Aproveitamento hidráulico - Grupo 3 (Versão 2)

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Universidade Tecnológica Federal do Paraná 
Engenharia Civil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
APROVEITAMENTO HIDRÁULICO: FINALIDADES, ELEMENTOS 
CONSTITUINTES E IMPACTOS 
 
 
DISCIPLINA DE OBRAS HIDRÁULICAS 
 
 
 
 
NOMES: ANA CLAUDIA LASKE R.A.: 1466747 
 DANIELLY LOUREIRO 1466755 
 MAYRA BRANCO 1512730 
 NATALIA CAVICHIOLI 1480227 
 
 
TOLEDO – PR 
 
2016 
2 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................................... 4 
2. APROVEITAMENTO HIDRÁULICO: FINALIDADES, ELEMENTOS CONSTITUINTES 
E IMPACTOS ................................................................................................................................. 4 
2.1. Fornecimento de água para irrigação .................................................................................... 4 
2.1.1. Estudos climáticos: Evapotranspiração ......................................................................... 5 
2.1.2. Estudos pedológicos ...................................................................................................... 7 
2.1.3. Parâmetros da água ........................................................................................................ 8 
2.1.3.1. Salinidade ....................................................................................................... 9 
2.1.3.2. Sodicidade .................................................................................................... 11 
2.1.4. Tipos de águas utilizadas para irrigação ...................................................................... 11 
2.1.4.1. Águas superficiais ........................................................................................ 11 
2.1.4.2. Águas subterrâneas ....................................................................................... 13 
2.1.4.3. Águas residuárias .......................................................................................... 14 
2.1.5. Sistemas de irrigação ................................................................................................... 15 
2.1.5.1. Irrigação por aspersão .................................................................................. 15 
2.1.5.2. Sistema de irrigação localizada .................................................................... 16 
2.1.5.3. Sistema de irrigação subterrânea .................................................................. 17 
2.1.5.4. Sistema de irrigação por superfície .............................................................. 18 
2.1.6. Escolha do sistema de irrigação................................................................................... 18 
2.1.6.1. Quantidade de chuvas ................................................................................... 20 
2.1.6.2. Necessidade de água das culturas ................................................................. 20 
2.1.6.3. Topografia ..................................................................................................... 21 
2.1.6.4. Disponibilidade e qualidade da água para irrigação ..................................... 22 
3 
 
2.1.6.5. Aspectos humanos, econômicos e sociais ..................................................... 22 
2.1.7. Irrigação no Brasil ....................................................................................................... 23 
2.2. Produção de energia elétrica ............................................................................................... 25 
2.2.1. Usinas hidrelétricas (UHEs) ........................................................................................ 26 
2.2.1.1. Elementos constituintes................................................................................. 26 
2.2.1.2. Classificação ................................................................................................. 28 
2.2.1.3. Impactos ........................................................................................................ 30 
2.3. Água para abastecimento humano ...................................................................................... 31 
2.3.1. Sistema de Abastecimento de Água ............................................................................ 32 
2.3.2. Elementos construtivos ................................................................................................ 33 
2.3.2.1. Pequenas modificações ................................................................................. 33 
2.3.2.2. Pequenas Construções ................................................................................... 34 
2.3.3. Impactos causados ....................................................................................................... 38 
2.4. Abastecimento para a indústria ........................................................................................... 38 
2.4.1. Elementos construtivos ................................................................................................ 39 
2.4.2. Impactos causados ....................................................................................................... 40 
2.5. Controle de cheias e estiagem ............................................................................................. 41 
2.5.1. Aquicultura .................................................................................................................. 43 
2.5.2. Pecuária ....................................................................................................................... 43 
2.5.3. Estudo de caso ............................................................................................................. 44 
2.5.3.1. Projeto de aproveitamento hidráulico do rio Mondego ................................ 44 
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................................... 47 
REFERÊNCIAS ............................................................................................................................ 48 
 
 
4 
 
1. INTRODUÇÃO 
O uso da água vem acompanhando o desenvolvimento do ser humano ao longo dos anos, 
nota-se que as sociedades históricas, em sua grande maioria, se formavam ao redor de rios. 
Assim, inquestionável tamanha importância, é necessário que esse recurso seja tratado com tal 
respeito e sabedoria. 
Com o passar dos anos, a necessidade de evolução e desenvolvimento, seja da tecnologia, 
cidades ou indústrias, contrastou com a preservação ambiental, que é tão necessária quanto. 
Assim, foram sendo adaptadas novas maneiras e soluções para abastecimento de água e também 
preservação de suas fontes de captação. 
Além do uso demasiado de água por conta desse desenvolvimento econômico e social, a 
diversificação do uso dela para as mais variadas utilizações, por exemplo na indústria, também 
vem chamando atenção. Com isso, houve um incremento considerável de número de 
aproveitamentos hidráulicos, como: irrigação, abastecimento e energia elétrica. 
Com o crescimento da população, vem se tornando cada vez mais difícil esse 
abastecimento. Algumas soluções para esse problema já foram providenciadas, como o uso de 
cisternas, o incentivo ao uso econômico da água, criação de reservatórios, regularização das 
vazões nos rios, entre outros. 
A água é um recurso natural renovável, mas com reservas limitadas. É imprescindível à 
civilização humana, mas tem sido utilizada de forma inadequada, e sua demanda crescente pode 
fazer com que se torne em breve um recurso esgotável em quantidade e qualidade. 
2. APROVEITAMENTO HIDRÁULICO: FINALIDADES, ELEMENTOS 
CONSTITUINTES E IMPACTOS 
2.1. Fornecimento de água para irrigação 
As técnicas de irrigação consistem na aplicação artificial, em quantidades adequadas, de 
água no solo, para propiciar a umidade adequada necessária para o desenvolvimento normaldas 
plantas cultivadas ou a fim de suprir a falta ou a má distribuição das chuvas. Segundo Fernandez 
e Garrido (2002), considera-se água para a agricultura irrigada o volume desse recurso natural 
5 
 
que não é suprido naturalmente por meio de chuvas, necessário à aplicação artificial aos cultivos, 
de forma a otimizar o seu desenvolvimento biológico. 
A técnica, ao longo dos séculos, vem sendo aperfeiçoada, chegando aos dias de hoje a 
sistemas pontuais, onde a água é gotejada na hora, local e dimensão correta ao desenvolvimento 
das plantas para suprir necessidades hídricas totais ou suplementares destas na falta de chuva 
(EMBRAPA, 2010). 
A técnica de irrigar é importante pelo fato de que a água é essencial para as plantas. Ela 
carrega nutrientes importantes do solo e funciona como um gatilho muito importante para a 
germinação e o processo da fotossíntese. Sem água, as plantas simplesmente não cresceriam. A 
irrigação racional minimiza o risco dos vultuosos investimentos que devem ser feitos hoje para 
que o agricultor faça suas plantações. O preparo da terra, os investimentos em maquinas, as 
sementes, herbicidas, inseticidas, adubos são todos muito caros para que o agricultor se arrisque a 
perder sua produção por falta de chuvas (TESTEZLAF, 2002). 
Para o desenvolvimento da agricultura no mundo, a água é o recurso natural de maior 
relevância, uma vez que as novas tecnologias para aumento de produtividade das áreas agrícolas 
são dependentes da sua disponibilidade. Tal importância reflete-se nos altos índices de 
produtividade de áreas irrigadas, em que apenas 18% do total de áreas agrícolas correspondem a 
aproximadamente 40% da produção agrícola mundial (BROWN; RENNER; HALWEIL, 2000). 
Além disso, é uma das principais técnicas que visa garantir a produção agrícola, sendo 
considerado oficialmente um elemento fomentador do desenvolvimento socioeconômico. 
2.1.1. Estudos climáticos: Evapotranspiração 
A evapotranspiração é a forma pela qual a água da superfície terrestre passa para a 
atmosfera no estado de vapor. Esse processo envolve a evaporação da água de superfícies de água 
livre, como rios, lagos, represas e oceanos e dos solos, da vegetação úmida, interceptada durante 
e chuva e a transpiração dos vegetais. No caso de uma cultura, e evapotranspiração se restringe 
aos processos de evaporação da água do solo e da vegetação úmida e de transpiração das plantas. 
O balanço entre a água que entra na cultura pela chuva e a que sai por evapotranspiração, 
irá resultar na variação do armazenamento de água no solo, que por sua vez condicionará o 
6 
 
crescimento, o desenvolvimento e o rendimento da cultura. Existem 4 formas de 
evapotranspiração, sendo: 
- Evapotranspiração de referência: é a evapotranspiração de uma extensa superfície 
vegetada com vegetação rasteira, em crescimento ativo, cobrindo totalmente o solo, sem restrição 
hídrica e com ampla área de bordadura para evitar a advecção de calor sensível (H) de áreas 
adjacentes. Assim, a evapotranspiração depende apenas das variáveis meteorológicas, sendo 
portanto, uma variável meteorológica, que expressa o potencial de evapotranspiração para as 
condições meteorológicas vigentes (Figura 2.1.1.1). 
 
 
Figura 2.1.1.1 – Evapotranspiração de referência 
Fonte: Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira (2013). 
 
- Evapotranspiração de cultura: é a evapotranspiração de uma cultura em dada fase de seu 
desenvolvimento, sem restrição hídrica, em condições ótimas de crescimento e com ampla área 
de bordadura para evitar a advecção de calor sensível (H) de áreas adjacentes (Figura 2.1.1.2). 
 
Figura 2.1.1.2 – Evapotranspiração de cultura 
Fonte: Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira (2013). 
 
- Evapotranspiração de oásis: é a evapotranspiração de uma área vegetada úmida, 
circundada por uma extensa área seca, de onde provém energia por advecção (calor sensível, H´), 
a qual aumenta a quantidade de energia disponível para a ETP (Figura 2.1.1.3). 
https://1.bp.blogspot.com/-MYyKNLmRU5o/UgLC8dYeCoI/AAAAAAAAESo/W6vRTPOM33E/s1600/Capturar4.JPG
https://3.bp.blogspot.com/-sxMEMpuY4IA/UgLEYDbq8DI/AAAAAAAAETA/-YPKc91MBIw/s1600/Capturar7.JPG
7 
 
 
 
Figura 2.1.1.3 – Evapotranspiração de oásis 
Fonte: Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira (2013). 
 
- Evapotranspiração real: é a evapotranspiração nas mesmas condições, de contorno de 
evapotranspiração, porém, com ou sem restrição hídrica (Figura 2.1.1.4). 
 
 
Figura 2.1.1.4 – Evapotranspiração real 
Fonte: Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira (2013). 
2.1.2. Estudos pedológicos 
Através da Pedologia são estudadas as propriedades físicas, químicas, hídricas, 
morfológicas e genéticas dos solos, com o propósito de elaborar sua perfeita caracterização e 
determinar sua aptidão agrícola. 
Os diferentes tipos de solos apresentam diferentes valores de porosidade, resultando em 
taxas de absorção de água distintas. Tal fator influencia na lâmina de água que fica sobre a 
superfície do terreno que pode ser absorvida, acarretando em diferentes volumes de água 
https://1.bp.blogspot.com/-9vN5DEqW8S4/UgLD9oD6LiI/AAAAAAAAES4/cKaActY8q90/s1600/Capturar6.JPG
https://4.bp.blogspot.com/-PCJkAifQOWs/UgLDfE9q-2I/AAAAAAAAESw/2NR23jt4zRw/s1600/Capturar5.JPG
8 
 
necessários para irrigação. Solos com baixa capacidade de retenção de água, exigem taxas baixas 
e frequentes de irrigação, sendo indicados os sistemas de irrigação por aspersão e localizada. 
Solos com alta capacidade de infiltração permitem maiores intensidades de aplicação com 
a consequente diminuição do tempo de irrigação por posição, ou seja, os sistemas por superfície 
são restritos, pois ocorrem grandes perdas por percolação. 
2.1.3. Parâmetros da água 
A agricultura irrigada depende tanto da quantidade como da qualidade da água. A 
importância da qualidade de água utilizada só foi levada em consideração a partir do início deste 
século. A falta de atenção a este aspecto foi devido à disponibilidade de águas de boa qualidade e 
de fácil utilização, mas tal fato está mudando em vários lugares, em função do aumento de 
consumo por águas de qualidade, restando como alternativa o uso de águas de qualidade inferior 
(AYERS & WESTCOT, 1991). 
Segundo Almeida (2010), os principais parâmetros a serem avaliados na qualidade da 
água para irrigação contemplam os parâmetros físico-químicos e biológicos, que definem sua 
adequação ou não para o uso. Ainda segundo o autor, geralmente os principais atributos 
analisados são: pH, condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos, e íons, como sódio, 
potássio, cálcio, magnésio, cloretos, sulfatos, carbonatos e bicarbonatos. 
Segundo Krause e Rodrigues (1998), o aspecto da qualidade tem sido desprezado devido 
ao fato de que, no passado, em geral as fontes de água, eram abundantes, de boa qualidade e de 
fácil utilização: esta situação, todavia, está alterando-se em muitos lugares. Para evitar problemas 
consequentes, deve existir um planejamento efetivo que assegure o melhor uso possível das 
águas, de acordo com a sua qualidade. 
 A água destinada à irrigação é geralmente proveniente de rios, córregos, lagos ou poços 
adjacentes às hortas, sendo transportada através de bombas ou canais até as hortas, sem qualquer 
tratamento prévio (OLIVEIRA E GERMANO, 1992), podendo vir a ser uma fonte potencial de 
enteropatógenos para o vegetal que será irrigado. 
No aspecto sanitário Marouelli (2001) afirma que é de grande importância analisar e fazer 
o controle sanitário de águas utilizadas para irrigação, como prevenção para saúde pública, pois 
muitas vezes essa apresenta-se contaminadas por organismos patogênicos e que os alimentos em 
9 
 
especial aqueles consumidos na forma crua, quando irrigados com tais águas, podem servir de 
veículo para transmissão de várias doenças aos consumidores. 
 Pacheco (2002) alertam queas águas destinadas à irrigação são fontes originais de 
contaminação quando comportam grande quantidade de micro-organismos como coliformes de 
origem fecal, aeromonas, salmonelas, parasitas intestinais e outros, portanto alimentos que estão 
em contato direto com estas águas contaminadas e se consumidos crus constituem fontes 
prováveis de intoxicação alimentar. 
2.1.3.1. Salinidade 
Dentre as características que determinam a qualidade da água para a irrigação, a 
concentração de sais solúveis ou salinidade é um fator limitante ao desenvolvimento de algumas 
culturas (BERNARDO, 1987). A salinidade é o resultado da acumulação de sais na dissolução do 
solo, que acarreta no aumento do potencial osmótico do solo, que pode dificultar ou impedir a 
captação de água pela planta, além de originar alterações na absorção de nutrientes. O principal 
agente influenciador da salinidade do solo é a quantidade de água utilizada, agravando-se quando 
ocorre o manejo incorreto desse tipo de água. 
De acordo com Ayers & Westcot (1999), as águas salinas utilizadas na irrigação podem 
representar risco para produção agrícola das culturas. Os efeitos da salinidade nas plantas são 
devidos à salinidade ou à sodicidade mas, usualmente, ambos estão envolvidos. A salinidade 
diminui o potencial externo de água reduzindo a disponibilidade de água às culturas, que podem 
reduzir a produção em até 50 % (SANTANA, 2007). Altos níveis de sais nas águas de irrigação, 
tanto são prejudiciais ao desenvolvimento das culturas como causam a obstrução dos sistemas de 
irrigação (GARCIA, 2008). A qualidade da água para fins agrícolas obedece a uma classificação, 
determinada pela concentração de alguns íons, tais como o sódio, potássio, cloretos e os sulfatos, 
além de outros parâmetros, como sólidos dissolvidos e a condutividade elétrica. 
Os sais são transportados pelas águas de irrigação e depositados no solo, onde se 
acumulam sempre que a água se evapora ou é consumida pelas culturas. Os sais do solo e da água 
reduzem a disponibilidade da água para as plantas a tal ponto que afetam os rendimentos das 
culturas (AYERS & WESTCOT, 1999). Algumas culturas produzem rendimentos aceitáveis a 
níveis altos de salinidade e outras são sensíveis a níveis relativamente baixos. Esta diferença se 
10 
 
deve à melhor capacidade de adaptação osmótica que algumas culturas têm, o que permite 
absorver, mesmo em condições de salinidade, maior quantidade de água (Ayers & Westcot, 
1999), pois a importância da utilização da água para irrigação leva em conta, além da composição 
físicoquímica da água, as características da espécie vegetal e do solo. 
A condutividade elétrica da água é o parâmetro mais empregado para avaliar a salinidade 
da água, a qual corresponde à medida da capacidade dos íons presentes na água em conduzir 
eletricidade e cresce proporcionalmente ao aumento da concentração dos sais (RIBEIRO, 2005). 
Para irrigação, considera-se basicamente a quantidade de sais na água, sem especificá-los. A 
condutividade elétrica da solução é proporcional ao conteúdo presente nesta. Na tabela 2.1.3.1.1. 
tem-se os valores de condutividade de diferentes fontes de água. 
 
Tabela 2.1.3.1.1 – Condutividade elétrica de diferentes fontes 
Fonte Condutividade elétrica a 25ºC (dS ) 
Água de chuva 0,15 
Água média dos rios 0,20 – 0,40 
Água do mar Mediterrâneo 63 
Água do oceano Atlântico (máxima) 59 
Água do oceano Atlântico (média) 55 
Água do oceano Pacífico 51 
Água do oceano Índico 54 
Água de irrigação de salinidade média 0,75 – 2,25 
Fonte: ALMEIDA (2010). 
 
A partir da concentração de sais na água esta pode ser classificada em: 
- Água de salinidade baixa: pode ser utilizada na irrigação e na maioria dos solos. Às 
vezes, alguma lixiviação torna-se necessária. 
- Água de salinidade média: pode ser usada quando for possível fazer lixiviação 
moderada. Podem ser cultivadas plantas que apresentem moderada tolerância à salinização. 
- Água com salinidade alta: os solos que apresentam problemas de drenagem não são 
indicados para se proceder a irrigação das lavouras. Neste caso, podem ser utilizadas somente 
plantas tolerantes à concentração de sais. 
11 
 
2.1.3.2. Sodicidade 
A sodicidade se refere ao acúmulo de íons de sódio ( ) que estão presentes na água de 
irrigação e que eleva a percentagem de sódio trocável no solo. É utilizada como parâmetro devido 
ao seu efeito na permeabilidade do solo e na nutrição e toxicidade das plantas. Conforme a 
concentração de sódio a água pode ser classificada em: 
- Água com baixa concentração de sódio: é indicada para uso em irrigação para todos os 
tipos de solos. 
- Água com média concentração de sódio: pode ser usada em solos com textura grossa ou 
em solos orgânicos e que tenham boa permeabilidade. Os solos com textura fina, baixas 
condições de lixiviação devem ser descartados, pois apresentam perigo de sodificação. 
- Água com alta concentração de sódio: São necessários solos para a aplicação que 
tenham boa drenagem, alta lixiviação e necessitem a adição de matéria orgânica. Solos onde foi 
feita a gessagem pode não ocorrer a toxidez por sódio. 
- Água com concentração muito alta de sódio: nestas condições, a irrigação é imprópria, 
exceto se a salinidade for de baixa a média. 
A sodicidade afeta principalmente a capacidade de infiltração do solo, devido aos cátions 
livres de sódio, que provoca a dispersão dos colóides do solo. Provocando desestruturação do 
solo, criando problemas de compactação, diminuindo consequentemente a aeração e dificultando 
o movimento da água (CORDEIRO, 1988). 
2.1.4. Tipos de águas utilizadas para irrigação 
2.1.4.1. Águas superficiais 
As águas superficiais englobam, principalmente, as procedentes de rios e lagos, sendo as 
águas dos rios as mais utilizadas na agricultura. Os rios percorrem a superfície da terra exercendo 
uma ação importante de erosão, transporte e sedimentação de materiais, incorporando a seu leito 
águas procedentes de drenagens naturais, águas de infiltração e drenagem das terras irrigadas e 
despejos e restos procedentes de atividades humanas, agrícolas e industriais. No curso da água, o 
12 
 
conteúdo salino e o grau de contaminação vão aumentando à medida que avança o percurso 
(EMBRAPA, 2010). 
Na tabela 2.1.4.1.1, tem-se os principais contaminantes das águas de rios. 
 
Tabela 2.1.4.1.1 – Principais contaminantes das águas dos rios 
Causas 
imediatas 
Características 
da ação nociva 
Ação sobre a 
água do rio 
Época mais 
propícia 
Zona do rio de 
maior incidência de 
contaminação 
Deságue de 
águas residuais, 
municipais, 
industriais ou 
escorrimento 
agrícola 
 alto 
Diminui a 
concentração 
de 
excessivo 
Verão, 
temperatura 
alta, período 
de estiagem 
Remansos, tanques 
de água, zonas onde 
a água tem pouca 
velocidade 
Incremento de 
nutrientes 
N e P altos 
Crescimento 
excessivo de 
algas 
Primavera e 
verão 
Remansos, zonas 
eufóticas, correntes 
com pouca 
velocidade 
Águas 
residuárias com 
substâncias 
tóxicas 
Substâncias 
químicas 
solúveis, toxicas 
para as 
diferentes 
formas de vida 
Morte de 
peixes ou 
outras formas 
de vida 
Todo o ano, 
sobretudo no 
verão e 
temperaturas 
altas 
Remansos, tanques 
de água, zonas onde 
a água tem pouca 
velocidade 
Descarga de 
águas residuais 
salinas. 
Aumento da 
salinidade da 
água por causas 
naturais. 
Mudança do 
ambiente do rio 
Aumento da 
salinidade 
Estiagem, 
seca, verão e 
temperaturas 
altas 
Águas abaixo da 
descarga ou a ação 
natural antes da 
dissolução 
13 
 
Causas 
imediatas 
Características 
da ação nociva 
Ação sobre a 
água do rio 
Época mais 
propícia 
Zona do rio de 
maior incidência de 
contaminação 
Deságue de 
águas residuais 
quentes. 
Águas com 
temperaturas 
altas em relação 
ao rio 
Aumento da 
temperatura 
daágua do ri 
Em todo o 
ano, 
sobretudo no 
verão 
Águas abaixo da 
descarga, a distância 
variável 
Águas residuais 
contaminadas 
micro 
biologicamente 
Micróbios 
patógenos 
Águas 
perigosas para 
vários usos 
Em todo 
tempo e 
vazão 
Águas abaixo da 
descarga, a distância 
variável 
Descargas com 
sólidos em 
suspensão 
procedentes de 
processos 
naturais ou 
atividades 
humanas 
Aporte de 
sólidos em 
suspensão 
Aumento da 
turbidez, 
impedindo a 
penetração 
dos raios 
solares 
Em todo 
tempo, 
quando há 
fortes 
tempestades e 
aguaceiros 
Águas abaixo e a 
distância variável 
dependendo do 
declive, tamanho das 
partículas, dentre 
outros fatores 
Fonte: CASELLES (1996). 
2.1.4.2. Águas subterrâneas 
As águas subterrâneas são aquelas que se infiltram no terreno e que estão adsorvidas nos 
interstícios dos solos e das rochas. Um reservatório de água subterrânea pode ser definido como 
toda a formação geológica com capacidade de armazenar e transmitir a água e cuja exploração 
seja economicamente rentável, podendo ser: 
- Aquífero livre: formação geológica permeável e parcialmente saturada de água. É 
limitado na base por uma camada impermeável. O nível da água no aquífero está à pressão 
atmosférica. 
- Aquífero Confinado: formação geológica permeável e completamente saturada de água. 
14 
 
É limitado no topo e na base por camadas impermeáveis. A pressão da água no aquífero é 
superior à pressão atmosférica. 
2.1.4.3. Águas residuárias 
Uma alternativa de disposição de águas residuárias dos setores rural, industrial e urbano é 
o seu uso na irrigação de algumas culturas, como já praticado em alguns países. Essa prática 
possibilita o aumento da área irrigada, além de beneficiar o ambiente. Segundo Brega Filho e 
Mancuso (2002), a prática de reuso de água no meio agrícola, além de garantir a recarga do 
lençol freático, serve para fertirrigação de diversas culturas, bem como para fins de 
dessedentação de animais. Grandes volumes de águas servidas podem ser utilizados em 
categorias de reuso, como agricultura irrigada e recarga de aqüíferos, devendo-se atentar para 
suas limitações sanitárias e ambientais de aplicação (BEEKMAN, 1996). 
Para Sousa (2001), a adequação da água para irrigação ainda é muito subjetiva, no entanto 
deve-se sempre tentar identificar e avaliar alguns parâmetros que poderão produzir efeitos 
desagradáveis na relação água, planta e solo. Por exemplo, a água pode ser considerada adequada 
para certo tipo de solo ou cultura, mas inadequada para outros. Dessa forma, segundo Trentin e 
Souza (2006), sempre é importante analisar: as características físico-químicas, a qualidade 
sanitária da água, as características do solo, a tolerância das culturas a serem utilizadas, o clima 
local, o manejo da irrigação e a drenagem. 
Por isso, a disposição deste efluente no solo vem ganhando espaço por apresentar, 
segundo Bastos e Mara (1992), ao menos três boas vantagens: o tratamento do efluente, o 
fornecimento de água e a disponibilidade de nutrientes para as culturas irrigadas. Ali (1987) e 
Hamoda e Al-Awabi (1996) afirmam ainda que estas águas podem ser utilizadas em regiões de 
pequena disponibilidade de água, como regiões semi-áridas, desde que se tenha o conhecimento 
específico do seu grau de perigo à saúde e ao meio ambiente. 
15 
 
2.1.5. Sistemas de irrigação 
2.1.5.1. Irrigação por aspersão 
Nestes sistemas, a água é distribuída na forma de gotas sobre a cultura e superfície do 
solo, tentando imitar o efeito da chuva. A formação das gotas é obtida pela passagem da água sob 
pressão através de orifícios existentes em tubulações ou dispositivos mecânicos chamados de 
aspersores. Os sistemas de irrigação por aspersão podem ser divididos em dois tipos: 
- Sistemas convencionais: são os sistemas que utilizam os componentes convencionais de 
aspersão (motobombas, tubulações e aspersores), que podem se movimentar pelo campo, 
cobrindo em cada posição um setor da área irrigada ou permanecer parados na mesma posição ao 
longo do período de produção e cobrindo toda a área irrigada ao mesmo tempo. 
- Sistemas mecanizados: são sistemas aonde os aspersores ou sprays são montados em 
estruturas que se movem ao longo da área para efetuar a irrigação. Estes sistemas podem se 
movimentar com o auxílio de um trator, a partir de um sistema automatizado com movimentos 
linear ou circular. Enquadram-se no sistema mecanizado, o pivô central e o auto-propelido. 
 
 
Figura 2.1.5.1.1 – Sistema de irrigação por aspersão convencional, a esquerda e por pivô central, a direita. 
Fonte: EMBRAPA (2011). 
 
 
 Os sistemas por aspersão podem ser do tipo subcopa ou sobrecopa, conforme aplicam 
água por baixo ou por cima das folhas, respectivamente (Figura 2.1.5.1.2). Nos sistemas subcopa 
há uma interferência dos troncos das plantas nos jatos de água, o que prejudica a uniformidade de 
distribuição. Os sistemas sobrecopa molham as folhas, aumentando as chances de ocorrência de 
16 
 
doenças, além de apresentarem maiores perdas de água devido à evaporação e ao arraste pelo 
vento. Essas perdas podem ser minimizadas irrigando-se durante a noite. A irrigação noturna, 
contudo, aumenta o tempo de molhamento das folhas e as chances para o desenvolvimento de 
doenças (EMBRAPA, 2005). 
 
 
Figura 2.1.5.1.2 – Aspersores subcopa (esquerda) e sobrecopa (direita). 
Fonte: UNESP (2005). 
2.1.5.2. Sistema de irrigação localizada 
Na irrigação localizada a água é aplicada sobre o solo, diretamente sobre a região 
radicular. Esses sistemas utilizam pequenas vazões, quando comparados a outros sistemas de 
irrigação e com alta frequência. Os principais sistemas de irrigação localizada são: 
- Sistema por gotejamento: a água é aplicada no solo de forma constante, lento e a baixa 
pressão, através de pequenos emissores, denominados gotejadores. 
- Sistemas de micro aspersão: nestes sistemas são utilizados micro aspersores, que 
aplicam a água, preferencialmente, na área sombreada pela copa da planta. Esses sistemas 
possuem vazões e áreas de aplicação maiores que o por gotejamento. 
 
17 
 
 
Figura 2.1.5.2.1 – Irrigação por gotejameno (esquerda) e micro aspersão (direita). 
Fonte: Faculdade de Engenharia agrícola/ UNICAMP. 
2.1.5.3. Sistema de irrigação subterrânea 
Na irrigação subterrânea a água é aplicada diretamente nas raízes das culturas, abaixo da 
superfície do solo. O sistema é aplicado a partir da elevação do lençol freático, em áreas onde a 
presença de camadas de solo subsuperficiais compactadas permitem controlar a profundidade do 
nível do lençol freático e deixá-lo próximo às raízes das plantas, a partir do uso de estruturas de 
drenagem ou de linhas de irrigação enterradas, ou por gotejamento artificial, em que as linhas de 
gotejamento são enterradas no solo a profundidades que permitam que a água aplicada atinja o 
volume explorado pelas raízes (Figura 2.1.5.3.1). 
 
 
Figura 2.1.5.3.1 – Irrigação por gotejameno artificial (esquerda) e sulcos (direita). 
Fonte: Rural Pecuária (2010). 
 
18 
 
 
2.1.5.4. Sistema de irrigação por superfície 
Neste sistema a água é aplicada diretamente sobre a superfície do solo e pelo efeito da 
gravidade se movimenta e se infiltra no solo. São classificados em sistemas de irrigação por 
sulcos, em que a água é aplicada na área a ser irrigada pela inundação parcial da mesma, 
acompanhando as linhas da cultura, e escoando por sulcos construídos na superfície do solo e 
sistemas de irrigação por inundação, em que a água é aplicada sobre toda a área e se acumula na 
superfície do solo (Figura 2.1.5.4.1). 
 
 
Figura 2.1.5.3.1 – Irrigação por sulcos (esquerda) e por inundação (direita). 
Fonte: Faculdade de Engenharia agrícola/ UNICAMP. 
 
2.1.6. Escolha do sistema de irrigação 
A decisão de irrigar ou não deve levar em consideração diversos fatores, entre os quais a 
quantidade e distribuiçãoda chuva, o efeito da irrigação na produção das culturas, a necessidade 
de água das culturas e a qualidade e disponibilidade de água da fonte. O fator mais importante 
que determina a necessidade de irrigação de uma certa cultura em uma região é a quantidade e 
distribuição das chuvas. Outras razões para se utilizar irrigação são o aumento da produtividade, 
a melhoria da qualidade do produto, a produção na entressafra, o uso mais intensivo da terra e a 
19 
 
redução do risco do investimento feito na atividade agrícola (EMBRAPA, 2001). Os principais 
fatores que determinam a escolha do método estão relacionados na tabela 2.1.6.1. 
Tabela 2.1.6.1 – Fatores que afetam a seleção do método de irrigação 
Método Fatores 
 Declividade 
Taxa de 
infiltração 
Sensibilidade da 
cultura ao 
molhamento 
Efeito do vento 
Supe
rfície 
Área deve 
ser plana ou 
nivelada 
artificialmente a 
um limite de 1%. 
Maiores 
declividades 
podem ser 
empregadas 
tomando-se 
cuidados no 
dimensionamento 
Não 
recomendado 
para solos com 
taxa de 
infiltração 
acima de 60 
mm/h ou com 
taxa de 
infiltração 
muito baixa 
Adaptável à 
cultura do milho, 
especialmente o 
sistema de sulcos 
Não é 
problema para o 
sistema de 
sulcos 
Aspe
rsão 
Adaptável 
a diversas 
condições 
Adaptá
vel às mais 
diversas 
condições 
Pode 
propiciar o 
desenvolvimento 
de doenças foliares 
Pode 
afetar a 
uniformidade de 
distribuição e a 
eficiência 
Loca
lizada 
Adaptável 
às mais diversas 
condições 
Todo 
tipo. Pode ser 
usado em 
casos 
extremos, 
como solos 
muito arenosos 
ou muito 
pesados 
Menor 
efeito de doenças 
que a aspersão. 
Permite 
umedecimento de 
apenas parte da 
área 
Nenhum 
efeito no caso de 
gotejamento 
Subi
rrigação 
Área deve 
ser plana ou 
nivelada 
O solo 
deve ter uma 
camada 
impermeável 
abaixo da zona 
das raízes, ou 
lençol freático 
alto que possa 
ser controlado 
Adaptável à 
cultura do milho 
desde que o solo 
não fique 
encharcado o 
tempo todo. Pode 
prejudicar a 
germinação 
Não tem 
efeito 
Fonte: EMBRAPA (2010) 
20 
 
2.1.6.1. Quantidade de chuvas 
A necessidade de irrigação diminui, em geral, em locais em que as chuvas são mais 
constantes e com volumes de precipitação maiores. Geralmente, nas regiões úmidas, a quantidade 
de chuvas ao longo do ano é suficiente para a maioria das culturas. Assim, faz-se necessário a 
análise de dados históricos de chuvas ao longo do ano. O investimento de capital em irrigação 
deve ser compatível com a sua importância para a produção; assim, quando as chuvas contribuem 
com a maior parte da água necessária, menores deverão ser os investimentos com irrigação, 
justificando-se os sistemas de irrigação por superfície, desde que não sejam necessários grandes 
investimentos em sistematização, e a aspersão com equipamentos portáteis. 
2.1.6.2. Necessidade de água das culturas 
A quantidade de água que uma cultura utiliza durante o ciclo é chamada demanda sazonal 
de água e, para uma mesma cultura, varia com as condições climáticas da região. Diferentes 
culturas apresentam diferentes demandas sazonais de água. O requerimento de água das culturas 
pode ser estimado a partir do consumo de água de uma planta de referência (Eto) - para o Brasil, 
é a grama -, que, por sua vez, é determinado com os dados de clima do local (EMBRAPA, 2001). 
Determinações diretas do consumo de água das culturas, etc, podem também ser feitas 
empregando-se lisímetros (Figura 2.1.6.2.1). 
 
21 
 
 
Figura 2.1.6.2.1 - Estação meteorológica automática (esquerda), convencional (abaixo) e lisímetro de pesagem 
(acima) 
Fonte: EMBRAPA (2001). 
2.1.6.3. Topografia 
Caso a área a ser irrigada for plana ou se for baixa a dificuldade de nivelamento do 
terreno, qualquer um dos métodos de irrigação apresentados pode ser aplicados. Se a área não é 
plana, deve-se limitar ao uso de aspersão ou localizada, para as quais a taxa de aplicação de água 
pode ser ajustada para evitar erosão. 
O método de irrigação por superfície pode ser desenvolvido em áreas com declividades de 
até 15%. Aspersão pode ser empregada em áreas de até 30%, enquanto gotejamento pode ser 
implementado em áreas com declives de até 60%. 
A presença de obstrução na área dificulta o emprego do método de superfície e 
subirrigação, mas pode ser contornada com os métodos de aspersão e com o método de irrigação 
localizada. Áreas com formato e declividade irregulares são mais facilmente irrigáveis com 
métodos de aspersão e localizada do que com o método de superfície. 
22 
 
2.1.6.4. Disponibilidade e qualidade da água para irrigação 
Os dois parâmetros que devem ser previamente analisados são a vazão e o volume total de 
água disponível. A vazão mínima da fonte deve ser igual ou superior à demanda de pico da 
cultura a ser irrigada, considerando-se a eficiência de aplicação de água do método. 
Sistemas de irrigação por superfície, em geral, requerem vazões maiores com menor 
frequência. Sistemas de aspersão e localizada podem ser adaptados a fontes de água com vazões 
menores. Sistemas de irrigação por superfície são potencialmente menos eficientes (30-80%) 
quando comparados com sistemas de irrigação por aspersão (75-90%) e localizada (80-95%). 
A altura de bombeamento da água, desde a fonte até a área a ser irrigada, deve ser considerada 
quando da seleção do método de irrigação. À medida em que essa altura aumenta, sistemas de 
irrigação mais eficientes devem ser recomendados, de forma a reduzir o consumo de energia 
(EMBRAPA, 2011). 
Fontes de água com elevada concentração de sólidos em suspensão não são recomendadas 
para utilização com sistemas de gotejamento devido aos altos custos dos sistemas de filtragem, 
porém pode ser utilizada em métodos de irrigação por superfície. Em culturas que os produtos 
são consumidos na sua forma natural a presença de patógenos nocivos à saúde humana pode 
determinar o método de irrigação, não sendo indicados os por aspersão e microaspersão, mas sim 
por gotejamento. 
2.1.6.5. Aspectos humanos, econômicos e sociais 
Além dos fatores apresentados deve-se considerar os fatores humanos, no que concerne ao 
comportamento dos agricultores, como hábitos, preferências, tradições e preconceitos. Esses 
fatores podem ou não dificultar a introdução de inovações tecnológicas, persistindo a tendência 
de uso dos sistemas de irrigação já consagrados na região, caracterizando o alto grau de aversão 
ao risco por parte do irrigante. 
A análise econômica constitui o critério mais adequado à seleção de sistemas de irrigação 
para uma determinada condição. Neste ponto, deve-se considerar que as culturas diferem em seu 
valor final de mercado, dependendo do tipo (perecível ou não), da variedade, da qualidade, da 
23 
 
sazonalidade, da oferta e demanda do mercado e da comercialização, sendo assim, escolhido um 
sistema que tenha seu custo justificado pelo valor da produção. 
Outro fator a ser analisado é o ambiental, respeitando a natureza do local e prevendo um 
sistema que possa aliar eficiência, porém ser acarretar o esgotamento ou deterioriação dos 
recursos naturais da região. 
2.1.7. Irrigação no Brasil 
Apesar de o Brasil seja o país com maior disponibilidade de água doce do planeta, sua 
distribuição regional e temporal é muito desigual. A situação se agrava em algumas estações do 
ano em regiões específicas, onde o conflito pelo uso da água, tanto para fins agrícolas, quanto 
urbanos e industriais, já são observados. A agricultura irrigada é a principal usuária, sendo 
responsável pelo consumo de aproximadamente 70% de toda a água derivada dos mananciais 
(SILVA, 2010). 
Embora a agricultura irrigada seja, geralmente, associada a um elevado nível tecnológico, 
é consenso que a irrigação no Brasil e ainda praticada de forma inadequada, com grande 
desperdício de água (MANTOVANI et al., 2006;MAROUELLI et al., 2008). 
Segundo o Plano Nacional de Recursos Hídricos (2006), a eficiência média no uso da 
água para irrigação no Brasil é de aproximadamente 64%, ou seja, 36% da água derivada para a 
irrigação no país constituem-se em perdas por condução e por distribuição nas infraestruturas 
hidráulicas, provocando um grande desperdício no uso da água na agricultura. Segundo 
Mantovani et al. (2006), tal problema ocorre em razão de três fatores principais: a) diminuta 
utilização de critérios técnicos de manejo de água na maioria das áreas irrigadas; b) informações 
escassas e incompletas de parâmetros para manejo de água; c) uso de sistemas de irrigação com 
baixa eficiência de aplicação de água. 
A irrigação no Brasil apresenta características diferentes no Nordeste e no Sul. Ainda que 
tenham surgido nas duas regiões simultaneamente, no início do século, a irrigação desenvolveu-
se com características bem diferenciadas. Enquanto no Nordeste as iniciativas nasceram do poder 
público, no Sul a iniciativa foi predominantemente particular (DAKER, 1970). 
24 
 
Os principais métodos de irrigação utilizados no Brasil são: superfície (inundação e 
sulcos), aspersão (convencional, canhão, carretel), pivô central e localizada (gotejamento, 
microaspersão) (Figura 2.1.7.1). 
 
 
Figura 2.1.7.1 - Irrigação por inundação, por sulcos, por aspersão (convencional, auto-propelido e pivô 
central) e localizada (gotejamento e microaspersão). 
Fonte: EMBRAPA (2010). 
 
Na figura 2.1.7.2 tem-se um gráfico que apresenta a utilização de diferentes métodos de 
irrigação nas diferentes regiões do Brasil. A região Sul é a que apresenta a maior área irrigada no 
Brasil em função do cultivo do arroz irrigado por inundação, principalmente no Rio Grande do 
Sul. Na região Norte, a agricultura irrigada concentra-se no estado de Tocantins, sendo praticada 
principalmente a irrigação por superfície. Na região Nordeste, o estado que mais irriga é o da 
Bahia, com predominância da irrigação localizada. Nas regiões Sudeste e Centro-Oeste há ainda a 
predominância da irrigação por aspersão (pivô central e aspersão convencional). 
 
25 
 
 
Figura 2.1.7.2 – Área irrigada (ha) por diferentes métodos de irrigação por região do Brasil 
Fonte: CHRISTOFIDIS (2006). 
2.2. Produção de energia elétrica 
A energia hidráulica ocorre, basicamente, pela irradiação solar e energia potencial 
gravitacional, as quais causam a evaporação, condensação e precipitação da água sobre a 
superfície terrestre (ANEEL, 2004). 
No Brasil, energias renováveis equivalem a 41,3% do consumo total de energia, 
porcentagem esta que se apresenta superior à média global. Isto se dá, em grande parte, pela 
grande matriz hidrológica que o país possui, a qual apresenta, por sua vez, condições favoráveis 
ao aproveitamento energético (GOLDEMBERG & LUCON, 2007). Observa-se na atualidade 
uma urgência e grande necessidade de estudo e implantação de energias renováveis limpas, 
devido ao papel fundamental que a energia elétrica exerce na sociedade moderna e à frequente 
pressão de órgãos ambientais sobre os países poluidores para redução da emissão de gases que 
agravam o aquecimento global (SILVA et al., 2011). As usinas hidrelétricas, apesar de 
apresentarem determinados impactos socioambientais, se enquadram nas soluções propostas para 
produção de energia sustentável. 
Quanto à potência, a hidroeletricidade no Brasil é classificada em cinco tipos: as Micro 
Centrais Hidrelétricas (mCHs), com uma potência instalada de até 100 kW; as Mini Centrais 
Hidrelétricas (MCHs), as quais possuem potência de 100 a 1.000 kW; as Pequenas Centrais 
26 
 
Hidrelétricas (PCHs), com potência superior a 1.000 kW e inferior a 30.000 kW; as Médias 
Centrais Hidrelétricas, de 30.000 a 100.000 kW; e as Grandes Centrais Hidrelétricas, 
apresentando potência superior a 100.000 kW (SOUZA, 2014). No presente trabalho, será 
adotado como maior foco as usinas hidrelétricas (UHEs), que correspondem às Médias e Grandes 
Centrais Hidrelétricas, por apresentarem maior impacto e importância social, econômica, política 
e ambiental. 
2.2.1. Usinas hidrelétricas (UHEs) 
Uma usina hidrelétrica e a geração de energia a partir desta se divide, em geral, em cinco 
partes principais, como apresentado na Figura 2.2.1.1. Tais partes são: reservatório e barragem, 
turbina, gerador, subestação e distribuição (SOUZA, 2014). 
 
Figura 2.2.1.1 - Processos da produção de energia elétrica em uma usina hidrelétrica. 
Fonte: Adaptado de Soares Júnior (2013). 
2.2.1.1. Elementos constituintes 
Em uma escala local, os elementos que constituem uma usina hidrelétrica estão expostos 
na Figura 2.2.1.1.1. O reservatório é o elemento onde ocorre o represamento da água. A represa 
27 
 
ou barragem, a qual pode ser de enrocamento, terra ou concreto, permite a acumulação da 
substância. O vertedouro consiste na estrutura e comporta a qual é aberta em situações de cheia, 
para controle do nível da água do reservatório. Já a tomada d’água é a estrutura que permite ou 
não a condução da substância para a adução das turbinas, sendo equipada com comportas de 
fechamento e grades de proteção. Os condutos forçados são os que realizam a trajetória da água 
até as turbinas, estando associados à tomada de água. Por sua vez, a turbina é o elemento realiza a 
transformação da energia hidráulica em mecânica. Acoplado mecanicamente a ela, está o gerador, 
que transforma a energia recebida em elétrica. Já a casa de força é o local onde a turbina, o 
gerador e os elementos auxiliares se encontram. Por fim, o canal de fuga se constitui pelo local de 
saída da água após seu aproveitamento hidráulico (SOUZA, 2014). 
 
Figura 2.2.1.1.1 - Partes constituintes de uma usina hidrelétrica. 
Fonte: Adaptado de Souza (2014). 
 
As turbinas apresentam um rendimento de até 90%, o que representa uma das formas mais 
eficientes de conversão de energia, e são encontradas em diversas formas e tamanhos. O modelo 
mais comum é o Francis (Figura 2.2.1.1.2 (a)), por se adaptar a locais com qualquer altura de 
queda da água. Este tipo de turbina trabalha totalmente submerso e, portanto, pode ter seu eixo 
28 
 
orientado horizontal ou verticalmente (RAMAGE, 1996). Para baixas quedas (de 10 a 70 metros 
de altura), recomenda-se o modelo Kaplan de turbinas (Figura 2.2.1.1.2 (b)) e, para alturas 
elevadas (de 200 a 1500 metros), utiliza-se o modelo de Pelton (Figura 2.2.1.1.2 (c)) (ANEEL, 
2004). 
 
 
(a) (b) (c) 
Figura 2.2.1.1.2 - Modelos de turbina para a produção de energia elétrica a partir da energia hidráulica: 
Francis, Kaplan e Pelton. 
Fontes: (a) Fuchun Industry (2013); (b) Zeco Turbines (2012a); (c) Zeco Turbines (2012b). 
2.2.1.2. Classificação 
As usinas hidrelétricas podem ser classificadas de acordo com os seguintes aspectos: 
altura efetiva da queda d’água; capacidade ou potência oferecida; tipo de turbina utilizada; 
localização; tipo de barragem; entre outras. Em geral, as classificações mais empregadas são a 
altura de queda d’água e a potência instalada – como já explanado anteriormente –, podendo ser 
combinadas entre si e com demais aspectos para classificar determinada usina (RAMAGE, 1996). 
Para o Centro Nacional de Referência em Pequenas Centrais Hidrelétricas (CERPCH), 
instalações com baixa altura de queda d’água são aquelas com até 15 metros e suas localizações 
mais favoráveis são ribeiras de grandes declives. Nestes casos, a casa de força funciona junto à 
tomada de água ou muito próximo desta e as turbinas empregadas podem ser do tipo Kaplan 
(ANEEL, 2004). Um exemplo de usina de baixa queda é a de Jupiá, localizada no Rio Paraná 
(Três Lagoas – SP) e apresentada na Figura 2.2.1.2.1. 
 
29 
 
 
Figura 2.2.1.2.1 - Vista da Usina Hidrelétrica de Jupiá. 
Fonte: ANEEL (2004). 
 
As instalações de média queda são as que possuem altura de queda entre 15 e 150 metros 
e a maioria dos projetoshidrelétricos brasileiros se enquadram nesta classificação. Os principais 
componentes de uma obra deste tipo, também, são a tomada de água, as obras de proteção contra 
enchentes e o conduto hidráulico. O modelo de turbina mais empregado nestas usinas é o Francis 
e uma usina que é considerada por muitos autores como desta classe é a Itaipu, localizada na 
fronteira entre Brasil e Paraguai (ANEEL, 2004). A Figura 2.2.1.2.2 apresenta a vista panorâmica 
da usina. 
 
 
Figura 2.2.1.2.2 - Vista panorâmica da Usina Hidrelétrica de Itaipu. 
Fonte: ANEEL (2004). 
30 
 
 
Já para instalações de alta queda, as alturas ultrapassam 150 metros. Neste tipo de usina, 
as obras de tomada de água e de prevenção de enchentes têm custos reduzidos, sendo a maioria 
dos investimentos destinados ao conduto hidráulico e as turbinas geralmente utilizadas 
pertencentes ao modelo Pelton. Um exemplo de usina de alta queda é a Usina Hidrelétrica de 
Henry Borden, localizada no Rio Pedras, no estado de São Paulo (ANEEL, 2004). A usina está 
apresentada na Figura 2.2.1.2.3 abaixo. 
 
 
Figura 2.2.1.2.3 - Vista da Usina Hidrelétrica de Henry Borden. 
Fonte: ANEEL (2004). 
2.2.1.3. Impactos 
O conceito de sustentabilidade surgiu, na sua forma mais consolidada, na Conferência 
Mundial sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento promovida pela Organização das Nações 
Unidas (ONU), no ano de 1972. Este conceito foi definido como um conjunto de diretrizes e 
princípios que propõem o crescimento econômico e o desenvolvimento sustentável da sociedade, 
em que o consumo de recursos ocorra de forma a atender as necessidades atuais sem 
comprometer as gerações futuras (MENDES, 2005). 
Ao longo dos anos, a pressão sobre os agentes poluidores se intensificou, fazendo com 
que novas alternativas de produção de energia de forma limpa e sustentável surgissem e 
31 
 
ganhassem espaço no panorama econômico mundial. Entre estas alternativas está o investimento 
no potencial hidroelétrico (MENDES, 2005). 
Entretanto, apesar da produção de energia elétrica em uma usina hidrelétrica ocorrer de 
forma limpa e renovável, a construção da mesma pode gerar uma série de impactos sociais, 
econômicos, políticos e, principalmente, ambientais. Como exemplo dos últimos, tem-se o 
rompimento de barragens, extravasamento de lagos, elevação do lençol freático, contaminação do 
lençol e, consequentemente, do volume de água de abastecimento populacional. Com relação à 
formação dos lagos das usinas, os possíveis impactos são o comprometimento de áreas de solos 
férteis, a saída compulsória da população e a parcial desintegração dos costumes e tradições 
desta, o comprometimento da fauna e flora da região e, também, o desaparecimento de possíveis 
vestígios de culturas antepassadas (MENDES, 2005). 
2.3. Água para abastecimento humano 
Os sistemas de abastecimentos de água é um serviço público, formado por vários sistemas 
hidráulicos e visam realizar o suprimento de água para as necessidades de uma determinada 
população ou comunidade (MEDEIROS, 2014). 
Há 2500 a.C. na mesopotâmia já eram construídas algumas estruturas que tinham o 
objetivo de fornecer água a população das cidades, assim como para a irrigação também 
(MEDEIROS, 2014). 
Porém, foi só com a revolução industrial e o grande crescimento populacional nas cidades 
que os sistemas de abastecimento sofreram modificações, para atender a quantidade de água 
demandada assim como a sua qualidade para os diversos usos que ela poderia ter (MEDEIROS, 
2014). 
O abastecimento humano é um uso da água que consideramos consultivo, ou seja, a vazão 
de água que é retirada não é a mesma que é devolvida. Este é um dos poucos usos da água que é 
associado a um prévio tratamento, devido ao fato de terem alguns padrões mínimos de qualidade 
(GUIMARÃES, CARVALHO & SILVA, 2007). 
De acordo com a lei 9.433/97 deve ser assegurado água em quantidade e em padrões de 
qualidades adequados aos seus diversos usos. Dessa forma, o planejamento deve ser feito 
analisando a bacia hidrográfica estudada e considerando os seus múltiplos usos. 
32 
 
Existem ainda duas formas de abastecimento, o rudimentar e o urbano, o primeiro é 
utilizado em áreas rurais ou regiões periféricas, onde a solução mais simples é a solução 
individual no qual o próprio individuo faz a captação e transporte e armazenamento da água. E o 
abastecimento urbano que é o mais utilizado quando a densidade demográfica é significativa 
tanto do ponto de vista econômico e sanitário (MEDEIROS, 2014). 
O objetivo do abastecimento de água é fornecer ininterruptamente água potável para 
atingirmos alguns fatores. 
 Controle e prevenção de doenças 
 Melhoria das condições sanitárias 
 Conforto e segurança coletiva 
 Desenvolvimento de práticas recreativas e esportes 
 Desenvolvimento turístico, comercial e industrial. 
 Maior número de áreas verdes 
Segundo Menezes (2013), existe um número enorme de doenças que podem ser 
transmitidas através de águas contaminadas entre elas. 
 Poliomielite 
 Esquistossomose 
 Cólera 
 Verminoses 
 Hepatite A 
 Leptospirose 
 Febre Tifoide 
Quem é o responsável por determinar o padrão de qualidade da água é o Ministério da 
Saúde, através da portaria nº 2.914/2011. 
2.3.1. Sistema de Abastecimento de Água 
O sistema é composto pelos seguintes elementos captação, adutora, estação elevatória, 
estação de tratamento, reservatório e rede de distribuição (MENEZES, 2013). 
33 
 
A captação é a retirada de água dos mananciais, a adutora por sua vez é responsável pelo 
transporte da água, do manancial até a estação de tratamento (adutora de água bruta) e da estação 
os reservatórios de distribuição (adutora de água tratada) (MENEZES, 2013). 
A estação elevatória constitui o conjunto de bombas responsáveis por transportar a água 
até os pontos mais elevados ou distantes. Por fim temos os reservatórios onde é armazenada a 
água e a rede de distribuição, conjunto de tubulações que levam a água ao consumidor final 
(MENEZES, 2013). 
2.3.2. Elementos construtivos 
O ideal é que a captação de água seja feita diretamente do manancial, porém, existem 
regiões onde as sazonalidades causam períodos significativos de seca, nesses casos é necessário 
fazer o armazenamento de água através de represas e barragens. 
As estruturas desenvolvidas dependem da situação geológica que temos, e do nível de 
água nos períodos extremos. 
2.3.2.1. Pequenas modificações 
Para margens estáveis, onde temos pequenas vazões e baixa flutuação de nível, podemos 
utilizar a captação direta ou tomada simples. 
 
Figura 2.3.2.1.1 - Captação direta. 
Fonte: Menezes (2013). 
 
34 
 
Para margens sujeitas a erosão pode-se usar ainda a captação direta, porém, é necessário 
fazer um revestimento na margem do rio. 
 
Figura 2.3.2.1.2 - Captação direta com revestimento. 
Fonte: Menezes (2013). 
 
Para margens instáveis é necessário fazer um muro de contenção. 
 
Figura 2.3.2.1.3 - Captação direta com muro de contenção. 
Fonte: Menezes (2013). 
2.3.2.2. Pequenas Construções 
Quando a lamina de água é muito baixa é necessário a construção de uma barragem, e o 
material desta depende da composição do leito do rio. Dentre os modelos mais utilizados estão as 
barragens de nível, de enrrocamento e com vertedor móvel. 
Para a utilização da barragem de nível por exemplo é necessário que a vazão mínima do 
curso d’água supere a demanda média do dia de consumo máximo. Ela pode ser esquematizada 
abaixo. 
35 
 
 
Figura 2.3.2.2.1 - Ilustração de uma barragem de nível. 
Fonte: Guimarães, Carvalho & Silva (2007). 
 
A barragem de enrocamento é aquela em que são utilizados blocos de rocha de tamanho 
variável e uma membrana impermeável na face de montante. O custo para a produção de grandes 
quantidades de rocha, para a construção desse tipo de barragem, somente é econômico em áreas 
onde o custo do concreto fosse elevadoou onde ocorresse escassez de materiais terrosos e 
houvesse, ainda, excesso de rocha dura e resistente. Devemos lembrar que a rocha de fundação 
adequada para uma barragem de enrocamento pode não ser aceitável para uma de concreto 
(MARANGON, 2009). 
 
36 
 
Figura 2.3.2.2.2 - Ilustração de uma barragem com enrocamento. 
Fonte: Guimarães, Carvalho & Silva (2007). 
 
Figura 2.3.2.2.3 - Ilustração de uma barragem com vertedor móvel. 
Fonte: Guimarães, Carvalho & Silva (2007). 
 
Além das barragens apresentadas, ainda é possível realizar a construção de um reservatório de 
acumulação. Quando utilizamos essa opção significa que ocorre variação no nível de água na 
captação, pois, ocorrerá variação entre as vazões de entrada e saída durante a estiagem. 
Quando a captação é prevista no projeto do reservatório é comum a construção de torres de 
tomada com saída através do maciço da barragem. Em caso contrário emprega-se o poço seco de 
derivação e para vazões pequenas, sifonamento por sobre o maciço ou a captação com os 
conjuntos sobre balsas e com a sucção e a parte móvel do recalque em mangotes flexíveis. 
37 
 
 
Figura 2.3.2.2.4 - Captação com torre de tomada. 
Fonte: Guimarães, Carvalho & Silva (2007). 
 
 
Figura 2.3.2.2.5 - Captação com sifão. 
Fonte: Guimarães, Carvalho & Silva (2007). 
38 
 
2.3.3. Impactos causados 
A formação de reservatórios causa impactos na bacia hidrográfica, como alterações no 
escoamento superficial a jusante e a montante e consequentemente a vazão dos rios é alterada no 
tempo e espaço. A alteração no nível dos lençóis freáticos presentes na região (SBPE, 2010). 
Uma bacia hidrográfica busca sempre permanecer em equilíbrio e por menor que seja as 
alterações feitas pelo homem elas vão sempre causar um stress no ciclo hidrológico 
(ALBUQUERQUE FILHO et al., 2010). 
Além disso existem vários impactos sociais que estão intrínsecos a construção de uma 
barragem, redução da qualidade de vida da população ribeirinha, indenizações por regiões 
alagadas que estão abaixo do preço real das propriedades, realocação da população para áreas 
com solos mais pobres, acarretando em êxodo rural e aumentando a região periféricas nas 
grandes cidades, aumento dos vetores de doenças e prejuízo na saúde da população local entre 
outros fatores (SBPE, 2010). 
E também os fatores que já são conhecidos assoreamento, erosão, desmatamento, 
alteração na fauna e na flora entre outros, poluição. E os fatores que são devidos a fase de 
execução e instalação da obra caça predatória, aumento nos índices de violência, acumulo de lixo 
entre outros. 
2.4. Abastecimento para a indústria 
O abastecimento industrial da água pode ter três finalidades básicas a primeira ela não 
entra em contato com o produto produzido (resfriadores, caldeiras etc.), industrias onde a água 
faz parte do processo de produção, mas não da constituição dos produtos e por fim industrias 
onde a água é incorporada aos produtos. 
Saber qual é o papel da água no processo industrial é imprescindível, pois, isso influencia 
diretamente na qualidade da água que será utilizada. 
Em alguns casos as industrias são responsáveis pela captação da água que eles utilizam, 
porém, pode também se fazer um sistema dual de abastecimento de água. Nesse sistema a rede 
responsável pelo abastecimento humano faria a captação e tratamento da água para o consumo 
39 
 
humano e um outro tratamento para a água industrial, dessa forma economizando recursos 
hídricos potáveis e reduzindo os custos. 
A ideia de um duplo sistema de abastecimento é antiga e remete a 40 d.C. com Frontinus, 
onde existia um segundo sistema de abastecimento de água de menor qualidade para a irrigação 
de jardins (TOMAZ, 1998). 
Neste trabalho faremos um estudo de caso sobre o sistema em vigor no estado de São 
Paulo, para exemplificar como pode ser feito o projeto. O empreendimento estudado está 
localizado em Guarulhos - SP (TOMAZ, 1998). 
2.4.1. Elementos construtivos 
Para início do projeto deve-se identificar o melhor local para a realização do estudo, foi 
determinado que a região de bom sucesso seria a sede das análises. 
 
Figura 2.4.1.1 - Esquema de aproveitamento do córrego Guaraçau para água industrial em Grarulhos. 
Fonte: Tomaz (1998). 
40 
 
 
Figura 2.4.1.2 - Esquema de aproveitamento de água industrial para a cidade de Grarulhos. 
Fonte: Tomaz (1998). 
 
Como podemos observar nas imagens acima, o esquema dual é bem simples, os pontos 
importantes a serem frisados são apenas a correta identificação da tubulação para que não haja 
confusão entre os usuários e evitar cruzamento entre as tubulações para evitar possíveis 
contaminações. 
2.4.2. Impactos causados 
Os impactos que podem ser causados utilizando o sistema dual de abastecimento e a 
captação direta do usuário são os mesmos que podem ser aplicados para o abastecimento 
humano. 
41 
 
As pequenas particularidades desse sistema são referentes aos pós uso da água, como a 
construção de reservatórios nas indústrias que utilizam essa água para resfriadores, pois, a água 
não pode ser lançada com uma temperatura elevada nos corpos d’água, uma vez que isso 
impactaria drasticamente na fauna e flora aquática da região. 
Da mesma forma que indústria que tem rejeitos tóxicos devem ter reservatórios especiais, 
nos quais esses resíduos receberão o tratamento ou descarte adequado. A contaminação com 
substâncias tóxicas ou metais pesados são extremamente prejudiciais ao meio ambiente e de 
difícil recuperação. 
2.5. Controle de cheias e estiagem 
Quando se trata de situações de inundações ou escassez de água, torna-se necessário uma 
intervenção mais drástica conforme a gravidade do problema. 
A variabilidade temporal das chuvas resulta, consequentemente, na variabilidade da vazão 
nos rios. Com isso, situações de escassez ou excessos de água são criadas e, com isso, os 
problemas mais usuais: falta de abastecimento e inundações. Para reduzir essa variabilidade da 
vazão, é necessário utilizar da regularização da mesma, isso se dá, principalmente, pela 
construção de um reservatório de água (Figura 2.5.1). 
 
 
Figura 2.5.1 – Esquematização da regularização da vazão (Q). 
Fonte: Barbosa Júnior (2016). 
 
Com isso, as compensações de déficit e escassez são neutralizadas, uma vez que em 
tempos de muita chuva, a água é reservada para tempos de seca/estiagem e, também, auxilia na 
proteção das áreas a jusante dele, já que controla a quantidade de água que é liberada. 
42 
 
Além da principal motivação apresentada anteriormente, alguns outros objetivos podem 
ser alcançados com a reservação de água: 
 Atendimento às necessidades do abastecimento urbano ou rural (irrigação); 
 Aproveitamento hidroelétrico (geração de energia); 
 Atenuação de cheias (combate às inundações); 
 Controle de estiagens; 
 Controle de sedimentos; 
 Recreação; 
 Produção de peixes; 
 Navegação fluvial. 
Porém, para a construção desse reservatório, normalmente uma barragem, devem ser 
feitos diversos estudos hidrológicos, para se atentar a real necessidade desse barramento ser 
construído, uma vez que demanda gastos de recursos e alteração ambiental. 
Se no estudo das séries de vazões naturais do rio os resultados dessas forem superiores à 
vazão necessária de consumo nos períodos de estiagem, a construção de um reservatório não é 
justificada, salvo em casos de excesso demasiado de chuva nos períodos de cheias, então se 
justificaria a construção para evitar problemas com inundações a jusante do possível barramento. 
Analogamente, se essa vazão natural for inferior à necessária para consumo, a obra de construção 
é justificada. 
Esses estudos devem ser o mais precisos possíveis, porque a errônea interpretação desses 
dados pode acarretar, em tempos de estiagem, em problemas maiores e afetar consideravelmente 
os usos do curso d’água, como: abastecimento industrial, irrigação,dessedentação de animais, 
entre outros. Por outro lado, as cheias podem causar perdas econômicas e de vidas. 
Ainda, esses dados permitem a correta tomada de decisões acerca da situação analisa, 
influem diretamente no dimensionamento de pontes, cidades futuras, dispositivos de micro e 
macro drenagem, implantação de sistemas de aviso e contenção, potencial elétrico, entre outros 
(TUCCI, 1993). 
 
43 
 
2.5.1. Aquicultura 
Nos últimos anos, observa-se um crescimento considerável do mercado de peixe, segundo 
relatório da Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO), a 
perspectiva de crescimento da aquicultura e agricultura, para o ano de 2025, ultrapassa 100%, 
assim, esse se torna mais um uso de água a ser suprido. 
Esse uso é preocupante por conta de dois fatores: demanda de quantidade significante de 
água e a qualidade apresentada após seu uso. Porém, alguns estudos pregam que essa atividade é 
não consuntiva, pois retorna o volume de água que foi demandado, podendo não ser comparada, 
então, com às atividades de uma indústria, por exemplo. 
A aquicultura é uma atividade produtiva humana, a qual demanda consideráveis volumes 
de água, entrando lado a lado na disputa pela disponibilidade dos recursos hídricos. Como já dito, 
o maior problema está na qualidade retornada da água, assim, torna-se necessária a implantação 
de medidas que fiscalizem tal retorno. Também, devem ser impostas novas tecnologias e 
instrumentos que modelem tal atividade de forma que se reduza os impactos causados por ela. 
2.5.2. Pecuária 
A pecuária é outra atividade que demanda grandes quantidades de água, por conta da 
manutenção do rebanho, principalmente na fase do abate, no preparo agroindustrial dos cortes e 
na oferta de produtos derivados, tais como leite e ovos. 
Denominada como “pegada hídrica”, essa atividade vem tomando espaço há tempos, 
porém, com a crescente tecnologia se desenvolvendo, sistemas produtivos mais eficientes estão 
sendo criados, nas áreas de manejo, captação de chuva, reuso e preservação dos rios e nascentes. 
A Embrapa Pecuária Sudeste, está realizando um programa em São Carlos–SP, desde o 
ano de 2015, que visa quantificar essa pegada hídrica, através de equipamentos que registram o 
consumo de água e a ingestão de alimento individuais de cada animal, também, estão sendo 
analisados as tecnologias citadas acima de captação de água, reuso, etc. Dessa forma, pretende-se 
avaliar esses dados e, assim, criar uma gestão de recursos hídricos mais adequada para essa 
atividade. 
44 
 
2.5.3. Estudo de caso 
2.5.3.1. Projeto de aproveitamento hidráulico do rio Mondego 
O rio Mondego é situado por completo em Portugal, nasce na Serra da Estrela e tem sua 
foz no Oceano Atlântico. Ele pertence a uma bacia com área total de 6645 km². 
O principal problema nesse rio é a ocorrência de cheias (Figura 2.5.3.1.1) causadas por 
precipitações intensas. A dimensão da bacia hidrográfica e o tipo de acontecimento 
meteorológico governam as características das cheias, as quais no rio Mondego relativamente 
rápidas, com tempo de concentração curto, de poucas horas, o que causa aumento brusco do nível 
de escoamento em algumas áreas. 
 
 
Figura 2.5.3.1.1 – Período de cheias na cidade de Coimbra, Portugal. 
Fonte: Tvi 24. 
 
45 
 
 
Figura 2.5.3.1.2 – Período de cheias na cidade de Coimbra, Portugal. 
Fonte: Publico Porto. 
 
Através de estudos hidrológicos, constatou-se que nos dois últimos séculos, as cheias 
obtiveram períodos de retorno de 20 anos. Logo, era imprescindível uma interferência nessa 
situação, assim, após estudos hidrológicos, o projeto foi iniciado e tinha como objetivos: 
 Produção de energia; 
 Controle e defesa contra cheias; 
 Abastecimento de água a populações e indústrias; 
 Fornecimento de água para irrigação. 
 
Com a construção das barragens da Aguieira e da Raiva e do açude de Coimbra, foram 
construídos novos leitos aluvionares, incluindo diques de defesa, dragagem e revestimentos 
de enrocamento. Os picos de cheia em Coimbra eram da ordem dos 2500 m³/s, sendo reduzidos 
para 1200 m³/s, com tais resultados, a situação pode ser amenizada. 
46 
 
 
Figura 2.5.3.1.3 – Dique de defesa situado na cidade de Coimbra, Portugal. 
Fonte: Publico Porto. 
 
 
Figura 2.5.3.1.4 – Estrutura de controle de cheias situada na cidade de Coimbra, Portugal. 
Fonte: Publico Porto. 
47 
 
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
A irrigação constitui-se como um sistema necessário, que propicia competitividade da 
cultura e em muitos casos, é indispensável para a produção. A correta escolha do tipo de processo 
utilizado, a partir da análise dos diferentes fatores e aspectos, conforme apresentado, e o 
dimensionamento correto do sistema de irrigação, considerando as particularidades do local, 
clima e tipo de cultura, acarreta em maior produtividade com menores custos. 
Com relação à utilização de água reservada em barragens para a produção de energia 
elétrica, muitos aspectos sociais, econômicos e ambientais estão envolvidos. Ao passo que a 
construção de uma usina hidrelétrica apresenta pontos favoráveis à economia da região e ao 
abastecimento de energia elétrica, ela também traz diversos impactos socioambientais negativos. 
Ainda sobre as usinas, é possível observar a grande gama de tipos destas, sejam eles conforme as 
dimensões da obra, a localização em que se encontram ou a potência instalada. 
Os sistemas de abastecimento humano de água são muito antigos e vêm sofrendo 
modificações para atender as novas dificuldades. Manter um sistema ininterrupto de água potável 
para os usuários sem criar grandes impactos ambientais e sociais ainda é um impasse para os 
profissionais de engenharia, principalmente quando questões políticas são levadas em conta. 
Cabe aos responsáveis pela bacia ter essa visão geral dos benefícios e problemas que a sua 
construção pode causar. 
Já para o abastecimento industrial o principal problema ainda é a internalização das 
externalidades, ou seja, muitas indústrias não pagam um preço justo pela água consumida. Em 
algumas indústrias são utilizadas reservatórios ou barragens de rejeitos e, tais construções, 
portanto, apresentam grande dado potencial associado por conterem materiais tóxicos que, por 
sua vez, podem ocasionar impactos inestimáveis para o meio ambiente e para a população. 
Assim como na irrigação, na área de aquicultura e pecuária se tem a extrema necessidade 
de tratar e depositar os resíduos gerados, normalmente água contaminada seja por venenos, 
excrementos ou até mesmo água advinda do processo de produção das carnes, por exemplo. Já, 
quando se trata de barramentos para contenção de cheias ou para prevenção de estiagens, deve-se 
fazer um estudo profundo das condições da área, topografia e relevo, condições meteorológicas, 
dados de séries históricas, entre outras. Com o estudo de caso apresentado, nota-se a importância 
de se fazer uma análise bem feita levando em consideração todos os fatores influentes para tal. 
48 
 
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