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Centro Universitário UNA Campus Conselheiro Lafaiete Engenharia Civil Relatório Técnico - Atividade Avaliativa A3 UC: Saneamento Básico Acadêmicos: Deisiane Arlinda Rodrigues RA:320248852 Emerson Dutra da Rocha RA: 321221326 Fábio Vinícius Fideliz RA: 319120161 Thiago Augusto Andrade da Silva RA: 320140964 Vinícius Junior da Silveira RA: 320138241 Wantuil José de Carvalho RA: 322133035 Warley Johnnis de Oliveira RA: 32010351 Docentes: Livia Lane Ferreira dos Santos; Luiz Carlos da Cruz. Conselheiro Lafaiete (MG) 23 de junho de 2022 1. Introdução O tratamento de esgoto é uma medida de saneamento básico essencial que garante a qualidade de vida para a população. Todos gostamos de ter água potável sem nenhuma contaminação. Porém, no seu estado natural, a água raramente tem essas características. Por essa razão ela é levada do manancial para a estação de tratamento. O conceito de potabilidade implica o atendimento a padrões mínimos exigidos para que a água a ser consumida não seja transmissora de doenças aos seres humanos. A Lei 11.445/07 – Lei Federal do Saneamento Básico aborda o conjunto de serviços de abastecimento público de água potável; coleta, tratamento e disposição final adequada dos esgotos sanitários; drenagem e manejo das águas pluviais urbanas, além da limpeza urbana e o manejo dos resíduos sólidos. De acordo com as leis infraconstitucionais, os serviços de saneamento básico é responsabilidade dos poderes públicos que devem integrar para as necessidades sociais e melhoria da qualidade de vida dos habitantes. A maior responsabilidade das ações é delegada aos municípios pois o saneamento básico é considerado serviço público e local. Cabe as diferentes áreas administrativas a observar as responsabilidades específicas para os serviços de saneamento. É fato que o saneamento básico é fundamental para a sociedade, visto que na sua falta gera diversos impactos para a população. Portanto, é importante destacar que o saneamento básico é uma categoria de serviços públicos que abrangem o abastecimento de água potável, esgotamento sanitário, manejo de resíduos sólidos e limpeza urbana e drenagem de águas pluviais. Ademais, vale ressaltar que o saneamento básico é um setor da saúde pública, uma vez que sua existência beneficia diretamente a área da saúde no país. (Ref1 e lei 11445). Conforme dito anteriormente, o saneamento básico é essencial para o desenvolvimento socioeconômico de uma sociedade. Diante disso, cabe salientar ainda que, segundo dados divulgados pela Fundação Nacional de Saúde (FUNASA), a cada real investido em saneamento básico economiza-se nove em saúde. Portanto, com base nesses dados reforça ainda mais a necessidade de investimentos nessa área. (Ref2) Diante do supracitado, é fato que o saneamento básico está interligado com a saúde pública, porém é necessário acrescentar que essa situação atinge principalmente as populações mais carentes. (Ref3). Ademais, conforme Ref4 descreve em seu artigo, o cenário do saneamento básico no Brasil é precário, principalmente relacionado ao esgotamento sanitário. Contudo, com base no apresentado, a falta de esgoto tratado permite a proliferação de vírus e bactérias, sendo que em alguns casos podem levar a quadros de saúde graves. 2. Objetivos do Trabalho Este trabalho tem por objetivo o estudo do manancial Várzea das Flores onde iremos verificar vários agentes poluidores que atingem diretamente ou indiretamente o manancial que tem como um dos seus afluentes o córrego Ponte alta. Também serão apresentados dados feitos através uma análise com o google Earth e cálculos como vazões, diâmetro de uma adutora, etc. Além do estudo do dimensionamento de uma lagoa facultativa para o Município de Juatuba e um aterro sanitário para um pequeno município. 3. Metodologia Para ao desenvolvimento desse trabalho utilizamos uma metodologia analítica aprendida ao longo do semestre, além da ferramenta do google Earth, onde analisamos por satélite os pontos de contaminação ao redor do manancial, além do desenvolvimento dos cálculos aprendidos ao logo da UC de saneamento básico além das informações obtidas por pesquisa. 4. Resultados ⮚ (Questão A) Uma extensão de área total de 394𝑚2 e instalado sobre uma formação de granito gnaisse. O coeficiente de permeabilidade do solo da área do lago é igual 1,75 m/dia; cota de altitude mínima enquadrada em 850m e máxima em 980m com a largura da base constituída em 98 m. Calcule o volume de água que flui para a adução em 1 hora? Dados: 𝐴 = 394𝑚2 𝐾 = 1,75 𝑚/𝑑𝑖𝑎 ℎ 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 850𝑚 ℎ 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 980𝑚 𝐿 = 98𝑚 Resolução: 𝑄 = 1,75 𝑚/𝑑𝑖𝑎 × (130𝑚 ÷ 98𝑚) × 394 𝑚 𝑄 = 1,75 𝑚/𝑑𝑖𝑎 × (1,32653060𝑚) × 394 𝑚 𝑸 = 𝟗𝟏𝟒, 𝟔𝟒 𝒎𝟑/𝒅𝒊𝒂 𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒆𝒎 𝟏 𝒉𝒐𝒓𝒂 𝑉 = 𝑄 ÷ 24 𝑽 = 𝟑𝟖, 𝟏𝟏 𝒎𝟑 ⮚ (Questão B) Acontece que, em dezembro de 2019, durante 3 dias o volume pluviométrico na área atingiu 200 mm de chuva (média histórica de 256,9 mm para o mês de dezembro) e forçando o coeficiente de permeabilidade do solo (área alagável do lago não altera) para 4 m/dia. Assim, calcule qual o volume de água irá fluir para a adução em 1 hora neste período do ano? Dados: 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑙𝑢𝑣𝑖𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 = 200 𝑚𝑚 𝑲 = 𝟒 𝒎/𝒅𝒊𝒂 Resolução: Qual o volume por uma hora nesse período? 𝑄 = 4,0 𝑚/𝑑𝑖𝑎 × (130𝑚 ÷ 98𝑚) × 394 𝑚 𝑄 = 4,0 𝑚/𝑑𝑖𝑎 × (1,32653060𝑚) × 394 𝑚 𝑸 = 𝟐𝟎𝟗𝟎, 𝟔𝟏 𝒎𝟑/𝒅𝒊𝒂 𝑽𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒆𝒎 𝟏 𝒉𝒐𝒓𝒂 𝑉 = 𝑄/24 𝑽 = 𝟖𝟕, 𝟏𝟏 𝒎𝟑 ⮚ (Questão C) Mediante o comparativo dos resultados (A e B), o que irá acontecer com o barramento (adução) no período citado (dezembro) com o reservatório? O que você sugere do ponto de vista da engenharia que deva ser feito como ação mitigadora (s)? Foi dimensionado para uma vazão de até 38,11m³/h em 1 hora, para o mês de dezembro o volume por hora é de 87,11 m³/h sendo assim reservatório irá trabalhar acima da capacidade da vazão dimensionada, isso pode gerar um rompimento da barragem, havendo uma necessidade de liberação do volume que ultrapassa a capacidade máxima exigida. ⮚ (Questão D) Utilizando imagens de satélite, analise a situação ocupacional no entorno do reservatório em questão e identifique 03 variáveis que impactam diretamente tanto físico, químico ou biologicamente na água. Feito isto, classifique-os e cite a (s) medida (s) mitigadora (s) para cada impacto diagnosticado no quadro abaixo. Figura 1: Desmatamento da lagoa Figura 2: foto tirada próximo ao manancial Figura 3: Esgoto que na parte escura Figura 4: Escavação ao redor do jogado diretamente manancial. Manancial. ⮚ (Questão E) No entorno da microbacia do córrego Ponte Alta, está compreendida a estimativa populacional para o ano de 2040. O valor qETA é de 3%; Qs é 1,6 L/s; e t é de 16 horas. Calcule o que se pede abaixo; Córrego Córrego da Estiva Córrego Ponte Alta Córrego Cachoeira Córrego Bela Vista Consumo médio per capita 185 l/dia 160 l/dia 220 l/dia 170 l/dia Coeficiente de variação diária K1 1,20 1,20 1,20 1,20 Coeficiente de variação horária K2 1,50 1,50 1,50 1,50 População Futura da Região (2040) 35.000 8.000 51.000 23.300 Volume do reservatório V = (P*q*K1)/3 ➢ Vazão média 𝑸 = 𝑃 ∗ 𝑞 86400 𝑸 = 𝟖𝟎𝟎𝟎∗𝟏𝟔𝟎 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 = 14.814l/s ➢ Vazão de produção 𝑄𝑃𝑅𝑂𝐷 = 14.814 ∗ 1,2 ∗ 24 57600 ∗ (1 + 3% 100 + 1,6 𝑸𝑷𝑹𝑶𝑫 = 𝟗. 𝟐𝟑𝒍/𝒔➢ Vazão da adutora de água tratada 𝑄𝑎𝑎𝑡 = 14.814∗1,2∗24 57600 + 1,6 𝑸𝒂𝒂𝒕 = 𝟗. 𝟎𝟎/𝒔 ➢ Vazão de distribuição 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑡 = 14.814 ∗ 1,2 ∗ 1,5 + 1,6 𝑸𝒅𝒊𝒔𝒕 = 𝟐𝟖. 𝟐𝟔𝟓 𝒍/𝒔 ➢ Volume do reservatório V = (P*q*K1)/3 𝑽 = (𝟖𝟎𝟎𝟎∗𝟏𝟔𝟎∗𝟏,𝟐) 𝟑 𝑽 = 𝟓𝟏𝟐, 𝟎𝟎𝟎. 𝟎𝟎𝒎³ Variável Estimativa (respostas) Vazão média 14.814l/s Vazão de produção (Qprod) (L/s) 9.23l/s Vazão da adutora de água tratada (Qaat) (L/s) 9.00l/s Vazão de distribuição (Qdist) 26.265l/s Volume do reservatório 512,000.00l/s V = (P*q*K1)/3 ➢ (Questão F) O bairro Petrovale do município de Betim possui 2 reservatórios suspensos para dar manutenção a rede quando do período de estiagem e estes mesmos necessitam de adaptação no sistema de distribuição de água tratada e para tal, contratou você para dimensionar a nova adutora. Assim, utilizando-se da Fórmula de Hazen-Williams (abaixo), dimensione a adutora que deverá ligar dois reservatórios (N1 a 870m a N2 a 800m). Estes devem empregar tubos de PVC (C=140), para atender uma vazão de 10 l/s e um comprimento entre os reservatórios de 1000m. Obs: Não se esqueça de converter a vazão para m3/s. Atenção, pode haver uma pequena variação numeral em função do tipo de calculadora a ser utilizada para o cálculo. Assim, caso aconteça, basta marcar a opção que mais se aproxime das opções apresentadas 𝐷 = √10,65 4.87 . 𝑄1,85 4f ∗ 𝐶1,85 𝑫 = 𝟕𝟓 𝐦𝐦= 0,077m ⮚ (Questão G) O município de Juatuba (vizinho ao município de Betim) não dispõe de sistema de esgotamento sanitário e por sua vez, utiliza-se na maioria das residências sumidouros. A Secretaria Estadual de Meio Ambiente determinou que o município implemente uma forma alternativa de tratamento de esgoto e assim, a equipe de engenharia avaliou que a melhor medida seria a implementação de uma lagoa facultativa. Para tal, as informações referentes ao município são: População = 33.000 habitantes Vazão afluente = 2.800 m3/d DBO afluente (S0) = 350 mg/l Temperatura (T) = 23 ºC Ls = 240 kgDBO/ha.dia H (prof.) = 1,5 m Consumo per capta de água = 150L/dia Área disponível para implantação da lagoa: 200 m2 Assim, calcule o que se pede: *Calcule a Carga (Q) = população x carga per capita *Carga L (carga DBO total) *Tx de aplicação superficial (Ls) *Dimensione a área da lagoa ➢ População x consumo per capta. 𝑄 = 150 ∗ 33.000 = 𝟒. 𝟗𝟓𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝒍/𝒅𝒊𝒂 4950 m³/dia ➢ Carga DBO total (L) =QxS0= 𝐿 = 49.500 ∗ 350 = 𝟏𝟕. 𝟑𝟐𝟓𝒌𝒈/𝒅𝒊𝒂 ➢ Área para o líquido =L/Ls 𝑇𝑋 = 17.325 240 = 𝟕𝟐. 𝟏𝟖𝟖 𝐦² V=A*H= 72.188*1,5= 108.282 m³ 𝑻𝒅𝒉 = 𝟏𝟎𝟖.𝟐𝟖𝟐 𝟐𝟖𝟎𝟎 = 𝟑𝟖, 𝟔𝟕 𝐝𝐢𝐚𝐬 A = 472.188m² / 210m (de acordo com a área disponível) A comprimento = 194,28m Profundidade = 1,5m ➢ (Questão H) – Um pequeno distrito (pode ser de Itajai, Conselheiro Lafaiete ou Itumbiara) necessita de implementar um método de disposição de resíduos que atenda a legislação. O método sugerido é o de trincheira e sendo assim, calcule com base nas informações abaixo. Dados Gerais do Aterro – cidades de pequeno a médio porte Cidade: 35.000 habitantes Vida útil de 10 anos As condições da área são favoráveis a utilização do método de trincheira Considerar: Densidade média do lixo compactado: δ = 0,70t /m³ 1) Consumo Per capta água 2) Carga L (carga DBO total) 3) Tx de aplicação superficial (Ls): Contribuição per capta de lixo: θ = 0,50 Kg / hab . dia Volume máximo adotado para estes casos = 30 m³/dia Calcule então: ➢ Massa de lixo gerada por dia 𝑀 = 35.000 ∗ 0,50 ∗ 1 𝑴 = 𝟏𝟕, 𝟓𝒕/𝒅𝒊𝒂 ➢ Volume de lixo gerado por dia (compactado) 𝑉 = 17.5/0,70 𝑉 = 𝟐𝟓𝒎³ ➢ Volume gerado em 10 anos 𝑉10 = 25 ∗ 365 ∗ 10 𝑉10 = 𝟗𝟏. 𝟐𝟓𝟎𝒎³ ➢ Se adotamos 30m³ por dia 𝑉10 = 30 ∗ 365 ∗ 10 𝑉10 = 𝟏𝟎𝟗. 𝟓𝟎𝟎𝒎³ 5. Considerações Finais O processo de tratamento correto da água nos livra de qualquer tipo de contaminação, evitando a transmissão de doenças. O tratamento de água e esgotos reduz o número de organismos vírus e baterias que causam doenças, eliminando todos os microrganismos patogênicos transmitidos através da água, melhorando a saúde pública. O tratamento de esgoto evita que a água contaminada caia em córregos e rios. Essa contaminação não é nociva apenas para os seres humanos, mas para a flora e a fauna da região que são impactadas e podem vir a sofrer consequências, gerando um desequilíbrio no ecossistema e um efeito em cascata para outros ambientes. 6. Referências Bibliográficas 1. ALENCAR, Isabela Z.; VIANA, Vanálya R.; MALHEIRO, Djailson R.; et al. Ausência de Saneamento Básico e sua Relação com a Diarreia em Crianças no Nordeste Brasileiro, nos anos de 2007 a 2019: Uma Revisão de Literatura. Revista Estação Científica, n.22, 2019. 2. BRK, 2019. Entenda como funciona uma estação de tratamento de esgoto. Disponível em: <> acesso em 16 jun de 2022. 3. DOS SANTOS, Amabelli Nunes; PRETTO, Márcia E J.; ABREU, Marina S. Paravidino D.; et al. Saneamento Ambiental. Porto Alegre: Grupo A, 2021. 4. Fundação Nacional de Saúde (FUNASA). Cada real gasto em saneamento economiza nove em saúde. 2017. Disponível em: <http://www.funasa.gov.br/todas-as-noticias/cada-real-gasto-em-saneamento- economiza-nove-em-saude-disse-ministro-da-saude? inheritRedirect=false> acesso em 23 jun de 2022. 5. FUSATI Filtros e Tratamentos de Água, 2021. A Importância do Tratamento da Água. Disponível em: <https://www.fusati.com.br/a-importancia-do-tratamento-da-agua> acesso em 17 jun de 2022. 6. Google Earth, 2009, website disponível em: <http://earth.google.com/> acesso em 23 jun de 2022. 7. Lei 11.445/07 - estabelece as diretrizes nacionais para o saneamento básico e para a política federal de saneamento básico. 8. Portal da Indústria. Entenda a realidade do saneamento básico no Brasil. Disponivelem:<https://www.portaldaindustria.com.br/industria-de-a- z/saneamento-basico=> acesso em 15 jun de 2022. 9. SABESP, 2022. Tratamento de Água. Disponível em: <https://site.sabesp.com.br/site/interna/Default.aspx?secaoId=47> acesso em 16 jun de 2022. 10. SANTOS, Fernanda F.; FILHO, José D.; MACHADO, Celestina T.; et al. O Desenvolvimento do Saneamento Básico no Brasil e as consequências para a Saúde Pública. Revista Brasileira de Meio Ambiente, vol.4, n.1, 241-251, 2018. http://www.funasa.gov.br/todas-as-noticias/ http://www.fusati.com.br/a-importancia-do-tratamento-da-agua http://earth.google.com/ http://www.portaldaindustria.com.br/industria-de-a-z/saneamento-basico/#%3A~%3Atext%3D http://www.portaldaindustria.com.br/industria-de-a-z/saneamento-basico/#%3A~%3Atext%3D 11. Toda Matéria, 2015. Tratamento de Água. Disponível em: <https://www.todamateria.com.br/tratamento-de-agua> acesso em 17 jun de 2022. https://www.todamateria.com.br/tratamento-de-agua
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