmo local, o consumo por habitante não é constante no tempo. Variaconforme o clima e os hábitos de vida.

Assim, do inverno para o verão tem uma variação e considerando às 24 horas do dia,existem horas em que o consumo é grande e horas em que é muito reduzido.

No sistema de abastecimento de água ocorrem variações de consumo significativas,que podem ser anuais, mensais, diárias, horárias e instantâneas . No projeto do sistema de

abastecimento de água, principalmente as variações diárias e horárias, são levadas emconsideração no cálculo do volume a ser consumido.


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VARIAÇÕES DIÁRIAS

Ao longo do ano, haverá um dia em que se verifica o maior consumo. É utilizado ocoeficiente do dia de maior consumo (K1), que é obtido da relação entre o máximo consumodiário verificado no período de um ano e o consumo médio diário.

A figura 5.1 apresenta uma curva de variação diária ao longo de um ano.

Coeficiente do dia de maior consumo ( K1 ):

E q

E Equação 5.3

Gráfico 5.1 - Curva de variação diária.

O coeficiente K1:

1) É utilizado na determinação da vazão de dimensionamento, em obras decaptação, casas de bombas, adutoras e estações de tratamento, em geralantes do reservatório, num sistema de abastecimento de água.

2) K1= 1,20 ou 1,25, quando for preciso adotar.

anonodiáriomédioConsumo

anonodiáriomédioconsumo Maior K =1


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VARIAÇÕES HORÁRIAS

Ao longo do dia tem-se valores distintos de pique de vazões horária. Entretanto,haverá “uma determinada hora” do dia em que a vazão de consumo será máxima. Éutilizado o coeficiente da hora de maior consumo (K2), que é a relação entre o máximo

consumo horário verificado no dia de maior consumo e o consumo médio horário do dia demaior consumo. O consumo é maior nos horários de refeições e menores no início damadrugada.

A figura 5.2 apresenta uma curva de variação horária ao longo de um dia.

Coeficiente da hora de maior consumo ( K 2 )

dianohoráriamédiaVazão

dianohoráriavazão Maior K =2

Equação 5.4

Gráfico 5.2. - Curva de variação horária.

O coeficiente K2:

1) Este coeficiente é utilizado quando se pretende dimensionar os condutos de

distribuição propriamente ditos que partem dos reservatórios, pois permiteconhecer as condições de maior solicitação nessas tubulações;

2) K2 = 1,5 (quando for preciso adotar).


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VARIAÇÕES ACIDENTAIS

Decorrem de circunstâncias especiais imprevisíveis e não poderá ser transformada emcoeficientes. A não ser que se conheçam quantitativamente essas variações ou que hajanormas especiais estabelecendo critérios para levá-las em conta, não são geralmente

consideradas nos cálculos.

5.4. GRANDES CONSUMIDORES, segundo a Escola Politécnica, (1996).

Consideram-se grandes consumidores aqueles que consomem uma vazão significativaem relação ao consumo da cidade ou ao da área que está sendo estudada, não cabendoportanto sua inclusão no valor do consumo médio. Tal acontece, por exemplo, com umagrande indústria em uma pequena cidade. Esses consumos devem ser considerados àparte. Em geral são devido a indústrias, clubes, hospitais, grandes instituições de ensino,

etc...

5.5. PERÍODO DE PROJETO

O projeto de um sistema de abastecimento de água, para uma cidade comum develevar em consideração a demanda que se verificará numa determinada época em razão desua população futura. Admitindo ser esta última variável e crescente, é fundamental fixar aépoca até a qual o sistema poderá funcionar satisfatoriamente, sem sobrecarga nasinstalações ou deficiências na distribuição.

O tempo que decorre até atingir essa época define o período de projeto, ou horizontede projeto.

O período de projeto pode estar relacionado à durabilidade ou vida útil das obras eequipamentos, ao período de amortização do capital investido na construção ou, ainda, aoutras razões. Os problemas relativos às dificuldades de ampliação de determinadasestruturas ou partes do sistema, como também os custos do capital a ser investido e o ritmode crescimento das populações são aspectos a serem igualmente considerados.

As obras que podem ser subdivididas tem a sua construção programada em etapas.Por exemplo, uma casa de bombas pode operar inicialmente com duas bombas (uma dereserva) e à medida da necessidade vão sendo instaladas mais bombas em paralelo; uma

estação de tratamento pode ter a sua capacidade duplicada ou triplicada construindo-semais unidades. A idéia é que a disponibilidade de obras acompanhe o mais próximopossível a curva de demanda da cidade.

Se, por exemplo, o crescimento populacional for muito rápido, os períodos longos deprojeto acarretarão obras grandiosas que oneram demais a comunidade nos anos iniciais.

Obs.: No Brasil é comum adotar-se o período de 20 anos para instalações pequenas e médias,enquanto que para grandes sistemas ou dificuldades de ampliação, o período poderá sermaior.

5.6. CONSUMO POR HABITANTE (PER CAPITA)

Segundo a Escola Politécnica, (1996), temos:


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A PARTIR DA LEITURA DOS HIDRÔMETROS

Quando existem hidrômetros nas ligações prediais, a concessionária, para efeito decobrança e controle, processa periodicamente (bimensal, trimensal, etc) os dados dasleituras. Uma ligação pode atender a uma ou mais economias. As informações resultantes

são:∗ Consumo no período por tipo de economia (domiciliar, industrial, comercial e

público);

∗ Número de cada tipo de economia, o que permite avaliar o número de habitantesatendidos e o índice de atendimento.

A partir dessas informações avalia-se o consumo médio efetivo por habitante nesseperíodo, englobando os consumos doméstico, industrial, comercial e público.

a) Consumo médio efetivo “per capita” (qe)

) / .(.)º.()( lighabdiasdenn

V q ce =

Equação 5.5

Onde: Vc: volume consumido (leitura dos hidrômetros) no período;

n: número médio de economias no período

b) Índice de perdas (I)

p

c p

V

V V I

−=

Equação 5.6

Onde: Vp: volume produzido (medido na saída do reservatório).

Obs: Podemos fixar o índice de perdas (por exemplo, 30%) e a partir daí calcular ovolume produzido.

QUANDO SE DISPÕE DE MEDIDOR NA SAÍDA DO RESERVATÓRIO

O medidor na saída do reservatório irá fornecer volumes consumidos a cada hora ouno intervalo de tempo escolhido para medida. Alguns modelos fornecem o gráfico tempo-vazão, que permitirá conhecer não só o consumo “per capita” médio anual, mas também oscoeficientes de variação.

QUANDO NÃO EXISTE MEDIÇÃO

O consumo médio anual “per capita” e os seus coeficientes de variação devem seradotados considerando valores que forem encontrados em medições de cidades comcaracterísticas semelhantes.


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Observações:

1) Fixado os períodos de projeto e etapas de construção, deve-se estimar apopulação a ser abastecida nesses anos, devendo para isso ser feito umestudo do crescimento da população da cidade.

2) Levantar dados dos recenseamentos a cada 10 anos (o último foi em 2001)para estimar a população atual com as seguintes informações:

emprego industrial no município;

número de ligações de luz;

cadastro de imposto predial que corresponde ao número de domicílios;

contagem direta do número de domicílios;

amostragem: para determinar hab/domicílio.

5.7. PREVISÃO DE POPULAÇÃO

É importante que a previsão de população seja feita de modo criterioso e racional, combase no desenvolvimento demográfico do passado, principalmente próximo, a fim de que amargem de erro seja a menor possível.

Vários métodos são usados no estudo do crescimento populacional, mas nenhumpode ser considerado ideal, podendo combinar alguns deles.

Os principais métodos são:

A) Considerando os fatores intervenientes no crescimento populacional,conforme a CETESB (1978, p. 119).

)()()( 0 E I M N Pt P −+−+= Equação 5.7

Onde: P(t): população na data t;

Po: população na data inicial to;

N: nascimentos (no período t - to);M: óbitos (no período t - to);

I: imigrantes (no período t - to);

E: emigrantes (no período t - to);

N – M: crescimento vegetativo ou saldo vegetativo no período;

I – E: crescimento social ou saldo migratório no período

Obs: Este método só pode ser considerado satisfatório onde houverregistros de nascimento e óbitos confiáveis e estatísticas fidedignas do

movimento migratório num país, uma vez que não é consideradomovimento migratório entre estados, municípios e cidades de ummesmo país.


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33

B) Crescimento Aritmético

No processo aritmético admite-se que a população varia linearmentecom o tempo.

No gráfico, representa-se as datas de vários censos no eixo dasabscissas (x) e os correspondentes valores da população no eixodas ordenadas (y).

Admitindo-se duas populações conhecidas em épocas t1 e t0, temos:

Gráfico 5.3 - Representação gráfica do crescimento aritmético

Taxa (razão) de crescimento no período (r)Considerando o crescimento como taxa constante

∫∫∫ ==⇒=111

0

.. t

t

t

t

P

P oo

dt r dt r dPr dt

dP

logo: )( 11 oo t t r PP −=− =>

População (P) numa época qualquer (t): P(t)

).( oo t t r PP −=−

portanto:

)()(0

t t r Pt Po

−+= Equação 5.8

o

o

t t

PPr

−

−=

1

1


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34

C) Crescimento Geométrico

No processo geométrico considera-se que os logaritmos da populaçãovenham a variar linearmente com o tempo.

No gráfico da figura 5.4, em papel mono-logaritmo, representa-se asdatas dos vários censos em abscissas e os logaritmos dos valoresda população correspondente no eixo das ordenadas.

Gráfico 5.4. Representação gráfica do crescimento geométrico.

Taxa (razão) de crescimento no períodoConsiderando para iguais períodos de tempo, crescimentoconstante.

Pqdt

dPq

dt

P

dP

.=⇒=

logo

⇒= ∫∫1

0

1

.t

t

P

Pdt q

P

dP

oo

o

t t

PPq

−

−=

1

1 lnln

Equação 5.9

Obs:

=−

0

101 lnlnln

P

PPP

População (P) numa época qualquer (t): P(t)

).(lnln oo t t qPP −=−


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portanto:

)(.)( ot t qo

ePt P −

= Equação 5.10

CURVA LOGÍSTICA

A representação gráfica é uma curva em forma de S (figura 5.5), denominada logística,na qual as populações Po, P1 e P2 (três últimos censos, eqüidistantes no tempo – facilita aresolução do sistema), devem obedecer as condições 210 PPP .

Gráfico 5.5 - Traçado de uma curva logística.

Podemos considerar o crescimento logístico, pela expressão:

).( PP f dt

dPs=

Integrando vem:

bt a

s

e

PP

++=

1

Equação 5.10

onde: (P): população num determinado ano.

(a e b): parâmetros da curva.

(e): 2,7182818

População

Ps 2

Ps

Tempo ( ano)


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36

2

12

202

1210 )(...2

PPP

PPPPPPP

o

s−

+−=

Obs:

(a): a relação a/b é o tempo contado a partir da origem em que se dará a inflexãoda curva (mudança no sentido da curvatura). A população correspondente aesse tempo é

sP /2.

−=

o

os

P

PPa ln

Equação 5.10

(b): é a razão de crescimento da população

−

−=

).(

).(ln.

1

1

1

os

so

PPP

PPP

d b

Equação 5.10

onde d = t1-t0 = t2-t1;

Considerando:

t: época contada a partir de to, sendo:

t’: ano no qual devemos estimar a população;

to: ano do primeiro censo;

Temos: t = t’-to

TENDÊNCIA DA CURVA

Num sistema de coordenadas ortogonais, representa-se no eixo das abscissas osdiversos anos para os quais se dispõe dos valores populacionais e estes no eixo dasordenadas, isto em escalas convenientes.

A curva traçada na figura 5.6, em linha contínua, caracteriza o crescimentopopulacional ocorrido até o último censo, e a linha tracejada corresponde ao prolongamentoobservando a tendência de crescimento.

Como se observa, é um processo simples, porém a estimativa pode variar de pessoapara pessoa.


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Gráfico 5.6 - Curva de crescimento numa cidade.

COMPARAÇÃO GRÁFICA

O prolongamento do crescimento de uma determinada cidade pode ser utilizado comoelemento auxiliar. As cidades escolhidas, além de possuírem características análogas,devem ter população superior à da cidade em estudo. Pressupõe que esta venha a ter umdesenvolvimento semelhante às outras quando possuíam a mesma população.

Marcam-se em um mesmo gráfico (figura 5.7) a população da cidade em estudo (A) edas outras maiores que ela (B,C e D). A partir do ponto de “referência” (dado mais recente),translada-se (desloca-se paralelamente) às curvas das cidades maiores (B’,C’ e D’).

Através de várias curvas, traça-se uma média de previsão (A´) para a cidade emestudo.

Gráfico 5.7 - Previsão gráfica do crescimento de uma comunidade em comparação com ocrescimento de outras semelhantes maiores.


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POPULAÇÃO FLUTUANTE

Em certas cidades, além da população residente, devem ser considerados os afluxosmaciços de pessoas, em determinados períodos (curtos período), como por exemplo emperíodo de férias ou de fins de semana, em cidades balneárias ou em estância climáticas ehidrominerais.

A estimativa da população flutuante futura é bem mais complicada, em face de fatores,tais como: potencial turístico, crescimento econômico das cidades cujos habitantes utilizama localidade, etc.

Observação:

diahablqm . / 100= (na falta de dados)

CONSIDERAÇÕES FINAIS SOBRE A PREVISÃO DA POPULAÇÃO

♦ Não se deve procurar em certos domínios do conhecimento humano, maior

positividade do que a que esses domínios comportam (Aristóteles);

♦ Estes métodos são recomendados para períodos curtos de 1 a 20 anos;

♦ Os métodos estão sujeitos a desvios, e se isto acontecer, devemos reajustá-los;

♦ Ao invés de fazer previsões futuras em termos de pontos, podemos definir faixas devalores;

♦ Recomenda-se que se seja verificado “periodicamente” qualquer método que tenha

sido usado e ajustando as informações mais recentes (se precisar), por exemplo,

fornecidas por um novo censo.

5.8. DISTRIBUIÇÃO DEMOGRÁFICA (HABITANTES / ÁREA)Para as redes de água e esgoto é importante saber como as futuras populações se

distribuirão sobre a área da cidade. Na ocupação da área urbana devemos considerar asáreas parciais, levando em conta as condições topográficas, facilidades de expansão, preçode terrenos, planos urbanísticos, zoneamento, facilidades de transporte e comunicações,hábitos e condições sócio-econômicas da população e infra-estruturas, etc.

Os Planos Diretores e Leis de Zoneamento disciplinam o desenvolvimento urbano epermitem que se avalie a ocupação máxima de cada setor (situação de saturação); pode-sea partir daí aplicar um modelo de crescimento adequado para se fazer à evolução dapopulação.


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5.9. ÁREA A SEREM ABASTECIDAS; EXPANSÃO URBANA

A medida que a população cresce, a área urbana também se expande, o que deve serlevado em conta nos projetos dos sistemas de água e que é um dos fatores da importânciado planejamento da expansão urbana. Assim, o projeto do sistema de distribuição de água

deverá prever a expansão da rede e do sistema de reservatórios.

5.10. VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DAS PARTES PRINCIPAIS DE UMSISTEMA DE ÁGUA

Um sistema de água é formado, em geral, pelas seguintes partes:

♦ Captação (superficial ou subterrânea);

♦ Estação de bombeamento;

♦ Estação de tratamento;

♦ Reservatórios de distribuição;

♦ Tubulações interligando essas obras, chamadas adutoras;

♦ Rede de distribuição;

A disposição apresenta-se segundo o esquema da figura 5.8.

Figura 5.1 - Esquema de abastecimento de uma cidade

O dimensionamento dessas diversas partes, deve ser feito para as condições dedemanda máxima, para que o sistema não funcione com deficiência durante algumas horasdo dia ou dias do ano.

As obras à montante do reservatório de distribuição devem ser dimensionadas paraatender a vazão média do dia de maior consumo do ano. Obviamente a rede de distribuiçãodeve ser dimensionada para maior vazão de demanda, que é a hora de maior consumo dodia de maior consumo. A função principal do reservatório de distribuição é receber umavazão constante, que é a média do dia de maior consumo e servir de volante para asvariações horárias.


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4 ) Estudo da população de uma certa cidade

Dados Censitários (população urbana)

ANO POPULAÇÃO (HAB.)1970 4.500

1980 5.850

1990 10.490

2001 19.900

Estudar a tendência de crescimento da população (todos os métodos), para os anos2005, 2010, 2015 e 2020, apresentando o resultado em tabela.

Fazer o gráfico população – tempo das tendências de crescimento num único

“desenho” onde no eixo das abscissas marque o tempo (1cm = 10 anos) e nasordenadas marque a população (1cm = 5.000 habitantes).

5 ) ESCOLA POLITÉCNICA (1996). Um sistema de abastecimento de água apresentou osseguintes resultados fornecidos por um medidor de vazão na saída do reservatório edas leituras dos hidrômetros domiciliares.

Mês

Volumes em m3 Números deeconomias

m3 / econ.diaMedidor mensal Hidrômetros

bimensal

Janeiro 123.780 4.051

163.408

Fevereiro 123.808 4.070

Março 122.970 4.089

159.580

Abril 122.545 4.110

Maio 121.740 4.132

157.714

Junho 120.898 4.144

Julho 118.780 4.182

152.040

Agosto 115.128 4.198

Setembro 119.005 4.205

171.078

Outubro 121.950 4.252

Novembro 123.010 4.287

159.060

Dezembro 125.512 4.301

Produzido Consumido


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Estudar o consumo “per capita” desse sistema:

* Número de hab./economia (amostragem): 4,3;

* Número médio de ligações elétricas (atual): 5.170

Determinar:5.a) Número médio de econômias/mês;5.b) População atendida (média)/mês;5.c) População atual (em função do número de ligações elétricas);5.d) Índice de atendimento;5.e) Volume produzido (medido na saída do reservatório);5.f) Volume consumido (leitura dos hidrômetros domiciliares);5.g) Volume perdido em vazamentos;5.h) Consumo “per capita”;5.i) Índice de perdas.

Obs.: Completar a tabela (m3 /economia.dia)

6) CETESB V.1 (1978). Uma cidade terá um sistema de abastecimento conformeesquematizado a seguir. Sua população futura, para fins de projeto, foi estimada em45.000 habitantes. Uma indústria localizada entre o reservatório e a cidade terá umconsumo diário regularizado de 2.200 m3.

Outros dados:

Consumo médio per capita anual _______200 l/dia

Coeficiente de variação diária _______ k1 =1,25

Coeficiente de variação horária _______ k2 =1,50

Água necessária para a lavagemdos filtros da estação de tratamento

________ 4% do vol. tratado

Determinar:6.a) A vazão média anual a ser distribuída na rede;6.b) As vazões nos trechos: E, D, C, B e A;6.c) As vazões em A e B, se a estação de tratamento tiver que funcionar 16 horas

por dia.


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CAPÍTULO 6 - CAPTAÇÃO DE ÁGUAS SUPERFICIAIS

6.1. INTRODUÇÃO

Denomina-se captação de água de superfície para abastecimento público o conjuntode estruturas e dispositivos construídos ou montados junto a um manancial superficial, paraa tomada de água destinada a um sistema de abastecimento. Entende-se por manancialsuperficial rio, córrego, lago e reservatório artificialmente formado onde normalmente visamassegurar a vazão necessária.

As obras de captação devem ser projetadas tendo em vista:

• o seu funcionamento ininterrupto durante qualquer época do ano;

• permitir a retirada de água para o sistema de abastecimento em quantidadesuficiente ao abastecimento e com a melhor qualidade possível;

• permitir o acesso durante todo o tempo, para a operação e manutenção dosistema.

A maioria das vezes, o manancial encontra-se em cota inferior à da cidade, motivopelo qual há necessidade do bombeamento da água. As obras de captação, nesses casos,são associadas às obras de uma estação elevatória, devendo o seu projeto dar condiçõesao bom funcionamento das bombas.

6.2. ALGUMAS MANEIRAS DE CAPTAÇÃO

POR CISTERNAS

A cisterna tem sua aplicação em áreas de grande pluviosidade, ou em casos extremos,em áreas de seca onde se procura acumular a água de época chuvosa para a época deestiagem com o propósito de garantir pelo menos água para beber. Também podem serutilizadas para lavagem de calçadas, pisos, veículos, regas de jardins, etc.

A cisterna consiste em um reservatório protegido (se enterrada, ter cuidado com asenxurradas), que acumula a água da chuva captada da superfície pelos telhados dasedificações. A água que cai no telhado vai para as calhas, e destas, aos condutores verticaise, finalmente, ao reservatório (cisterna), Figura 6.1.

Para os locais onde há pouca mão-de-obra especializada, aconselham-se cisternasnão enterradas. Deve-se abandonar as águas das primeiras chuvas, pois lavam os telhadosonde se depositam a sujeira proveniente de pássaros, de animais e a poeira. Para evitar queessas águas caiam nas cisternas, pode-se desconectar os condutores de descida, quenormalmente devem permanecer desligados para serem religados manualmente, poucodepois de iniciada a chuva.

Existem dispositivos automáticos que permitem o desvio, para fora das cisternas, daságuas das primeiras chuvas e as das chuvas fracas, aproveitando-se, unicamente, as daschuvas fortes.

A cisterna deve sofrer desinfecção antes do uso (compostos de cloro, água sanitária,etc). A água armazenada, quando for usada para fins domésticos, deve ser previamentedesinfetada (fervida ou clorada).

Capacidade da Cisterna ( Cc )

Para se obter a capacidade da cisterna, deve-se considerar somenteo consumo durante o período de estiagem.


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Cc = n . q m . t . Onde: n => número de habitantes por família

Equação 6.1 qm => consumo por pessoa

t => tempo ( meses sem chuva )

Superfície de Coleta

Para se determinar a água de superfície de coleta, deve-seconhecer a precipitação pluviométrica anual da região.

Coeficiente de Aproveitamento

Para os casos de telhados, é recomendado 80 %, pois nem toda aárea pode ser aproveitada.

Figura 6.1 – Corte de uma cisterna ( DACACH – 1979 ).


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EM ENCOSTAS (SUPERFICIAL / SUBTERRÂNEA)

O aproveitamento da água de encosta é realizado através da captação em caixa detomada. Para prevenir a poluição da água essa caixa deve ter as paredes

impermeabilizadas, tampa, canaletas para afastamento das águas de chuvas, bomba pararetirada da água, ser convenientemente afastada de currais, pocilgas, fossas e ter sua áreaprotegida por uma cerca.

A caixa deve ter, além das proteções citadas: a) um ladrão telado; b) um cano dedescarga de fundo provido de registro, para limpeza; c) uma abertura na tampa, que permitaa entrada de um homem para fazer a limpeza. Essa abertura deve ser coberta com outratampa e selada de preferência com argamassa fraca. Quando se constrói a proteção dafonte, deve-se ter o cuidado de aproveitar adequadamente as nascentes. É interessante queo fundo da caixa tenha uma camada de pedra britada grossa para diminuir a entrada deareia. A Figura 6.2 apresenta uma caixa de tomada por fonte de encosta.

Figura 6.2 - Caixa de tomada – Fonte de encosta ( DACACH – 1979 )

EM CURSOS D’ÁGUA COM PEQUENA VARIAÇÃO DE NÍVEL de acordo com a ESCOLAPOLITÉCNICA, 1996, p.61 e 62 )

A) Partes Constitutivas

Quando a vazão a ser retirada é menor que a vazão mínima domanancial, a captação é feita a fio d’água. Quando existem períodos noano em que essa vazão é maior, haverá necessidade da construção de

um reservatório de regularização, devendo nesse caso, a vazão médiado rio ser maior que a vazão a ser retirada, para permitir a regularização.Neste item, tratamos das captações à fio d’água.


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Os esquemas das instalações são muito variáveis, dependendo dascondições do rio, sua variação de nível, topografia, etc. Na maioria doscasos, as principais partes são:

Barragem de elevação de nível: é uma barragem construída aolongo de toda a seção do curso d’água para manter o nível mínimoda água em cota tal que garanta a submergência adequada,principalmente das tomadas para as bombas, sem o que ofuncionamento destas não é adequado. Esta construção, em geral depequena altura, é muitas vezes feita com pedras (barragem deenrocamento) e algumas vezes de concreto ciclópico.

Tomada d’água: é o conjunto de dispositivos destinados a desviar aágua do manancial para os demais órgãos constituintes da captação.Pode ser uma tubulação no curso d’água ou um canal que desviaparte da água do rio para a captação.

Dispositivos que evitam a entrada de corpos flutuantes: os riostrazem sempre certa quantidade de corpos flutuantes como troncosde árvores, galhos, plantas aquáticas, peixes, etc. Para evitar aentrada desses materiais, é construído um gradeamento grosseiro,com estacas de madeira ou concreto à entrada das tomadas. Oespaçamento entre as estacas é de 10 a 15 cm. Quando necessário, já dentro do canal são colocadas grades com menor espaçamento (5a 2,5 cm), de ferro ou alumínio para a retenção de materiais menoresainda. Quando a tomada d’água é feita por tubos usa-se crivos naentrada.

Dispositivos para a retenção de areia: muitos cursos d’águatrazem uma quantidade muito grande de areia em suspensão, quenão devem ir para o sistema. A retenção da areia é feita emdecantadores, que são estruturas onde a água passa com velocidadereduzida havendo um processo de sedimentação, na qual fixa-se umdiâmetro acima do qual deseja-se remover. Esses dispositivos sãochamados de desarenadores ou simplesmente caixas de areia.

Dispositivos de controle: para controlar o fluxo e permitir aoperação do sistema, são utilizadas comportas e válvulas quepermitem fechar a passagem da água.

Canais e tubulações de interligação: as diversas partes dacaptação são ligadas por canais ou tubulações.

A Figura 6.3 mostra um esquema típico de captação superficial, comtodas essas partes constitutivas.


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Figura 6.3 – Captação superficial e suas partes constitutivasFonte: Escola Politécnica

B) Fases do Projeto

1) Seleção do Manancial

A escolha do manancial se constitui na decisão mais importante naimplantação de um sistema de abastecimento de água. Considerar:

∗ Garantia de fornecimento da água em quantidade (vazãomínima) e qualidade (condições de tratamento) desejadas.Deve ser feita retirada de amostras para exame físico-químicoe bacteriológico.

∗ Proximidade de consumo.∗ Ter locais favoráveis à construção da captação.

∗ Atenção especial deve ser dada ao problema de transporte desólidos pelo rio.

A seleção é feita mediante o estudo técnico e econômicocomparativo entre as diversas alternativas viáveis. Nem sempre omanancial mais próximo da cidade será a melhor solução.

2) Estudos Hidrológicos

É necessário conhecer o regime de vazões e a variação da cota do

nível d’água, o que é feito com os estudos hidrológicos, que avaliarápara o período de retorno adequado à garantia do fornecimento, avazão mínima do manancial. Também as vazões de enchente deverãoser avaliadas, tendo em vista, a construção de barragem de elevação

Caixa

Caixa


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de nível e o problema da inundação da área. Eventualmente, algumasmedidas de vazão devem ser feitas.

3) Seleção do Local

Uma vez escolhido o manancial os possíveis locais sãoselecionados mediante uma criteriosa inspeção local para o exame dapossibilidade da implantação da obra. Nesta fase, a tirada defotografias ajuda muito a elaboração de projeto.

Alguns cuidados fundamentais devem ser observados, como porexemplo:

Evitar locais sujeitos a formação de bancos de areia (recomenda-se locais em trechos retos ou em margens côncavas);

Evitar locais com margens instáveis;

Local à salvo de inundações, garantia de acesso todo o tempo; Condições topográficas e geotécnicas favoráveis.

4) Levantamento Topográfico e Sondagens do Terreno

Fazer o levantamento topográfico planialtimétrico e cadastral daárea que permita selecionar o melhor local.

Deverão ser executadas sondagens à percussão, para se conhecero subsolo e sua resistência, para o projeto das fundações.

5) Elaboração do Esquema Geral

Uma vez de posse da planta topográfica da área (escala 1:200 ou1:100), deverá ser feito um esquema geral das instalações em escala,com planta e cortes longitudinais e transversais.

EM MANANCIAIS COM GRANDE VARIAÇÃO DE NÍVEL

A tomada d’água é feita por torres de tomada, ou poços de derivação, que possibilitama coleta de água em diversas profundidades.

Em reservatórios e lagos a água de melhor qualidade se encontra afastada dasmargens, pois na superfície existe a possibilidade de formação de algas que conferem gostoe cheiro à água, devendo a tomada ser feita sempre a uma certa profundidade. Por outrolado, as camadas inferiores podem conter muita matéria orgânica em decomposição. Poresses motivos, nos reservatórios os dispositivos de tomada devem possibilitar a captaçãoem diversas profundidades.

As figuras 6.4 Torre de tomada e poço de derivação situadas às margens do cursod’água, mostram a captação em diversos níveis de profundidade, segundo DACACH (1979).

Exemplos:


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Figura 6.4 – Captação em diversos níveis de profundidade.

Observações:

A torre de tomada fica sempre envolvida pela água. O nível destainternamente acompanha as flutuações do nível externo.

A torre é provida de várias tomadas, no mínimo duas, situadas em níveis

distintos. Fica aberta a mais próxima da superfície, a fim de dar acesso à água demelhor qualidade.

O ingresso da água no interior da torre através de cada tomado é permitidoou interrompido graças a uma válvula (registro) ou comporta, comandada por umvolante ou pedestal de manobra situado no piso superior. Neste também podemficar instalados os conjuntos elevatórios.

EM RESERVATÓRIOS DE REGULARIZAÇÃOSão construídos quando a vazão média da demanda durante certos períodos de tempo

for superior à vazão do rio mas, a vazão média anual do rio é superior à esse valor. Emúltima análise o reservatório de acumulação acumula a água durante os períodos de chuvas

para fornecer durante as estiagens.


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As barragens que formam esses reservatórios são em geral, de grande porte e o seudimensionamento é feito a partir do volume útil que deve ser armazenado. Esse volume écalculado a partir dos hidrogramas do curso d’água e da vazão de demanda.

EM CANAIS de acordo com DACACH (1979).A) De Regularização

Há riachos de pequena largura que correm em leito de terra e queapresentam durante o estio uma lâmina d’água de altura reduzida.

Para o aproveitamento desses cursos d’água, pode-se empregar umcanal de regularização. Sua finalidade, como o nome diz, é uniformizar o leitonuma determinada extensão do curso d’água, através de um revestimento dealvenaria de pedra ou concreto, permitindo assim que se lance mão de umrecurso para elevar o nível d’água (Figura 6.5 e 6.6).

Pedras à jusante para elevar o nível da água.

Figura 6.5 – Pedra à jusante para elevar o nível da água

Figura 6.6 - Parede à jusante para elevar o nível d’água


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B) De Derivação

O canal de derivação nada mais é, como o nome diz, do que o desvioparcial das águas de um rio a fim de facilitar a tomada (Figura 6.7)

O excesso de água retorna ao rio pela parte oposta do canal.

Na entrada do canal geralmente é instalada uma grade para reter omaterial grosseiro em suspensão, pode ser provido de uma caixa de areia (item 6.3 ).

Figura 6.7 – Captação com canal de derivação

6.3. DIMENSIONAME

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Apostila Saneamento II-libre