Aula 05 - AUDITORIA DE OBRAS HÍDRICAS EM EXERCÍCIOS – TCU/2013

AUDITORIA DE OBRAS HÍDRICAS EM EXERCÍCIOS – TCU/2013 PROFESSOR: REYNALDO LOPES

Prof. Reynaldo Lopes www.pontodosconcursos.com.br 1

Olá pessoal! Espero que estejam gostando do curso. Na nossa aula 06, abordaremos assunto relativo a parte do item 4 do nosso edital: Obras de saneamento: abastecimento d’água - captação, adução, tratamento (ETA’s), recalque, reservação, distribuição. Agora vamos à nossa aula! 4. Obras de saneamento: abastecimento d’água - captação, adução, tratamento (ETA’s), recalque, reservação, distribuição. 01 – (CGU/2008) A localização de uma estação de tratamento de água, entre o ponto de captação e a área urbana a ser abastecida, é estabelecida após a ponderação dos fatores abaixo, exceto: a) custo razoável do terreno e condições de vizinhança. b) condições topográficas e geológicas satisfatórias. c) disponibilidade de energia elétrica e facilidade de acesso e transporte. d) disponibilidade de terreno para ampliação futura. e) cota topográfica favorável para adução e maior afastamento dos centros urbanos. Utilizaremos essa questão para fazer uma pequena revisão teórica sobre sistemas de abastecimento, de modo geral. Em resumo pode-se afirmar que o sistema de abastecimento de água caracteriza-se pelas seguintes etapas principais: (1) retirada da água da natureza; (2) adequação de sua qualidade; (3) transporte até os aglomerados humanos; e (4) fornecimento à população em quantidade e qualidade suficientes às suas necessidades.



Além da economia de recursos decorrente do ganho de escala, esse tipo de solução (coletiva) para o abastecimento é importante na medida em que favorece a supervisão e manutenção das unidades instaladas, bem como o controle do manancial e da qualidade da água.

A seguir, traremos um exemplo de sistema de abastecimento em sua integralidade, apresentado na Figura 1.

Figura 1 – Sistema de abastecimento de água Um sistema de abastecimento de água é composto por diversas unidades (acompanhe na figura 2, logo abaixo, que detalha em planta e perfil as etapas do sistema): 1 – Manancial: fonte onde se retira a água (superficial ou subterrânea). 2 – Captação: conjunto de equipamentos e instalações utilizados para a tomada de água do manancial. 3 – Adução: transporte da água do manancial ou da água tratada. 4 – Estações elevatórias (ou de recalque): Instalações de bombeamento destinadas a transportar a água a pontos mais distantes ou mais elevados (aumento de pressão na rede), ou para aumentar a vazão de linhas adutoras.



5 – Tratamento: melhoria das características qualitativas da água, dos pontos de vista físico, químico, bacteriológico e organoléptico1 a fim de que se torne própria para consumo. O tratamento é realizado nas chamadas ETAs (Estações de Tratamento de Água). 6 – Reservação: armazenamento da água para atender a diversos propósitos, como a variação de consumo e a manutenção da pressão mínima na rede de distribuição. 7 – Rede de distribuição: condução das águas para os edifícios e pontos de consumo, por meio de tubulações instaladas nas vias públicas.

Figura 2 – Etapas de sistema de um abastecimento de água O projeto de um sistema de abastecimento é feito pela estimativa da vazão de água suficiente para abastecer determinada população. A partir dessa vazão, estabelece-se a vazão de dimensionamento de cada parte do sistema. O cálculo da demanda hídrica é realizado a partir dos seguintes elementos: (i) população a ser abastecida e (ii) consumo de água do indivíduo “médio” (chamado consumo “per capita”, ou “por cabeça”).



O consumo per capita de água é a demanda hídrica diária média por habitante. Pode ser estimado por meio de dados do sistema de saneamento da localidade ou por dados da literatura para localidades onde não há informações estatísticas do consumo de água. O consumo per capita é expresso em L/hab.dia (“litros por habitante, por dia”). Para vocês terem uma ideia de ordem de grandeza deste consumo de água, vale citar a recomendação do extinto Departamento de Obras Sanitárias do Estado de São Paulo (aplicável aos projetos de cidades do interior) que indicava o valor de 200 L/hab.dia (já previstas as perdas). Para o cálculo da demanda total de água, as perdas de água no sistema devem ser incluídas no consumo per capita. Para algumas localidades onde há grande rigor no combate às perdas por parte da companhia de abastecimento local, o índice de “desperdício” de água é da ordem de 20%, ao passo que para localidades com problemas de controle de perdas tal índice pode ser superior a 40%. A Tabela a seguir detalha alguns aspectos que interferem no consumo per capita. Tabela 1 – Fatores que influenciam no consumo

Fator de influência

Comentário

clima climas mais quentes induzem a um maior consumo porte cidades maiores apresentam maior consumo renda regiões com melhores condições econômicas consomem

mais água industrialização regiões mais industrializadas apresentam maior consumo medição do uso medição inibe o uso custo quanto mais cara a água, menor o consumo pressão quanto maior a pressão na rede, mais água sai,

portanto, há maior consumo perdas o consumo cresce com o aumento das perdas Fonte: von Sperling, 1996 Percebe-se que é bem tranquilo de se deduzir qual o tipo de impacto de cada um dos fatores de influência no consumo de água de uma determinada localidade. A título de exemplo, apresentemos o consumo per capita apresentado no SIAGUA 2007, disponível no site da CAESB, que trata do consumo de várias regiões do Distrito Federal.



Figura 3 – Consumo per capita das Regiões Administrativas do Distrito Federal Observem a discrepância entre o consumo médio observado nas regiões do Lago Sul e Brasília (regiões de alta renda), por exemplo, e na região do Recanto das Emas (baixa renda). Essas diferenças devem ser consideradas quando da estimativa de consumo de água de uma região para fins de projeto de um sistema de abastecimento de água. Deve ainda ser prevista uma vazão para combate a incêndio. Esse valor pode não ser representativo no universo das vazões de consumo diário, mas é significante como demanda horária (portanto “pontual”), sendo uma função direta do número de habitantes da região de atendimento. Segundo CETESB (1976), esse consumo influencia bastante os projetos de redes e reservatórios de distribuição. Afinal de contas, ninguém deseja que falte água justamente no momento do combate a um grande incêndio, não é mesmo? Ocorrem variações significativas no consumo de água ao longo de um ano, um mês ou mesmo um dia. Por exemplo, o consumo de água é maior nos dias mais quentes, há picos de consumo por volta de 12h (preparo de refeições), há menor consumo médio de água no inverno do que no verão etc (Figura 4).



Figura 4 – Variações no consumo de água Algumas variações são relevantes e devem ser previstas no projeto do sistema de abastecimento: normalmente citamos as variações diárias e horárias. Nesse sentido, são utilizados os coeficientes k1 e k2. K1 é denominado coeficiente do dia de maior consumo e pode ser obtido mediante a divisão entre o maior consumo diário e a vazão média anual. No Brasil, o valor usual é igual a 1,2. K2 denomina-se coeficiente da hora de maior consumo e representa a divisão entre a maior vazão horária registrada e a vazão média observada no mesmo dia. Adota-se usualmente k2 igual a 1,5. O coeficiente k1 é adotado para o dimensionamento de todo o sistema, já k2 é utilizado apenas no dimensionamento da rede de distribuição. O consumo é estimado por habitante. Assim, para o cálculo da vazão total é necessária a estimativa da “população de projeto”. Ou seja, quando projetamos um sistema de abastecimento, ele deverá ser capaz de atender não só a população atual, mas a população existente ao longo do horizonte de projeto (que pode ser 10, 20 ou 30 anos, por exemplo). Definido o horizonte de projeto, é feita a projeção da população a partir da população atual e da tendência de crescimento. Para essa projeção existem vários métodos, sendo os mais simples e conhecidos o método aritmético e o método geométrico. O primeiro é mais simples e consiste na extrapolação simples de dados disponíveis, em linha reta. O segundo é um pouco mais complexo, mas bastante recomendado para representar o crescimento de pequenas cidades.



Outra maneira comum de projetar populações seria por meio do método de componentes demográficas. A literatura técnica o considera mais confiável já que considera não só as taxas de fecundidade e mortalidade, mas também a migração populacional entre regiões.

A vazão calculada será importante para o projeto dos componentes do sistema de abastecimento. Para o dimensionamento das estruturas de captação, adução, recalque, reservatório e ETA, a vazão de consumo é dada por:

400.86

..1kqPQ = , onde:

Q – Vazão (l/s); P – População (hab.); q – consumo per capita (l/hab.dia); k1 – coeficiente do dia de maior consumo; Para o dimensionamento da rede de distribuição deve ainda ser considerada a variação devido à hora de maior consumo. Portanto, conforme já comentamos, acrescenta-se à equação acima o coeficiente k2:

400.86

...21 kkqPQ =

Agora analisaremos cada um dos itens da questão. a) custo razoável do terreno e condições de vizinhança. O estudo da área a ser situada uma ETA deve levar em conta vários fatores de ordem técnica, econômica, social, ambiental e legal-administrativa. b) condições topográficas e geológicas satisfatórias. Aspectos técnicos também devem ser considerados. O solo deve ser capaz de sustentar a implantação da ETA, de forma a não se colocar as estruturas sob risco. c) disponibilidade de energia elétrica e facilidade de acesso e transporte.



Novamente os aspectos técnicos e econômicos foram considerados. A estação necessita de energia elétrica não só para a operação propriamente dita, mas também para o bem estar dos técnicos que ali trabalham. O mesmo pode ser dito a respeito do transporte/acesso para os funcionários. Além disso, deve existir acesso para caminhões para transporte de produtos químicos e materiais de construção. d) disponibilidade de terreno para ampliação futura. É recomendável que haja terreno disponível para ampliação futura, caso seja previsto um aumento da população. e) cota topográfica favorável para adução e maior afastamento dos centros urbanos. A cota do terreno realmente deve ser favorável, considerando o restante do sistema. O erro está em associar a localização ideal distante dos centros urbanos, pois a água sendo tratada próxima ao consumo diminui-se os custos de adução dessa água, além de diminuir os riscos de contaminação dessa água. Resposta: E 02 - (DESO/2004) No que se refere à evolução do crescimento da população de uma cidade para fins de projetos de sistemas de abastecimento de água, no método aritmético admite-se que a população em uma data futura seja obtida por meio de extrapolação linear com base no conhecimento das populações correspondentes a duas datas anteriores. Analisando a resposta da questão anterior percebe-se que o crescimento da população é estimado para fins de projeção da demanda por água no horizonte de projeto. O método aritmético é uma das metodologias mais simples para se estimar esse crescimento. Ele consiste na extrapolação da reta formada por pelo menos dois pontos anteriores de número de habitantes x data, determinando uma “tendência”. Resposta: C



03 - (CGU/2008) Sabendo-se que a qualidade de uma água é definida por sua composição química, física e bacteriológica, é correto afirmar que: a) as análises químicas de determinação de cloretos, nitritos e nitratos, bem como o teor de oxigênio dissolvido, permitem avaliar o grau de poluição de uma fonte de água. b) os principais exames físicos são: cor, turbidez, pH, sabor, odor e alcalinidade. c) a acidez é uma das determinações mais importantes no controle da água, estando relacionada com a coagulação, redução de dureza e prevenção de corrosão nas tubulações de ferro fundido da rede de distribuição. d) as características biológicas das águas são determinadas por meio de exames bacteriológicos como a contagem do número total de bactérias e a pesquisa de coliformes, sendo a primeira de maior interesse. e) com relação ao exame físico de pH, as condições ácidas aumentam de atividade à medida que o pH cresce e as condições alcalinas se apresentam a pH baixos. Para responder a esta questão cabe fazer um revisão teórica sobre qualidade de água. O Ministério da Saúde define se determinada água está ou não em condições de ser consumida. Para isso existem os padrões de potabilidade (conjunto de valores máximos permitidos para as características da água destinada ao consumo humano). A água encontrada na natureza apresenta diversas impurezas que podem torná-la imprópria para consumo. São as seguintes as características das principais impurezas presentes na água:



Características físicas: associadas à presença de sólidos na água. São avaliados os sólidos em suspensão (que “flutuam” na água e podem “sedimentar” – depositar-se no fundo - ou não) e os dissolvidos (que se misturam com a água, não sendo possível ser retirados por simples peneiração). Algumas características afetam o aspecto organoléptico da água (como gosto, sabor e odor) a fim de que se torne imprópria para o consumo. Exemplos de parâmetros físicos: cor, turbidez, sabor, odor, temperatura etc. Características químicas: associadas à presença de matéria orgânica (matéria em decomposição) e inorgânica (mineral). Exemplos de parâmetros químicos são: pH (“potencial hidrogeniônico”, medida que diz se uma água é ácida, pH < 7; neutra, pH=7; ou básica/alcalina, pH > 7), alcalinidade, ferro e manganês, cloretos, nitrogênio, oxigênio dissolvido, matéria orgânica etc. Grande parte dos compostos inorgânicos é proveniente de atividade industrial, de mineração ou do uso de agrotóxicos, sendo tóxicos e prejudiciais à saúde (por exemplo, metais pesados, como arsênio, chumbo, mercúrio etc.). Dentre as características químicas podemos destacar o oxigênio dissolvido (OD) e a presença de matéria orgânica. O primeiro é de essencial importância para os organismos aeróbios (que vivem na presença de oxigênio). Com a presença de bactérias na água, essas passam a consumir o oxigênio, o que ocasiona a redução dos níveis de OD. Esse parâmetro é um dos mais importantes na caracterização da água quanto à poluição por despejos orgânicos. Quanto menor o OD, pior a qualidade da água. A falta de OD é uma das principais causas de mortandade de peixes, causando graves problemas ambientais. A quantificação da presença de matéria orgânica, ou do seu potencial poluidor, pode ser realizada por meio da medição do consumo de oxigênio. Ou seja, as bactérias presentes na matéria orgânica utilizam o oxigênio no seu processo de alimentação. Os parâmetros mais utilizados para essa medição são (i) a Demanda bioquímica de Oxigênio (DBO) e (ii) a Demanda Química de Oxigênio (DQO). Quanto maiores a DBO e a DQO, mais poluída a água está. A maior diferença entre a DBO e a DQO é indicada pela própria nomenclatura. A demanda bioquímica refere-se à oxidação realizada inteiramente por microorganismos. A demanda química ocorre devido à ação de um forte oxidante (dicromato de potássio) em meio ácido. Portanto, no teste da DQO são oxidadas tanto a parcela biodegradável quanto a parcela inerte.



Lembrando que o termo “biodegradável” refere-se ao que é susceptível de ser decomposto por organismos vivos em composto orgânicos. A substância “inerte” é não-biodegradável. Características biológicas: associadas à presença na água de seres mortos ou vivos. Dentre os seres vivos, têm-se os pertencentes aos reinos animal, vegetal e protista (como as bactérias, vírus e algas). Os parâmetros biológicos são importantes para determinação da possibilidade de transmissão de doenças. É relevante destacar que os grupos chamados coliformes servem como forma de detectar a existência de organismos patogênicos (que causam doenças) na água. Isso ocorre porque é grande a dificuldade de se identificar os patogênicos quando diluídos. Então são adotados métodos que permitam a identificação de bactérias do grupo coliforme, que, por serem habitantes normais do intestino humano, existem em águas poluídas por matéria fecal. Assim, os coliformes não são patogênicos, mas a sua presença na água indica a presença de contaminação fecal, ou seja, indica a potencialidade de aquela água transmitir doenças. Os coliformes podem ser totais (CT) e fecais (CF). Os coliformes totais são um grande grupo de bactérias que podem ser encontradas em fezes de seres humanos e outros animais de sangue quente. Seu uso como indicador tem diminuído devido à ocorrência de bactérias não intestinais. Incluem, entre outras bactérias, o grupo dos coliformes fecais. Os coliformes fecais são um grupo de bactérias indicadoras de organismos originários do trato intestinal humano e de outros animais. O teste de CF é feito a altas temperaturas, capazes de suprimir o crescimento de bactérias de origem não fecal, pois é importante que se isole apenas bactérias de origem fecal, já que representam maior potencialidade de risco à saúde. O rol de bactérias estudado inclui a bactéria Escherichia coli, cuja presença na água é bom indicador de contaminação. A relação entre CT e CF é usualmente considerada igual a cinco (CT/CF=5), embora haja discussão sobre esse valor. Analisando cada um dos itens da questão:



a) as análises químicas de determinação de cloretos, nitritos e nitratos, bem como o teor de oxigênio dissolvido, permitem avaliar o grau de poluição de uma fonte de água. Como apresentado acima, as condições da água podem ser avaliadas a partir de aspectos físicos, químicos e biológicos. Dentre os parâmetros químicos destacam-se os cloretos, nitrogênio (inclusive nas formas de nitrito e nitrato) e OD. Poderia se destacar também os teores de DBO, por exemplo. b) os principais exames físicos são: cor, turbidez, pH, sabor, odor e alcalinidade. O item cobrou do candidato a diferença entre aspectos físicos e químicos. Os parâmetros físicos são cor, turbidez, temperatura, sabor e odor. Tanto o pH, quanto a alcalinidade são parâmetros químicos. c) a acidez é uma das determinações mais importantes no controle da água, estando relacionada com a coagulação, redução de dureza e prevenção de corrosão nas tubulações de ferro fundido da rede de distribuição. Dureza da água é a propriedade relacionada com a concentração de íons de determinados minerais dissolvidos nesta substância. A dureza da água é predominantemente causada pela presença de sais de Cálcio e Magnésio. Eventualmente também o Zinco, Estrôncio, Ferro ou Alumínio podem ser levados em conta na aferição da dureza. A acidez não se relaciona com a redução de dureza da água. d) as características biológicas das águas são determinadas por meio de exames bacteriológicos como a contagem do número total de bactérias e a pesquisa de coliformes, sendo a primeira de maior interesse. A característica mais importante não é a quantidade de bactérias, pois o importante avaliar o potencial de existência de organismos patogênicos. Assim, os coliformes fecais são os indicativos mais efetivos do potencial de uma água em transmitir doenças.



e) com relação ao exame físico de pH, as condições ácidas aumentam de atividade à medida que o pH cresce e as condições alcalinas se apresentam a pH baixos. O controle do pH é importante para a preservação das tubulações, além de que essa característica influi na ocorrência das reações químicas previstas para acontecerem na ETA. Mas as condições ácidas aumentam de atividade com a redução do pH. O contrário ocorre com as condições alcalinas, que aumentam com a elevação do pH. Resposta: A 04 - (DESO/2004) O abastecimento de água de uma comunidade pode ter como fonte tanto a água superficial quanto a água subterrânea. Aqui cabe uma revisão sobre mananciais. Manancial é todo corpo d’água utilizado para abastecimento público de água que objetiva o consumo humano. Ele pode ser dividido em três tipos: superficial, subterrâneo e água de chuva (ou seja, captada antes que atinja a superfície terrestre). Manancial subterrâneo é a parte de um manancial que se encontra totalmente abaixo da superfície terrestre (aqüíferos subterrâneos), podendo compreender lençóis freáticos e confinados, sendo sua captação feita através de poços e galerias de infiltração ou pelo aproveitamento de nascentes. Apresenta como vantagens (1) o fato de fornecerem água de boa qualidade; (2) as facilidades de obtenção; e (3) a possibilidade de localização próxima às áreas de consumo. Esses mananciais podem ser de dois tipos: - Lençol freático: encontra-se livre, com a superfície sob pressão atmosférica. Portanto, um poço perfurado nesse tipo de aquífero terá o nível d’água coincidente com o nível do lençol. A alimentação do lençol ocorre geralmente ao longo de sua superfície. As camadas de solo adjacentes servem como um filtro natural para o aquífero, mas ele sofre exposição à contaminação por águas superficiais e também devido à proximidade de fossas.



- Lençol confinado: a água encontra-se confinada por camadas impermeáveis e sujeitas à pressão maior que a atmosférica. Assim, um poço perfurado poderá ter o nível d´água acima do nível do lençol, podendo ainda ocasionar uma descarga “jorrante” (quando a água “jorra” acima da superfície do solo). O fenômeno de “expulsão” da água do aqüífero quando este é perfurado é denominado “artesianismo”. Portanto, apesar de ser muito comum a população chamar qualquer poço furado de “poço artesiano”, tecnicamente falando apenas os poços que apresentam o fenômeno de artesianismo (lençol confinado) podem ser classificados como tal. A alimentação do lençol confinado ocorre somente no contato da formação geológica com a superfície do solo, podendo ocorrer a uma distância considerável do local do poço. Assim, as condições climáticas ou o regime de chuva pouco ou nada afetam as características do aquífero. Ademais, esse tipo de aquífero sofre pouca exposição à contaminação por atividades humanas.

Figura 5 – Aqüífero freático (poço freático) e confinado (poço artesiano)



Já o manancial superficial é a parte de um manancial que se encontra totalmente acima da superfície terrestre, compreendendo cursos de água, lagos e reservatórios artificiais. Incluem-se também, águas marinhas. A quantidade de água disponível será função da área de contribuição, do clima, do relevo, do uso e ocupação da bacia etc. Já a qualidade da água poderá ser afetada caso haja pontos de poluição a montante. E o outro tipo de manancial são as água de chuvas que podem ser utilizada como manancial. Isto ocorre nos casos em que é construído um pequeno reservatório que armazene a água de chuva captada pelos telhados ou que escoa pelos terrenos. É uma alternativa aplicada em regiões de grande pluviosidade ou de chuva mal distribuída. Nesse último caso, procura-se acumular a água do período de chuva para o abastecimento dos períodos de seca. Esse tipo de alternativa, cuja quantidade disponível depende da pluviosidade local, tem a qualidade da água condicionada à limpeza da área de contribuição. Voltando à questão, os mananciais podem ser superficiais ou subterrâneos. Há ainda, em menor escala, a utilização da água de chuva. Como a assertiva não afirmava que “apenas” ou “unicamente” as fontes superficiais e subterrâneas eram válidas, temos que a frase está correta. Resposta: C 05 – (CGU/2008) A captação consiste em um conjunto de estruturas e dispositivos, construídos ou montados junto ao manancial, para retirada de água destinada ao sistema de abastecimento de água. Com relação à concepção de abastecimento de água com captação em manancial subterrâneo, é incorreto afirmar que: a) quando o aquífero é freático e o lençol aflora ou está à profundidade muito pequena, como no caso de encostas formando minas de água, a captação poderá ser feita com caixa de tomada ou com drenos. b) uma das vantagens do aproveitamento de águas subterrâneas por captação por meio de drenos profundos se deve à qualidade da água, geralmente satisfatória para fins potáveis.



c) a construção de poços horizontais radiais para captação de água subterrânea apresenta como inconveniente os impactos ambientais durante a sua implantação e sua vida útil. d) a facilidade de captação por poços profundos em regiões com condições favoráveis e a possibilidade de localização dessas obras nas proximidades dos centros de consumo concorrem para uma substancial economia no custo de instalação de sistemas de abastecimento. e) em poços que penetram num aquífero artesiano, o nível de água em seu interior subirá acima da camada aquífera, podendo atingir a boca do poço e produzir uma descarga contínua. Para responder a esta questão, façamos uma revisão sobre captação. Define-se a captação como o conjunto de estruturas e dispositivos construídos ou montados junto a um manancial, com vistas a suprir um serviço de abastecimento público de água destinada ao consumo humano. Essa é a primeira unidade do sistema de abastecimento de água. A escolha do tipo e localização da captação deve ser precedida da análise dos seguintes fatores: distância da ETA, custos de desapropriações, necessidade de estações elevatórias, qualidade sanitária da bacia a montante, disponibilidade de energia elétrica e facilidade de acesso. Captação em águas superficiais No projeto de captação de águas em mananciais superficiais devem ser levados em conta vários fatores, tais como: (i) dados hidrológicos da bacia; (ii) características físicas, químicas e bacteriológicas da água; (iii) localização de focos poluidores atuais e potenciais; dentre outros. A captação compõe-se de barragens, órgãos de tomada d’água, gradeamento, desarenador, dispositivos de controle, tubulações e bombas (Figura 6).



Figura 6 – Tomada d’ água As tomadas d’água ainda serão discutidas mais a frente nesta aula. As grades servem como uma barreira à entrada de materiais sólidos. Muitas vezes as tomadas d’água são seguidas por estruturas responsáveis por reter materiais “sedimentáveis” (ou seja, aqueles que tendem a “sedimentar”, ou “decantar”, depositando-se no fundo, tais como grãos de areia, por exemplo). Já as comportas (elementos que “barram” a passagem de água) e “stop-logs” (também conhecidas como “comportas ensecadeiras”, ou seja, elementos que têm por objetivo “secar” uma área para que realizemos a manutenção da comporta principal, por exemplo) são dispositivos para controlar a entrada de água (Figura 7). Na figura 7, observar que apenas a “ranhura” do stop-log aparece (a comporta ensecadeira – placa de madeira ou metal - fica guardada em outro local). Registra-se que uma única comporta “stop-log” pode ser utilizada em mais de uma entrada de tomada d’água (uma comporta para duas, três ou mais entradas), pois, como já comentado, ela só é utilizada na manutenção da comporta principal e dificilmente teremos diversas comportas sofrendo manutenção ao mesmo tempo.



Figura 7 – Comporta automatizada, precedida por estrutura de stop-log e gradeamento É fato comum que os cursos de água no ponto de captação localizem-se em cota inferior à da cidade. Por isso, as obras de tomada d’água estão quase sempre associadas a instalações de bombeamento, o que faz com que o projeto das obras de captação propriamente dita fique condicionado às possibilidades e limitações dos conjuntos elevatórios. Já as barragens são construídas a fim de se elevar o nível a montante, assegurando-se a submersão permanente de canalizações, fundos de canaletas e válvulas de pé de bombas (essas válvulas são aquelas que se localizam na entrada da tubulação de sucção). Assim como já foi estudado, essas barragens são de elevação de nível (captação a fio d’água), e não de regularização, servindo apenas para facilitar a retirada de água e evitar que o assoreamento (acúmulo de sedimentos em virtude principalmente de baixas velocidades da água) interfira na entrada da água. Esta última barragem (regularização) é necessária quando a vazão demandada supera as vazões mínimas de referência. Cabe ressaltar que em reservatórios a qualidade de água pode variar consideravelmente com a profundidade. Nas camadas mais próximas à superfície, pode ocorrer o aparecimento de algas. Já nas camadas inferiores, pode haver



matéria orgânica em decomposição. Assim, em muitos casos, são previstas captações em várias profundidades. Outra solução muito empregada, especialmente em rios com grande oscilação de nível, é a chamada captação flutuante, que acompanha o nível do curso d’água. Captação em águas subterrâneas Apesar de freqüentemente associarmos a captação de águas a mananciais de superfície, a captação em águas subterrâneas é bastante relevante em alguns locais. Alguns países da costa oeste da America Latina, por exemplo, tem mais de 50% do seu sistema de água supridos dessa forma. A relativa facilidade de captação e a possibilidade de localização nas proximidades dos centros de consumo contribuem para a viabilidade desse tipo de captação. Um aspecto importante a ser observado é a proteção desse manancial contra fontes poluidoras (Figura 8).

Figura 8 – Poluição em poços Por fim, vale apresentar algumas palavras sobre a hidráulica dos poços. Poço é uma obra de engenharia regida por norma técnica destinada à captação de água do aqüífero. Quando iniciamos o bombeamento de um poço, ocorre um rebaixamento do nível da água do aqüífero, criando uma diferença de pressão entre este local e suas vizinhanças. Então surge um fluxo de água do aqüífero para o poço (com uma depressão do nível d’água naquele ponto), enquanto estiver sendo processado o bombeamento. Se o bombeamento parar, o nível d’água retorna ao nível original (recuperação).



Assim, denomina-se “nível estático” de um poço aquele de equilíbrio da água no poço, quando o mesmo não está sendo bombeado. Já o “nível dinâmico” é o nível da água no poço enquanto o mesmo estiver sendo bombeado. Relaciona-se o nível dinâmico com a vazão de água retirada e com o tempo decorrido desde o início do bombeamento. Quando, para uma dada vazão, o nível se estabiliza tem-se o denominado nível dinâmico de equilíbrio, relativo à vazão em causa.

Figura 9 – Poço em bombeamento Captação em fonte aflorante São utilizadas caixas de tomada convenientemente protegidas que, instaladas no local do afloramento (ponto de surgimento da água na superfície do solo, como em uma nascente), recolhem a água do lençol e a conduzem para o sistema de adução. As caixas são divididas em duas partes (câmaras), a fim de se facilitar a manutenção e evitar a contaminação da água.



Figura 10 – Caixa de tomada Captação em fonte emergente Utilizado um sistema de drenagem subsuperficial (a poucos centímetros abaixo da superfície), denominado galeria de infiltração. Consiste de um sistema de drenos, terminando num coletor central que levará a água a um poço.

Figura 11 – Galeria de Infiltração Captação em poço raso ou freático (cisterna) Trata-se de uma escavação circular, geralmente de 0,80m a 2,00m de diâmetro e com profundidade de acordo com a distância do lençol à superfície. Alguns cuidados devem ser tomados a fim de se proteger a qualidade da água, a saber: a caixa deve ultrapassar o nível do solo, sendo circulada por um montículo com caimento para fora e as paredes devem ser impermeabilizadas a uma profundidade de 3m. Captação em poço fundo ou artesiano, no lençol confinado A escavação de poços profundos exige mão-de-obra e equipamento especiais, como máquinas perfuratrizes à percussão, rotativas e rotopneumáticas. As etapas da construção de um poço desse tipo são descritas a seguir. Projeto de um poço tubular É no projeto que se definem as principais características de um poço, como diâmetro, a profundidade, tipo de revestimento, filtros e materiais. Alguns



conceitos e aspectos das etapas de projeto/construção de um poço são descritas a seguir: - Operação de perfuração: pode ser realizada por diferentes métodos e equipamentos, dependendo da profundidade, diâmetro do poço e natureza do terreno. Envolve a perfuração propriamente dita, a “completação”, a limpeza e desenvolvimento, o bombeamento e a instalação do poço. - Diâmetro útil: Diâmetro interno ao revestimento ou do próprio poço escavado, quando este não é revestido. - Completação: Diz respeito ao ato de completar o poço, ou seja, colocar a tubulação do poço (revestimento e filtro), o cascalho (pré-filtro) e o cimento (etapa chamada “cimentação”).

Figura 12 – Projeto de poço tubular - Tubos de revestimento: Destinam-se a suportar desmoronamento e a evitar a entrada de água de qualidade duvidosa no poço. Além disso, permitem a introdução da bomba. Geralmente são feitos em aço. - Filtros: Peças tubulares perfuradas colocadas no prolongamento dos tubos de revestimento e junto às camadas geológicas que contêm água. O filtro tem a função de permitir que a água entre no poço sem a perda excessiva de carga



(pressão), impedir a passagem de material fino durante o bombeamento, e servir como suporte estrutural, sustentando a perfuração no referido material. - Pré-filtro: Consiste na construção uma camada bastante permeável (geralmente cascalho) ao redor do poço. - Cimentação: consiste no enchimento do espaço anelar existente entre os tubos e a parede da formação e tem a principal finalidade da união da tubulação de revestimento com a parede do poço e evitar que as águas imprestáveis contaminem o aquífero, além do objetivo de formar um tampão de selo no fundo do poço ou para corrigir desvios do furo durante a perfuração. - Desenvolvimento: os trabalhos de desenvolvimento em um poço para água objetivam a remoção do material mais fino da formação aquífera nas proximidades do poço, aumentando, assim, sua porosidade e permeabilidade ao redor do poço. Além disso, estabiliza a formação arenosa em torno de um poço dotado de filtros, permitindo fornecer água isenta de areia. Nas rochas consolidadas, o desenvolvimento atua limpando e desobstruindo as fendas e fraturas por onde circula a água. Isso tudo permite que a água possa entrar mais livremente no poço, assegurando assim, quando bem feito, o máximo de capacidade e diminuindo as perdas de cargas do aquífero para o poço. Os métodos usuais de desenvolvimento são: (1) superbombeamento, (2) pistoneamento ("plunger"), (3) ar comprimido, (4) jatos de água horizontais, e (5) métodos de reversão de fluxo. - Bombeamento: É a ação da retirada da água de um poço por intermédio de uma bomba. O ensaio de bombeamento destina-se a determinar a vazão de explotação (com “T” mesmo) do poço, utilizando-se o equipamento de bombeamento adequado, permitindo ainda a determinação dos parâmetros hidrodinâmicos do aquífero e das perdas de carga no poço e no aquífero. Para tanto, são feitos os registros e controle da vazão (Q), nível estático (NE) e nível dinâmico (ND), durante um teste de produção ou de aquífero (Figura13).



Figura 13 - Poços Apenas como curiosidade, o termo “explotação” é muito utilizado quando se trata do uso de recursos naturais, como a água ou petróleo. Sendo bastante sintético, a explotação está normalmente relacionada a “tirar proveito econômico” de uma fonte de recursos naturais. Difere do termo “exploração”, pois este último possui um significado mais amplo, abrangendo fases anteriores à explotação, tais como prospecção e pesquisa da área que será explotada. Analisando cada um dos itens da questão, lembrando que a questão pede a opção incorreta: a) quando o aquífero é freático e o lençol aflora ou está à profundidade muito pequena, como no caso de encostas formando minas de água, a captação poderá ser feita com caixa de tomada ou com drenos. Estas são as principais formas de captação para aquíferos subterrâneos em que o lençol freático aflora ou está a pequena profundidade. b) uma das vantagens do aproveitamento de águas subterrâneas por captação por meio de drenos profundos se deve à qualidade da água, geralmente satisfatória para fins potáveis. Como estudamos acima, as principais vantagens de um manancial subterrâneo são: (1) o fato de fornecerem água de boa qualidade; (2) as facilidades de obtenção; e (3) a possibilidade de localização próxima às áreas de consumo.



c) a construção de poços horizontais radiais para captação de água subterrânea apresenta como inconveniente os impactos ambientais durante a sua implantação e sua vida útil. Poço horizontal radial é um poço escavado com diâmetro maior do que o normal e que possui em sua parte inferior um conjunto de drenos horizontais cravados nas paredes e que penetram radialmente o aquífero, aumentando a área de captação de água e, portanto, de produção. Os poços radiais são em geral rasos e cavados em aquíferos freáticos. Este sistema construtivo, ao aumentar a área de entrada da água no poço, funciona como um poço muito mais largo do que realmente é, permitindo um maior afluxo de água para o poço sem aumentar em demasia seu cone de depressão. Em áreas suspeitas de poluição a construção deste tipo de poço deve ser encarada com muito cuidado, pois camadas superficiais de água poluída podem facilmente chegar à zona de bombeamento. Os impactos ambientais durante sua implantação e vida útil são mínimos, fazendo com que a assertiva esteja incorreta. d) a facilidade de captação por poços profundos em regiões com condições favoráveis e a possibilidade de localização dessas obras nas proximidades dos centros de consumo concorrem para uma substancial economia no custo de instalação de sistemas de abastecimento. Novamente tratando de mananciais subterrâneos, realmente a assertiva traz uma afirmação verdadeira. e) em poços que penetram num aquífero artesiano, o nível de água em seu interior subirá acima da camada aquífera, podendo atingir a boca do poço e produzir uma descarga contínua. Um poço artesiano é assim denominado quando as águas fluem naturalmente do solo, num aquífero confinado, sem a necessidade de bombeamento. Geralmente a sua profundidade é maior que a de um poço convencional, e em geral suas águas são mais puras e com mais sais minerais.



O fato de que o nível de água no interior do poço subirá acima da camada aquífera, podendo atingir a boca do poço e produzir uma descarga contínua ocorre por conta de o aquífero estar confinado. Resposta: C 06 - (TCU/2007) A captação de água de superfície deve situar-se em um trecho reto do curso da água ou, caso isso não seja possível, em local próximo à sua margem externa. Conforme resposta da questão anterior, localização da captação deve realmente situar-se em um trecho reto do curso da água ou, caso isso não seja possível, em local próximo à sua margem externa. Resposta: C 07 - (TCU/2005) Em uma captação com barragem de nível, o efeito de regularização de vazão permite atender ao sistema quando a vazão do manancial for inferior à demanda. As barragens de nível são aquelas construídas com a finalidade de se criar carga hidráulica sobre as estruturas de captação. Ou seja, destinam-se a criar nível, e não a regularizar vazões. Portanto, não garantem o abastecimento no período de recessão e nem acumulam cheias para serem liberadas nos períodos de vazões mínimas (efeito de regularização). Resposta: E 08 - (MPE-AM/2007) Procura-se, no desenvolvimento do poço, remover finos nas vizinhanças imediatas do filtro. Conforme explicação em questão anterior, a entrada de materiais finos na tubulação de sucção e na bomba é capaz de danificar esses equipamentos. Portanto, justifica-se a remoção de finos ao redor do filtro. Esse procedimento é denominado “desenvolvimento” do poço. Resposta: C



09 - (TCU/2009) No dimensionamento das adutoras, a vazão é condicionada, entre outros aspectos, pelo consumo de água da população e pela posição dos reservatórios em relação à adutora considerada. Utilizaremos esta questão para uma revisão teórica sobre adutoras. Denomina-se adução a parcela do sistema formada pelas tubulações utilizadas para a condução da água do manancial até a região de distribuição para a população. As adutoras podem ser de água bruta e de água tratada. A adutora de água bruta conduz a água desde a captação até a estação de tratamento de água (ETA). A adutora de água tratada transporta a água que sai da ETA e vai até o sistema de distribuição. Além disso, as adutoras podem ser por gravidade ou por recalque. A adução por gravidade (Figura 14a) ocorre em condutos livres, podendo ser abertos ou fechados. A água escoa em declive e sob pressão atmosférica. Há ainda a possibilidade de a adução por gravidade ocorrer sob pressão (Figura 14b), em condutos forçados (e fechados). A adução por recalque (Figura 14c) ocorre quando há a necessidade de se transportar água de uma cota inferior para uma superior, não sendo possível o escoamento ocorrer por simples gravidade. Nesse caso, utiliza-se bombeamento e condutos forçados. Muitas vezes são utilizadas adutoras mistas, que combinam trechos em recalque com outros por gravidade.

Figura 14 – Tipos de adutoras



Alguns aspectos sobre o projeto de uma adutora O dimensionamento pode ser realizado a partir das seguintes informações principais: (1) vazão, (2) comprimento do trecho, (3) material do tubo e (4) desnível. A vazão é calculada a partir da demanda hídrica de consumo, ajustada em decorrência do período de funcionamento das adutoras. Isso ocorre porque a demanda é diária, mas o funcionamento das estações elevatórias e da adução por recalque é interrompido durante os horários de pico no valor da energia. Em outras palavras, procura-se evitar o gasto de energia para o bombeamento de água concomitantemente ao gasto normal de energia nos chamados horários de pico do sistema elétrico (normalmente entre 18h e 21h, quando a demanda residencial é bastante concentrada devido ao uso de ar condicionado, chuveiros elétricos, TV etc.), pois o custo da energia maior justamente para desestimular o seu consumo.

Definida a vazão é possível chegar ao diâmetro a partir da fórmula de Hazen-Williams (avaliação da perda de carga). Caso se trate de escoamento livre, pode-se utilizar a equação de Manning (para avaliar os efeitos causados pela rugosidade dos canais). Quanto ao traçado das adutoras podem ser enumeradas algumas recomendações técnicas: • A adutora deverá ser implantada, de preferência em ruas e terrenos públicos (evitando-se gastos com desapropriações e indenizações); • Deve-se evitar traçado onde o terreno é rochoso, pantanoso e de outras características não adequadas (evitando-se cortes em rochas, mais onerosos, ou problemas para reforços nas fundações das obras hídricas); • Não se devem executar trechos de adução horizontal (ausência de diferença de potencial gravitacional); no caso do perfil de terreno horizontal, o conduto deve apresentar alternadamente, perfis ascendentes (declividade maior que 0,2%) e descendentes (declividade maior que 0,3%);



• Quando a inclinação do conduto for superior a 25%, há necessidade de se utilizar blocos de ancoragem para dar estabilidade ao conduto. A ancoragem destina-se a suportar o componente de esforços não equilibrados, oriundos da pressão interna no tubo. É prevista adução também em curvas, tês (derivações no formato “T”), extremidades ou outras peças.

Figura 15 – Ancoragem • São recomendados os traçados que apresentam trechos ascendentes longos com pequena declividade, seguido de trechos descendentes curtos, com maior declividade. Peças especiais Numa adutora por gravidade (em condutos forçados) são comuns as seguintes válvulas (ou registros): (i) de parada, (ii) de descarga, (iii) redutoras de pressão e (iv) ventosas. Numa adutora por recalque há também as válvulas de retenção e as “aliviadoras de pressão”. As válvulas de parada destinam-se a interromper o fluxo da água. Uma delas é colocada a montante e outras ao longo da linha, de forma a possibilitar o isolamento de um trecho. As válvulas de descarga são colocadas nos pontos baixos das adutoras para permitir o esgotamento da canalização. As válvulas redutoras de pressão funcionam (como indica a denominação) para permitir uma diminuição permanente de pressão interna na linha, evitando-se danos á estrutura da adutora (paredes dos tubos).



As ventosas são dispositivos colocados nos pontos altos das tubulações e destinam-se a permitir a expulsão de ar durante o enchimento e a entrada de ar quando a tubulação é esvaziada. As válvulas de retenção são instaladas no início da tubulação de recalque, como forma de vedar a bomba contra o retorno brusco da água durante a interrupção do funcionamento. As válvulas aliviadoras de pressão são dispositivos destinados a reduzir a pressão interna das tubulações quando elas sofrem a ação de golpes de aríete. São instaladas no início da tubulação de recalque. Materiais utilizados Os materiais mais utilizados em adutoras são: ferro fundido, aço, concreto e PVC; sendo os dois primeiros mais utilizados no caso de adutoras por recalque. Para a escolha do material ideal deve-se considerar, dentre outros aspectos: (i) a qualidade de água, (ii) as vazões conduzidas, (iii) a capacidade de vedação das juntas, (iv) resistência ao trincamento (fissuras), (v) a pressão da água e, principalmente, (vi) aspectos econômicos. A Tabela a seguir apresenta a comparação entre os vários materiais utilizados nas adutoras. Tabela 2 – Materiais utilizados em adutoras

Material Vantagens Desvantagens

Ferro fundido

- elevada resistência a pressões internas, a cargas externas; - moderada resistência a choques; - longa durabilidade; - facilidade de assentamento e conexão.

- envelhecimento provoca incrustações; - limitação do diâmetro comercial; - alto custo; - peso elevado.

Aço

- elevada resistência a pressões internas; - custo competitivo em grandes diâmetros, pois as chapas são soldadas em campo.

- baixa resistência à corrosão; - baixa resistência a cargas externas e a pressões internas negativas.



Concreto armado

- resiste a cargas externas elevadas; - peso elevado; - não resiste a pressões internas.

PVC

- longa durabilidade; - baixo custo; - facilidade de assentamento e conexão.

- média a baixa resistência à pressão interna; - moderada resistência a pressão externa; - baixa resistência a choques

Ensaios de pressão e vazamento Ao serem instaladas as adutoras serão submetidas a alguns testes de funcionamento. O ensaio de pressão é feito para pesquisar a existência de defeitos de construção. Dura aproximadamente uma hora e é realizado com a tubulação cheia e a uma pressão de valor aproximadamente 50% acima da pressão de trabalho. O ensaio de vazamento é realizado em seguida e objetiva avaliar a qualidade da construção, especialmente das juntas. Nesse caso a pressão de ensaio é a máxima pressão para a localidade. O vazamento deve ser inferior a um valor calculado pela seguinte equação:

3292

.. PDNV = , onde:

V = vazamento (L/h); N = número de juntas da tubulação ensaiada; D = diâmetro nominal da canalização (mm); P = pressão média de ensaio (kg/cm²). Voltando à questão, a vazão é indiscutivelmente um dos fatores utilizados para o dimensionamento de adutoras. Essa vazão será calculada a partir das demandas hídricas (consumo), ajustada em decorrência do período de funcionamento, considerando que o sistema de recalque (bombeamento da água) pode ser interrompido no período de maior custo da energia. Exemplificando: imagine que no sistema haja, nesta ordem: uma estação elevatória seguida de uma adutora logo a jusante. Como há um reservatório para



a “regularização” dessa vazão, pode-se restringir o bombeamento a poucas horas do dia em que a energia seja mais barata. Assim, a linha adutora recalcará uma vazão maior num período menor (por exemplo, só 16 horas por dia, ao invés de 24h), enchendo o reservatório. E esse reservatório fornecerá uma vazão constante para a adutora a jusante. No caso, o fato de haver um reservatório (função de regularização) no sistema possibilitaria à adutora trabalhar apenas parte do dia. Assim, a vazão bombeada seria maior. Apesar da questão citar o número de horas de funcionamento, entendemos que essa relação entre esse aspecto e a posição dos reservatórios não seria tão imediata na assertiva, o que geraria dúvidas no candidato sobre o que a questão estaria solicitando dele, mas o gabarito definitivo foi que a assertiva está correta. Resposta: C 10 - (SESPA/2004) Nos sistemas de abastecimento de água, o funcionamento sem interrupção do serviço depende de alguns itens de concepção das adutoras. Para tanto, as adutoras de conduto forçado devem possuir válvulas de descarga, para permitir o esvaziamento de trechos do conduto para limpeza da linha e manutenção e reparos. Conforme resposta da questão anterior, nos pontos baixos das tubulações, serão previstas estruturas de descarga. Resposta: C 11 - (CGU/2008) Adutoras são canalizações do sistema de abastecimento que conduzem a água para as unidades que precedem à rede de distribuição. Assinale a opção correta. a) As adutoras por recalque são aquelas que transportam a água de uma cota mais elevada para uma cota mais baixa. b) Para o cálculo da vazão de dimensionamento das adutoras, é necessário conhecer o horizonte de projeto, a vazão e o período de funcionamento da adução.



c) São recomendados os traçados que apresentem trechos ascendentes curtos com pequenas declividades, seguidos de trechos descendentes longos com maior declividade. d) Quando a inclinação do conduto for superior a 10%, há necessidade de se utilizar blocos de ancoragem para dar estabilidade ao conduto. e) Levando-se em conta os aspectos técnicos e econômicos, os limites máximos de velocidade nas adutoras variam entre 7 e 8 m/s. Analisando cada um dos itens da questão, à luz da revisão teórica apresentada acima: a) As adutoras por recalque são aquelas que transportam a água de uma cota mais elevada para uma cota mais baixa. É o contrário, adutoras por recalque transportam a água de uma cota mais baixa para uma cota mais elevada. b) Para o cálculo da vazão de dimensionamento das adutoras, é necessário conhecer o horizonte de projeto, a vazão e o período de funcionamento da adução. Exato, como vimos acima, estes são alguns dos parâmetros necessários para o dimensionamento de adutoras. c) São recomendados os traçados que apresentem trechos ascendentes curtos com pequenas declividades, seguidos de trechos descendentes longos com maior declividade. A recomendação da literatura é a de que os trechos em aclive devem ser longos e de pequenas declividades. Os trechos em declive devem ter grandes declividades e serem curtos. d) Quando a inclinação do conduto for superior a 10%, há necessidade de se utilizar blocos de ancoragem para dar estabilidade ao conduto.



Como apresentado acima, quando a inclinação do conduto for superior a 25%, há necessidade de se utilizar blocos de ancoragem para dar estabilidade ao conduto. e) Levando-se em conta os aspectos técnicos e econômicos, os limites máximos de velocidade nas adutoras variam entre 7 e 8 m/s. Segundo a literatura os limites máximos de velocidade nas adutoras não devem ser maiores que 2 m/s. Resposta: B 12 – (CGU/2008) As estações elevatórias são componentes essenciais dos sistemas de abastecimento de água, sendo utilizadas na captação, adução, tratamento e distribuição de água. Sobre esse componente, é correto afirmar que: a) de acordo com a instalação da bomba, as elevatórias se classificam em estações de poço afogado e de poço elevado. b) as estações pressurizadoras ou de reforço não dispõem de poço de sucção, pois são instaladas diretamente na adutora ou na rede principal de abastecimento de água. c) o poço de sucção deve ser projetado de modo que o centro do vórtice possibilite a variação rápida da pressão do rotor da bomba, evitando vibrações e cavitação. d) a entrada da tubulação de sucção deve ter cantos vivos para assegurar um escoamento mais uniforme, prevenir a separação do fluxo e reduzir as perdas de carga. e) a válvula de pé é um tipo de válvula de retenção instalada na extremidade da tubulação de sucção, em instalações de bombas afogadas. Utilizaremos esta questão para uma revisão sobre estações elevatórias, que são o conjunto de instalações (bombas e acessórios) que possibilitam a elevação da



carga piezométrica da água (pressão) transportada nos serviços de abastecimento público. Com isso, a água poderá ser conduzida a pontos mais distantes (ou mais elevados) das linhas que compõem o sistema de abastecimento. As estações elevatórias são utilizadas para captar água e recalcá-la a pontos distantes ou elevados, ou ainda para aumentar a capacidade de adução (vazões). O ideal é que as adutoras pudessem funcionar apenas por gravidade, já que os custos de implantação e manutenção são altos, além desse sistema ser vulnerável a falhas no fornecimento de energia necessária ao funcionamento das bombas elétricas. Todavia, isso não é possível em sistemas de grande porte. Uma estação elevatória típica é mostrada na Figura 16.

Figura 16 – Estação elevatória Os componentes típicos de uma estação elevatória são: - Poço de sucção: poço que reserva a água a ser recalcada. - Linha de sucção: canalizações e peças que vão do poço de sucção à entrada da bomba.



- Linha de recalque: canalizações e peças que vão da saída da bomba ao ponto de recalque. - Casas de bombas: edificação que abriga os conjuntos moto-bomba. - Motor de acionamento: equipamento encarregado do acionamento da bomba por meio do fornecimento de energia mecânica a ela. A fonte de energia do motor geralmente é elétrica. - Bomba: equipamento destinado a succionar a água retirando-a do reservatório de sucção e pressurizando-a através do rotor, que a impulsiona para o reservatório de recalque. As bombas classificam-se em (1) bombas volumétricas e (2) turbo-bombas:

• bombas volumétricas: utilizam a variação de volume no interior de uma câmara fechada para provocar a variação de pressão. Essa variação de volume é causada por movimentos rotativos ou alternativos. Assim, denominam-se bombas rotativas e bombas pistão;

• turbobombas: mais utilizadas atualmente, são dotadas de um rotor, que

se movimenta dentro de uma carcaça pela ação do motor. Esse movimento produzido no líquido gera energia cinética (de movimento) que se converterá em pressão. Pode haver mais de um rotor dentro da carcaça, o que aumenta a altura manométrica a ser alcançada. Essas bombas podem ser: (I) radiais ou centrífugas (Figura 17a - trajetória do fluxo se faz segundo um plano radial, normal ao eixo); (II) axiais (Figura 17b - trajetória de fluxo segundo a direção do eixo da bomba); e (III) mistas ou diagonais (Figura 17c - rotor tem fluxo diagonal).



Figura 17 – Bombas - Válvula de retenção: destina-se à proteção da bomba contra o retorno da água e à manutenção da coluna líquida por ocasião da parada do motor. Seu funcionamento se dá pela simples força da água, já que a válvula se abre em apenas uma direção. Quando o escoamento se dá no sentido correto, ela permanece aberta. Caso haja uma interrupção do escoamento da água e ela ameace retornar, a válvula volta com a força da água e se fecha, vedando o tubo. - Válvula ou registro: aparelho instalado após a válvula de retenção para possibilitar sua manutenção. O registro mais utilizado é o de gaveta. Ele pode ser utilizado para o controle da vazão.

- Válvula de pé com crivo: válvula de retenção instalada na extremidade inferior da tubulação de sucção, quando a bomba está acima do nível d’água do poço de sucção. Seu objetivo é impedir o retorno do líquido quando a bomba pára de funcionar. Com isso, a bomba e a tubulação estarão sempre cheias d’água (escorvadas). Caso contrário, a depressão criada na entrada da bomba pode não ser suficiente para recalcar o líquido e a bomba trabalhará vazia, sem realizar o recalque. O crivo (uma espécie de “malha” ou “peneira” que envolve a boca do tubo) tem a função de impedir a entrada de sólidos no interior da bomba. - Redução excêntrica: realiza a transição entre o diâmetro da tubulação de sucção (geralmente maior) e o diâmetro da bomba (geralmente menor). A excentricidade tem a função de evitar a formação de bolhas de ar na entrada da bomba. Considera-se sucção positiva caso o eixo da bomba esteja acima da tubulação de sucção (figura 18a). Do contrário, a sucção é negativa e nesse caso afirma-se que



a bomba trabalha afogada (figura 18b). É importante observar que nesse último caso, a bomba permanece cheia mesmo após a interrupção de seu funcionamento, já que se encontra abaixo do nível de água.

Figura 18 – Sucção positiva e negativa Importante destacar que em bombas afogadas torna-se desnecessária a utilização da válvula de pé. Por outro lado, deve ser previsto um registro de gaveta a fim de se dar manutenção à bomba. Parâmetros e termos hidráulicos de uma instalação de recalque Passemos a tratar que alguns aspectos conceituais relativos às instalações de recalque. Altura manométrica A altura manométrica representa a energia absorvida pelo líquido ao atravessar a bomba. Ou seja, a diferença entre a energia antes e depois da bomba. E qual será a energia que a bomba tem que nos fornecer? Aquela capaz de vencer o desnível geométrico, somadas às perdas de carga ocorridas naquele trecho. Digamos que temos dois reservatórios. Um rebaixado (1) e um elevado (2). A bomba deve ser capaz de aduzir água de 1 para 2. Assim, ela vai ter que fornecer a energia necessária para isso, que, nesse caso, será igual ao desnível



geométrico mais as perdas de carga ocorrida na tubulação que liga os dois reservatórios. Hm = Hg + ∆h1-2, onde: Hm = altura manométrica; Hg = altura geométrica; ∆h1-2 = perdas de carga entre os pontos 1 e 2. Potência e rendimento do conjunto elevatório A potência hidráulica, numa instalação de recalque, é o trabalho realizado sobre o líquido ao passar pela bomba em um segundo, podendo ser expressa pela equação: PH = γ . Q . Hm, onde: PH = potência hidráulica em W; γ = peso específico da água em N/m³ (grandeza constante da água); Q = vazão bombeada em m³/s; Hm = altura manométrica em m. Não é necessário decorar a fórmula, mas entender que, a partir dela, podemos calcular qual a potência necessária para recalcar uma vazão Q a uma altura manométrica Hm. Entretanto, a potência da bomba escolhida deve ser ainda maior do que esta, pois ocorrem perdas no seu interior (atrito entre as peças, gerando “ineficiências” no bombeamento e maior consumo de energia). Assim, adiciona-se um coeficiente “η” à equação (em seu denominador), como forma de representar o rendimento ou eficiência da bomba. Ou seja, a potência da bomba a ser escolhida (potência necessária) pode ser calculada por:

η

γ mB

HQP

..=

Cavitação



A cavitação é o fenômeno de formação de bolhas no líquido devido ao abaixamento da pressão. Quando a pressão abaixa ao nível da pressão de vapor, o líquido evapora da mesma forma que no aumento da temperatura. Essa vaporização gera bolhas que, caso haja implosão, promoverão choques de partículas (liberação de energia!), podendo danificar a parede interna da bomba. Por outro lado, essas bolhas podem também se expandir e, nesse caso, obstruir toda a passagem de líquido pela seção. Os principais inconvenientes da cavitação são barulho, vibração, danificação do material, entre outros. A partir da equação de Bernoulli pode-se obter um valor máximo para a altura de sucção “hs“ (distância vertical entre do eixo da bomba ao nível da água no poço de sucção), sendo que abaixo desse valor não haverá cavitação e acima dele ocorrerá o fenômeno. Assim, a avaliação das condições de cavitação pode ser realizada da comparação entre dois parâmetros: “NPSH disponível” x “NPSH requerido”. A sigla NPSH significa “Net Positive Suction Head”, cuja tradução literal para a língua portuguesa não expressa de forma clara o que significa na prática (algo como “altura positiva líquida de sucção” ou “altura de sucção absoluta”). O NPSH disponível representa a carga existente na instalação para permitir a sucção do fluxo. Ele varia em função da altura hs e da perda de carga na tubulação de sucção, sendo que quanto maiores forem esses valores, menor o NPSH disponível.

Já o NPSH requerido é interpretado como a carga energética que a bomba necessita para succionar o líquido sem cavitar. Esse valor é fornecido pelo fabricante da bomba e varia em função da velocidade (aumenta com o aumento da vazão).

Se o NPSH requerido é igual ou superior ao NPSH disponível na instalação, conclui-se que deve haver cavitação na bomba. Curvas características das bombas



As bombas são projetadas para trabalhar com vazões e alturas manométricas específicas, previamente estabelecidas. Para nos explicarmos melhor apresentamos um exemplo. O engenheiro precisa comprar uma bomba para recalcar a água da ETA para um reservatório, localizado no ponto alto da cidade. Ele deverá determinar: - a vazão de projeto (vazão de abastecimento); e - a altura manométrica (dada pela soma do desnível geométrico e as perdas de

carga). Com essas duas informações, o fabricante fornecerá a bomba mais apropriada. Mas a bomba não é capaz de operar apenas uma vazão e alcançar apenas determinado valor de altura manométrica. Na realidade, ela pode operar várias combinações de valores (de Q e Hm), que formam uma faixa de operação.

Figura 19 – Curva Característica de uma bomba Além desses dados, é necessário obter informações sobre a potência, o rendimento e o desenvolvimento do NPSH com a vazão recalcada. As curvas formadas pela combinação de “Hm x Q” e “PB x Q” são as “curvas características” da bomba. Há também as curvas características do sistema como um todo. Elas serão obtidas por meio de pares de valores de altura manométrica e vazão do sistema adutor. Para traçar essa curva temos que lembrar a definição de altura manométrica e da equação de Hazen-Williams para a perda de carga:



87,4

85,1

85,1

64,10

D

Q

CJ = , onde:

J = perda de carga unitária (m/m); C = coeficiente de perda de carga, depende do material de construção da adutora; Q = vazão (m³/s); D = diâmetro da tubulação (m). A perda de carga total na adutora é obtida por meio do produto entre a perda de carga unitária “J” e o comprimento da tubulação “L”. Dessa forma, temos o seguinte “roteiro”: 1 – Primeiro define-se a altura geométrica total; 2 – Depois por meio da equação de Hazen-Williams é possível estabelecer uma série de valores de vazão e perda de carga total (isso porque o diâmetro “D” e o material “C” já estarão estabelecidos); portanto, para cada valor de “Q” haverá um valor de “J” calculado, que multiplicado pelo comprimento “L” nos fornecerá a perda de carga total correspondente. 3 – Somando-se a perda de carga (∆h) e a altura geométrica total (Hg) calculada, é possível encontrar o valor da altura manométrica “Hm”. 3 – Com vários pares de valores de “Q” e “Hm” estabelece-se a curva do sistema. Através do ponto de intersecção entre a curva do sistema e a curva da bomba, encontra-se o ponto de trabalho da bomba.



Figura 20 – Curva da Bomba (CB) e curva do sistema (CS) Analisando cada um dos itens da questão: a) de acordo com a instalação da bomba, as elevatórias se classificam em estações de poço afogado e de poço elevado. Aqui o examinador tentou confundir o aluno, pois a bomba pode estar afogada (sucção negativa) ou elevada (sucção positiva), mas isso não interfere na classificação das elevatórias. b) as estações pressurizadoras ou de reforço não dispõem de poço de sucção, pois são instaladas diretamente na adutora ou na rede principal de abastecimento de água. As elevatórias possuem poço seco e poço de sucção. No caso das estações pressurizadas, há o poço de sucção, pois elas são instaladas na rede para reforçar a pressão já existente na adutora. c) o poço de sucção deve ser projetado de modo que o centro do vórtice possibilite a variação rápida da pressão do rotor da bomba, evitando vibrações e cavitação. Exato, o poço de sucção deve realmente ser projetado para evitar vibrações e a cavitação na bomba.



d) a entrada da tubulação de sucção deve ter cantos vivos para assegurar um escoamento mais uniforme, prevenir a separação do fluxo e reduzir as perdas de carga. A entrada da tubulação de sucção deve ter cantos arredondados, para assegurar um escoamento mais uniforme, prevenir a separação do fluxo (evitando entradas de ar indesejadas) e reduzir as perdas de carga. e) a válvula de pé é um tipo de válvula de retenção instalada na extremidade da tubulação de sucção, em instalações de bombas afogadas. A válvula de pé, como vimos acima, é uma válvula de retenção instalada na extremidade inferior da tubulação de sucção, quando a bomba está acima do nível d’água do poço de sucção. Seu objetivo é impedir o retorno do líquido quando a bomba pára de funcionar. Com isso, a bomba e a tubulação estarão sempre cheias d’água (escorvadas). Caso contrário, a depressão criada na entrada da bomba pode não ser suficiente para recalcar o líquido e a bomba trabalhará vazia, sem realizar o recalque. Em bombas afogadas não há necessidade de válvula de pé. Resposta: C 13 - (PF/2004) Em uma instalação de bombeamento, o NPSH disponível deve ser maior ou igual ao NPSH requerido. Caso contrário, ocorrerá cavitação em decorrência de uma sucção deficiente. Como vimos na resposta da questão anterior, a assertiva está correta. Resposta: C 14 - (MPOG/2008) Nas estações de tratamento de água, a limpeza de filtros rápidos com emprego de fluxo de água só é possível se o sistema empregar filtração descendente.



Utilizaremos esta questão para realizar uma revisão teórica sobre tratamento de águas de abastecimento, que é o conjunto de ações destinadas a alterar as características físicas, químicas e biológicas da água, de modo a satisfazer o “Padrão de Potabilidade” estabelecido nos normativos. O tratamento coletivo para abastecimento público é efetuado em uma Estação de Tratamento de Água (ETA), conforme já mencionamos. O tratamento de água pode ser parcial ou completo e dependerá do uso a ser dado à água e de uma análise prévia de sua qualidade antes de chegar à estação (no manancial escolhido). O tratamento deve ser adequado às necessidades, pois custa muito caro. Assim, nem sempre a melhor alternativa é escolher o processo mais completo. Uma água captada em manancial de boa qualidade, não pode ter a mesma alternativa de tratamento do que outra captada em um rio poluído. Por exemplo, a Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde prevê que água proveniente de mananciais subterrâneos deve sofrer apenas desinfecção, enquanto mananciais superficiais exigem também filtração. O mesmo ocorre entre duas águas cujo tipo de consumo seja distinto (consumo doméstico e industrial, por exemplo). O tratamento de água de mananciais superficiais passa pelas seguintes etapas principais: - clarificação: com o objetivo de remover sólidos presentes na água, reduzindo a sua turbidez (deixando a água “menos turva”, ou seja, mais transparente); - desinfecção: para eliminação de microorganismos responsáveis pela transmissão de doenças; - fluoretação: adição de flúor para prevenção da cárie dentária, segundo a Portaria do Ministério da Saúde que exige esse procedimento; - controle da corrosão: empregado baseado na preocupação econômica de se preservar a integridade das tubulações e outras instalações. Em função das substâncias presentes na água, entretanto, outros processos podem ser previstos. Assim, caso o manancial apresente determinados componentes orgânicos ou inorgânicos, alguns procedimentos de operação



complexa e de alto custo deverão ser implantados. Evidentemente, sai mais barata a proteção do manancial e sua bacia de contribuição.

Figura 21 – Estação de tratamento

A figura acima dá uma idéia das etapas do tratamento de água. Sugerimos que após lerem os demais tópicos abaixo sobre o tratamento de água, voltem a essa figura para identificar cada etapa e ajudar na fixação do conteúdo. Clarificação A clarificação constitui-se no conjunto de operações destinadas à remoção de sólidos, reduzindo-se o parâmetro turbidez aos padrões vigentes. Durante a clarificação ocorrem as seguintes operações: (i) coagulação, (ii) floculação, (iii) sedimentação e (iv) filtração. Coagulação A coagulação (mistura rápida) consiste na adição de produto (coagulante) à água a fim de desestabilizar os colóides (partículas sólidas minúsculas), permitindo que



posteriormente eles venham a se aglutinar, formando flocos. Os coagulantes mais comuns são o sulfato de alumínio, o cloreto férrico, o sulfato ferroso clorado, o sulfato férrico e o cloreto de polialumínio. São utilizadas unidades de mistura rápida a fim de se dispersar o coagulante na água bruta. Os parâmetros de projeto dessas unidades são o tempo de detenção (tempo que a água permanecerá na unidade) e o gradiente de velocidade (relacionado à intensidade da agitação necessária para garantir a adequada dispersão do coagulante na água). Essas unidades de mistura rápida podem ser hidráulicas (um vertedouro ou calha parshall, por exemplo) ou mecânicas. Embora a alternativa hidráulica seja mais barata, a adoção de agitação mecânica permite o controle dos gradientes de velocidades para ajustá-los às características instantâneas da água bruta. A calha Parshall é um dispositivo para medição de vazão em canais abertos e compõe-se de três partes: uma seção convergente, uma seção estrangulada (“throat section”) e uma seção divergente. No trecho imediatamente a jusante da seção contraída ocorre o ressalto hidráulico (sobrelevação do nível de jusante). Nesse local aplica-se o produto químico e ocorre uma grande agitação no escoamento, promovendo o contato entre a água e o coagulante. A vazão é estimada a partir da medição do nível d’ água. A NBR 12216 (1992) recomenda que a determinação das condições ideais de mistura rápida como gradiente de velocidade, tempo de mistura e concentração de coagulante devem ser determinadas preferencialmente através de ensaios de laboratório (denominados “Jar Test”, ou “testes de jarro”, capazes de estimar as dosagens dos produtos químicos). Floculação Também conhecida como “mistura lenta”, é a fase seguinte à coagulação. Consiste na introdução de energia ao sistema, favorecendo o contato entre os colóides desestabilizados, de forma a permitir sua aglutinação. Aglutinados, os colóides passam a ter um maior peso, o que favorecerá a sedimentação nos decantadores. Por outro lado, flocos maiores também facilitam a filtração, caso seja essa a estrutura seguinte na sequência do sistema de tratamento. Assim como a mistura rápida, a floculação pode se dar de forma hidráulica ou mecânica. A alternativa hidráulica é realizada por meio da construção de



“chicanas” (paredes delgadas inseridas como obstáculos ao escoamento, conforme figura abaixo).

Figura 22 – Chicanas (vertical ou horizontal) Decantação e Flotação A decantação (sedimentação) é metodologia antiga no tratamento da água e consiste na construção de um tanque de sedimentação (decantador), que visa à separação dos sólidos da água, pela ação da gravidade sobre os primeiros. O resultado é a clarificação do “sobrenadante” (camada superficial). A sedimentação que ocorre sem as fases de coagulação e floculação (sedimentação plena) é aplicável em pequenas comunidades, já que ocorre a economia decorrente da inexistência dos custos de produtos químicos, floculadores e estruturas de mistura rápida. Por outro lado, são necessárias grandes áreas para que ocorra a decantação desejada. Em processos em que haja coagulação e floculação, são requeridas menores áreas. Isto ocorre devido à ação dessas fases, favorecendo a sedimentação. Em alguns casos, as etapas de coagulação e floculação da água bruta conduzem à formação de flocos com baixa velocidade de sedimentação. Nesse caso, são necessárias grandes áreas para a decantação. Adota-se, em alternativa aos decantadores, os chamados flotadores, os quais funcionam de maneira contraposta à dos decantadores. Nos flotadores, há a geração de microbolhas que aderem aos flocos e os carregam para a superfície, de onde são removidos, restando o líquido clarificado daquele ponto para baixo. As unidades de flotação exigem (i) operadores mais qualificados, (ii) equipamentos mais sofisticados e (iii) maior consumo de energia elétrica, em comparação com as unidades de decantação. Mas apresentam como vantagens o fato de (i) serem estruturas mais compactas, (ii) a formação de lodo com menos sólidos e (iii) um menor consumo de coagulante.



Filtração Denomina-se filtração a passagem da água através de um leito de material granular (normalmente um leito de areia ou “antracito”, uma variação do carvão mineral, mais pura em teor de carbono), visando à retenção dos sólidos finos não sedimentados na fase anterior. A filtração pode ser classificada, em função do sentido do fluxo, em: (i) ascendente e (ii) descentente. Em função da velocidade de filtração, podemos classificar os sistemas em (i) rápidos ou (ii) lentos. A filtração é denominada de barreira sanitária do tratamento. Essa fase é indispensável para a remoção de organismos patogênicos e para o atendimento aos padrões de turbidez da água. Em alguns casos, podem ser dispensadas algumas fases da clarificação, o que não ocorre com a filtração, fase essencial do tratamento. Passa-se a detalhar alguns aspectos concernentes à filtração.

A filtração lenta é um processo bastante simples, no aspecto operacional, e apresenta fase preliminar em um pré-filtro. Como as taxas de filtração são pequenas, sua adoção para tratamentos de vazões elevadas demanda áreas muito grandes. É uma alternativa recomendável para pequenas localidades, por exemplo, em que não há mão-de-obra especializada disponível. Entretanto, não é muito utilizada no Brasil.

A filtração rápida surgiu da necessidade de serem filtradas maiores vazões. Nesse tipo de processo, há outras fases de clarificação antecedendo a filtração, o que permite o aproveitamento de mananciais menos protegidos e mais próximos ao centro de consumo. Esses filtros exigem mão-de-obra mais qualificada do que os de filtração lenta. Apresenta duas variantes de acordo com o sentido do fluxo: ascendente ou descendente.

Na filtração de fluxo descendente a água percorre o filtro de cima a baixo e do material mais fino para o mais grosso. A lavagem é realizada no sentido contrário do fluxo (ou seja, de baixo para cima) com uma vazão adequada para assegurar uma expansão adequada para o meio filtrante (entre 30% e 50%). No fluxo ascendente a água atravessa o filtro de baixo para cima e encontra as camadas filtrantes da mais grossa para a mais fina. Esse filtro dispensa as fases de floculação e decantação, sendo aplicado um coagulante minutos antes da



filtração. A lavagem é realizada com uso de água e desinfetante e ocorre no mesmo sentido da filtração.

Desinfecção

A desinfecção da água filtrada nas ETAs tem caráter corretivo e preventivo. No primeiro aspecto, eliminam-se os organismos patogênicos ainda remanescentes da água filtrada (bactérias, protozoárioas, vírus e algas). No segundo aspecto, mantêm-se um montante residual do desinfetante na água, visando a prever eventuais contaminações na rede de distribuição.

Segundo a Portaria 518/2004, do Ministério da Saúde temos o seguinte:

“Art. 13. Após a desinfecção, a água deve conter um teor mínimo de cloro

residual livre de 0,5 mg/L, sendo obrigatória a manutenção de, no mínimo,

0,2 mg/L em qualquer ponto da rede de distribuição, recomendando-se que a

cloração seja realizada em pH inferior a 8,0 e tempo de contato mínimo de 30

minutos.

Parágrafo único. Admite-se a utilização de outro agente desinfetante ou outra

condição de operação do processo de desinfecção, desde que fique demonstrado

pelo responsável pelo sistema de tratamento uma eficiência de inativação

microbiológica equivalente à obtida com a condição definida neste artigo.” (grifos nossos)

Entre os fatores que influem na eficiência da desinfecção, e consequentemente no tipo de tratamento a ser empregado, estão: (a) tipo, concentração e dispersão do contaminante; (b) tipo e concentração do desinfetante; (c) tempo de contato; (d) características químicas e físicas da água.

O calor e a radiação ultravioleta são agentes físicos utilizados na desinfecção. Dentre os agentes químicos, pode-se listar:

- oxidantes: cloro, bromo, iodo, ozônio, pergamanganato de potássio e peróxido de hidrogênio;



- íons metálicos: prata e cobre.

O cloro em sua forma gasosa (como hipoclorito de cálcio ou hipoclorito de sódio) é o produto mais utilizado na desinfecção de água nas ETAs. Entretanto, foi observada a formação de THM (substância cancerígena) em águas de abastecimento cloradas. Assim, passou-se a dar mais atenção a desinfetantes alternativos, entre eles o ozônio e o dióxido de cloro, em substituição ao cloro gasoso.

Fluoretação

A utilidade do emprego de flúor em águas de abastecimento é bastante controversa entre especialistas. Entretanto, normalmente, prevê-se a adição de flúor na forma de ácido fluorsilícico ou de fluorsilicato de sódio para agir preventivamente contra a decomposição do esmalte dos dentes.

Estabilização química

Além de atender aos padrões quanto ao consumo humano, a água não pode apresentar-se como corrosiva ou incrustante e acarretar danos à tubulação. A incrustação do tubo (devido a pHs altos) causa redução de sua área útil e aumento da perda de carga. Já a corrosão (devido a pHs baixos) demanda manutenções constantes devido ao desgaste da tubulação.

Pode-se prever a limpeza periódica dos tubos, o que geralmente aumenta consideravelmente os custos de manutenção do sistema. Assim, o processo de estabilização química visa a evitar a corrosão e incrustação das tubulações por meio do controle do pH da água.

Outros processos e operações unitárias Muitas vezes, a remoção de substâncias orgânicas e inorgânicas da água requer o emprego de técnicas específicas. A seguir são detalhadas outras operações.



Oxidação A oxidação e a elevação do pH são comumente utilizadas na remoção de metais solúveis na água, com vistas à formação do precipitado dos metais (“precipitado” = sólido formado na reação química). Assim, a formação do precipitado ocorre devido à reação química entre a substância componente do metal e o oxidante. Os metais mais citados pela literatura são o ferro e manganês, associados ao bicarbonato e ao sulfato, respectivamente. Como essas substâncias são encontradas solúveis na ausência de OD, é necessária a formação de precipitado (sólido) a fim de que sejam retiradas da água. Utilizando-se oxidantes, a formação do precipitado do ferro ocorre em pHs maiores do que 6,5 e do precipitado de manganês, em pHs maiores do que 8. Muitas vezes, dependendo da concentração do contaminante e do pH da água, a própria aeração pode ser eficiente para reduzir a concentração de ferro e manganês. Adsorção de contaminantes Apesar de muitas vezes eficiente, a oxidação pode gerar subprodutos nocivos à saúde. Então, avaliam-se outras soluções para o problema. A adsorção de contaminantes consiste na utilização de substâncias que provoquem interações físicas ou químicas entre a substância adsorvida (no caso, um contaminante) e o adsorvente (normalmente, carvão ativado), em que a primeira se adere ao segundo. Para atender essa finalidade, a adsorção em carvão ativado em pó (CAP) ou carvão ativado granular (CAG) são atualmente as técnicas mais utilizadas para reduzir a concentração de compostos orgânicos. Comparando-se os dois, pode-se afirmar que o CAP compõe-se de partículas menores e requer um investimento também menor. Mas, apresenta como desvantagens a remoção baixa de compostos orgânicos voláteis e a geração de mais lodo (subproduto do tratamento a ser eliminado). O carvão ativado é bastante relacionado pela literatura técnica com a retirada de odor e sabor da água. A absorção é um fenômeno em que uma substância permeia o volume de outra (por exemplo, uma esponja absorve água), enquanto a adsorção é um fenômeno



de superfície. A adsorção química (também chamada quimissorção) é importante em inúmeras situações no dia-a-dia (por exemplo, em filtros de carvão ativado, como comentamos) e na indústria (por exemplo, em catalisadores). Linhas de tratamento As linhas de tratamento consistem na combinação entre as unidades de um sistema de tratamento de água. Assim, essas linhas podem ter apenas algumas ou várias etapas de tratamento. A escolha de determinada linha de tratamento deve considerar o porte da comunidade abastecida, as características da água bruta, a disponibilidade de pessoal qualificado e vantagens/desvantagens dos diversos processos. Além disso, cabe ressaltar que as unidades são dispostas sequencialmente. Isso implica em que o desempenho de uma unidade a montante afeta o funcionamento de todas aquelas que estão a jusante. Quando todas as fases da clarificação forem previstas, além da desinfecção, o tratamento da água é denominado clássico ou convencional. Há ainda as linhas de tratamento denominadas filtração direta (coagulação + filtração rápida + desinfecção) e filtração lenta (filtração lenta + desinfecção). Voltando a questão, a limpeza é efetuada tanto na filtração descendente quanto na filtração ascendente. Nesta a lavagem ocorre no sentido da filtração, naquela, no sentido contrário. Resposta: E 15 - (MPOG/2008) O sulfato de alumínio é um coagulante usualmente empregado no tratamento de água por filtração lenta. O sulfato de alumínio, assim como o cloreto férrico, o sulfato ferroso clorado, entre outros, são coagulantes usualmente utilizados na coagulação (processo de tratamento por mistura rápida), que consiste na adição de produto (coagulante) à água a fim de desestabilizar os colóides (partículas sólidas minúsculas), permitindo que posteriormente eles venham a se aglutinar, formando flocos, não no tratamento por mistura lenta.



Resposta: E 16 - (PMRB/2007) A unidade de tratamento de água só é necessária para águas superficiais. Por estarem mais protegidas, as águas subterrâneas apresentam, em regra, uma melhor qualidade, o que permite um tratamento mais simplificado, muitas vezes, restrito à desinfecção. Mas é um erro dizer que “só” é necessário o tratamento em águas superficiais, o que é o mesmo que dizer que não deverá existir qualquer tipo de tratamento em captações subterrâneas. Resposta: E 17 - (DESO/2004) Após a desinfecção com cloro, a recomendação geral é de que a água deve conter um teor mínimo de cloro residual livre de 0,5 mg/L, sendo obrigatória a manutenção de, no mínimo, 0,2 mg/L de cloro em qualquer ponto da rede de distribuição. Logo após a desinfecção o valor é 0,5 mg/L. Em qualquer ponto da rede de distribuição, como deve ser maior que 0,2 mg/L. É a função preventiva da desinfecção. Resposta: C 18 - (PMV-ES/2007) A desinfecção da água tem caráter corretivo e preventivo. A desinfecção tem caráter corretivo (relativo à última fase de preparação da água, antes bruta) e preventivo (ao deixar parcela um valor residual na água). Resposta: C 19 – (CGU/2008) Rede de distribuição de água é a parte do sistema de abastecimento formada de tubulações e órgãos acessórios, destinados a colocar água potável à disposição dos consumidores, de forma contínua,



em quantidade, qualidade e pressão adequada. Sobre as redes de distribuição, assinale a opção verdadeira. a) A rede de distribuição ramificada é constituída por tubulações principais que formam anéis ou blocos e garantem o abastecimento por mais de um caminho. b) A verificação da capacidade máxima da rede existente consiste em determinar as vazões nos trechos e as cotas piezométricas nos nós, com condicionamentos nas velocidades e pressões, podendo assumir várias soluções. c) Para o dimensionamento da rede, são importantes a pressão dinâmica máxima e a pressão estática mínima, referidas ao NA máximo e NA mínimo, do reservatório de distribuição de água, respectivamente. d) Os principais equipamentos acessórios das redes de distribuição são as válvulas de manobra, de descarga e reguladoras de pressão, as ventosas, os hidrantes e as conexões. e) As velocidades altas nas redes reduzem o diâmetro da tubulação, diminuindo o custo de aquisição e assentamento, mas causam aumento de perda de carga, ruídos e aumentam o custo de manutenção. Nesta questão cabe uma revisão teórica sobre os sistemas de distribuição, que é o conjunto formado pela rede de distribuição, reservatórios de distribuição e estações elevatórias que recebem água de reservatórios de distribuição. Redes de distribuição As redes de distribuição são o conjunto de tubulações e partes acessórias destinadas a distribuir água de abastecimento público aos consumidores. São constituídas pelos tubos instalados ao longo das vias públicas e são responsáveis por realizar o transporte da água entre o sistema de adução e os pontos de consumo (edifícios, indústrias, parques etc.). Segundo a Portaria 518/2004, do Ministério da Saúde, em todos os momentos e em toda sua extensão, a rede de distribuição de água deve ser operada com pressão superior à atmosférica. Do contrário, caso a pressão do interior tubo seja



inferior a do seu exterior (atmosférica), pode ocorrer uma migração de contaminantes para dentro da tubulação, afetando a qualidade da água que nela transita. Esses condutos de distribuição de água podem ser segmentados em principais e secundários. Os primeiros são aqueles de maior diâmetro, que recolhem a água e alimentam os condutos secundários. Esses últimos são aqueles que chegam diretamente às nossas casas. Há ainda a classificação da rede com base na sua geometria, que a divide em: (1) ramificada e (2) malhada.

Figura 23 – Redes ramificadas e malhadas A rede ramificada (Figura 24) é típica de áreas pequenas e caracteriza-se pela ligação de vários tubos a um principal. Neles a água escoa em apenas um sentido. Como inconveniente dessa opção técnica, aponta-se a dependência do sistema a esse conduto principal, em que uma interrupção do escoamento neste último paralisa fornecimento em toda rede. Como forma de dimensionamento dessas redes considera-se que a vazão total do sistema seja distribuída uniformemente ao longo das canalizações, de acordo com seu comprimento (conceito de “vazão em marcha”). As redes ramificadas são da forma espinha de peixe ou grelha.



Figura 24 – Redes ramificadas Na rede malhada (Figura 25) um acidente na rede não causa prejuízos relevantes, já que há outros caminhos para a circulação da água. Nesse tipo de rede, considera-se que os pontos de consumo estejam localizados nos “nós” (pontos de conexões de onde partem algumas tubulações ou se encontram/conectam outras). Assim, entre dois nós a vazão é constante, diferentemente do que ocorre na rede ramificada. O cálculo da rede é realizado por meio do método Hardy-Cross, baseado no princípio da continuidade (em cada nó, o total de vazões que chega é igual ao total que sai) e no princípio da conservação de energia (a soma das perdas de carga nos condutos que formam o anel é igual a zero). Para isso o dimensionamento da rede é feito em circuitos, considerando-se, por exemplo, o sentido horário como positivo (para os valores da perda de carga) e o sentido contrário (anti-horário) como negativo. Deve-se destacar que na rede malhada a água escoa ora num sentido, ora noutro.

Figura 25 – Redes malhadas Sob as vias públicas, existem tubulações de água, drenagem urbana e esgotamento sanitário. Esses condutos devem ser cobertos por uma camada de terra, de forma a absorver o impacto do trânsito de automóveis. Visando evitar a contaminação, recomenda-se que a rede de água situe-se a uma distância mínima da rede de esgoto (por exemplo, a rede de água de um lado da rua e a



de esgoto de outro lado). Ademais, a rede de esgoto deve estar em cota abaixo da rede de água. Os materiais de construção utilizados nas redes de distribuição são escolhidos de acordo com critérios como (i) vazão, (ii) diâmetro, (iii) pressão e (iv) custo; sendo mais utilizados o PVC e o ferro fundido. Na construção, atenção especial deve ser dada à estanqueidade da tubulação, visto que uma falha nesse aspecto pode causar tanto a perda de água, quanto a sua contaminação. Uma preocupação relevante concerne ao resguardo da qualidade da água. Aliás, é ainda mais grave a contaminação numa rede de distribuição, visto que a água transportada passou por um sistema de tratamento. Assim, deve-se projetar a rede de forma a se manter uma pressão mínima interna, já que as juntas tendem a não resistir às pressões de fora para dentro (subpressões). Uma causa frequente de contaminação, por exemplo, ocorre devido à interrupção do abastecimento, em que não há água na rede (a pouca que existe é consumida durante o período de interrupção) e a pressão interna diminui consideravelmente. Portanto, é importante o controle da pressão na rede de distribuição. Recomenda-se uma pressão estática máxima de 500 kPa (ou 50 metros de coluna d’água) na rede de distribuição. A pressão dinâmica mínima recomendada é de 100 kPa (ou 10 metros de coluna d’água). Reservatório de distribuição O reservatório de distribuição é o elemento do sistema de distribuição da água destinado a (1) regularizar as diferenças entre o abastecimento e o consumo, que se verificam em um dia (reserva de equilíbrio); (2) promover condições de abastecimento contínuo durante períodos curtos de paralisação do abastecimento (reservas para emergência) e (3) condicionar as pressões disponíveis nas redes de distribuição. Eles podem ser posicionados de forma a suprir aos horários de maior consumo e a diminuir os custos com distribuição. Ademais, os reservatórios também têm a função de manter reserva para combate a incêndios (atendimento a emergências), conforme já comentamos. Normalmente, os reservatórios situam-se a montante da rede, mas, em alguns casos, adotam-se também os reservatórios de jusante (destinados a receber a



sobra do suprimento, para depois abastecer a demanda no momento de maior consumo). Os reservatórios podem ser (i) simplesmente apoiados no chão, (ii) enterrados no terreno ou (iii) elevados. Quanto aos materiais de construção, utiliza-se alvenaria, aço, fibra de vidro, madeira etc. Mas o material mais utilizado ainda é o concreto armado, pela facilidade com que pode ser moldado a formas que objetivem uma adequada distribuição de pressões hidrostáticas. Aspecto relevante a ser comentado sobre o funcionamento dos reservatórios de distribuição é a proteção contra a formação de “vórtices”. Esses vórtices são redemoinhos formados na tubulação de entrada, que introduzem ar na tubulação e podem causar problemas nas adutoras e nas bombas (caso existam no sistema). O procedimento mais simples para se evitar esse fenômeno consiste na “submergência mínima” na saída de água do reservatório (objetivando um “afogamento” da saída). Para isso, as recomendações existentes indicam que a altura da lâmina d’água mínima sobre a tubulação de saída será variável em função do diâmetro, outras associam também à velocidade do escoamento (a Eletrobrás recomenda em tomadas d’ água de usinas hidrelétricas a submergência mínima de 1 metro, por exemplo). Voltando à questão, analisaremos cada um dos itens. a) A rede de distribuição ramificada é constituída por tubulações principais que formam anéis ou blocos e garantem o abastecimento por mais de um caminho. Definição de rede malhada, como estudamos acima. b) A verificação da capacidade máxima da rede existente consiste em determinar as vazões nos trechos e as cotas piezométricas nos nós, com condicionamentos nas velocidades e pressões, podendo assumir várias soluções.

Uma das formas de dimensionamento de redes em malhas é pelo Método de Hardy-Cross, que pode auxiliar na verificação da capacidade máxima da rede existente. Essa verificação deve considerar as vazões nos trechos, nos nós e as pressões na rede, mas não podem assumir várias soluções, pois a capacidade máxima da rede é apenas uma.



c) Para o dimensionamento da rede, são importantes a pressão dinâmica máxima e a pressão estática mínima, referidas ao NA máximo e NA mínimo, do reservatório de distribuição de água, respectivamente. É o contrário, para o dimensionamento da rede, são importantes a pressão dinâmica mínima (referida ao NA mínimo, além de outros parâmetros) e a pressão estática máxima (referida ao NA máximo). d) Os principais equipamentos acessórios das redes de distribuição são as válvulas de manobra, de descarga e reguladoras de pressão, as ventosas, os hidrantes e as conexões. Os principais equipamentos acessórios das redes de distribuição são: a) Válvulas (registros) de manobra e de descarga Quando três ou mais trechos de tubulações se interligarem em um ponto, deverá ser prevista uma válvula para fechamento de cada trecho; Nos condutos secundários deverá ser prevista uma válvula junto ao ponto de ligação a condutos principais; Salvo motivo devidamente justificado, deverão ser previstas válvulas de descarga nos pontos baixos da rede; Todas as válvulas serão instaladas em caixas de proteção, conforme modelo e dimensões adequadas e definidas de comum acordo com o contratante. b) Hidrantes Deverão ser previstos hidrantes nas tubulações principais, separados se uma distância máxima de 500 m. c) Conexões Deverão ser indicadas todas as conexões necessárias ao perfeito funcionamento da rede, em cada nó, detalhada de forma a ficar claro seu tipo e forma de especificação e execução da rede, de acordo com os catálogos dos fabricantes. d) Ramal predial



Deverá ser definido em comum acordo com o órgão contratante do projeto, o modelo padrão da ligação predial a ser adotado, para efeito de especificação e estimativa de custos incluindo o micromedidor (hidrômetro). e) Ventosas Instaladas nos pontos altos da tubulação, para retirada de ar. Essa questão foi objeto de muitos recursos, este item poderia ter sido considerado correto, assim com o próximo, uma vez que algumas redes de distribuição também possuem válvulas redutoras de pressão e válvulas sustentadoras de pressão. Porém a banca considerou que válvula redura de pressão não figura entre os principais equipamentos acessórios das redes de distribuição. e) As velocidades altas nas redes reduzem o diâmetro da tubulação, diminuindo o custo de aquisição e assentamento, mas causam aumento de perda de carga, ruídos e aumentam o custo de manutenção. Descrição exata de alguns dos efeitos indesejados gerados pelas velocidades altas nas redes de distribuição e em quaisquer tubulações. Resposta: E 20 - (DESO/2004) Em uma rede de distribuição, os condutos principais são as canalizações de maior diâmetro, responsáveis pela alimentação dos condutos secundários da rede.

Definição exata para os condutos principais. E eles possuem maior diâmetro para conduzir vazões que serão posteriormente “distribuídas” (divididas, parceladas) entre condutos secundários, naturalmente de menores diâmetros. Caso tenhamos um conduto principal alimentando condutos secundários de igual diâmetro poderíamos afirmar: (1) ou o conduto principal está subdimensionado para atender aos condutos secundários, ou (2) os condutos secundários estão superdimensionados, ou seja, com capacidade ociosa, um fator antieconômico que deve ser evitado.



Resposta: C 21 - (ANTAQ/2005) Para o dimensionamento da vazão na rede de distribuição, devem ser considerados os coeficientes do dia e da hora de maior consumo. São utilizados coeficientes do dia (k1) e da hora (k2) de maior consumo para o cálculo de rede de distribuição. Já para o restante do sistema adota-se apenas o coeficiente do dia de maior consumo. Resposta: C 22 - (MPOG/2008) Na determinação do parâmetro consumo per capita a partir da leitura dos hidrômetros das ligações prediais, não devem ser consideradas as perdas de água do sistema de abastecimento. As perdas devem ser consideradas para a estimativa da demanda hídrica, mas a questão especifica que a determinação do consumo per capita seria feito diretamente nas residências. Ou seja, após a rede de distribuição. Assim, o grande volume de perdas (na adução e distribuição) já teria ocorrido e o valor encontrado corresponderia ao consumo efetivo da população. Mas o valor de consumo per capita será utilizado para projetar estruturas a montante das perdas nessas etapas, como adutoras, ETA etc. Portanto, nesse consumo deverá ser considerado um percentual de perdas. Por outro lado, caso a estimativa do consumo per capita tivesse ocorrido da saída da captação, as perdas já estariam incluídas no valor encontrado. Resposta: E 23 - (MPOG/2008) Para os estudos demográficos, o método dos componentes demográficos leva em conta somente o crescimento vegetativo no período.



O erro é que esse método leva em conta também a migração e seus efeitos. O método das componentes demográficas realiza a projeção populacional em duas etapas. Na primeira, considera a população fechada à migração (considera apenas o crescimento vegetativo, ou seja, nascimentos e mortes). Na segunda etapa, leva em conta também os efeitos da migração (população aberta).

Resposta: E

24 - (PMRB/2007) Manancial superficial ou subterrâneo é o corpo d’água de onde a água é retirada.

Está exata a definição de manancial. Ele pode ser superficial ou subterrâneo. Ademais, há ainda a captação de águas de chuva reservadas. Mas neste caso não temos um “corpo d’água” definido, já que a água vem das nuvens.

Resposta: C (TCU/2007) No projeto de um sistema de abastecimento para consumo humano que faça uso de captação de água de superfície, especial atenção deve ser dada à escolha do manancial e à do local para a implantação da captação. Acerca desse assunto, julgue os itens que se seguem.

25 - (TCU/2007) O local de captação deve situar-se em um ponto que garanta a vazão demandada pelo sistema e a vazão residual fixada pelo órgão gestor das águas, tanto em captações a fio de água quanto naquelas com regularização.

Um projeto de captação de água deve escolher um local em que a descarga (vazão) tenha magnitude suficiente para atender as demandas hídricas. A questão traz o termo “vazão residual”, que pode ser definida como a vazão mínima (estipulada pelo órgão outorgante do uso da água, após consulta ao órgão ambiental) a ser deixada no curso de água para a preservação do meio ambiente local. Assim, a vazão no curso de água deve atender à demanda hídrica, mas deve estar necessariamente garantida também a vazão residual. Resposta: C



26 - (TCU/2007) Para definir um manancial, é imprescindível fazer uma estimativa de sua vazão máxima e um levantamento sanitário da bacia hidrográfica a montante dos possíveis locais de captação.

A assertiva está quase toda correta, exceto pelo fato de que o dado “imprescindível” para a definição de um manancial não é a vazão máxima e sim a mínima. Já no caso de implantação de barragens com regularização, a informação relevante é sobre a vazão efetivamente regularizada pelo reservatório. Para esse cálculo são feitas simulações que consideram o histórico de vazões medidas no corpo hídrico. Resposta: E 27 - (ARACAJÚ/2003) Na captação da água em reservatórios de regularização, deve-se prever a tomada de água em um único nível, para evitar os problemas de qualidade da água devido ao fenômeno de estratificação térmica. É recomendável que sejam revistas captações em vários níveis diferentes do reservatório. Isso ocorre devido ao fato de que a qualidade da água varia substancialmente ao longo da profundidade. Portanto, podemos ter, por exemplo, uma “torre” de tomada d’água com aberturas (tomadas) em vários níveis, cada qual com uma comporta que controlaria sua abertura de acordo com a conveniência em relação à qualidade da água disponível. Resposta: E (MPE-AM/2007) Um dos componentes do sistema de abastecimento de água é o manancial, que pode ser superficial ou subterrâneo. No caso de manancial subterrâneo, pode-se empregar a captação por poço tubular profundo tanto para sistemas maiores como para o abastecimento individual ou de pequenas comunidades. Nesse tipo de captação: 28 - (MPE-AM/2007) Os filtros complementares ao revestimento são de material granular mineral. Os filtros complementares ao revestimento têm a função de evitar a entrada de material fino no poço, mas também exercem função estrutural, evitando o



desmoronamento das paredes do poço. Assim, consistem em uma tubulação perfurada ou ranhurada, que permite a entrada da água. Resposta: E 29 - (MPE-AM/2007) O conjunto motobomba submerso deve contar com equipamento para escorva. A escorva consiste em eliminar o ar existente na bomba, assim preenche-se a tubulação de sucção e a bomba com água, antes de ligá-la. Portanto, não há necessidade desses equipamentos se a bomba trabalha submersa, conforme visto em questão anterior. Resposta: E (INMETRO/2007) Aqüíferos subterrâneos são alternativas muito utilizadas como manancial de abastecimento de água para consumo humano. Para aqüíferos profundos, a captação pode ser feita por meio de poços. Com relação a esses componentes do abastecimento, julgue os próximos itens: 30 - (INMETRO/2007) Para o funcionamento adequado de um poço tubular, é necessário garantir que o nível dinâmico de bombeamento seja superior ao nível estático. O nível dinâmico, que ocorre após o início do bombeamento (o qual causa “rebaixamento” do nível), é inferior ao nível estático (nível “natural”, quando não há qualquer bombeamento). Resposta: E Um sistema de abastecimento de água tem como objetivo principal abastecer à população com água de boa qualidade, dentro de padrões específicos, em quantidade e pressão adequadas. Para tanto, o sistema deve ter componentes bem projetados e construídos, com capacidade de atender a demanda nas mais diversas situações. Com relação ao sistema de abastecimento de água, julgue os itens seguintes.



31 - (TCU/2005) Em um poço tubular, o filtro é um componente do revestimento. Como explicado, em poços tubulares o filtro vem em seguida ao revestimento e assim como este apresenta função estrutural de evitar o desmoronamento das paredes. Resposta: C 32 - (TCU/2005) É recomendável a utilização de proteção catódica galvânica em adutoras de PVC. A proteção catódica galvânica é uma proteção contra a corrosão e o seu completo entendimento exige conhecimentos de eletroquímica um pouco mais avançados, que fogem ao escopo do nosso curso. O que é importante saber é que a corrosão é um problema das tubulações de metal e não das tubulações de PVC (cloreto de polivinila), que é um material plástico e, portanto, não sujeito ao fenômeno de corrosão do modo como as tubulações metálicas estão sujeitas. Resposta: E 33 - (DESO/2004) A vazão que escoa por um conduto, em que o fluido (água) está sob pressão, pode ser medida por meio de vertedores. A utilização de vertedores para medição de vazão ocorre em canais, mas não pode ocorrer em condutos fechados (sob pressão ou não). Para isso, são utilizados medidores do tipo Venturi, por exemplo. Resposta: E 34 - (PMRB/2007 – CARGO 28) Em um sistema de abastecimento de água com captação em manancial superficial, a captação deve ser feita a montante da localidade a que se destina e a montante de focos de poluição importante. Caso seja possível, a captação a montante da localidade a que se destina, promove a economia com bombeamento. E a captação a montante dos focos de poluição promove a economia com tratamento da água, visto ser uma forma de se melhorar a qualidade da água.



Resposta: C 35 - (ARACAJÚ/2003) No sistema de adução de água por recalque, deve-se evitar a adoção de bombas de reserva, pois elas aumentam o custo do projeto e de sua operação.

O abastecimento de água em uma localidade não pode parar, exceto em ocasiões especiais. Uma interrupção no fornecimento interfere não só na vida da população, mas também na qualidade de água e conservação dos equipamentos. Caso seja previsto recalque no sistema, a adoção de bombas reserva permite que a falha de um equipamento possa ser suprida pela utilização de outros. Por este motivo não se trata de um “desperdício” de recursos, pois o custo sócio-econômico da falta de água (muitas vezes intangível) é certamente muito superior ao custo de uma bomba reserva. É claro que o bom senso deve prevalecer e não podemos trabalhar com uma quantidade excessiva de bombas reserva, não é mesmo? Parta tal, devem ser consideradas as justificativas apresentadas pelo projetista para a inclusão do número de bombas reservas, as quais devem ser fundamentadas em análises de probabilidades de falhas e de logística para a substituição das bombas defeituosas.

Resposta: E 36 - (DESO/2004) Quando a adutora de água bruta ou tratada efetua uma curva, não há necessidade de se posicionar um bloco de ancoragem para a sua fixação. Como já visto, é recomendada a instalação de blocos de ancoragem em curvas, ponto onde ocorre mudança de direção e, consequentemente, impactos nas paredes da tubulação (gerando esforços na linha). Resposta: E 37 - (TCE-PE/2004) Tubos de ferro fundido, concreto armado e aço podem ser utilizados em condutos forçados de sistemas de abastecimento de água.



Ferro, concreto e aço são os materiais mais utilizados nos sistemas de abastecimento. Resposta: C 38 - (TCE-PE/2004) No ensaio para verificar vazamentos em uma tubulação de abastecimento d’água imediatamente após a sua instalação, a pressão máxima na água utilizada no ensaio é igual a 90% da pressão de água capaz de romper a tubulação. O ensaio de vazamentos visa a verificar a qualidade da vedação das juntas. Segundo CETESB (1976), a pressão de ensaio é igual à pressão máxima da água para aquela localidade. Resposta: E 39 - (SESPA/2004) O ensaio de vazamento em condutos de um sistema de abastecimento de água deve ser feito após o ensaio de pressão, e admite um valor máximo de vazão de vazamentos que é função da pressão de ensaio, do diâmetro da tubulação e do número de juntas no trecho sob ensaio. Primeiro realiza-se o ensaio de pressão, depois o de vazamento. Além disso, a equação abaixo mostra que o vazamento admissível depende da pressão, do diâmetro e do número de juntas.

3292

.. PDNV =

Resposta: C 40 - (TCE-PE/2004) No dimensionamento hidráulico de linhas adutoras por recalque, é necessário somente o conhecimento da vazão de adução, do comprimento da linha adutora e do desnível a ser vencido. Fiquem atentos quando aparecer a palavra “somente” (e sinônimos) na prova. Verifique se não há mais nada faltando (e tornando a questão falsa). Nesse caso, faltou falar do material da adutora, pois influenciará na perda de carga, devido ao atrito.



Resposta: E 41 - (ARACAJÚ/2003) As adutoras de conduto forçado devem possuir pelo menos um registro de parada, também chamado de válvula de comando, localizado na extremidade de jusante da adutora. As válvulas de parada destinam-se a interromper o fluxo da água. É instalada uma a montante da adutora e outras ao longo da linha, de forma a possibilitar o isolamento de determinados trechos. Resposta: E 42 - (DESO/2004) As adutoras de água potável em conduto forçado não devem ser providas de ventosas, de forma a evitar a entrada de ar e a sua conseqüente poluição. As ventosas são instaladas nos pontos altos da rede de abastecimento visando à troca de ar da tubulação com a atmosfera. Elas permitem a saída de ar da tubulação nos momentos de alta pressão e a entrada de ar na ocorrência de baixa pressão, como num esvaziamento da tubulação. Resposta: E 43 - (DESO/2004) Bombas devem estar sempre instaladas acima do nível da água do reservatório de onde a água estiver sendo succionada. As bombas podem estar instaladas abaixo do reservatório. Inclusive, nesse caso, evita-se a cavitação. Resposta: E 44 - (DESO/2004) O fenômeno da cavitação é indicativo de um sistema de bombeamento funcionando adequadamente. Pelo contrário. Deve-se evitar a cavitação, pois ela causa danos aos equipamentos. Resposta: E



45 - (DESO/2004) A altura manométrica do bombeamento de água, de um reservatório com superfície livre em cota inferior, para outro em cota superior, corresponde à soma do desnível geométrico entre os dois reservatórios (diferença entre as cotas das superfícies livres da água) mais as perdas de carga distribuídas e localizadas ao longo de toda a canalização de sucção e recalque da instalação. De acordo com o que comentamos na aula, a altura manométrica será igual à altura geométrica mais a perda de carga, sendo essa a soma entre a perda de carga localizada e a contínua. Resposta: C 46 - (DESO/2004) Para a limpeza de bombas que recalcam água potável ou tratada, deve ser utilizada somente água de qualidade idêntica. Após o tratamento, notadamente quando do recalque de água para o reservatório de distribuição, será necessária a instalação de bombas. É evidente que na lavagem desses equipamentos, caso seja utilizada água não-tratada, há risco de contaminação da água tratada, colocando em risco a saúde da população e a eficiência do sistema. Resposta: C

(CEHAP-PB/2008) As estações elevatórias são essenciais à rede de distribuição de água, para conduzir a água a cotas mais elevadas ou



simplesmente para aumentar a capacidade de adução do sistema. Na figura acima, que representa esquematicamente uma estação elevatória com poço de sucção, o dispositivo: 47 - (CEHAP-PB/2008) I identifica a válvula de retenção excêntrica, que impede o retorno da água quando a bomba para de funcionar.

O dispositivo identificado como “I” realmente representa a válvula de redução excêntrica, localizada na transição de diâmetros entre a tubulação de sucção e a bomba. Entretanto, não tem a função de impedir o retorno da água. Visa apenas a evitar a formação de bolhas de ar na entrada da bomba.

Resposta: E

48 - (CEHAP-PB/2008) II corresponde à válvula de registro, que se destina ao controle da vazão específica em função da pressão de sucção. O dispositivo “II” corresponde ao registro de gaveta, utilizado para possibilitar manutenção na válvula de retenção e controle de vazão na tubulação de recalque. Resposta: E 49 - (CEHAP-PB/2008) III identifica a válvula de retenção, que se destina à proteção da bomba contra o retorno da água, por ocasião de parada do motor. Essa é a função da válvula de retenção (identificada como “III” no desenho), ou seja, proteger a bomba do retorno da água e manter a coluna de recalque cheia. Resposta: C 50 - (CEHAP-PB/2008) IV identifica a válvula de pé com crivo, que é um registro que evita a cavitação da bomba em condições de baixa pressão. A função da válvula de pé (“IV”) é evitar o esvaziamento da tubulação de sucção e da bomba.



Resposta: E

(DETRAN-PA/2006) Alguns sistemas prediais de abastecimento de água podem estar constituídos por dois reservatórios, um inferior e outro elevado, de forma que a água seja transportada do reservatório inferior ao elevado por um sistema de bombeamento como o mostrado na figura acima. Com relação a essa instalação, julgue os itens. 51 - (DETRAN-PA/2006) O funcionamento representado é o de uma bomba de sucção negativa (afogada). A bomba este afogada quando ela se localiza abaixo do poço, de forma que há o escoamento da água rumo à bomba no desligamento desta última. A figura anterior não apresenta essa situação. Resposta: E 52 - (DETRAN-PA/2006) A válvula de retenção instalada na tubulação de recalque impede o golpe de aríete na tubulação de recalque. Quando há a parada do bombeamento a válvula de retenção evita o retorno da água, protegendo a bomba contra os efeitos do golpe de aríete, resultante da cessação brusca do escoamento. Resposta: C



53 - (DETRAN-PA/2006) A instalação de uma válvula de pé com crivo na tubulação de sucção evita que ocorra a cavitação. A função da válvula de pé é evitar o esvaziamento da tubulação de sucção e da bomba. Resposta: E 54 - (DETRAN-PA/2006) A única função do registro instalado na tubulação de recalque é esvaziar o reservatório superior. O registro visa a possibilitar a manutenção da válvula de retenção, segurando a água para que não esvazie a tubulação. Resposta: E 55 - (MPOG/2008 - adaptada) No Brasil é expressivo o número de comunidades com população residente inferior a mil habitantes. Muitas dessas comunidades são, além de pequenas, isoladas dos centros urbanos maiores, induzindo soluções para saneamento que devem levar em conta essas características. Realmente devem ser buscadas soluções para saneamento que levem em conta essas características dessas comunidades no Brasil. Resposta: C

56 - (AGE/2004) O carvão ativado pode ser utilizado com eficiência para remover gosto e cheiro da água. O carvão ativado é utilizado na remoção de sabor e odor da água, por meio da adsorção de matéria orgânica. Resposta: C 57 - (AGE/2004) A porcentagem de partículas que são removidas da água em tratamentos por sedimentação independe das dimensões das partículas.



A sedimentação das partículas varia bastante em função do tamanho delas. Isso é algo dedutível, mas pode confirmado pela simples existência das etapas de coagulação e floculação. Além disso, o dimensionamento do comprimento dos decantadores é realizado por meio da estimativa do tempo necessário para as partículas sedimentarem, o que varia de acordo com seu diâmetro. Resposta: E A respeito dos vários processos de tratamento de água para abastecimento público, julgue os itens subseqüentes. 58 - (DESO/2004) A intensidade de agitação fornecida à água é importante no projeto e na operação dos misturadores rápidos e dos floculadores, sendo utilizada para avaliá-la um parâmetro denominado gradiente de velocidade. O gradiente de velocidade determinará a intensidade de agitação de floculares e misturadores rápidos. Esse valor de gradiente deve ser controlado para formar flocos, sem destruir os existentes. Resposta: C 59 - (DESO/2004) Na desinfecção da água em estações de tratamento, deve-se prever a manutenção de um teor residual de cloro livre entre 10 mg/L e 20 mg/L, para garantir a qualidade da água até seu uso pelo consumidor. Realmente é necessário deixar um resíduo de cloro para a prevenção da contaminação na rede de distribuição. Todavia, entre 0,2 e 2 mg/L é o que prevê a portaria 518/2004 e a literatura técnica. Resposta: E 60 - (MPOG/2008) A mistura lenta em estação de tratamento de água que utiliza processo de coagulação-floculação pode ser feita em floculador com chicanas hidráulicas.



Não podemos confundir filtração lenta com mistura lenta. Quando o examinador disser “mistura lenta” ele está se referindo à floculação. Como vimos, essa etapa pode ocorrer mecanicamente ou hidraulicamente. Nesse último caso, adota-se a construção de chicanas, que podem ser dispostas verticalmente ou horizontalmente, como pode ser observado na figura abaixo.

Resposta: C 61 - (ARACAJÚ/2003) Devem ser garantidas pressões dinâmicas mínimas na rede de distribuição de água, com os objetivos de evitar a contaminação da água, caso ocorra alguma ruptura de tubulações, peças e equipamentos do sistema, de abastecer adequadamente os edifícios e de utilizar a água no combate a incêndios. As pressões evitam que haja contaminação da água em pequenas rupturas nas tubulações e conexões. Além disso, garantem a chegada da água para consumo nas residências e a sua utilização para combate a incêndios. Assim, a norma prevê um valor mínimo para ela. Resposta: C 62 - (ARACAJÚ/2003) Os reservatórios de distribuição de água têm as finalidades de manter as reservas de água de equilíbrio, de emergência e de combate de incêndio. O reservatório de distribuição devem ser dimensionados para acumular um volume capaz de suprir as demandas de equilíbrio, de combate a incêndios e emergências. A reserva de equilíbrio é assim denominada por reservar o volume excedente das horas de menor consumo para abastecer as horas de maior consumo. Resposta: C



63 - (ARACAJÚ/2003) Nos sistemas de distribuição de água dotados de reservatórios de jusante, ocorre, em determinados momentos, a alimentação da rede no sentido inverso do da adutora. O reservatório de jusante (ou de sobras) recebe água nos períodos em que a capacidade da rede for superior à demanda simultânea, para complementar o abastecimento quando a situação for inversa (maior demanda). Resposta: C 64 - (ARACAJÚ/2003) As redes de distribuição de água ramificadas ou em espinha de peixe proporcionam maior segurança na operação do sistema do que as redes malhadas. As redes espinha de peixe dependem do bom funcionamento da tubulação principal. Portanto, caso ela se rompa todo abastecimento será rompido. Então, não há que se falar em maior segurança na adoção da rede espinha de peixe. Resposta: E (ANTAQ/2005) Rede de distribuição de água é a parte do sistema de abastecimento formada de tubulações e órgãos acessórios destinados a colocar água potável à disposição dos consumidores, de forma contínua, em quantidade, qualidade e pressão adequadas. M. T. Tsutiya. Abastecimento de água. São Paulo: DEHS-EPUSP, 2005, p. 643. A partir do texto acima, julgue os itens seguintes, acerca de redes de água. 65 - (ANTAQ/2005) Canalização principal é a denominação das adutoras que levam água desde a captação até a rede de distribuição. As adutoras conduzem a água desde a captação até a distribuição. Na distribuição há tubulações principais, aquelas de maior diâmetro responsáveis por alimentar as tubulações secundárias. Essas últimas são aquelas que chegam diretamente aos edifícios. Resposta: E 66 - (ANTAQ/2005) As zonas de pressão procuram garantir que a pressão na tubulação seja superior a 600 kPa.



Na realidade, a pressão estática máxima é igual a 500 kPa. Resposta: E 67 - (PF/2004) A pressão estática máxima na rede de distribuição de sistema de abastecimento de água, em uma zona de pressão, deve ser de 500 kPa. É interessante observar como certos assuntos se repetem. Resposta: C 68 - (ANTAQ/2005) Na utilização do método de Hardy-Cross para dimensionamento de redes, considera-se, de modo simplificado, que a vazão nos trechos entre nós varie linearmente. A questão citou uma característica do método para cálculo de redes ramificadas. No método Hardy Cross, considera-se que a vazão seja constante entre os nós. Resposta: E 69 - (ANTAQ/2005) Redes malhadas são aquelas construídas na forma de anéis ou em blocos. As redes malhadas dividem-se em dois tipos: Anéis ou Blocos. Portanto, está correta a questão. Resposta: C 70 - (ANTAQ/2005) O reservatório de sobras fica localizado a jusante da rede de distribuição. Como vimos, há a possibilidade de se adotar um reservatório a jusante da rede, denominado reservatório de sobras. Resposta: C



71 - (ANTAQ/2005) Não é prevista como procedimento adequado a utilização de bombas centrífugas que recalquem diretamente na rede de distribuição. O que a assertiva propõe é a não utilização do reservatório de distribuição, que normalmente se situa a montante da rede. Nesse caso, haveria o bombeamento contínuo diretamente para a rede de abastecimento da população. O gabarito diz que seria adequado esse procedimento, ao classificar como errada a assertiva. De fato, o bombeamento direto acarretaria em economia de projeto e construção da rede, na medida em que o bombeamento seria direto para a rede de distribuição (não construiríamos o reservatório). Em tese, não poderíamos afirmar categoricamente que se trata de procedimento inadequado prever este tipo de arranjo. Porém, devemos ponderar que a utilização do reservatório é recomendada pela literatura técnica, devido, por exemplo, à flutuação do consumo ao longo do dia (economia nos custos de energia para o bombeamento, que seria feito apenas em períodos determinados – quando os reservatórios ficassem com baixo armazenamento - e não continuamente). Resposta: E (DESO/2004) Uma rede de distribuição de água deve ser constituída por um conjunto de condutos que distribui a água para os prédios e os pontos de consumo público de uma cidade. Julgue os itens subseqüentes, acerca desse assunto. 72 - (DESO/2004) O método de Hardy-Cross permite o dimensionamento de sistemas de abastecimento de água em forma de circuitos. O dimensionamento das redes malhadas feito em forma de circuitos. Escolhendo-se o sentido horário, por exemplo, como positivo no cálculo das perdas de carga. Então, em cada anel, a soma das perdas de carga dos dutos que o formam é igual a zero. Resposta: C 73 - (TCU/2005) Em um reservatório de distribuição de jusante, a entrada de água deve estar a mais de 2 m acima da saída, para que sejam evitados vórtices.



O que vai determinar a proteção contra a formação de vórtices não é a diferença entre a entrada e a saída, mas sim a altura de lâmina de água acima da tubulação de saída do reservatório. Além disso, não é um valor fixo (como a dimensão 2 m apresentada na assertiva). A literatura indica um valor variável em função do diâmetro desse tubo de saída (aproximadamente “1,5 . D”, sendo D o diâmetro da tubulação de sucção). Resposta: E 74 - (DESO/2004) A perda de carga total ao longo de um trecho de um conduto da rede de distribuição é função somente do diâmetro do conduto e das condições de rugosidade da sua superfície interna. Podemos acrescentar também, segundo a equação de Hazen-Williams, a vazão. Portanto, verificando a afirmação de que “somente” o diâmetro e a rugosidade teriam influência, classificamos a assertiva como errada. Resposta: E 75 - (PMRB/2007) Reservatório de distribuição é a barragem junto à captação responsável pela regularização da vazão do rio. A questão quis confundir o candidato. O reservatório de distribuição não fica junto à captação. Ele localiza-se próximo à rede de distribuição e não regulariza vazão do rio. Resposta: E (PMV-ES/2007) No Brasil, as técnicas de tratamento de água para abastecimento público contemplam, em geral, as seguintes etapas: clarificação, desinfecção, fluoretação e estabilização química. A respeito dessas etapas, julgue os itens que se seguem. 76 - (PMV-ES/2007) A fluoretação propicia a eliminação de organismos patogênicos que possam estar presentes na água. A fluoretação é uma fase que visa à prevenção de cárie nos dentes, por determinação do Ministério da Saúde. A assertiva refere-se à desinfecção.



Resposta: E 77 - (PMV-ES/2007) A estabilização química visa à neutralização de todos os compostos químicos utilizados nas demais etapas do tratamento da água, a fim de garantir que ela não tenha cheiro nem sabor. A estabilização química visa a controlar o pH próximo ao valor de 7, visando evitar a corrosão e a incrustação. Resposta: E 78 - (PF/2002) O processo de tratamento da água por filtração física remove totalmente as bactérias presentes na água, podendo-se, com isso, prescindir da cloração da água. A desinfecção existe exatamente porque a filtração não consegue remover totalmente as bactérias. Resposta: E 79 - (ANTAQ/2009) Entre os sistemas de captação de água em cursos de água, o sistema de captação com tubo de tomada no fundo do rio e próximo à margem é o mais indicado no caso de rios que transportem argila ou lodo. Em qualquer caso de captação de água num rio, mesmo este transportando argila (sedimentos mais finos, normalmente transportados em suspensão) deve-se evitar que esses sedimentos entrem nos equipamentos de tomada d’água. Assim deve-se sempre evitar a tomada muito próxima ao fundo, onde as velocidades são menores devido à rugosidade do leito. A assertiva está errada porque menciona também o “lodo”, o que seria um indicativo de que há transporte de sedimentos de fundo (por “arraste”), além dos sedimentos em suspensão (flutuantes na corrente). A menção ao posicionamento muito próximo às margens do rio é também preocupante, pois é justamente próximo às margens (tanto quanto no fundo) que temos a influência da rugosidade (normalmente nas margens temos ainda a vegetação chamada “mata ciliar”, que contribui



significativamente para a redução brusca de velocidades). Consequentemente, uma redução de velocidades do fluxo de água leva ao fenômeno de assoreamento (deposição de sedimentos). Portanto, a assertiva traz muitos elementos que levam à nossa convicção de que está errada. Resposta: E (TCU/2011) Considerando um sistema de captação em um manancial superficial, com cota do nível d’água constante e igual a Z1, e recalque a um reservatório, com cota do nível d’água constante e igual a Z2, em que Z2 > Z1, por meio de uma bomba não afogada instalada a uma diferença de cota X do nível do manancial, julgue os itens que se seguem. 80 – (TCU/2011) Na prática, o diâmetro da tubulação de sucção é inferior ao de recalque. Isso se justifica pela redução da carga de pressão, com consequente redução das perdas de cargas na tubulação de recalque. Conforme diversas fontes, entre elas manuais de bombas, para efeito de cálculos, a fórmula mais utilizada para chegar-se aos diâmetros de tubos de recalque é a Fórmula de Bresse, expressa por:

D = K . Q1/2, Onde: D = Diâmetro interno do tubo, em metros; K= 0,9 - Coeficiente de custo de investimento x custo operacional. Usualmente aplica-se um valor entre 0,8 e 1,0; Q = Vazão, em m³/s; A Fórmula de Bresse calcula o diâmetro da tubulação de recalque, sendo que, na prática, para a tubulação de sucção adota-se um diâmetro comercial imediatamente superior, ao contrário do que afirma a assertiva. Resposta: E 81 – (TCU/2011) O eixo da bomba deverá ser assentado na cota igual a Z2 – X. Questão relativamente simples, mas que pode confundir o candidato.



Segundo o enunciado da questão, a diferença de cota entre os níveis dos reservatórios, chamaremos de Y, é: Y = (Z2 - Z1). O eixo da bomba está acima da cota Z1, pois o enunciado afirma que a bomba é não afogada e fica a uma diferença de cota X de Z1. Assim, o eixo da bomba está à cota Z1 + X, ou à Z2 – Y + X. Assim, a assertiva está errada. Resposta: E 82 – (TCU/2011) Nesse sistema, a perda de carga na tubulação de recalque é superior à altura manométrica total. A altura manométrica total (AMT) é a altura total exigida pelo sistema, a qual a bomba deverá ceder energia suficiente ao fluído para vencê-la. Consideram-se os desníveis geométricos de sucção e recalque e as perdas de carga por atrito em conexões e tubulações. É possível representar essa grandeza pela seguinte equação: AMT = altura sucção + altura recalque + perdas de carga totais Assim, a assertiva está errada. Resposta: E Referências Bibliográficas: Alfredini, Paolo. Notas de Aula: Orifícios, Bocais e Vertedores. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo - Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária. São Paulo, 2000. Alves, César L.; Evangelista, Janaína A.; Melo, Leonardo R. Critérios de projeto para barragem de rejeito. Notas de aula do programa de pós-graduação em saneamento, meio ambiente e recursos hídricos. Belo Horizonte: Universidade



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01 – (CGU/2008) A localização de uma estação de tratamento de água, entre o ponto de captação e a área urbana a ser abastecida, é estabelecida após a ponderação dos fatores abaixo, exceto: a) custo razoável do terreno e condições de vizinhança. b) condições topográficas e geológicas satisfatórias. c) disponibilidade de energia elétrica e facilidade de acesso e transporte. d) disponibilidade de terreno para ampliação futura. e) cota topográfica favorável para adução e maior afastamento dos centros urbanos. 02 - (DESO/2004) No que se refere à evolução do crescimento da população de uma cidade para fins de projetos de sistemas de abastecimento de água, no método aritmético admite-se que a população em uma data futura seja obtida por meio de extrapolação linear com base no conhecimento das populações correspondentes a duas datas anteriores. 03 - (CGU/2008) Sabendo-se que a qualidade de uma água é definida por sua composição química, física e bacteriológica, é correto afirmar que: a) as análises químicas de determinação de cloretos, nitritos e nitratos, bem como o teor de oxigênio dissolvido, permitem avaliar o grau de poluição de uma fonte de água. b) os principais exames físicos são: cor, turbidez, pH, sabor, odor e alcalinidade. c) a acidez é uma das determinações mais importantes no controle da água, estando relacionada com a coagulação, redução de dureza e prevenção de corrosão nas tubulações de ferro fundido da rede de distribuição.



d) as características biológicas das águas são determinadas por meio de exames bacteriológicos como a contagem do número total de bactérias e a pesquisa de coliformes, sendo a primeira de maior interesse. e) com relação ao exame físico de pH, as condições ácidas aumentam de atividade à medida que o pH cresce e as condições alcalinas se apresentam a pH baixos. 04 - (DESO/2004) O abastecimento de água de uma comunidade pode ter como fonte tanto a água superficial quanto a água subterrânea. 05 – (CGU/2008) A captação consiste em um conjunto de estruturas e dispositivos, construídos ou montados junto ao manancial, para retirada de água destinada ao sistema de abastecimento de água. Com relação à concepção de abastecimento de água com captação em manancial subterrâneo, é incorreto afirmar que: a) quando o aquífero é freático e o lençol aflora ou está à profundidade muito pequena, como no caso de encostas formando minas de água, a captação poderá ser feita com caixa de tomada ou com drenos. b) uma das vantagens do aproveitamento de águas subterrâneas por captação por meio de drenos profundos se deve à qualidade da água, geralmente satisfatória para fins potáveis. c) a construção de poços horizontais radiais para captação de água subterrânea apresenta como inconveniente os impactos ambientais durante a sua implantação e sua vida útil. d) a facilidade de captação por poços profundos em regiões com condições favoráveis e a possibilidade de localização dessas obras nas proximidades dos centros de consumo concorrem para uma substancial economia no custo de instalação de sistemas de abastecimento. e) em poços que penetram num aquífero artesiano, o nível de água em seu interior subirá acima da camada aquífera, podendo atingir a boca do poço e produzir uma descarga contínua.



06 - (TCU/2007) A captação de água de superfície deve situar-se em um trecho reto do curso da água ou, caso isso não seja possível, em local próximo à sua margem externa. 07 - (TCU/2005) Em uma captação com barragem de nível, o efeito de regularização de vazão permite atender ao sistema quando a vazão do manancial for inferior à demanda. 08 - (MPE-AM/2007) Procura-se, no desenvolvimento do poço, remover finos nas vizinhanças imediatas do filtro. 09 - (TCU/2009) No dimensionamento das adutoras, a vazão é condicionada, entre outros aspectos, pelo consumo de água da população e pela posição dos reservatórios em relação à adutora considerada. 10 - (SESPA/2004) Nos sistemas de abastecimento de água, o funcionamento sem interrupção do serviço depende de alguns itens de concepção das adutoras. Para tanto, as adutoras de conduto forçado devem possuir válvulas de descarga, para permitir o esvaziamento de trechos do conduto para limpeza da linha e manutenção e reparos. 11 - (CGU/2008) Adutoras são canalizações do sistema de abastecimento que conduzem a água para as unidades que precedem à rede de distribuição. Assinale a opção correta. a) As adutoras por recalque são aquelas que transportam a água de uma cota mais elevada para uma cota mais baixa. b) Para o cálculo da vazão de dimensionamento das adutoras, é necessário conhecer o horizonte de projeto, a vazão e o período de funcionamento da adução. c) São recomendados os traçados que apresentem trechos ascendentes curtos com pequenas declividades, seguidos de trechos descendentes longos com maior declividade. d) Quando a inclinação do conduto for superior a 10%, há necessidade de se utilizar blocos de ancoragem para dar estabilidade ao conduto.



e) Levando-se em conta os aspectos técnicos e econômicos, os limites máximos de velocidade nas adutoras variam entre 7 e 8 m/s. 12 – (CGU/2008) As estações elevatórias são componentes essenciais dos sistemas de abastecimento de água, sendo utilizadas na captação, adução, tratamento e distribuição de água. Sobre esse componente, é correto afirmar que: a) de acordo com a instalação da bomba, as elevatórias se classificam em estações de poço afogado e de poço elevado. b) as estações pressurizadoras ou de reforço não dispõem de poço de sucção, pois são instaladas diretamente na adutora ou na rede principal de abastecimento de água. c) o poço de sucção deve ser projetado de modo que o centro do vórtice possibilite a variação rápida da pressão do rotor da bomba, evitando vibrações e cavitação. d) a entrada da tubulação de sucção deve ter cantos vivos para assegurar um escoamento mais uniforme, prevenir a separação do fluxo e reduzir as perdas de carga. e) a válvula de pé é um tipo de válvula de retenção instalada na extremidade da tubulação de sucção, em instalações de bombas afogadas. 13 - (PF/2004) Em uma instalação de bombeamento, o NPSH disponível deve ser maior ou igual ao NPSH requerido. Caso contrário, ocorrerá cavitação em decorrência de uma sucção deficiente. 14 - (MPOG/2008) Nas estações de tratamento de água, a limpeza de filtros rápidos com emprego de fluxo de água só é possível se o sistema empregar filtração descendente. 15 - (MPOG/2008) O sulfato de alumínio é um coagulante usualmente empregado no tratamento de água por filtração lenta.



16 - (PMRB/2007) A unidade de tratamento de água só é necessária para águas superficiais. 17 - (DESO/2004) Após a desinfecção com cloro, a recomendação geral é de que a água deve conter um teor mínimo de cloro residual livre de 0,5 mg/L, sendo obrigatória a manutenção de, no mínimo, 0,2 mg/L de cloro em qualquer ponto da rede de distribuição. 18 - (PMV-ES/2007) A desinfecção da água tem caráter corretivo e preventivo. 19 - (CGU/2008) Rede de distribuição de água é a parte do sistema de abastecimento formada de tubulações e órgãos acessórios, destinados a colocar água potável à disposição dos consumidores, de forma contínua, em quantidade, qualidade e pressão adequada. Sobre as redes de distribuição, assinale a opção verdadeira. a) A rede de distribuição ramifi cada é constituída por tubulações principais que formam anéis ou blocos e garantem o abastecimento por mais de um caminho. b) A verificação da capacidade máxima da rede existente consiste em determinar as vazões nos trechos e as cotas piezométricas nos nós, com condicionamentos nas velocidades e pressões, podendo assumir várias soluções. c) Para o dimensionamento da rede, são importantes a pressão dinâmica máxima e a pressão estática mínima, referidas ao NA máximo e NA mínimo, do reservatório de distribuição de água, respectivamente. d) Os principais equipamentos acessórios das redes de distribuição são as válvulas de manobra, de descarga e reguladoras de pressão, as ventosas, os hidrantes e as conexões. e) As velocidades altas nas redes reduzem o diâmetro da tubulação, diminuindo o custo de aquisição e assentamento, mas causam aumento de perda de carga, ruídos e aumentam o custo de manutenção.



20 - (DESO/2004) Em uma rede de distribuição, os condutos principais são as canalizações de maior diâmetro, responsáveis pela alimentação dos condutos secundários da rede. 21 - (ANTAQ/2005) Para o dimensionamento da vazão na rede de distribuição, devem ser considerados os coeficientes do dia e da hora de maior consumo. 22 - (MPOG/2008) Na determinação do parâmetro consumo per capita a partir da leitura dos hidrômetros das ligações prediais, não devem ser consideradas as perdas de água do sistema de abastecimento. 23 - (MPOG/2008) Para os estudos demográficos, o método dos componentes demográficos leva em conta somente o crescimento vegetativo no período.

24 - (PMRB/2007) Manancial superficial ou subterrâneo é o corpo d’água de onde a água é retirada. (TCU/2007) No projeto de um sistema de abastecimento para consumo humano que faça uso de captação de água de superfície, especial atenção deve ser dada à escolha do manancial e à do local para a implantação da captação. Acerca desse assunto, julgue os itens que se seguem.

25 - (TCU/2007) O local de captação deve situar-se em um ponto que garanta a vazão demandada pelo sistema e a vazão residual fixada pelo órgão gestor das águas, tanto em captações a fio de água quanto naquelas com regularização.

26 - (TCU/2007) Para definir um manancial, é imprescindível fazer uma estimativa de sua vazão máxima e um levantamento sanitário da bacia hidrográfica a montante dos possíveis locais de captação.

27 - (ARACAJÚ/2003) Na captação da água em reservatórios de regularização, deve-se prever a tomada de água em um único nível, para evitar os problemas de qualidade da água devido ao fenômeno de estratificação térmica.



(MPE-AM/2007) Um dos componentes do sistema de abastecimento de água é o manancial, que pode ser superficial ou subterrâneo. No caso de manancial subterrâneo, pode-se empregar a captação por poço tubular profundo tanto para sistemas maiores como para o abastecimento individual ou de pequenas comunidades. Nesse tipo de captação: 28 - (MPE-AM/2007) Os filtros complementares ao revestimento são de material granular mineral. 29 - (MPE-AM/2007) O conjunto motobomba submerso deve contar com equipamento para escorva. (INMETRO/2007) Aqüíferos subterrâneos são alternativas muito utilizadas como manancial de abastecimento de água para consumo humano. Para aqüíferos profundos, a captação pode ser feita por meio de poços. Com relação a esses componentes do abastecimento, julgue os próximos itens: 30 - (INMETRO/2007) Para o funcionamento adequado de um poço tubular, é necessário garantir que o nível dinâmico de bombeamento seja superior ao nível estático. Um sistema de abastecimento de água tem como objetivo principal abastecer à população com água de boa qualidade, dentro de padrões específicos, em quantidade e pressão adequadas. Para tanto, o sistema deve ter componentes bem projetados e construídos, com capacidade de atender a demanda nas mais diversas situações. Com relação ao sistema de abastecimento de água, julgue os itens seguintes. 31 - (TCU/2005) Em um poço tubular, o filtro é um componente do revestimento. 32 - (TCU/2005) É recomendável a utilização de proteção catódica galvânica em adutoras de PVC. 33 - (DESO/2004) A vazão que escoa por um conduto, em que o fluido (água) está sob pressão, pode ser medida por meio de vertedores.



34 - (PMRB/2007 – CARGO 28) Em um sistema de abastecimento de água com captação em manancial superficial, a captação deve ser feita a montante da localidade a que se destina e a montante de focos de poluição importante. 35 - (ARACAJÚ/2003) No sistema de adução de água por recalque, deve-se evitar a adoção de bombas de reserva, pois elas aumentam o custo do projeto e de sua operação. 36 - (DESO/2004) Quando a adutora de água bruta ou tratada efetua uma curva, não há necessidade de se posicionar um bloco de ancoragem para a sua fixação. 37 - (TCE-PE/2004) Tubos de ferro fundido, concreto armado e aço podem ser utilizados em condutos forçados de sistemas de abastecimento de água. 38 - (TCE-PE/2004) No ensaio para verificar vazamentos em uma tubulação de abastecimento d’água imediatamente após a sua instalação, a pressão máxima na água utilizada no ensaio é igual a 90% da pressão de água capaz de romper a tubulação. 39 - (SESPA/2004) O ensaio de vazamento em condutos de um sistema de abastecimento de água deve ser feito após o ensaio de pressão, e admite um valor máximo de vazão de vazamentos que é função da pressão de ensaio, do diâmetro da tubulação e do número de juntas no trecho sob ensaio. 40 - (TCE-PE/2004) No dimensionamento hidráulico de linhas adutoras por recalque, é necessário somente o conhecimento da vazão de adução, do comprimento da linha adutora e do desnível a ser vencido. 41 - (ARACAJÚ/2003) As adutoras de conduto forçado devem possuir pelo menos um registro de parada, também chamado de válvula de comando, localizado na extremidade de jusante da adutora. 42 - (DESO/2004) As adutoras de água potável em conduto forçado não devem ser providas de ventosas, de forma a evitar a entrada de ar e a sua consequente poluição.



43 - (DESO/2004) Bombas devem estar sempre instaladas acima do nível da água do reservatório de onde a água estiver sendo succionada. 44 - (DESO/2004) O fenômeno da cavitação é indicativo de um sistema de bombeamento funcionando adequadamente. 45 - (DESO/2004) A altura manométrica do bombeamento de água, de um reservatório com superfície livre em cota inferior, para outro em cota superior, corresponde à soma do desnível geométrico entre os dois reservatórios (diferença entre as cotas das superfícies livres da água) mais as perdas de carga distribuídas e localizadas ao longo de toda a canalização de sucção e recalque da instalação. 46 - (DESO/2004) Para a limpeza de bombas que recalcam água potável ou tratada, deve ser utilizada somente água de qualidade idêntica.

(CEHAP-PB/2008) As estações elevatórias são essenciais à rede de distribuição de água, para conduzir a água a cotas mais elevadas ou simplesmente para aumentar a capacidade de adução do sistema. Na figura acima, que representa esquematicamente uma estação elevatória com poço de sucção, o dispositivo: 47 - (CEHAP-PB/2008) I identifica a válvula de retenção excêntrica, que impede o retorno da água quando a bomba para de funcionar.



48 - (CEHAP-PB/2008) II corresponde à válvula de registro, que se destina ao controle da vazão específica em função da pressão de sucção. 49 - (CEHAP-PB/2008) III identifica a válvula de retenção, que se destina à proteção da bomba contra o retorno da água, por ocasião de parada do motor. 50 - (CEHAP-PB/2008) IV identifica a válvula de pé com crivo, que é um registro que evita a cavitação da bomba em condições de baixa pressão.

(DETRAN-PA/2006) Alguns sistemas prediais de abastecimento de água podem estar constituídos por dois reservatórios, um inferior e outro elevado, de forma que a água seja transportada do reservatório inferior ao elevado por um sistema de bombeamento como o mostrado na figura acima. Com relação a essa instalação, julgue os itens. 51 - (DETRAN-PA/2006) O funcionamento representado é o de uma bomba de sucção negativa (afogada). 52 - (DETRAN-PA/2006) A válvula de retenção instalada na tubulação de recalque impede o golpe de aríete na tubulação de recalque. 53 - (DETRAN-PA/2006) A instalação de uma válvula de pé com crivo na tubulação de sucção evita que ocorra a cavitação.



54 - (DETRAN-PA/2006) A única função do registro instalado na tubulação de recalque é esvaziar o reservatório superior. 55 - (MPOG/2008 - Adaptada) No Brasil, é expressivo o número de comunidades com população residente inferior a mil habitantes. Muitas dessas comunidades são, além de pequenas, isoladas dos centros urbanos maiores, induzindo soluções para saneamento que devem levar em conta essas características.

56 - (AGE/2004) O carvão ativado pode ser utilizado com eficiência para remover gosto e cheiro da água. 57 - (AGE/2004) A porcentagem de partículas que são removidas da água em tratamentos por sedimentação independe das dimensões das partículas. A respeito dos vários processos de tratamento de água para abastecimento público, julgue os itens subseqüentes. 58 - (DESO/2004) A intensidade de agitação fornecida à água é importante no projeto e na operação dos misturadores rápidos e dos floculadores, sendo utilizada para avaliá-la um parâmetro denominado gradiente de velocidade. 59 - (DESO/2004) Na desinfecção da água em estações de tratamento, deve-se prever a manutenção de um teor residual de cloro livre entre 10 mg/L e 20 mg/L, para garantir a qualidade da água até seu uso pelo consumidor. 60 - (MPOG/2008) A mistura lenta em estação de tratamento de água que utiliza processo de coagulação-floculação pode ser feita em floculador com chicanas hidráulicas. 61 - (ARACAJÚ/2003) Devem ser garantidas pressões dinâmicas mínimas na rede de distribuição de água, com os objetivos de evitar a contaminação da água, caso ocorra alguma ruptura de tubulações, peças e equipamentos do sistema, de abastecer adequadamente os edifícios e de utilizar a água no combate a incêndios.



62 - (ARACAJÚ/2003) Os reservatórios de distribuição de água têm as finalidades de manter as reservas de água de equilíbrio, de emergência e de combate de incêndio. 63 - (ARACAJÚ/2003) Nos sistemas de distribuição de água dotados de reservatórios de jusante, ocorre, em determinados momentos, a alimentação da rede no sentido inverso do da adutora. 64 - (ARACAJÚ/2003) As redes de distribuição de água ramificadas ou em espinha de peixe proporcionam maior segurança na operação do sistema do que as redes malhadas. (ANTAQ/2005) Rede de distribuição de água é a parte do sistema de abastecimento formada de tubulações e órgãos acessórios destinados a colocar água potável à disposição dos consumidores, de forma contínua, em quantidade, qualidade e pressão adequadas. M. T. Tsutiya. Abastecimento de água. São Paulo: DEHS-EPUSP, 2005, p. 643. A partir do texto acima, julgue os itens seguintes, acerca de redes de água. 65 - (ANTAQ/2005) Canalização principal é a denominação das adutoras que levam água desde a captação até a rede de distribuição. 66 - (ANTAQ/2005) As zonas de pressão procuram garantir que a pressão na tubulação seja superior a 600 kPa. 67 - (PF/2004) A pressão estática máxima na rede de distribuição de sistema de abastecimento de água, em uma zona de pressão, deve ser de 500 kPa. 68 - (ANTAQ/2005) Na utilização do método de Hardy-Cross para dimensionamento de redes, considera-se, de modo simplificado, que a vazão nos trechos entre nós varie linearmente. 69 - (ANTAQ/2005) Redes malhadas são aquelas construídas na forma de anéis ou em blocos. 70 - (ANTAQ/2005) O reservatório de sobras fica localizado a jusante da rede de distribuição.



71 - (ANTAQ/2005) Não é prevista como procedimento adequado a utilização de bombas centrífugas que recalquem diretamente na rede de distribuição. (DESO/2004) Uma rede de distribuição de água deve ser constituída por um conjunto de condutos que distribui a água para os prédios e os pontos de consumo público de uma cidade. Julgue os itens subseqüentes, acerca desse assunto. 72 - (DESO/2004) O método de Hardy-Cross permite o dimensionamento de sistemas de abastecimento de água em forma de circuitos. 73 - (TCU/2005) Em um reservatório de distribuição de jusante, a entrada de água deve estar a mais de 2 m acima da saída, para que sejam evitados vórtices. 74 - (DESO/2004) A perda de carga total ao longo de um trecho de um conduto da rede de distribuição é função somente do diâmetro do conduto e das condições de rugosidade da sua superfície interna. 75 - (PMRB/2007) Reservatório de distribuição é a barragem junto à captação responsável pela regularização da vazão do rio. (PMV-ES/2007) No Brasil, as técnicas de tratamento de água para abastecimento público contemplam, em geral, as seguintes etapas: clarificação, desinfecção, fluoretação e estabilização química. A respeito dessas etapas, julgue os itens que se seguem. 76 - (PMV-ES/2007) A fluoretação propicia a eliminação de organismos patogênicos que possam estar presentes na água. 77 - (PMV-ES/2007) A estabilização química visa à neutralização de todos os compostos químicos utilizados nas demais etapas do tratamento da água, a fim de garantir que ela não tenha cheiro nem sabor. 78 - (PF/2002) O processo de tratamento da água por filtração física remove totalmente as bactérias presentes na água, podendo-se, com isso, prescindir da cloração da água.



79 - (ANTAQ/2009) Entre os sistemas de captação de água em cursos de água, o sistema de captação com tubo de tomada no fundo do rio e próximo à margem é o mais indicado no caso de rios que transportem argila ou lodo. (TCU/2011) Considerando um sistema de captação em um manancial superficial, com cota do nível d’água constante e igual a Z1, e recalque a um reservatório, com cota do nível d’água constante e igual a Z2, em que Z2 > Z1, por meio de uma bomba não afogada instalada a uma diferença de cota X do nível do manancial, julgue os itens que se seguem. 80 – (TCU/2011) Na prática, o diâmetro da tubulação de sucção é inferior ao de recalque. Isso se justifica pela redução da carga de pressão, com consequente redução das perdas de cargas na tubulação de recalque. 81 – (TCU/2011) O eixo da bomba deverá ser assentado na cota igual a Z2 – X. 82 – (TCU/2011) Nesse sistema, a perda de carga na tubulação de recalque é superior à altura manométrica total. GABARITO 01 - E 02 - C 03 - A 04 - C 05 - C 06 - C 07 - E 08 - C 09 - C 10 - C 11 - B 12 - C 13 - C



14 - E 15 - E 16 - E 17 - C 18 - C 19 - E 20 - C 21 - C 22 - E 23 - E 24 - C 25 - C 26 - E 27 - E 28 - E 29 - E 30 - E 31 - C 32 - E 33 - E 34 - C 35 - E 36 - E 37 - C 38 - E 39 - C 40 - E 41 - E 42 - E 43 - E 44 - E 45 - C 46 - C 47 - E

48 - E 49 - C 50 - E 51 - E 52 - C



53 - E 54 - E 55 - C 56 - C 57 - E 58 - C 59 - E 60 - C 61 - C 62 - C 63 - C 64 - E 65 - E 66 - E 67 - C 68 - E 69 - C 70 - C 71 - E 72 - C 73 - E 74 - E 75 - E 76 - E 77 - E 78 - E 79 - E 80 - E 81 - E 82 - E

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Aula 05 - AUDITORIA DE OBRAS HÍDRICAS EM EXERCÍCIOS – TCU/2013