Tema 6 - Abastecimento de Água

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SANEAMENTO E MEIO 
AMBIENTE
Prof. Me. Anderson de Jesus Lima
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Aula 5: Sistemas de Abastecimento de Água
ÁGUA NA TERRA
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-
Total de água na terra Total de água doce (2,5%)
Água doce acessível (≈1,0%)
ÁGUA NO BRASIL
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Oferta de recursos 
hídricos no Brasil
Participação relativa do 
consumo total de água no Brasil
HISTÓRICO
❖ 1500 a.c
➢ Primeira tubulação de
distribuição de água ➔ Cidade
de Knossos, na ilha de Creta.
❖ 4 a 14 D.C
➢ Distribuição de água por tubos;
➢ Cidade de Ephesus, Turquia.
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Mundo
HISTÓRICO
❖ 100 d.C
➢ Aquedutos romanos;
➢ Tubulações de chumbo e ferro.
❖ Queda do Império Romano
➢ Transição de 1000 anos;
➢ Regressão nos conhecimentos sobre R.H;
➢ Condições de saneamento e saúde pública eram deploráveis
na Europa ➔ muitas epidemias.
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Mundo
HISTÓRICO
❖ 1237 – Primeiro sistema de abastecimento de água
encanada de Londres, Inglaterra ➔ utilizava tubos de
chumbo;
❖ 1455 – Primeira tubulação de ferro fundido no Castelo de
Dillenburg, Alemanha;
❖ 1652 – Adutora de ferro fundido em Boston, Estados Unidos;
❖ 1664 – Palácio de Versailles na França – Adutora em ferro
fundido com mais de 22 km.
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Mundo
HISTÓRICO
❖ 1754 – Pensilvânia – Primeiro sistema de abastecimento
de água nos Estados Unidos;
➢ Bombas movidas a cavalos e distribuição da água com tubos
de ferro fundido.
❖ 1764 – Popularização dos sistemas de abastecimento com
a invenção de elevatórias de águas com bombas a vapor;
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Mundo
HISTÓRICO
❖ Rio de Janeiro: primeira cidade
➢ 1561 – Primeiro sistema de abastecimento de água no Brasil
➔ escavação de um poço;
➢ 1673 – Início das obras de adução na cidade;
➢ 1723 – Construção do primeiro aqueduto ➔ construção de
arcos até chafariz público;
➢ 1750 – Aqueduto Carioca, com 13 km;
➢ 1810 – mais de 20 chafarizes públicos;
➢ 1860 – Distribuição de 8 milhões de litros por dia;
➢ 1876 – Primeiro sistema de abastecimento de água
encanada.
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Brasil
HISTÓRICO
❖ São Paulo
➢ 1744 – Primeiro chafariz público;
➢ 1746 – Adutoras para abastecer conventos de Santa Teresa e
da Luz;
➢ 1842 – Primeiro projeto de adução e distribuição de água.
❖ Implantação de sistemas em outras cidades:
➢ 1861 – Porto Alegre, RS;
➢ 1870 – Santos, SP;
➢ 1891 – Campinas, SP;
➢ 1897 – Belo Horizonte, MG.
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Brasil
HISTÓRICO
❖ A produção açucareira induziu também a incorporação
tecnológica aplicada à engenharia de construção de canais,
uma vez que em 1825, o deputado Eusébio Vanério,
representante de Sergipe, solicitou ao Imperador Pedro I
autorização para que se construísse um canal que ligasse
os rios Pomonga e Japaratuba, beneficiando o comércio do
açúcar. A canalização dos rios e a interligação de todas as
bacias foram ideais cultivados em Sergipe durante todo o
século XIX;
❖ Em 14 de maio de 1849 a lei provincial 258 autorizou a
abertura de um canal que ligasse todas as bacias da
Província de Sergipe, do rio São Francisco ao rio Real
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Sergipe
HISTÓRICO
❖ Em 1890, os comerciantes João Victor de Matos e José Alves
Costa criaram a Companhia de Abastecimento de Água para
canalizar as águas do rio Pitanga;
❖ Em 1909, ocorre a implantação do serviço de distribuição de
água encanada em Aracaju, captada no rio Pitanga e fornecida
in natura;
❖ Apenas 14 anos depois: Problemas!
➢ falta de manutenção;
➢ falta de tratamento da água;
➢ problemas de filtragem;
➢ tubulações desniveladas e estreitas;
➢ expansão da malha urbana.
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Sergipe
HISTÓRICO
❖ Graccho Cardoso contratou, em 1923, o escritório do
engenheiro Francisco Saturnino de Brito para a realização
de um diagnóstico da situação do abastecimento de água
da capital
❖ No mesmo ano a empresa que fez o diagnóstico iniciou as
obras de reconstrução da rede de abastecimento de água
de Aracaju:
➢ rede de tubos foi reconstruída;
➢ reservatório foi duplicado;
➢ foi instalado um sistema de pré-filtração no rio Pitanga, no
qual era feita a captação.
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Sergipe
HISTÓRICO
❖ O abastecimento de água em Aracaju iria apresentar
sintomas de graves dificuldades nas décadas de 60 e 70,
em face do crescimento populacional e da demanda
industrial.
❖ A Lei nº 1195 cria o Departamento de Saneamento de
Sergipe (DESO) em 13 de Agosto de 1963.
❖ Na década de 80, contudo, a inauguração da Adutora do
São Francisco resolveu tal problema, captando água no rio
São Francisco, e transportando-a por mais de 100
quilômetros para a capital do Estado de Sergipe.
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Sergipe
SISTEMAS ANTIGOS
❖ Primeiro estudo sobre
perdas: 1881 – Na Escócia
➔ índice de perda de
77%;
❖ No Brasil (2018): 38,5%
❖ No Japão: < 2%
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Problemas
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Promoção da qualidade de vida ➔ Prevenção de doenças
➔ Promoção da Saúde.
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Importância
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Sistema de Abastecimento de Água (SAA): é a
infraestrutura que visa fornecer ao usuário de boa
qualidade para seu uso, quantidade adequada e pressão
suficiente;
❖ Concepção: conjunto de estudos e conclusões referentes
ao estabelecimento de todas as diretrizes, os parâmetros
e as definições necessárias e suficientes para a
caracterização completa do sistema de abastecimento de
água que se pretende projetar.
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Conceitos
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Objetivos da Concepção
➢ Identificação e quantificação de todos os fatores
intervenientes;
➢ Diagnóstico do sistema existente;
➢ Estabelecimento de parâmetros básicos de projeto;
➢ Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas para
estudo de alternativas;
➢ Escolha da alternativa mais adequada mediante
comparação técnica, econômica e ambiental;
➢ Estabelecimento das diretrizes gerais de projeto e
quantidades de serviços a serem executados.
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Conceitos
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
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Partes Constituintes
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Captação: é o conjunto de estruturas e dispositivos,
construídos ou montados junto a um manancial, para a
retirada de água destinada a um sistema de
abastecimento.
❖ Manancial: fonte para suprimento de água.
➢ Manancial superficial: rios, lagos, açudes.
➢ Manancial subterrâneo: surgências naturais, poços rasos ou
profundo, drenos filtrantes.
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Captação
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Estação elevatória é um componente essencial dos
sistemas de abastecimento de água, podendo ser utilizada
na captação, adução, tratamento e distribuição de água.
❖ Equipamento eletromecânico:
➢ Motor, bomba;
❖ Tubulações:
➢ Sucção, barrilete, recalque.
❖ Construção civil:
➢ Poço de sucção, casa de bomba.
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Estação Elevatória
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
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Estação Elevatória
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Adutora consiste em um conjunto de tubulações, peças
especiais e obras de arte, destinado a conduzir a água
entre as unidades que antecedem a rede de distribuição.
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Adução
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Classificação das adutoras
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Adução
C
la
ss
if
ic
aç
ão
Quanto à natureza da 
água transportada
Adutoras de água bruta
Adutoras de água 
tratada
Quanto à energia para 
movimentação da água
Adutora por gravidade
Conduto livre
Conduto forçado
Adutora por recalque
Adutoras mistas
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❖ Adutoras por gravidade
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AduçãoConduto forçado
Conduto livre
Conduto livre e forçado
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Adutoras por recalque
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Adução
Recalque simples
Recalque duplo
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Água como solvente universal
❖ Poluição dos corpos hídricos
❖ Doenças de veiculação hídrica
❖ O tratamento de água consiste em melhorar suas
características organolépticas, físicas, químicas e
microbiológicas, a fim de que se torne adequada ao
consumo humano;
❖ ETA Convencional – Tratamento por ciclo completo:
➢ Coagulação ➔ Floculação ➔ Decantação ou Flotação ➔
Filtração ➔ Correção de pH ➔ Flouretação ➔ Desinfecção.
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Estações de Tratamento de Água (ETA)
Necessidade de tratamento
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ ETA – Ciclo Completo
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Estações de Tratamento de Água (ETA)
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Mistura Rápida/Coagulação
➢ Calha Parshall: unidade de mistura rápida (dispersão de
coagulante); medidor de vazão;
➢ Coagulante: produtos químicos que alteram a distribuição
de cargas das impurezas de modo a quebrar a energia de
repulsão existentes entre eles, facilitando a formação de
flocos.
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Estações de Tratamento de Água (ETA)
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Mistura Rápida/Coagulação
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Estações de Tratamento de Água (ETA)
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Mistura Lenta/Floculação
➢ Processo de juntar as partículas coaguladas ou
desestabilizadas para formar massas maiores ou flocos,
permitindo sua separação por sedimentação ou filtração;
➢ Os floculadores poderão ser hidráulicos, com utilização de
chicanas, ou mecanizados.
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Estações de Tratamento de Água (ETA)
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Mistura Lenta/Floculação
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Estações de Tratamento de Água (ETA)
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Decantação ou Sedimentação
➢ É um processo dinâmico e físico de separação de partículas
sólidas suspensas nas águas;
➢ Utiliza força gravitacional ➔ separa partículas com
densidade superior a da água ➔ depositando em uma
superfície.
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Estações de Tratamento de Água (ETA)
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Decantação ou Sedimentação
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Estações de Tratamento de Água (ETA)
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Filtração
➢ Destina-se a remover partículas em suspensão não retidas
no decantador ou no flotador;
➢ Passagem da água em um meio granular (cascalho, areia,
antracito);
➢ Correção de erros das etapas anteriores;
➢ Tipos: Pré-filtros, Filtros lentos, Filtros rápidos.
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Estações de Tratamento de Água (ETA)
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Filtração
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Estações de Tratamento de Água (ETA)
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Filtração
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Estações de Tratamento de Água (ETA)
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Desinfecção
➢ Consiste na inativação dos micro-organismos patogênicos,
realizada por intermédio de agentes físicos e/ou químicos;
➢ Esterilização x Desinfecção;
➢ Principais agentes desinfetantes:
▪ Cloraminas;
▪ Dióxido de cloro;
▪ Ozônio;
▪ Radiação Ultravioleta;
▪ Cloro (cloro gasoso, hipoclorito de sódio e Hipoclorito de
cálcio).
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Estações de Tratamento de Água (ETA)
Físicos
Temperatura
Filtração
Radiação
Químicos
Fenóis
Halogênios
Álcoois
Metais pesados
Ácidos
Bases
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Desinfecção
➢ Requisitos de um bom desinfetante:
▪ Destruir em tempo rápido ao agentes patogênicos
▪ Atividade antimicrobiana;
▪ Solubilidade e estabilidade na fase líquida;
▪ Inocuidade para seres humanos e animais;
▪ Ausência de combinação com materiais estranhos;
▪ Toxidade para microrganismos em temperatura ambiente;
▪ Ausência de poderes corrosivos e tintoriais;
▪ Disponibilidade
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Estações de Tratamento de Água (ETA)
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❖ Desinfecção
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Estações de Tratamento de Água (ETA)
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Atendimento às variações de consumo:
➢ o reservatório permite adotar uma vazão constante
para projeto da captação, estação elevatória, adutora
de água bruta e ETA ➔ reduz custos e facilita
operação (Q=constante);
❖ Atendimento às demandas de emergência:
➢ quando ocorrem problemas à montante do reservatório, a
unidade pode suprir temporariamente os consumidores.
Quando for previsto o armazenamento de água para
incêndio, o reservatório contribui para a segurança da
comunidade.
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Reservação
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Manutenção da rede de distribuição
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Reservação
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Classificação dos reservatórios
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Reservação
Quanto à localização 
no sistema
De montante
De Jusante
Quanto à localização 
no terreno
Enterrado
Semienterrado
Apoiado
Elevado
Quanto à sua forma Circular
Retangular
Quanto ao tipo de 
material
Concreto
Aço
Poliéster armado com fibras
Outros (madeira, alvenaria...)
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Classificação dos reservatórios – Localização no sistema:
➢ Reservatório de montante
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Reservação
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Classificação dos reservatórios – Localização no sistema:
➢ Reservatório de jusante:
▪ Recebe água durante as horas de menor consumo e auxilia o
abastecimento durante as horas de maior consumo;
▪ Este reservatório possibilita uma menor oscilação de pressão
nas zonas à jusante da rede.
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Reservação
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Classificação dos reservatórios – Localização no sistema:
➢ Reservatório de jusante:
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Reservação
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Classificação dos reservatórios – Localização no terreno:
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Reservação
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Classificação dos reservatórios – Localização no terreno:
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Reservação
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Classificação dos reservatórios – Forma:
➢ Deve proporcionar máxima economia em fundação,
estrutura, área, equipamentos, etc.
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Reservação
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Classificação dos reservatórios – Forma:
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Reservação
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Classificação dos reservatórios – Tipo de Material:
➢ Seleção do material: estudo econômico e técnico,
disponibilidade do material e de mão-de-obra,
condições da fundação, agressividade do solo, água e
ar.
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Reservação
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ É o conjunto de tubulações, conexões, registros e peças
especiais do sistema de abastecimento de água,
destinados a distribuir a água de forma contínua e como
pressão adequada aos consumidores;
❖ De acordo com a disposição das canalizações principais e
o sentido de escoamento nas tubulações secundárias, as
redes são classificadas em: ramificadas, malhadas ou
mistas.
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Redes de Distribuição
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Redes Ramificadas
➢ O abastecimento é feito a partir de uma tubulação tronco
(alimentada por um reservatório ou através de uma EE).
➢ A distribuição de água é feita diretamente para os condutos
secundários, sendo conhecido o sentido da vazão em
qualquer trecho.
➢ Um acidente que interrompa o escoamento em uma
tubulação, compromete o abastecimento nas tubulações a
jusante.
➢ É usual somente quando a topografia e os pontos a seremabastecidos não permitem o traçado da rede malhada
➢ Exemplo: cidades ou bairros com desenvolvimento linear
pronunciado ➔ comum no litoral.
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Redes de Distribuição
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Redes Ramificadas
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Redes de Distribuição
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Redes Malhada
➢ Constituídas por tubulações principais que formam anéis ou
blocos.
➢ Permitem abastecer qualquer ponto do sistema por mais de
um caminho, impondo maior flexibilidade em satisfazer as
demanda e manutenção da rede, com o mínimo de
interrupção no fornecimento de água.
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Redes de Distribuição
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
❖ Redes Malhada
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Redes de Distribuição
VIGILÂNCIA E POTABILIDADE DA ÁGUA
❖ Consolidação das normas sobre as ações e os serviços
de saúde do Sistema Único de Saúde:
➢ Capítulo V: Controle e da Vigilância da Qualidade da Água
para Consumo Humano e seu Padrão de Potabilidade;
▪ Padrão de potabilidade: Anexo XX.
➢ Capítulo VI: Planos de amostragem
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PRC n° 5/2017 do Ministério da Saúde
VIGILÂNCIA E POTABILIDADE DA ÁGUA
❖ Padrão de Potabilidade
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PRC n° 5/2017 do Ministério da Saúde
Parâmetro Valores
pH 6,0 – 9,5
Turbidez (uT) 5
Cor aparente (uH) 15
Dureza total CaCO3 (mg/L) 500
Sódio (Na+) 200
Sólidos totais dissolvidos – STD (mg/L) 1000
Cloro residual livre (mg/L) 0,2-2,0 (VMP=5,0)
Coliformes (NMP/100mL) Ausência/100mL
Bactérias heterotróficas (UFC/100mL) Ausência/100mL
CONSUMO DE ÁGUA
❖ O dimensionamento das tubulações, estruturas e
equipamentos que compõem o sistema de abastecimento
de água são função das vazões de água.
❖ As vazões dependem de:
➢ Consumo per capita;
➢ Número de habitantes;
➢ Variações das demandas;
➢ Consumos especiais
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CONSUMO DE ÁGUA
❖ Doméstico;
❖ Comercial;
❖ Industrial;
❖ Público;
❖ Classificação ➔ Cobrança
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Classificação dos consumidores
CONSUMO DE ÁGUA
❖ Definição: quantidade de água usada em um dia, em média,
por um habitante, normalmente expresso em litro/habitante por
dia (L/hab.d).
❖ O consumo de água de um setor de abastecimento pode ser
determinado por:
➢ Leitura de hidrômetros:
▪ Consumo efetivo per capita (qe).
➢ Leitura do macromedidor instalado na saída do reservatório:
▪ Consumo per capita (q)
➢ Estimado (quando não existe medição):
▪ Adota-se valores de consumo médio per capita de água e os
coeficientes de variação da vazão de comunidades com
características semelhantes.
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Consumo per capita
CONSUMO DE ÁGUA
❖ Perdas na distribuição (IN049):
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Consumo per capita
Manutenção
Bombeiros
CONSUMO DE ÁGUA
❖ Consumo doméstico ➔ grade variação
❖ Consumo público e comercial ➔ variação intermediária
❖ Consumo industrial ➔ menor variação
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Variações no consumo
CONSUMO DE ÁGUA
❖ Tipos de variações:
➢ Variação anual: o consumo tende a crescer com o decorrer
do tempo, devido ao aumento da população. Melhores
condições de vida e aumento das industrias ➔ maior
consumo;
➢ Variação mensal: maior consumo no verão (oposto no
inverno);
➢ Variação diária: maior consumo em datas especiais e
dias mais quentes;
➢ Variação horária: maior consumo das 10 às 14h
➢ Variação instantânea: geralmente ocorre na ponta da rede,
quando atende edificações desprovidas de reservatório.
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Variações no consumo
CONSUMO DE ÁGUA
❖ Tipos de variações:
➢ Variações diárias: Coeficiente do dia de maior consumo (K1)
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Variações no consumo
• Para cálculo devem ser excluídos 
os consumos dos dias que 
ocorreram acidentes!
• NBR 12211/92 ➔ cálculo de K1 
➔ 5 anos, no mínimo, de dados 
consecutivos!
Importante
CONSUMO DE ÁGUA
❖ Tipos de variações:
➢ Variações diárias: Coeficiente do dia de maior consumo (K1)
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Variações no consumo
CONSUMO DE ÁGUA
❖ Tipos de variações:
➢ Variações horárias: Coeficiente da hora de maior consumo (K2)
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Variações no consumo
CONSUMO DE ÁGUA
❖ Tipos de variações:
➢ Variações horárias: Coeficiente da hora de maior consumo (K2)
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Variações no consumo
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO
❖ O dimensionamento das diversas partes de um sistema de
abastecimento deve ser feitos para as condições de
demanda máxima, para que o sistema não funcione
deficientemente durante algumas horas do dia ou dias do
ano;
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➢ Obras a montante do reservatório: dimensionadas para atender a vazão
média do dia de maior consumo do ano.
➢ Obras a jusante do reservatório: dimensionadas para a maior vazão
demandada no dia de maior consumo e na hora de maior consumo.
➢ Reservatório: permite suportar as oscilações da rede!
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO
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• P: população a ser atendida (hab);
• q: consumo médio per capita incluindo as perdas de água (l/hab.dia);
• K1: coeficiente de dia de maior consumo;
• K2: coeficiente de hora de maior consumo;
• Qe: Vazão de consumo específica (l/s);
• CETA: Consumo na ETA (1/(1-Consumo(%)).
𝐐𝐚 =
𝐤𝟏𝐏𝐪
𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎
+ 𝐐𝐞 𝐂𝐄𝐓𝐀 𝐐𝐛 =
𝐤𝟏𝐏𝐪
𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎
+ 𝐐𝐞 𝐐𝐜 =
𝐤𝟏𝐤𝟐𝐏𝐪
𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎
+ 𝐐𝐞
Exercício 1
❖ Utilizando as leituras de um medidor de vazão instalado
na saída de um reservatório, da leitura de hidrômetros
domiciliares apresentados na Tabela 1; e população
atendida de 20.000 habitantes, calcular:
(a) Consumo per capita
(b) Consumo efetivo per capita
(c) Índice de perdas do sistema
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Exercício 1
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Exercício 1
❖ Baseando-se nos dados fornecidos referentes ao dia de maior
consumo e à hora de maior consumo, foram obtidos os
seguintes coeficientes:
❖ Além desses dados, verificou-se que na região haveria a
instalação de alguns empreendimentos que demandavam um
consumo de água especial. O levantamento feito pelo
engenheiro levou às seguintes vazões para os respectivos
empreendimentos:
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• População: 250.000 hab
• K1 (coeficiente do dia de maior consumo): 1,2
• K2 (coeficiente da hora de maior consumo): 1,6
• Consumo de água na ETA: ≅ 7% da vazão total captada
• Consumo per capita: 200 L/(hab.dia).
Dados
Exercício 1
(a) Adução de água bruta
(b) Adução de água tratada
(c) Vazão de distribuição
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