Pedro Alem Sobrinho Ronan Cleber Contrera Escola Politcnica da Universidade de So Paulo Departamento de Engenharia Hidrulica e Ambiental PHD2412 - Saneamento II CAPTAO DE GUAS um conjunto de estruturas e dispositivos, construdos ou montados junto a um manancial, para a retirada de gua destinada a um sistema de abastecimento. Superficiais: Crregos, Rios, Lagos, Represas Subterrneas: Aquferos fretico e artesiano 2 CAPTAO DE GUAS SUPERFICIAIS As obras de captao devem ser projetadas e construdas para: Funcionar ininterruptamente em qualquer poca do ano Permitir a retirada de gua para o sistema de abastecimento em quantidade suficiente e com a melhor qualidade possvel Facilitar o acesso para a operao e manuteno do sistema 3 MANANCIAL SUPERFICIAL Manancial: fonte para o suprimento de gua Mananciais superficiais: Crregos, Rios, Lagos, Represas 4 MANANCIAL SUPERFICIAL Obras para Captao do Volume Morto do Sistema Cantareira 5 MANANCIAL SUPERFICIAL Obras para Captao do Volume Morto da Cantareira 6 MANANCIAL SUPERFICIAL Requisitos mnimos dos mananciais: Aspectos quantitativos Vazes Aspectos da qualidade Fsico Qumico Biolgico Bacteriolgico 7 MANANCIAL SUPERFICIAL Principais fatores que alteram a qualidade da gua dos mananciais: Urbanizao Eroso e assoreamento Desmatamento e supresso da mata ciliar Recreao e lazer Indstrias e mineraes Resduos slidos Contribuies de crregos e guas pluviais Atividades e resduos agrcolas Esgotos domsticos Acidentes Sedimentos contaminados 8 MANANCIAL SUPERFICIAL Medidas de Controle Carter corretivo medidas que visam corrigir uma situao existente, para melhorar a qualidade das guas Carter preventivomedidas que evitam ou minimizama piora na qualidade das guas 9 MANANCIAL SUPERFICIAL Controle Corretivo Implantao de ETEs nas fontes poluidoras localizadas na bacia hidrogrfica do manancial Medidas aplicadas ao manancial Eliminao de microrganismos patognicos Remoo de algas Combate a insetos, crustceos e moluscos Remoo do lodo e sedimentos Aerao da gua Eliminao da vegetao aqutica superior Instalao de ETA adequada qualidade da gua bruta 10 MANANCIAL SUPERFICIAL Controle Preventivo Implantao de sistemas de coleta, transporte e tratamento de esgotos Remoo de nutrientes e patgenos em sistemas de tratamento de esgotos Planejamento do uso e ocupao do solo Controle da eroso, do escoamento superficial e da vegetao Controle da qualidade da gua das represas Avaliao prvia de impactos ambientais Instalao e ampliao de sistemas de tratamento de efluentes de acordo com novas demandas 11 QUALIDADE DA GUA gua potvel: gua para consumo humano cujos parmetros microbiolgicos, fsicos, qumicos e radioativos, atendam ao padro de potabilidade e que no oferea riscos sade Padro de potabilidade: define valores mximos permitidos para parmetros fsicos, qumicos e bacteriolgicos Portaria n 2914, de 12/12/2011 Ministrio da Sade 12 SELEO DO MANANCIAL Fatores que influem na seleo dos mananciais: Garantia de fornecimento da gua em quantidade e qualidade adequadas Proximidade do consumo Desnvel (preferencialmente no muito desfavorvel/excessivo) Locais favorveis construo da captao (acesso, infraestrutura, etc.) Transporte de sedimentos pelo curso de gua Seleo do manancialestudo tcnico, econmico eambiental 13 AS GUAS SUPERFICIAIS NO BRASIL 14 Fonte: ANA (2010) ESTUDOS HIDROLGICOS Perodo de retorno Vazes mximas e mnimas Vazo mnima do manancial Atendimento demanda e manuteno de vazo mnima no manancial Vazo mxima do manancial Dimensionamento de estruturas Nveis dgua mximos e mnimos Cota de cheia e nveis operacionais de captao 15 MONITORAMENTO DA QUALIDADE DA GUA Sondas: pH, oxignio dissolvido,temperatura, turbidez, nitrato, cloreto, amonia, etc. 16 MONITORAMENTO DA QUALIDADE DA GUA Esquema geral do monitoramento contnuo da qualidade da gua dos mananciais da RMSP RodoviaAnchietaRodovia dosImigrantesRioJurubatubaBrao doRio GrandeRepresa Guarapiranga Represa BillingsUnidade de RecepoSistema GuarapirangaTaquacetubaETA Alto da Boa Vista RdioTransmissoRdioTransmissoRdioTransmissoUnidade de RecepoSistema Rio GrandeETA Rio GrandeUnidade Central de RecepoDiviso de Controle de QualidadeVia modemLinha TelefnicaBarragemTransfernciaRIO TIETRepresa JundiaRepresa TaiaupebaUnidade de RecepoSistema Alto TietETA Alto TietVia modemLinha TelefnicaVia modemLinha TelefnicaBrao doTaquacetubaTransfernciaUnidade Remota(Ex: Tipo Bia)17 Barragem de nvelCaptaoCaptaoCAPTAO EM CURSOS DE GUA Trecho reto Escolha do local de captao Trecho curvoPrincipais cuidados para a escolha do local da captao: Evitar locais sujeitos formao de bancos de areia Evitar locais com margens instveis Local salvo de inundaes, garantia de acesso todo o tempo Condies topogrficas e geotcnicas favorveis 18 PARTES CONSTITUINTES DE UMA CAPTAO Barragem, vertedor ou enrocamento (para regularizao de vazes ou elevao do nvel dgua) Tomada de gua Gradeamento Desarenador Dispositivos de controle (comportas) Canais e tubulaes 19 PARTES CONSTITUINTES DE UMA CAPTAO 20 Barragem de nvel Enrocamento Barragem (Represa) Reservatrio de regularizao quando as vazes mnimas dos curso de gua so inferiores e as mdias so superiores s necessidades de consumo eleva o nvel de gua do manancial (no regulariza vazes!), garante N.A. mnimo na captao 21 Guarapiranga (169 hm) barragem (represa) e reservatrio de regularizao PARTES CONSTITUINTES DE UMA CAPTAO EM CURSOS DE GUA 22 Principais cuidados: Velocidade nas tubulaes/canais da tomada de gua: maior ou igual a 0,60 m/s; Prever dispositivo antivrtice Tomada de gua conjunto de dispositivos destinado a conduzir a gua do manancial para as demais partes constituintes da captao CAPTAO EM CURSOS DE GUA Tomada de gua com barragem de nvel, gradeamento, caixa de areia e estao elevatria 23 CAPTAO EM CURSOS DE GUA Diversas variaes no projeto, estudo caso a caso: nem sempre h necessidade do desarenador a tomada de gua pode ser feita com canais ou com tubulao na elevatria as bombas podem ser afogadas ou no na elevatria as bombas podem ter eixo horizontal ou vertical 24 TOMADA DE GUA Tomada de gua em rios ou represas com grande variao do nvel de gua: Torre de tomada Captao flutuante 25 TOMADA DE GUA 26 Captao flutuante (Billings / Taquacetuba) 27 28 Captao flutuante SAAEP Rio Parauapebas (PA) TOMADA DE GUA Tomada de gua com tubulao horizontal Tomada de gua com tubulao vertical BOMBAMOTOR29 Grade na captao de gua da cidade de Cardoso Perda de carga nas grades e telas 2Vh k2 g onde:h = perda de carga (m) V = velocidade mdia de aproximao (m/s) g = acelerao da gravidade (m/s2) k = coeficiente de perda de carga, funo dos parmetros geomtricos das grades e telas, adimensional 30 GRADEAMENTO GRADEAMENTO Grades: Constitudas de barras paralelas Impedem a passagem de materiais grosseiros flutuantes e em suspenso Grade grossa: espaamento entre barras de 7,5 a 15 cm Grade fina: espaamento entre barras de 2 a 4 cm Telas: Constitudas de fios que formam malhas, de 8 a 16 fios por decmetro Retm materiais flutuantes no retidos pelas grades OBS: A limpeza desses equipamentos pode ser manual ou mecanizada. 31 DESARENADOR Q QComportasPlantahLvvCortehNA1NAHsNA2NA3Recomendaes para o dimensionamento: Velocidade de sedimentao de partculas 0,021 m/s Velocidade de escoamento longitudinal 0,30 m/s Adotar coeficiente de seguranade 50% para o comprimento do desarenador Mnimo dois compartimentos (limpeza) 32 DESARENADOR Retirada de areia atravs de bombas tipo draga, captao de gua no rio Canoas para abastecimento da cidade de Franca Caixa de areia mecanizada instalada na captao de gua no rio Una em Taubat Captao no rio Una, com barragem de nvel, tomada de gua e caixa de areia mecanizada 33 TOMADA, CAIXA DE AREIA E ELEVATRIA 34 Captao, caixa de areia e estao elevatria do sistema de abastecimento de gua da cidade de Cotia Casa de Mquinas 35 Fonte: http://www.xylemwatersolutions.com/ CAPTAO EM REPRESAS E LAGOS 36 Tomada de gua atravs detubulaes/entradas em vrios nveis de gua - qualidade da gua x nvel - variao de nvel Tomada de gua com entrada de gua na parte inferior Torre deTomadaMximoMnimoBarragemBomba37 CAPTAO EM REPRESAS E LAGOS CAPTAO EM REPRESAS E LAGOS Tomada de gua com torre de tomada, tubulao, grade, poo de suco e estao elevatria 38 -Notem que no existe caixa de areia! CAPTAO EM REPRESAS E LAGOS Captao no reservatrio Billings (brao do Rio Grande). Sistema Rio Grande da RMSP. Vazo de 4,2 m/s Captao de gua na represa Taiaupeba. Sistema Alto Tiet da RMSP. Vazo de 10 m/s 39 CAPTAO EM REPRESAS E LAGOS Captao de gua bruta no reservatrio Taiaupeba. Sistema Alto Tiet da RMSP Corte Planta 40 IMPORTNCIA DAS GUAS SUBTERRNEAS PARA O ABASTECIMENTO PBLICO NA AMRICA LATINA E CARIBE 42 AS GUAS SUBTERRNEAS NO BRASIL 43 Fonte: ANA (2010) DISTRIBUIO DE GUA NO SUBSOLO 44 GUA NO SUBSOLO: GUA SUBTERRNEA O nvel fretico e o relevo da superfcie Rios efluentes e influentes conforme a posio do nvel fretico em relao ao vale 45 Aqfero livre (fretico) ou confinado (artesiano) TIPOS DE AQFEROS 46 Poo artesiano (aqfero confinado) Poo fretico (aqfero livre) Poo artesiano surgente ou jorrante (aqfero confinado) Superfcie piezomtrica CONTAMINAO DA GUA SUBTERRNEA Contaminao por fossas spticas/fossas negras 47 Contaminao atividade industrial 48 CONTAMINAO DA GUA SUBTERRNEA CONTAMINAO DA GUA SUBTERRNEA Contaminao por resduos slidos e vazamento da rede de esgoto 49 CONTAMINAO DA GUA SUBTERRNEA Contaminao provocada por fertilizantes e agrotxicos 50 51 PERFURAO DE POOS Sistema percussivo PERFURAO DE POOS Sistema percussivo Detalhes do equipamento Perfurao no Jardim das Fontes So Paulo 52 PERFURAO DE POOS Sistema rotativo 53 PERFURAO DE POOS Sistema rotativo Patagnia Vale do Paraba 54 PROJETO DE POOS Revestimento do poo - Objetivos - Materiais dos tubos de revestimento: Ao, PVC Dimetro til do poo: Vazo de bombeamento (L/hora)Dimetro (mm)At 36.000 150At 54.000 200At 90.000 250At 144.000 300 Suportar formaes desmoronantes Impedir a entrada de gua poluda Permitir a introduo da bomba 55 PROJETO DE POOS Filtros Espiralados Estampados Com envoltrio de cascalho Envoltrio decascalhoChapa perfuradaou estampadaAberturas verticais Aberturas horizontais 56 PROJETO DE POOS Cimentao - Cimentao de aqferos indesejveis 57 POO COLETOR HORIZONTAL Sistema alternativo de abastecimento de gua de Boiucanga 58 Poo coletor horizontal INSTALAO DE CONJUNTO MOTOR-BOMBA EM POOS PROFUNDOS 59 CONJUNTO MOTOR-BOMBA UTILIZADA EM POOS PROFUNDOS Especificao Carcaa: ferro fundido GG-20, GG-25 ou ao inox (concntrica) Rotor: bronze SAE 40 (radial ou semi-axial) Eixo: ao inox Luva do mancal: ao AISI 420 ou AISI 316 Parafusos, porcas e arruelas que ficam em contato com a gua: ao inox (obrigatoriamente) Crivo: ao inox Lubrificao: pela prpria gua bombeada Corte transversal de conjuntomotor-bomba submerso 60 CAVALETE DE SADA DE POO TUBULAR PROFUNDO 61 Detalhes do cavalete do poo 16 da cidade de Lins Detalhes do cavalete do poo I da cidade de Fernandpolis CAVALETE DE SADA DE POO TUBULAR PROFUNDO 62 63 Lio de casa: ler pginas 67 a 153 (pular itens 4.2.2.1, 4.2.2.2, dimensionamento de grades e de desarenadores, 5.4 e 5.5) 64 para as prximas aulas... Exerccio logo depois do intervalo! 65