Resumo SAA

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Sistema de Abastecimento de Água 
Definição 
 
Conjunto de infraestruturas, equipamentos e serviços 
com o objetivo de distribuir água potável para o consumo 
humano, bem como para o consumo industrial, 
comercial, dentre outros usos. Ao mesmo tempo são 
usuárias dos recursos naturais e poluidoras desses 
recursos, ao gerar resíduos, demandar construções e 
acarretar modificações ambientais para a extração da 
água. 
 
 
 Manancial: pode ser subterrâneo freático ou 
não confinado; subterrâneo confinado; 
superficial com ou sem acumulação e água de 
chuva. 
 Captação: extração de água (depende do tipo 
de manancial). 
 Estação elevatória de água bruta: estruturas 
necessárias ou não para vencer os desníveis 
geométricos; função da localização (para água 
bruta ou tratada) e do tipo de bomba. 
 Adutora de água bruta: transporte – conduto 
livre ou forçado, por gravidade ou recalque. 
 Estação de tratamento de água: unidade para 
tornar a água potável e palatável de acordo com 
os padrões. Toda água fornecida coletivamente 
deve ser submetida ao processo de 
desinfecção, e toda água suprida por manancial 
superficial e distribuída por meio de canalização 
deve incluir tratamento por filtração. 
 Adutora de água tratada: transporte – conduto 
livre ou forçado, por gravidade ou recalque. 
 Reservatório: compensação entre as vazões 
de produção e as vazões de consumo; podem 
ter reservas de emergência e assumir várias 
formas (apoiado, elevado, enterrado) e posição 
relativa à rede (montante ou jusante). 
 MONTANTE: antes; nascente 
[monte acumulado = início] 
 JUSANTE: depois; foz; curso do 
rio. 
 Rede de distribuição: composta por tubulões, 
conexões e peças especiais com a função de 
distribuir água até o consumidor final; pode ser 
configurações simples ou complexas em função 
do porte da cidade, densidade demográfica, 
topografia e área abastecida. 
 
 
Concepção para as instalações 
 Higienicamente segura; 
 Tecnicamente satisfatória; 
 Socialmente aceitável; 
 Economicamente viável; 
 Cuidado com o meio ambiente. 
É necessário fazer uma pesquisa no local para verificar 
o manancial, as características topográficas, 
geológicas e geotécnicas e as instalações existentes, 
se é possível usá-las ou não. 
 
Previsão de consumo / Vazões 
 
VAZÃO MÉDIA 
 
𝐐𝐦 = 
𝐏 (𝒉𝒂𝒃) ∗ 𝐪 (
𝐥
𝐡𝐚𝐛
. 𝐝𝐢𝐚)
𝟑𝟔𝟎𝟎 ∗ 𝒉 (
𝒔
𝒅𝒊𝒂
)
 
 
QM = vazão média (l/s) 
P = população (habitantes) 
q = consumo per capita (l/hab.dia) 
h = horas de funcionamento do sistema 
Obs.: as redes de distribuição são dimensionadas 
sempre com 24h, mesmo que porventura haja algum 
racionamento posteriormente, mas é a exceção. 
 
 
 
Sistema de Abastecimento de Água 
VAZÃO DOS DIAS DE MAIOR CONSUMO 
 
𝐐𝐦 = 
𝐏 (𝒉𝒂𝒃) ∗ 𝐪 
𝐥
𝐡𝐚𝐛
. 𝐝𝐢𝐚 ∗ 𝐊𝟏
𝟑𝟔𝟎𝟎 ∗ 𝒉 (
𝒔
𝒅𝒊𝒂
)
 
 
QM = vazão média (l/s) 
P = população (habitantes) 
q = consumo per capita (l/hab.dia) 
h = horas de funcionamento do sistema 
 
VAZÃO MÁXIMA 
 
𝐐𝐦𝐚𝐱 = 
𝐏 (𝒉𝒂𝒃) ∗ 𝐪 
𝐥
𝐡𝐚𝐛
. 𝐝𝐢𝐚 ∗ 𝑲𝟏 ∗ 𝑲𝟐
𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎
 
 
QM = vazão média (l/s) 
P = população (habitantes) 
q = consumo per capita (l/hab.dia) 
h = horas de funcionamento do sistema 
Para considerar isto, no dimensionamento são 
acrescidos os coeficientes de reforço: K1 e K2. 
 
K1: COEFICIENTE DO DIA DE MAIOR CONSUMO 
 
 
É utilizado na determinação da vazão de 
dimensionamento para captação, adução, estações de 
tratamento elevatórias (desde a captação ao 
reservatório). 
Caso não seja possível determinar os valores, a norma 
determina que K1 = 1,2. 
 
K2: COEFICIENTE DA HORA DE MAIOR CONSUMO 
 
 
É utilizado para o dimensionamento da rede de 
distribuição (desde o reservatório até a rede). 
Caso não seja possível determinar os valores, a norma 
determina que K1 = 1,5. 
 
VAZÕES DAS DIVERSAS UNIDADES DO SAA 
 
𝐐𝐩𝐫𝐨𝐝 = 
𝐐𝐦 ∗ 𝐊𝟏 ∗ 𝟐𝟒
𝒕
∗ (𝟏 +
𝐐𝐞𝐭𝐚
𝟏𝟎𝟎
) + 𝑸𝒔 
 
𝐐𝐚𝐚𝐭 = 
𝐐𝐦 ∗ 𝐊𝟏 ∗ 𝟐𝟒
𝒕
+ 𝑸𝒔 
 
𝐐𝐝𝐢𝐬𝐭 = 𝐐𝐦 ∗ 𝐊𝟏 ∗ 𝐊𝟐 + 𝐐𝐬 
 
 
Sistema de Abastecimento de Água 
QM = vazão média (l/s) 
P = população (habitantes) 
T = período de funcionamento da produção (h) 
qETA = consumo de água na ETA (%) 
 
Qualidade da Água 
 
Parâmetros 
 
Padrão de potabilidade: Portaria GM/MS nº 888/2021; 
Padrão de corpos d’água: Resolução CONAMA nº 
357/2005; 
Padrão de lançamento: Resolução CONAMA nº 
430/2021. 
 
PARÂMETROS FÍSICOS 
 Cor; 
 Turbidez; 
 Sabor e odor; 
 Temperatura. 
 
PARÂMETROS QUÍMICOS 
 pH; 
 Dureza. 
 
Classificação das classes 
 
 CLASSE ESPECIAL: Necessário desinfecção para 
consumo humano; 
 CLASSE 01: Necessário tratamento simplificado 
(filtro + desinfecção) para consumo humano; 
 CLASSE 02: Tratamento convencional utilizado na 
ETA para consumo humano; 
 CLASSE 03: Tratamento avançado; 
 CLASSE 04: Tratamento muito acima, se tornando 
quase inviável. Não é recomendável para consumo 
humano. 
 
Tratamento da Água 
 
Tratamento convencional 
... 
Soluções alternativas 
e individuais 
 
A 
... 
 
Adutoras 
 
Definição 
 
São tubulações encarregadas pelo transporte de água 
entre unidades do SAA que precedem a rede de 
distribuição. As adutoras interligam a captação de água 
até a ETA (Adutoras de água bruta) e da ETA até os 
reservatórios (Adutora de água tratada). 
ADUTORA POR GRAVIDADE: Meio mais seguro e 
econômico de se transportar água, mas nem sempre a 
topografia permite conduzir, por gravidade, a vazão 
necessária. 
ADUTORAS DE RECALQUE: Necessidade de 
estações elevatórias. 
 
Hidráulica 
 
Devem ser dimensionadas como condutos forçados (P 
> PATM) e em regime de escoamento permanente. A 
seção é fechada e circular e a água ocupa totalmente a 
seção do escoamento. 
ESCOAMENTO PERMANENTE UNIFORME 
 VARIADO 
Sistema de Abastecimento de Água 
 NÃO PERMANENTE 
 
Reservatórios 
 
A 
... 
Rede de Distribuição 
 
 
Diâmetro das tubulações 
DIÂMETRO MÍNIMO: 50 mm (ABNT NBR 12218/2017) 
Obs.: utilizar diâmetro inferior em situações específicas, 
como em áreas de densidade populacional e consumo 
de água baixos (áreas rurais e áreas periféricas de 
cidades) e em linhas de distribuição localizadas e de 
pequena extensão. 
VELOCIDADE MÍNIMA: 0,40 m/s (ABNT NBR 
12218/2017) – atualização da ABNT NBR 12218/1994 a 
qual permitia 0,60 m/s. 
Objetivo de se estabelecer velocidade mínima: 
minimizar corrosão interna e evitar deposição de 
materiais em suspensão porventura existentes na água, 
inclusive decorrentes do processo de corrosivos 
instalados no interior das tubulações. 
VELOCIDADE MÁXIMA: 3,50 m/s (ABNT NBR 
12218/2017). 
As velocidades máximas de dimensionamento devem 
corresponder a uma perda de carga de até 10m/km. 
Objetivo de se estabelecer velocidade máxima: evitar 
efeitos nocivos associados ao escoamento da água 
(sobrepressões prejudiciais devidas ao golpe de aríete); 
evitar desgaste das tubulações. 
Obs.: o valor da velocidade máxima da água varia 
conforme o autor e o seu país de origem. 
MEDIDAS PARA EVITAR GOLPE DE ARÍETE: 
 Limitar a velocidade de escoamento: 
VMAX = 0,6 + 1,5D 
(V: m/s; D: m) 
 Fechamento lento de válvulas e registros. 
 Emprego de válvulas especiais, cujas 
descargas impedem valores excessivos de 
pressão, como “válvula de alívio”. 
 
Considerando a Tabela 14.4, quanto maior o diâmetro, 
menor a perda de carga unitária, ainda que se admita 
maiores velocidades. 
É recomendável não trabalhar muito próximo ao limite 
máximo de velocidade, visto que para o 
dimensionamento de redes de distribuição são 
consideradas previsões de adensamento populacional e 
de consumos per capita de água de longo prazo, que 
pode ser alterado no período de alcance de projeto. 
 
Traçado dos condutos 
1º: Definir as zonas de pressão; 
2º: Lançamento dos condutos ou tubulações da rede de 
distribuição na malha viária de cada zona de pressão; 
A redede distribuição é constituída por dois tipos de 
condutos: 
CONDUTOS / TUBULAÇÕES PRINCIPAIS / MESTRA 
/ TRONCO: tubulações de maior diâmetro, responsáveis 
pela alimentação dos condutos secundários. 
CONDUTOS OU TUBULAÇÕES SECUNDÁRIOS: 
tubulações de menor diâmetro, que abastecem 
diretamente os pontos de consumo do sistema. 
Sistema de Abastecimento de Água 
 
A NBR 12218/2017 dá orientações para o traçado de 
condutos principais e secundários: 
 Os condutos principais devem ser localizados 
em vias públicas, formando, preferencialmente, 
circuitos fechados. Devem ser levadas em conta 
as distâncias máximas que cada uma delas 
pode ter até o limite da sua área de influência. 
Recomenda-se: 
• Ruas sem pavimentação; 
• Ruas com pavimentação menos 
onerosa; 
• Ruas de menor intensidade de trânsito; 
• Proximidade de grandes consumidores; 
• Proximidade das áreas e de edifícios 
que devem ser protegidos contra 
incêndios. 
 Os condutos secundários devem formar rede 
malhada. 
o A rede deve ser dupla somente nos 
casos: 
 Ruas principais de tráfego 
intenso; 
 Quando a rede dupla for mais 
econômica. 
Distância máxima de 
atendimento de uma tubulação 
tronco 
Normalmente as áreas abastecidas por uma única 
tubulação tronco são áreas com dimensões limitadas e 
que apresentam baixos valores de densidade 
populacional ou vazão específica. 
Para essas situações, a tubulação tronco será localizada 
no eixo de simetria da área a abastecer, em paralelo à 
maior dimensão desta mesma área. 
A área de influência ou a área a ser abastecida por cada 
derivação da tubulação tronco corresponde à hachura: 
 
𝐐𝐬 = (𝐝𝐦𝐚𝐱 ∗ 𝐋𝐏) ∗ 𝐪𝐚 
𝐝𝐦𝐚𝐱 = 
𝟐 ∗ 𝐐𝐒
𝐋𝐏 ∗ 𝐪𝐚
 
Qs = vazão máxima que pode ser veiculada pela 
tubulação secundária (Tabela 14.4) (L/s) 
dmax = distância máxima à tubulação tronco (hm) 
Lp = dimensão do quarteirão paralela à tubulação tronco 
(hm) 
Qa = vazão específica da área a ser abastecida (L/s.ha) 
EXEMPLO: 
Considerar: 
 Densidade populacional: D = 120 hab/ha 
 Consumo per capita macromedido (incluindo 
perdas de água): q = 200 L/hab.dia 
 K1 = 1,2 e K2 = 1,5 
 L1 = 110 m e L2 = 90 m 
 50 mm o diâmetro das tubulações secundárias. 
 
Sistema de Abastecimento de Água 
 
 
Tipos de Rede de 
Distribuição 
 
Rede ramificada 
 Traçado aberto, semelhante a uma árvore ou 
espinha de peixe; 
 Cada ponto da rede é atendido por um caminho 
único desde o reservatório ou outra fonte de 
suprimento; 
 Se um ponto é interrompido, toda a rede a 
jusante fica isolada; 
 Recomendada somente em casos em que a 
topografia e os pontos a serem abastecidos não 
permitam o traçado da rede malhada. 
 
 
Rede malhada 
 Pode abastecer qualquer ponto da rede por 
mais de um caminho. 
 Rede fechada, forma anéis com múltiplos 
caminhos para o escoamento; 
 Maior flexibilidade para atender diferentes 
demandas e para manutenção da rede, com o 
mínimo de interrupção do fornecimento de 
água. 
 Rede malhada em anéis: mais comum na 
maioria das cidades, maior número de registros 
a serem manobrados. 
 
 
Rede mista 
 
 
Sistema de Abastecimento de Água 
Métodos de 
Dimensionamento das 
Redes de Distribuição 
 
Método de Dimensionamento 
Trecho a Trecho 
 
EM REDES RAMIFICADAS 
 Considera a distribuição uniforme do consumo de 
água ao longo dos trechos da tubulação, e se 
calcula a vazão específica de distribuição por metro 
de tubulação ou vazão em marcha (qm); 
 A vazão distribuída em cada trecho de tubulação é 
obtida por: comprimento do trecho (L) x vazão 
específica de distribuição por metro de tubulação 
(qm); 
 As vazões veiculadas nas tubulações se acumulam 
trecho a trecho, de trás para frente, até o 
reservatório de distribuição; 
 O diâmetro das tubulações é determinado pela 
Tabela 14.4, a partir das vazões calculadas; 
 O cálculo da perda de carga em cada trecho é obtido 
por: 𝐐𝐅 = 𝐐𝐉 + 
𝐐𝐓
𝟐
 , sendo QF a denominada 
vazão fictícia de dimensionamento. 
 
SEQUÊNCIA DE CÁLCULO: 
1. Numerar os trechos de jusante para montante; 
2. Determinar o comprimento de cada trecho (L), 
medido em planta, em metros (m); 
3. Determinar a vazão de jusante dos trechos (QJ), em 
l/s; 
4. Determinar a vazão de cada trecho (l/s): 𝐐𝐓 =
𝐪𝐦 ∗ 𝐋 
5. Determinar o valor da vazão fictícia (l/s): 𝐐𝐅 =
𝐐𝐉 + 
𝐐𝐓
𝟐
 
6. Determinar o diâmetro (Tabela 14.4 Azevedo Neto), 
considerar a QF 
7. Determinar a velocidade: 𝐕 = 
𝐐𝐅
𝐀
 → 𝐀 =
𝛑∗𝐃²
𝟒
 
8. Calcular a perda de carga no trecho - utilizar Hazen-
Williams: 𝐉 = 
𝟏𝟎,𝟔𝟒 ∗ 𝐐𝟏,𝟖𝟓
𝐂𝟏,𝟖𝟓∗ 𝐃𝟒,𝟖𝟕
 
9. Inserir a cota piezométrica (montante): preenchida 
de trás para frente na Tabela, começando com o 
valor de nível d’água mínimo do reservatório; 
10. A pressão de montante de um trecho é igual à 
pressão de jusante do trecho imediatamente 
anterior, considerando a sequência da planta; 
11. Cota piezométrica jusante = Cota piezométrica 
montante – hf; 
12. Cotas do terreno – tiradas da planta topográfica; 
13. Determinar a velocidade: 𝐕 = 
𝐐𝐅
𝐀
 → 𝐀 =
𝛑∗𝐃²
𝟒
 
14. Pressão disponível (jusante): 𝐏𝐉 = 𝐂𝐏𝐉 − 𝐂𝐓𝐉 
15. Pressão disponível (montante):𝐏𝐌 = 𝐂𝐏𝐌 − 𝐂𝐓𝐌 
 
 
 
Método de Dimensionamento 
Fictício 
 
Quando a rede é constituída de malhas, ou seja, quando 
as tubulações estão interligadas entre si formando 
circuitos fechados, para o dimensionamento a rede 
malhada pode ser transformada em uma rede ramificada 
e faz-se o dimensionamento trecho-a-trecho. Por meio 
de pontos de seccionamento fictício que de origem a 
extremidades hipoteticamente livres ao longo dos 
diversos trechos ramificados em que a rede é 
transformada. 
Sistema de Abastecimento de Água 
Para a localização e utilização dos pontos de 
seccionamento fictício, quatro orientações básicas 
devem ser observadas no método: 
1. Numa rede de tubulações sob pressão, a água 
percorre preferencialmente os caminhos mais 
largos (com diâmetro maior) e os caminhos 
mais curtos (com menor comprimento), que 
privilegia as tubulações tronco e os trechos mais 
curtos de tubulações secundárias. 
2. Os pontos de seccionamento fictício são 
aqueles que a água pode acessar por dois ou 
mais percursos distintos (pontos de encontro de 
duas ou mais setas indicadoras dos percursos 
da água na planta da rede de distribuição). 
3. Para facilitar os cálculos, os pontos de 
seccionamento são geralmente localizados nos 
cruzamentos das ruas, de modo a utilizarem as 
cotas altimétricas com que tais cruzamentos 
são geralmente identificados nos levantamentos 
topográficos. 
4. O seccionamento fictício é considerado correto 
quando a maior diferença entre as pressões 
calculadas para cada ponto do seccionamento, 
segundo cada um dos possíveis percursos da 
água até esse ponto, for inferior a 10% da média 
das pressões obtidas para o ponto em 
consideração. 
EXEMPLO: 
 
 
 
Dimensionamento das Redes 
Malhadas 
 
 O dimensionamento detalhado é feito apenas 
para as tubulações principais; 
 As tubulações secundárias e as áreas que elas 
abastecem são consideradas como agrupadas 
em pontos de concentração convenientemente 
dispostos ao longo da tubulação tronco (esses 
pontos de concentração são denominados nós). 
 Considera-se que as vazões que saem das 
tubulações estejam concentradas nos nós. 
 Para a análise hidráulica utiliza-se a equação da 
continuidade, que estabelece condição de 
equilíbrio. A soma algébrica das vazões em 
cada nó da rede é nula. 
 Determina-se as vazões nos trechos e as cotas 
piezométricas nos nós, a partir do conhecimento 
da vazão de distribuição do sistema. 
 A soma algébrica das perdas de carga nos 
trechos num circuito hidráulico é nula. 
PRINCÍPIO DA CONTINUIDADE: 
A soma das vazões que afluem a um nó deve ser igual 
à soma das vazões que saem do nó. 
 
É atribuído à perda de carga, o mesmo sentido da vazão 
(sentido horário = positivo). 
 
 
 
Sistema de Abastecimento de ÁguaCORREÇÕES: 
 
∆𝑸 = − 
∑ ∆𝑯
𝒏 ∗ ∑
∆𝑯
𝑸
 
 
n = 1,85 
Com o ∆𝑄, se corrige o valor de Q e se calcula 
novamente o valor de ∑ ∆𝐻. As iterações cessam 
quando este é muito pequeno (<0,5 m). 
CONHECER
- Vazões nos nós (q);
- Comp. dos trechos (L);
- Coef. perda de carga (β)
ESTIMAR
Vazão nos trechos
ΣQ = 0
FIXAR
Os diâmetros nos trechos (D)
CALCULAR
Perda de carga
ΔH 
ΣΔH ≠ 0
CALCULAR
ΔQ
CORRIGIR
As vazões no trecho
FIM
ΣΔH = 0
FIM