Caracterização do Abastecimento de Água no País: Importância, Diretrizes e Processos, Manuais, Projetos, Pesquisas de Hidráulica

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Sistema de

Abastecimento de Água

Prof. Dr. Leopoldo Uberto Ribeiro Junior

1ª Edição

Autoria

Currículo Lattes:

Doutor em Recursos Hídricos pela Universidade Estadual de Campinas, possui mestrado em Engenharia da Energia e graduação em Engenharia Hídrica pela Universidade Federal de Ita- jubá. Possui experiência como gerente de projetos e meio ambiente da área de energia re- novável, com destaque para área de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH) e energia eólica, com ênfase na identificação de potenciais, desenvolvimento de estudos de Inventário, Projeto Básico e Licenciamento Ambiental, além de atuação direta junto aos órgãos reguladores de energia (Aneel e ONS) e meio ambiente (SEMAD, SEMACE, FEPAM, IAP, IDEMA, SEMAR, IMASUL dentre outros). Como consultor tem conhecimento em trabalhos multidisciplinares, bem como na gestão e participação em diversos projetos de energia renovável e meio ambiente para vá- rios agentes do setor elétrico e participação em projetos de pesquisa e desenvolvimento P&D.

Prof. Dr.Prof. Dr. Leopoldo Uberto Ribeiro JuniorLeopoldo Uberto Ribeiro Junior

http://lattes.cnpq.br/

Unis EaD Cidade Universitária – Bloco C Avenida Alzira Barra Gazzola, 650, Bairro Aeroporto. Varginha /MG ead.unis.edu.br

JUNIOR, Leopoldo Uberto Ribeiro. Sistema de Abastecimento de

Água. Varginha: GEaD-UNIS/MG, 2019.

57 p.

1. Vazão. 2. Redes. 3. Captação. 4. Adução. 5. Tratamento. 6.Reserva- tórios.

Ementa

Orientações

Palavras-chave

Caracterização no país e região quanto ao abastecimento de água. Captação.

Adução. Reservação. Distribuição. Noções de tratamento.

Ver Plano de Estudos da disciplina, disponível no ambiente virtual.

Vazão; Redes; Captação; Adução; Tratamento; Reservatórios.

• Unidade I - Introdução ao Saneamento
• 1.1. Definição
• 1.2. Objetivos do Saneamento
• 1.3. Importância de um Sistema de Abastecimento de Água
• 1.3.1. Importância Sanitária
• 1.3.2. Importância Econômica
• 1.3.3. Qualidade De Água
• 1.4. Consumo de Água
• 1.5. Variações de Consumo
• 1.6. Projeção da população
• Unidade II – Sistema de Captação
• 2.1. Captação de águas superficiais
• 2.2. Grades
• 2.3. Desarenador
• Unidade III – Sistema de Adução
• 3.1. Dimensionamento de Adutora recalque
• Unidade IV - Estação de Tratamento de Água
• 4.1. Fases do tratamento
• Unidade V – Redes de Distribuição
• 5.1. Tipos principais de redes
• 5.2. Lançamento de rede
• 5.3. Dimensionamento das redes
• 5.3.1. Dimensionamento pelo método dos seccionamentos fictícios
• Referências Bibliográficas

Objetivos da Unidade

I

Unidade I -

Introdução ao

Saneamento

Unidade I - Introdução ao Saneamento

1.1. Definição

De acordo com Brasil (2017) e a Organização Mundial de Saúde (OMS), saneamento é o controle de todos os fatores do meio físico do homem que exercem ou podem exercer efeitos nocivos sobre o bem-estar físico, mental e social. É o conjunto de medidas adotadas em um local para melhorar a vida e a saúde dos habitantes, impedindo que fatores físicos de efeitos nocivos possam prejudicar as pessoas no seu bem-estar físico mental e social. Saneamento é um instrumento da saúde pública que consiste em intervenções sobre o meio físico do homem, de forma a eliminar as condições deletérias à saúde. O Art. 3º da Lei nº 11.445 / 2007, Brasil (2007), define saneamento com o conjunto de serviços, infraestruturas e instalações operacionais de:

a) Abastecimento de água potável; b) Tratamento do esgotamento sanitário; c) Limpeza urbana e manejo de resíduos sólidos; d) Drenagem e manejo das águas pluviais urbanas.

1.2. Objetivos do Saneamento

Segundo Brasil (2007), os serviços de saneamento têm os seguintes objetivos:

Figura 1: Objetivos do Saneamento

1.3. Importância de um Sistema de Abastecimento de Água

Um estudo do BNDES (2015) estima que 65% das in- ternações em hospitais de crianças com menos de 10 anos sejam provocadas por males oriundos da deficiência ou ine- xistência de esgoto e água limpa, que também surte efeito no desempenho escolar, pois crianças que vivem em áreas sem saneamento básico apresentam 18% a menos no rendimento escolar.

1.3.1. Importância Sanitária

Segundo Andrade (2017), a implantação ou a melhoria de um sistema de abastecimen- to de água vai repercutir imediatamente sobre a saúde da população, assim porque ocorre a erradicação de doenças de veiculação ou de origem hídrica; ocorre a diminuição dos índices de mortalidade geral e, em especial, da mortalidade infantil; as melhores condições de higiene pessoal e do ambiente que proporciona vai implicar diminuição de uma série de doenças não relacionadas diretamente à água.

1.3.2. Importância Econômica

Segundo Andrade (2017), a importância econômica é também relevante. A implantação do abastecimento público de água é importante, pois proporciona um aumento de vida média útil da população e na redução de número de horas per- didas com diversas doenças, refletindo um aumento sensível de número de horas trabalhadas dos membros da comunida- de beneficiada e, com isto, aumento de produção. O homem é

um ser que trabalha, sendo, portanto, um fator de produção. A água constitui matéria-prima de muitas indústrias ou auxiliar de processos em ativi- dades industriais, como água para caldeira e outras.

1.3.3. Qualidade De Água

Água pura, no sentido rigoroso do termo, não existe na natu- reza. Por ser um ótimo solvente, ela nunca é encontrada em estado de absoluta pureza. As impurezas presentes na água é que vão de- terminar suas características físicas, químicas e biológicas. As carac- terísticas das águas naturais, bem como as que devem ser a água fornecida ao consumidor, determinam o grau de tratamento neces- sário para cada uso. Portanto, o conceito de impureza é relativo. Assim, a água destinada ao uso doméstico deve ser desprovida de gosto, ao passo que numa água destinada à irrigação, essa característica não tem importância. O Ministério da Saúde, no uso de suas atribuições, publicou a portaria nº 2.914, de 12 de dezembro de 2011 que dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualida- de da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Essa portaria foi substituída em 2017 pela portaria de Consolidação nº 5, de 28/09/2017.

Pesquise um pouco mais sobre os principais parâmetros estabele- cidos pelo ministério da saúde no que tange os principais parâmetros de potabilidade da água.

1.4. Consumo de Água

A elaboração de um projeto de abastecimento de água exige o conhecimento das va-

Tabela 1 – Distribuição de consumo

Adaptado de Anvisa (2000) por Desing Unis EAD

Além desses valores, pode-se ter uma estimativa do consumo em função do porte do local, conforme Tabela 2.

Tabela 2 – Distribuição do consumo em função do tamanho do povoado

Adaptado de Anvisa (2000) por Desing Unis EAD

1.5. Variações de Consumo

A variação de consumo pode ocorrer ao longo do tempo e pode ser anual: o consumo

“per capita” tende a aumentar com o passar do tempo e com o crescimento populacional. Em geral, aceita-se um incremento de 1% ao ano no valor dessa taxa. Contudo, essas variações podem ser mensais devido às variações climáticas (tempe- ratura e precipitação) e promovem uma variação mensal do consumo. Quanto mais quente e seco for o clima, maior é o consumo verificado. Ao longo do ano, haverá um dia em que se verifica o maior consumo. É utilizado o coe- ficiente do dia de maior consumo (K1).

K1= máximo consumo diário verificado no período de um ano/consumo médio diário.

O valor usualmente adotado no Brasil para K1 é de 1,

Ao longo do dia, têm-se valores distintos de pique de vazões horárias. Entretanto ha- verá “uma determinada hora” do dia em que a vazão de consumo será máxima. É utilizado o coeficiente da hora de maior consumo (K2).

K2 = máximo consumo horário verificado no dia de maior consumo/consumo médio horário do dia de maior consumo.

O consumo é maior nos horários de refeições e menor no início da madrugada, sendo atribuído um valor médio de 1, O coeficiente K1 é utilizado no cálculo de todas as unidades do sis- tema, enquanto K2 é usado apenas no cálculo da rede de distribuição.

adutora até a ETA (inclusive):

Onde: P = população da área abastecida; q = consumo per capita de água; K1 = coeficiente do dia de maior consumo; Qesp = vazão específica, por exemplo: grandes consumidores (indústrias, comércios, etc); CETA = Coeficiente de Consumo na ETA = 3% - 4%

Já a Vazão da ETA até o reservatório é representada pela Q2:

Onde: P = população da área abastecida; q = consumo per capita de água; K1 = coeficiente do dia de maior consumo; Qesp = vazão específica, por exemplo: grandes consumidores (indústrias, comércios, etc);

Nesse caso, como já houve o tratamento de água, o coeficiente referente ao consumo da ETA não foi mais considerado. Após a reservação a água é distribuída pela rede, Q3:

Onde: P = população da área abastecida; q = consumo per capita de água; K1 = coeficiente do dia de maior consumo; K2 = coeficiente da hora de maior consumo; Q esp = vazão específica, por exemplo: grandes consumidores (indústrias, comércios, etc).

Calcule as vazões de dimensionamento (captação – ETA, ETA – Reservatório e Reserva- tório – ETA) de um sistema de abastecimento de água, para atender uma população de 100. habitantes com vazão industrial de 25 l/s, sendo o consumo per capita de 200 l/hab. dia e um consumo na ETA de 3%. Adote para K1 = 1.2 e K2=1.5.

1.6. Projeção da população

Para se planejar, o sistema de abastecimento é de suma importância projetar a deman- da do sistema, desse modo, devem ser verificadas as seguintes considerações iniciais:

• As obras devem atender uma população maior que a atual.
• A projeção da população deve ser condizente com a duração do projeto.
• O período de projeto (horizonte do projeto) corresponde ao crescimento demográfico