saneamento ambiental

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SANEAMENTO – 
TRATAMENTO DE ÁGUA 
AULA 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. César Augusto Marin 
 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
Até este momento, você já conhece um resumo da história e da 
importância do saneamento e da água, os seus usos em nosso país e a 
regulação sobre o setor. Além disso, aprendeu sobre os principais componentes 
de um SAA e as suas vazões de dimensionamento. 
Com esse conhecimento, você está preparado para um novo passo nesta 
jornada, em que entrará mais a fundo no processo de projeto e planejamento de 
um SAA. Agora, explicaremos as etapas de um bom estudo de concepção de 
SAA. Conhecidas essas etapas, então precisaremos compreender como 
executar cada uma delas. E a primeira tarefa é a previsão da população que será 
atendida. Depois, é necessário saber como funciona o sistema de outorgas em 
nosso país, bem como as técnicas de captação de água subterrânea e as 
técnicas de captação de água superficial. 
Nosso objetivo é que você: 
• Entenda as etapas de um estudo de concepção do SAA e seus objetivos; 
• Conheça e saiba aplicar as diferentes modelagens de estudos 
populacionais; 
• Saiba como encontrar as fontes de água e legalizar o seu uso; 
• Esteja apto a dimensionar um sistema de captação de água superficial 
e/ou subterrâneo. 
TEMA 1 – ESTUDO DE CONCEPÇÃO DO SAA 
Começamos este tópico voltando à definição de SAA dada por Azevedo 
Netto e Fernandez (2019): 
o conjunto de obras, equipamentos e serviços destinado ao 
abastecimento de água potável a um determinado consumidor [...] em 
quantidade, qualidade (físico-químico-microbiológica) e confiabilidade 
(continuidade) do abastecimento, adequada aos requisitos necessários 
e suficiente ao fim a que se destina. 
Caso o consumo para o qual o SAA está sendo planejado seja individual 
e de pouca demanda, não será uma tarefa muito difícil. Vamos imaginar que 
você esteja se mudando para uma região rural, sem acesso ao sistema público 
de fornecimento de água. A primeira coisa que você irá verificar é se há água 
disponível no local, seja por um rio, seja por um poço. Você vê que sua 
propriedade não tem rio nem mina de água, mas escava um poço e vê que o 
 
 
3 
lençol de água está a aproximadamente 4 metros de profundidade. Pega uma 
amostra da água e leva para analisar, identificando que está adequada. Então, 
você constrói um poço de captação adequado e interliga com sua caixa de água. 
Tudo segue bem até que chega a primeira estiagem e o poço seca. O que 
você faz agora? Existem algumas alternativas, mas o mais comum é adquirir 
uma cisterna, por exemplo, para 10.000 litros, e enchê-la com um caminhão pipa 
que pegue água do sistema público mais próximo. Para uma família de 4 
pessoas, essa caixa consegue durar mais de 2 semanas, tornando-se uma 
solução viável até as chuvas voltarem. Outra opção é rebaixar o poço ou fazê-lo 
em outro local, até encontrar água de boa qualidade. 
No entanto, à medida que o tamanho da população ou o consumo 
associado aumente, essa tarefa não vai sendo mais tão simples. Vamos supor 
que você seja o planejador do SAA de uma cidade pequena, chamada Vila 
Pequena, e precise encontrar fontes de água. Considera, então, o uso de água 
subterrânea, com a construção de um poço artesiano (neste caso, nem se cogita 
o uso de poços de lençol, ou subsuperficiais, como é o termo correto, pois 
possuem capacidade muito limitada de vazão, restringindo-se a sistemas 
individuais). Então, você planeja todo o sistema para ser abastecido por esse 
poço, contrata uma empresa de engenharia para dimensionar o sistema, e o 
constrói. 
A obra finaliza no prazo adequado, todos estão felizes porque terão água 
diretamente em suas casas, e você está satisfeito com seu trabalho. Então, nada 
mais justo que você faça a operação de inicialização. Ótimo! Você liga a bomba 
do poço, a água chega ao reservatório e começa a ir para as casas. Parece tudo 
muito bom até que, ao longo da semana, os episódios de falta de água se 
repetem e você aumenta a vazão do poço. Um período depois, o poço está seco 
e você descobre que ele não tinha capacidade para abastecer a cidade. E agora, 
o que você faz? 
Um novo poço? Não é uma obra simples e, durante esse tempo, a falta 
de água continua. Além disso, imagine se esse poço for distante do primeiro, 
quais seriam as complicações hidráulicas, pois toda a rede foi pensada com a 
água saindo daquele ponto. Caminhões de outras cidades? Isso dependerá do 
quanto falta. Como vimos anteriormente, uma cidade pequena pode demandar 
em média 70 m³/h, o que equivale a aproximadamente 8 caminhões pipa por 
hora chegando no município. Não parece muito razoável. Captação em um rio 
 
 
4 
próximo? Até pode ser, mas é uma obra ainda mais demorada, e possivelmente 
o financiamento que você tinha não vai cobrir mais este investimento. 
Ou seja, você acabaria ficando sem alternativas de curto prazo para 
resolver o problema. E essa é a realidade do abastecimento de um município 
deste porte: não existem soluções de curto prazo. Imagine, então, em grandes 
municípios, os prazos se multiplicam e aumentam de forma não linear. Para que 
esses problemas não aconteçam, antes de partir para a execução dos projetos 
de engenharia e das obras necessárias, é necessária a realização de um estudo 
de concepção. 
Voltamos ao caso de Vila Pequena: o que pode ter dado errado? 
Possíveis motivos são: 
• O poço poderia ter uma vazão inferior à esperada e não foram estudadas 
alternativas; 
• A população do local poderia ser maior do que a prevista; 
• As perdas no sistema talvez não tenham sido consideradas; 
• Existem consumos além dos urbanos, que foram ligados à rede. 
Essas são apenas algumas das possibilidades. Mas as causas principais 
do problema se resumem a apenas duas: ou não foi realizado estudo de 
concepção ou, se foi, acabou sendo mal realizado. Isso porque o objetivo 
principal de um estudo de concepção é determinar as ações necessárias em um 
sistema para que ele se mantenha atendendo a seus objetivos, em tempo hábil 
para que não existam intercorrências negativas, como a falta de água. 
Portanto, a maioria dos problemas que podem ocorrer em um SAA pode 
ser evitada com a boa execução de um estudo de concepção, e conhecê-lo é 
fundamental para o bom exercício da Engenharia Civil. 
A NBR 12211:1992 dá as orientações e as condições mínimas exigíveis 
para estudos de concepção de sistemas de abastecimento públicos (ABNT, 
1992). Nosso objetivo, aqui, é trazer os principais aspectos dessa norma para 
facilitar seu entendimento, mas é importante que, se você futuramente estiver 
realizando um estudo desse tipo, revisite a norma sempre que possível. 
A primeira etapa de um estudo de concepção, assim como de estudos em 
geral, é definir seu escopo e suas premissas – a norma cita esta parte no item 
4.1 – Elementos necessários. 
 
 
 
5 
Para um SAA, neste momento, são definidos os seguintes elementos: 
• Objetivo do SAA: 
o Período de atendimento das obras que seriam previstas pelo estudo – 
o chamado horizonte de projeto –, atualmente definido pelas Agências 
Reguladoras, geralmente entre 15 e 20 anos. 
o Escopo geográfico: região para a qual será realizada o estudo. 
• Grau de detalhamento do SAA e suas partes para realização do estudo; 
• Aspectos e condições financeiras condicionantes (por exemplo, 
financiamentos disponíveis, capacidade de endividamento, capacidade 
de pagamento dos contribuintes); 
• Outras condições de iniciativa da concessionária (por exemplo, 
atendimento a consumidores individuais, restrições, capacidade técnica 
local etc.) 
Definindo o seu escopo, pode ser dado início às atividades do estudo em 
si. A equipe de engenharia, a partir deste momento, irá pensar em diferentes 
concepções para atender ao objetivo e aos aspectos levantados, mas, para isso, 
é preciso ter algumas entradas que fazem parte do estudo: 
i. Configuraçãotopográfica e caraterísticas geotécnicas e geológicas da 
região – seção 5.1: 
a. Para esta etapa, normalmente não são previstos levantamentos em 
campo, a não ser que sejam regiões cuja informação disponível é de 
baixa qualidade ou não suficiente. 
b. A norma neste ponto é bastante antiga e fala de formas de trabalho que 
não são mais convencionais. Deve-se sempre utilizar a ferramenta de 
melhor qualidade. Hoje, normalmente, são usados modelos digitais de 
terreno em ferramentas GIS. 
c. Devem ser obtidos os elementos: das áreas a serem atendidas e 
possíveis áreas de expansão; das áreas destinadas a unidades 
localizadas, dos mananciais possíveis; e das faixas em que poderão se 
localizar os condutos de interligação. 
ii. Consumidores a serem atendidos e sua distribuição espacial – seção 5.2. 
Nesta etapa, são realizados os estudos populacionais, que veremos no 
segundo tópico. 
 
 
6 
iii. Quantidade e vazões de água para os diferentes consumidores – seção 
5.3. Você já aprendeu como executar em momentos anteriores de nossos 
estudos. 
iv. Interação com o sistema existente, se houver – seção 5.4. Quando 
houver, estamos falando de um estudo de ampliação e, naturalmente, 
deve ser estudado o aproveitamento integral da estrutura existente, 
prevendo substituição ou desativação somente em condições muito 
específicas. 
v. Pesquisa e definição dos mananciais existentes – seção 5.5. Conteúdo do 
terceiro tópico deste texto. 
Essas entradas podem ser alteradas à medida que o estudo vai sendo 
realizado. Geralmente, a partir deste ponto, a concessionária define a 
quantidade de concepções que pretende que sejam estudadas e, para cada 
uma, é necessário, então: 
i. Demonstrar que as soluções projetadas possuem compatibilidade nas 
suas partes – seção 5.6. Geralmente, um fluxograma com balanço de 
vazões é suficiente. 
ii. Evidenciar os métodos de operação planejados – seção 5.7. Essa etapa 
é importante para verificar se as soluções pensadas possuem um grau de 
automatização que a concessionária já está com maturidade para utilizar, 
ou se está dentro das demandas de pessoal planejadas. 
iii. Comparação técnico-financeira das soluções e definição da solução 
ótima, com seu estudo de viabilidade – itens 5.9 e 5.10. Por se tratar de 
uma norma antiga, ainda não se falava em conceitos de comparação 
ambiental e social das alternativas, porém, atualmente, essas 
componentes também fazem parte das comparações e estudos de 
viabilidade. 
No Quadro 1, apresentamos um resumo dessas etapas, para facilitar o 
seu entendimento. Você verá que os assuntos dos próximos tópicos sempre 
estarão associados a alguma dessas etapas, e é o objetivo deste nosso estudo 
deixar você preparado para interagir com os diversos atores que fazem parte 
deste trabalho. 
 
 
 
7 
Quadro 1 – Etapas e atividades de um Estudo de Concepção de um SAA, 
conforme NBR 12.211:1992 (ABNT, 1992) 
Estudo de concepção do SAA 
Escopo e premissas Atividade Conceitos 
 
Horizonte de projeto 
 
Limites geográficos 
 
Aspectos e condições 
econômico-financeiras 
locais 
 
Outras condições 
específicas 
 
 
Configuração 
geográfica e 
características 
geológicas e 
geotécnicas 
 
Estudos populacionais 
 
Quantidades de água e 
suas vazões 
 
Interação com o sistema 
existente 
 
Pesquisa e definição 
dos mananciais 
existentes 
 
 
Pré-dimensionamento 
de alternativas de 
concepção 
 
Demonstração de 
compatibilidade entre as 
partes 
 
Métodos de operação 
previstos nas 
alternativas 
 
Comparação técnico-
econômica e 
socioambiental das 
alternativas 
 
Viabilidade da solução 
ótima 
 
TEMA 2 – ESTUDOS POPULACIONAIS 
Vamos voltar ao caso de Vila Pequena. Você está planejando o sistema, 
já sabe os limites geográficos, conhece as condições locais, mas precisa garantir 
que o sistema atenderá a população atual e o crescimento ao longo do horizonte 
de projeto. Como saber o que vai acontecer nos próximos anos para garantir 
essa última condição? 
Na realidade, não existe fórmula mágica. Ninguém consegue saber o 
futuro, mas existem técnicas que nos permitem ao menos extrapolar os dados 
 
 
8 
atuais com alguma segurança, caso o cenário de crescimento histórico seja 
mantido. Ou, em outras palavras, caso nenhum acontecimento especial seja 
registrado. 
Se tivéssemos um conhecimento muito aprofundado do que irá acontecer 
em um local, o que nós pretendemos obter é a seguinte relação: 
𝑃(𝑇) = 𝑃0 + ∫ [𝑁(𝑡) − 𝑀(𝑡)]
𝑇
0
𝑑𝑡 + ∫ [𝐼(𝑡) − 𝐸(𝑡)]
𝑇
0
𝑑𝑡 (2.1) 
• Em que: 
o T: horizonte de projeto (anos); 
o P: população (habitantes); 
o P0: população atual (habitantes); 
o N(t): taxa de natalidade no ano t (nascimentos/ano); 
o M(t): taxa de mortalidade no ano t (mortes/ano); 
o I(t): taxa de imigração no ano t (imigrantes/ano); 
o E(t): taxa de emigração no ano t (emigrantes/ano); 
o N(t) – M(t): crescimento vegetativo; 
o I(t) – E(t): crescimento social. 
 Portanto, se soubéssemos as taxas de nascimentos, de mortalidade, de 
imigração e de emigração, saberíamos qual é a população no horizonte de 
projeto. No entanto, ocorre que essas informações nem sempre estão 
disponíveis, sobretudo as taxas relacionadas ao crescimento social. Essas taxas 
também não são estáticas, mas sim dinâmicas, e compreender o comportamento 
de cada uma delas é bastante complexo. Por isso, lançamos mão de modelos. 
Antes disso, é importante conhecermos os dados. Neste caso, várias são 
as fontes disponíveis, tanto de dados quanto de estudos. 
2.1 Dados e estudos existentes 
Para obter os dados existentes e obter estudos, várias são as plataformas 
de dados disponíveis. O livro de Tsutiya (2006) apresenta algumas delas: 
• Dados e estudos censitários do IBGE (o sistema Cidades@); 
• Setores censitários da área de projeto; 
• Estudos realizados pela prefeitura ou órgãos municipais e estaduais – por 
exemplo, IPARDES – Instituto Paranaense de Desenvolvimento 
Econômico e Social – no Paraná; 
 
 
9 
• Cadastro imobiliário; 
• Plano Diretor do Município; 
• Plano Municipal de Saneamento Básico. 
Esses estudos, com especial destaque aos dois últimos, já fornecerão 
todas as bases necessárias para o estudo de concepção. No entanto, é 
importante sempre analisar as informações de forma crítica, e conhecer a 
metodologia envolvida em cada um destes. Além disso, é possível que o estudo 
seja realizado para subsetores censitários com crescimento diferente do 
município, ou ainda para regiões cujos estudos não estejam disponíveis. 
Portanto, iremos conhecer os modelos de crescimento mais utilizados no 
setor. 
2.2 Curva S – curva logística 
O balanço apresentado na equação 2.1 nos mostra que a população 
cresce com os nascimentos e diminui com as mortes, o que caracteriza o 
crescimento vegetativo, e oscila com a migração e com a anexação, o que 
chamamos de crescimento social. Em tese, esses efeitos são previsíveis quando 
não acontecem mudanças bruscas em atividades industriais ou comerciais. 
Neste cenário, como mostram Shammas e Wang (2013), o crescimento 
das cidades e povoados pode ser aproximado por uma relação derivada de 
cinéticas químicas de primeira ordem catalisadas pelos subprodutos da reação, 
traduzida para nossa linguagem: 
𝑑𝑃
𝑑𝑡
= 𝑘𝑃(𝐿 − 𝑃) 
 (2.2) 
• Em que: 
o P: população (habitantes); 
o k: taxa de crescimento máxima (habitantes/ano); 
o L: população máxima ou de saturação (habitantes). 
O que essa equação nos mostra é que o crescimento será proporcional à 
população, porém, irá reduzir à medida que a população se aproximar de um 
teto, que seria a máxima capacidade de um município de suportar aquela 
população. A representação desta curva pode ser vista na Figura 1. 
 
 
 
10 
Figura 1 – Curva logística: crescimento populacional idealizado 
 
Fonte: Marin, 2022. 
Isso se chama crescimento populacional idealizado. Em tese, todasas 
cidades, quando não submetidas a um processo pontual de crescimento social 
ou vegetativo, seguem esse padrão. A curva que nos dá o resultado deste 
modelo é bastante complexa: 
𝑃(𝑡) = 𝐿 {1 − [
(𝐿−𝑃0)
𝑃0
] 𝑒−𝑘𝐿𝑡}⁄ (2.3) 
Mas ela é simples de entender. Em sua primeira fase de crescimento, em seu 
início, a população passa por um crescimento muito grande, a fase de 
crescimento geométrico, entre os pontos ab. Até esse momento, as pressões de 
saturação não fazem efeito, visto que são poucas as pessoas no local. 
 A partir de b, o crescimento passa a reduzir e entra numa fase aritmética, 
a linha bc, quase linear. Nessa fase, o crescimento continua existindo, porém, 
para de aumentar com a população, o que indica que a pressão pelo uso da área 
já pode estar causando uma mudança no perfil de crescimento social. A partir de 
c, o crescimento populacional reduz todos os anos, em razão da saturação 
excessiva no local, e a curva adquire uma forma de primeira ordem sem catálise 
(ou seja, saturada por algum dos componentes). Este é o momento em que a 
migração tende a assumir valores negativos. 
 Se estivermos com um município já no fim da curva e tivermos um grande 
histórico que consiga pegar os dados daquele momento, é possível ajustar esse 
P
 O
 P
 U
 L
 A
 Ç
 Ã
 O
T E M P O
L
a
b
c
d
 
 
11 
modelo e obter uma curva precisa. No entanto, as duas condições geralmente 
não ocorrem. Ou não estamos com um município nestas condições, ou não 
temos histórico suficiente. Então, passamos a utilizar os modelos de curto prazo, 
baseado nas três fases da curva logística. 
2.3 Modelos de curto prazo 
O conhecimento do cenário em que o local a ser atendido se encontra é 
fundamental nesta parte, pois é o momento em que será decidido qual modelo 
de curto prazo a se aplicar: 
• Modelo de crescimento geométrico (ab): municípios que estão em franca 
expansão econômica; 
• Modelo de crescimento aritmético (bc): municípios que tiveram uma boa 
expansão econômica e estão consolidados; 
• Modelo de crescimento de primeira ordem sem catálise (de): municípios 
com decréscimo nas taxas de crescimento ao longo dos anos, já dando 
sinais de saturação. 
O modelo de crescimento geométrico é aquele em que a taxa de 
crescimento é proporcional ao tamanho da população, geralmente referenciado 
como um crescimento percentual anual. E gera, nesse caso, a seguinte equação: 
𝑃(𝑡) = 𝑃0𝑒𝑘𝑡 (2.3) 
O modelo de crescimento aritmético é aquele em que a taxa de 
crescimento não cresce mais com a população, mas se mantém em uma taxa 
constante. A equação, nesse caso, é: 
𝑃(𝑡) = 𝑃0 + 𝑘𝑡 (2.4) 
Por fim, o modelo de crescimento de primeira ordem sem catálise é aquele 
em que a taxa de crescimento decresce ao longo do tempo até ficar nula. A 
equação, neste caso, é: 
𝑃(𝑡) = 𝐿 − (𝐿 − 𝑃0)𝑒−𝑘𝐿𝑡 (2.5) 
 
 
 
12 
2.3 Caso prático – município fictício Vila Pequena 
Vamos aplicar esses modelos à nossa cidade fictícia de Vila Pequena. 
Pretendemos fazer um cálculo para um horizonte de 20 anos. Os dados que 
temos são dos cinco anos anteriores: 
• 2017: 9.200; 
• 2018: 9.500; 
• 2019: 9.800; 
• 2020: 9.900; 
• 2021: 10.000. 
A primeira coisa a ser feita é plotar esses gráficos e fazer o ajuste de 
curva. Existem diversos softwares estatísticos que ajudam nessa tarefa, como 
Origin® ou Minitab®. Mas é possível fazer com Excel® mesmo. Para obter esses 
ajustes, transformamos as equações em formas lineares. No caso da 2.4, ela já 
se apresenta dessa forma. Para 2.3, precisamos fazer uns pequenos ajustes, 
que levarão a: 
ln 𝑃(𝑡) = ln 𝑃0 + 𝑘𝑡 (2.6) 
E, então, podemos ajustar esaa reta ao modelo. No caso de 2.5, por não 
conhecermos L, atingir meta se faz necessário, cuja execução será mostrada em 
nossas atividades práticas. 
Considerando o primeiro ano da série como ano 0 (2017), temos: 
• Progressão geométrica: Po = 9.281,7; k = 0,0208. 
• Progressão aritmética: Po = 9.280; k = 200. 
• Primeira ordem sem catálise: L = 10.100; Po=9.280; k=5,44 x 10-5 
Aplicando esse modelo, obtemos os resultados apresentados na 
Figura 2. 
 
 
 
13 
Figura 2 – Aplicação dos três diferentes modelos ao exemplo fictício 
 
Fonte: Marin, 2022. 
Esse exemplo mostra bem a diferença dos três modelos. Os resultados 
foram, para o ano de 2041: 15.150 habitantes pelo geométrico; 14.000 pelo 
aritmético; e 10.100 habitantes pelo de primeira ordem, ou seja, atinge a 
saturação já em 2027. Existem casos em que é possível adotar este último 
resultado, pois já se verificam crescimentos decrescentes (caso de cidades 
consolidadas ou cidades pequenas com economia estagnada). Entretanto, no 
nosso caso sempre houve crescimento expressivo de um ano ao outro, portanto, 
deve ser um modelo geométrico ou aritmético. Nesse momento, para decidir, o 
bom senso é o que deve atuar. Para Vila Pequena, adotar o modelo geométrico 
nos representa 1.150 habitantes a mais em relação ao aritmético, ou somente 
8% de acréscimo. Neste caso, vale a pena considerar o maior valor. 
TEMA 3 – OUTORGAS DE USO DE RECURSOS HÍDRICOS 
Até este ponto, você já aprendeu as etapas de um estudo de concepção. 
Aliado a temas relacionados às áreas de topografia e geotecnia, você já 
consegue fazer as caracterizações necessárias a este estudo. Você já aprendeu, 
também, a obter os dados populacionais e fazer as estimativas futuras. Sabe, 
ainda, calcular a demanda de água para abastecimento dessa população. 
9000
10000
11000
12000
13000
14000
15000
16000
2
0
1
7
2
0
1
8
2
0
1
9
2
0
2
0
2
0
2
1
2
0
2
2
2
0
2
3
2
0
2
4
2
0
2
5
2
0
2
6
2
0
2
7
2
0
2
8
2
0
2
9
2
0
3
0
2
0
3
1
2
0
3
2
2
0
3
3
2
0
3
4
2
0
3
5
2
0
3
6
2
0
3
7
2
0
3
8
2
0
3
9
2
0
4
0
2
0
4
1
Dados origem Geométrico Aritmético 1a Ordem sem catalise
 
 
14 
Agora, nossa próxima etapa é achar a matéria-prima, ou seja, encontrar 
as fontes de onde poderemos captar nossa água. E, para isso, você irá aplicar 
seu aprendizado de hidrologia para entender os fluxos das vazões superficiais 
dos mananciais próximos. Em particular, a Agência Nacional de Águas 
disponibiliza gratuitamente a ferramenta do Atlas da Água (Brasil, 2020), em que 
é possível obter dados das bacias hidrográficas próximas, bem como mapas 
hidrográficos com fontes e inclusive captações já existentes – um exemplo é 
apresentado na Figura 3. 
Figura 3 – Exemplo de mapa digital com hidrografia e captações presentes, 
disponibilizado pelo Atlas da Água da Agência Nacional de Águas 
 
Fonte: Brasil, 2022. 
Para fontes subterrâneas, essa mesma fonte pode ser utilizada para 
procurar a presença de poços em operação na região, o que possibilita estudar 
pontos de prospecção. Somente com prospecção é possível determinar o 
potencial hídrico subterrâneo de uma região e seus pontos ótimos, segundo 
Tsutiya (2004). 
Agora, voltamos ao caso ocorrido na Vila Pequena, em que o poço teve 
uma vazão inferior ao desejado. E se houver um consumo próximo por outro 
poço e que esteja influindo na nossa disponibilidade? Isso se chama conflito no 
uso da água e, para regulamentar e definir como gerir conflitos desse tipo, foi 
criada a Política Nacional de Recursos Hídricos (Lei n. 9.433/97) e, dentro dela, 
uma ferramenta poderosa: as Outorgas de Direito do Uso de Recursos Hídricos. 
 
 
 
 
15 
3.1 Política Nacional de Recursos Hídricos 
A Política Nacional de Recursos Hídricos (Lei n. 9.433/97) institui uma 
forma nova de trabalhar com a gestão desse recurso tão importante. É uma lei 
que, apesar de realizada em 1997, é bastante moderna, direta, fácil de ler. 
Recomendamos que você faça a leitura integral dessa lei. 
No entanto, aqui vamos elencar seus principais pontos. O primeiro deles 
são os fundamentos (art. 1º), e vamos apresentar aqui os quatro principais 
(Brasil, 1997): 
• “I - A água é um bem de domínio público”.O que isso quer dizer? Quer 
dizer que ela não está sujeita à propriedade privada, ninguém pode ser 
dono da água. Mas isso não quer dizer que ela esteja livre para qualquer 
pessoa utilizar. Quando falamos em domínio público, estamos dizendo 
que é o estado que regula o seu uso. 
• “II - A água é um recurso limitado, dotado de valor econômico”. Assume-
se que é necessário controlar o seu uso, mas que ela é necessária para 
produção de valor e, portanto, deve ser utilizada. 
• “IV - a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso 
múltiplo das águas”, ou seja, não existe um uso preferencial, todos devem 
ser proporcionados, a não ser em situação de escassez, em que o 
consumo humano e a dessedentação de animais ganham prioridade. 
• “V - a bacia hidrográfica é a unidade territorial para implementação da 
Política Nacional de Recursos Hídricos [...]”, ou seja, criam-se unidades 
territoriais dadas pelas bacias. 
Assim, a Lei das Águas define que o Estado regula os usos da água, e 
que, para fazê-lo, precisa proporcionar os usos múltiplos, tendo em vista seu 
papel na cadeia econômica e que a Política é definida por bacia hidrográfica. A 
Lei vai aprofundando todos esses detalhes, mencionando objetivos e de 
diretrizes, até chegar aos instrumentos para que esta Política seja possível, 
conforme o Art 5º (Brasil, 1997): 
I - os Planos de Recursos Hídricos; 
II - o enquadramento dos corpos de água em classes, segundo os usos 
preponderantes da água; 
III - a outorga dos direitos de uso de recursos hídricos; 
IV - a cobrança pelo uso de recursos hídricos; 
V - a compensação a municípios; 
VI - o Sistema de Informações sobre Recursos Hídricos. 
 
 
16 
Nesse artigo especificamente se destacam os dois instrumentos sobre os 
quais vamos falar a seguir, o enquadramento e a outorga. 
 
3.2 Classificação dos corpos hídricos e enquadramento 
A respeito do primeiro item a ser mencionado, o enquadramento dos 
corpos hídricos, o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) e o 
Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH) exercem papel no 
disciplinamento de diretrizes e procedimentos relacionados ao instrumento de 
enquadramento dos corpos de água, criado pela Lei n. 9.433/1997. As principais 
regulamentações para o enquadramento, no âmbito federal, são resoluções do 
CONAMA e do CNRH, citadas a seguir (Brasil, 2020): 
• Resolução CONAMA n. 357, de 17 de março de 2005: dispõe sobre a 
classificação dos corpos de água e diretrizes para o seu enquadramento, 
bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de 
efluentes; 
• Resolução CONAMA n. 396, de 3 de abril de 2008: estabelece o 
enquadramento das águas subterrâneas; 
• Resolução CNRH n. 91, de 5 de novembro de 2008: estabelece os 
procedimentos gerais para o enquadramento dos corpos d’água 
superficiais e subterrâneos; 
• Resolução CNRH n. 141, de 14 de julho de 2012: estabelece critérios e 
diretrizes para implementação dos instrumentos de outorga de direito de 
uso de recursos hídricos e de enquadramento dos corpos de água em 
classes, segundo os usos preponderantes da água, em rios intermitentes 
e efêmeros. 
Portanto, para o uso de águas superficiais, cabe o que dispõe a Resolução 
Conama n. 357/2005, que separa as águas em águas doces, salobras e salinas, 
e dá diretrizes de qualidade e orientações sobre o uso de cada classe. No 
Quadro 2, trazemos um resumo dos principais usos previstos para cada uma das 
classes, sendo sempre a classe Especial de melhor qualidade, e a 4, a de pior 
qualidade. 
A Lei, nesse ponto, traz duas interpretações fortes, e que usualmente 
acabam sendo mal relacionadas: a primeira, é proteger os rios com usos nobres, 
 
 
17 
com as classes especial 1 e 2. Mas a segunda é também permitir um menor 
controle sobre os rios de usos menos exigentes, como navegação e rios urbanos, 
para não onerar os sistemas de tratamento das águas residuárias dos setores 
que ali se instalaram. 
Quadro 2 – Classificação das águas doces e seus usos, segundo Resolução 
Conama n. 357/200 
Usos Classe 
E* 1 2 3 4 
Preservação do equilíbrio natural das comunidades 
aquáticas 
 
Comunidades indígenas 
Proteção das comunidades aquáticas 
Recreação de contato primário 
Aquicultura 
Abastecimento humano – somente desinfecção 
Abastecimento humano – tratamento simplificado 
Abastecimento humano – tratamento convencional 
Abastecimento humano – tratamento avançado 
Recreação de contato secundário 
Pesca 
Irrigação - hortaliças consumidas cruas 
Irrigação – frutas de solo sem remoção de película 
Irrigação – hortaliças, frutas, parques, jardins, lazer 
Irrigação – arbóreas, cereais e forrageiras 
Dessedentação de animais 
Navegação 
Harmonia paisagística 
Fonte: César Augusto Marin. 
E*: Especial 
Em outras palavras, esta Lei criava, então, um instrumento para dissuadir 
que usos possíveis causadores de poluição se instalassem em bacias com 
mananciais ou usos muito nobres, direcionando-os às regiões de menor 
necessidade de qualidade. Isto é interessante para o país, tanto ambiental 
quanto economicamente, pois causaria o equilíbrio necessário entre estes 
fatores. Porém, até 2019, somente 14 Unidades da Federação possuíam atos 
normativos que enquadram total ou parcialmente seus corpos d’água, e ainda 
 
 
18 
não existiam propostas de enquadramento de rios de domínio da União (Brasil, 
2020). Portanto, ainda é uma ferramenta mal aproveitada em nosso país. 
Nos locais em que está funcionando, a classificação dos corpos 
receptores é a fonte para definir os demais locais onde serão instaladas as 
captações superficiais. No caso do enquadramento das fontes subterrâneas, a 
classificação é dada pela Resolução Conama n. 396, de 03/04/2008, que é um 
pouco mais simples, pensando no seu uso preponderante, mas possui uma 
classe adicional: 
• Especial: semelhante à superficial, destinada a unidades de conservação 
Integral; 
• Não impactadas por atividade antrópica: 
o Classe 1: Pode ser utilizada sem tratamento 
o Classe 2: Exige tratamento. 
• Impactadas por atividade antrópica: 
o Classe 3: Exige tratamento em alguns casos em função do uso, não 
em função da alteração na qualidade; 
o Classe 4: Exige tratamento, exceto para o uso menos restritivo; 
o Classe 5: Somente para atividades sem requisitos de qualidade. 
Podemos ver que a classificação das águas depende das questões 
associadas ao uso local. Diferentemente do caso das águas superficiais, a 
competência, neste caso, é somente dos Estados. 
3.2 Outorgas 
 No seu Art. 12, a Lei n. 9.433/1997 deixa bem claro que 
Estão sujeitos a outorga pelo Poder Público os direitos dos seguintes 
usos de recursos hídricos: 
I - derivação ou captação de parcela da água existente em um corpo 
de água para consumo final, inclusive abastecimento público, ou 
insumo de processo produtivo; 
II - extração de água de aqüífero subterrâneo para consumo final ou 
insumo de processo produtivo; [...]. 
Portanto, está bem claro que, para a captação de água superficial e 
subterrânea, é exigida a outorga. E também é claro que quem define a outorga 
é a autoridade competente do Poder Executivo Federal, no caso de rios de 
domínio da União; e dos Estados e do DF, no caso de rios de domínio estadual. 
 
 
19 
E é em razão desta separação que temos certa complexidade no funcionamento 
deste sistema em nosso país, pois os órgãos competentes não possuem 
métodos padronizados. 
 No Estado do Paraná o órgão regulador das outorgas é o Instituto Água e 
Terra, que tem como base seu Manual de Outorgas (Estado do Paraná, 2006), 
no qual define as vazões da seguinte forma: 
• Para captações superficiais: 
o Vazão outorgável numa seção i = 0,5 x Q95,i – soma das 
vazões outorgadas a montante – soma das vazões outorgadas 
a jusante que dependem da vazão i. 
• Para captações subterrâneas:o A potencialidade em termos de vazão média e capacidade 
específica média do aqüífero onde está locado o poço tubular. 
o O projeto do poço que deve estar compatível com a vazão 
solicitada e com o tipo de aqüífero e quanto a proteção 
sanitária. 
o A concentração de poços existentes no local e proximidades 
onde será perfurado o novo poço tubular. 
o Para regiões onde ocorram conflitos de uso por excesso de 
poços com captação de água subterrânea que causem 
interferências entre si é estabelecido um raio mínimo de 
interferência, abaixo do qual não é permitido a perfuração de 
novos poços. 
Para outros estados, é necessário conhecer a estrutura definida pelos 
órgãos estaduais, porém, geralmente partem do mesmo princípio. Para 
captações superficiais, consideram que a disponibilidade de água é limitada 
pelas vazões de estiagem, ou seja, espera-se que, mesmo nestes períodos, 
ainda exista água fluindo no corpo hídrico. Para garantir isto, se aplica a seguinte 
fórmula geral: 
 
𝑄𝑜𝑢𝑡 = (1 − 𝑓)𝑄𝑝 − ∑ 𝑄𝑚 − ∑ 𝑄𝑗𝑑 (2.7) 
 
• Em que: 
o Qout: vazão máxima outorgável na seção; 
o f: percentual mínimo a ser mantido do corpo hídrico em condição de 
estiagem (normalmente entre 0,3 e 0,5); 
o Qp: dado estatístico que representa a vazão de permanência p, que, 
normalmente, é 95%; 
o Qm = vazões outorgadas a montante; 
 
 
20 
o Qj = vazões outorgadas a jusante que dependem da vazão na seção 
sendo calculada (isto só se aplica caso houver captações próximas 
entre si). 
Ou seja, se define a vazão mínima que deve ser mantida no rio em um 
período de estiagem, e o restante pode ser outorgado, sendo dividido entre os 
diversos atores. Normalmente, quem chega primeiro e já possui a outorga, tem 
a preferência. Por isso, é comum as concessionárias de saneamento solicitarem 
outorgas prévias, inclusive de pontos de captação futuros, e, para isto, os 
estudos de concepção também são imperativos. 
 Já no caso das captações subterrâneas, o processo de obtenção de 
outorga está relacionado com os estudos de prospecção. É a concessionária que 
precisa comprovar que o poço tem a capacidade de vazão, e não o contrário. O 
órgão regulador acaba se envolvendo somente quando existem conflitos de uso, 
ou seja, por concentração de poços em um mesmo local. 
 Somente após a construção do poço é possível realizar os testes 
definitivos, comparando os níveis de operação estático e dinâmico, e 
estabelecendo uma curva de decréscimo e recuperação do nível, o que trará, 
então, a informação da vazão máxima do poço. 
TEMA 4 – CAPTAÇÃO DE ÁGUA SUBTERRÂNEA 
 Segundo um levantamento bem produtivo realizado pela Unesco, em 
2004, sobre os recursos hídricos subterrâneos e seu uso no mundo (Unesco, 
2004), foram levantados os percentuais de águas potáveis usadas com origem 
subterrânea: 
• 34% no mundo; 
• Acima de 70% nos países germânicos e nórdicos, e entre 50 e 70% na 
França, em Portugal, na Bulgária, na Ucrânia e na Itália; 
• Próxima de 40% nos EUA, sendo que 75% dos sistemas possuem, ao 
menos parcialmente, componentes subterrâneos. 
Ou seja, o aproveitamento destas águas é crucial para a distribuição de 
água potável ao redor do mundo. É importante acrescentar ainda que as águas 
subterrâneas apresentam muitas vantagens em relação às superficiais, para os 
sistemas de abastecimento: 
 
 
21 
• Em regra, apresenta melhor qualidade e menor suscetibilidade à poluição; 
• Não está sujeita a variações sazonais de disponibilidade; 
• Em locais onde os rios congelam ou secam, é a única fonte disponível (o 
que explica o seu grande uso nos países germânicos e nórdicos); 
• Possibilita o aumento da capacidade do SAA em pequenas parcelas, 
diluindo os investimentos ao longo do horizonte de projeto. 
É uma regra geral aplicada no dimensionamento de SAA que, se houver 
água subterrânea disponível e suficiente para abastecer a população local, é 
esta que deve ser usada. Portanto, vamos mostrar a você como dimensionar um 
sistema para este fim. 
4.1 Conceitos aplicados a águas subterrâneas 
As águas superficiais, em razão de seu escoamento livre nos canais, e da 
evaporação, possuem um ciclo curto, o que acaba fazendo com que sua 
disponibilidade seja muito influenciada por condições temporárias. 
Porém, boa parte da água originária de precipitações percola ao longo das 
camadas permeáveis do solo, e se acumula tendo os embasamentos rochosos 
como leito. Além disto, dependendo das condições do relevo e climáticas, os 
corpos hídricos superficiais tanto carregam como são recarregados pelas águas 
subterrâneas. Porém, todo este escoamento se dá pelo processo de percolação, 
que é muito mais lento que o escoamento livre, gerando ciclos muito longos, 
geralmente em condições de equilíbrio de difícil alteração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
22 
Figura 4 – Esquema representativo da distribuição vertical de água no solo 
 
Créditos: VectorMine/Shutterstock. 
 Este equilíbrio gera um perfil facilmente identificável, que mostramos na 
Figura 4. O solo possui uma zona não saturada, onde o escoamento da água se 
dá de cima para baixo, majoritariamente, ou seja, onde há a recarga, até atingir 
o nível freático ou a franja capilar, local onde o solo começa a ficar saturado de 
água e, portanto, o escoamento se dá majoritariamente no sentido horizontal. 
Nessa zona, a água preenche todos os espaços entre os grãos das rochas 
sedimentares, e todas as fissuras de rochas duras. Nestas fissuras, dizemos que 
temos os aquíferos. 
 Para abastecimentos urbanos, o aprovisionamento geralmente é 
proveniente de aquíferos, e, neste caso, ainda temos algumas diferenciações 
importantes, sendo uma delas derivada do tipo de fissura e rocha, segundo 
Costa (2015): 
• Aquíferos porosos: ocorrem nas rochas sedimentares, com grande 
capacidade de armazenamento. Os poços terão capacidade de coletar 
água que permeia pelo aquífero. Exemplo: Aquífero Guarani. 
• Aquíferos fraturados ou fissurados: ocorrem em rochas ígneas e 
metamórficas. Como as rochas não possuem vazios, a capacidade de 
acúmulo ocorre somente nas fissuras. Dessa maneira, a produtividade de 
 
 
23 
um poço dependerá tão somente de ele interceptar fraturas capazes de 
conduzir a água. Ex.: semiárido do Nordeste Brasileiro. 
• Aquíferos cársticos: têm sua ocorrência em rochas carbonáticas. Também 
envolvem fraturas, porém, nesse caso, são muito grandes, como 
cavernas, em virtude da dissolução do carbonato pela água, originando 
verdadeiros rios subterrâneos. Ex.: Aquífero Gruta do Lago Azul, em 
Bonito, Mato Grosso do Sul. Deve se tomar um cuidado extra na 
estabilidade destes poços, quando da sua coleta. 
Também separamos os poços de acordo com o estrato onde está 
localizado (Houghtalen et al, 2012): 
• Aquífero confinado: é uma formação que contém água e apresenta 
permeabilidade relativamente alta (areia ou brita, ou fissuras) e está 
localizada abaixo de uma camada de permeabilidade muito baixa (ex.: 
argila ou rocha), por isso recebem recarga de regiões geralmente mais 
altas, e acabam operando sob pressão. 
• Aquífero livre: é uma formação que contém água, apresenta 
permeabilidade relativamente alta e possui um lençol bem definido. Nesta 
superfície, opera à pressão atmosférica. 
Os poços realizados em aquíferos confinados são os poços artesianos. 
Já os poços de aquíferos livres são chamados de poços semiartesianos. Existem 
ainda os poços chamados de caipira, poço raso, cisterna, cacimba ou amazonas, 
que são os poços realizados para retirar água do lençol freático (mais comuns 
no meio rural), que não precisam de profissionais de Engenharia para sua 
execução. 
Agora que você já conhece as principais características do escoamento 
das águas subterrâneas, vamos entrar no assunto principal de interesse, que é 
o projeto da captação de águas subterrâneas, realizadas por meio de poços 
tubulares. 
4.2 Projeto de poços tubularesA NBR ABNT 12212:2017 traz as instruções que envolvem o projeto dos 
poços tubulares para captação de água subterrânea. São diversas as atividades 
que o envolvem, desde o conhecimento do perfil geológico e geofísico da região, 
perfurações para análise da qualidade de água, definição dos métodos de 
 
 
24 
perfuração, profundidades e vazões estimadas, entre outras. Estes assuntos são 
bastante complexos e exigiriam uma matéria específica somente para eles, 
porém os profissionais de Geologia e Hidrogeologia são quem possuem as 
habilitações necessárias para realização de todas estas etapas. 
Você irá realizar o seu trabalho no momento que estas questões já 
estiverem definidas, iniciando com o projeto do sistema de bombeamento e 
adução que, conforme a própria norma informa, não é seu escopo, estando 
vinculada a outras normas que veremos mais adiante. Porém, é necessário que 
o engenheiro compreenda o funcionamento do poço, sobretudo seus principais 
elementos, bem como a diferença entre poços de rochas cristalinas (aquíferos 
fraturados ou cársticos) e rochas sedimentares (porosos). 
No caso da rocha cristalina, a principal função do poço é garantir que não 
haja contaminação pelas águas do lençol superior, por onde será perfurado, visto 
que a água não apresenta contaminação com sólidos. Apresentamos seu 
esquema básico na Figura 5. O principal cuidado, neste caso, é garantir o 
selamento entre a perfuração e a coluna de revestimento, seja com cimento ou 
bentonita. 
Já no caso dos poços de rochas sedimentares, o projeto deve prever a 
instalação de uma coluna de revestimento composta de tubos lisos e filtros 
intercalados, que possibilitam a entrada de água. Entre a camada perfurada e a 
coluna de revestimento (espaço anelar) são aplicados o pré-filtro, e ambas as 
estruturas possuem uma previsão de dimensionamento segundo norma. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
Figura 5 – Esquema representativo de um poço tubular para rocha cristalina 
 
Crédito: César Augusto Marin. 
 
Perfil Geológico 
Solo 
Rocha alterada 
Embasamento 
cristalino 
Nível estático 
Nível dinâmico 
Cimentação 
Tubos de aço 
Junção soldável 
 
 
26 
Figura 6 – Esquema representativo de um poço tubular 
 
Crédito: César Augusto Marin. 
As seções de filtros devem ser dimensionadas conforme segue: 
 
𝐿 = 100
𝑄
3,14𝐴0𝐷𝑉
 
• Em que: 
o L = comprimento do filtro (metros); 
o Q = vazão a ser extraída (m³/s); 
o A0 = área aberta total, que é característica do tipo de filtro utilizado (%); 
o D = diâmetro do filtro (m); 
o V = velocidade de entrada da água (m/s). 
 Quando é utilizado pré-filtro, as aberturas dos filtros devem reter, no 
mínimo, 85% do material do pré-filtro, e, caso não haja pré-filtro, existem regras 
ainda mais complexas, por isto é comum a utilização do pré-filtro, que deve ser 
instalado com espaço anular mínimo de 75 mm entre a coluna de perfuração e 
a coluna de revestimento. Normalmente se trata de silte, areia ou cascalho 
lavados e em condições de granulometria controladas. São geralmente 
adquiridos prontos, assim como os filtros. 
Perfil Geológico 
Solo 
Rocha 
sedimentar 
Cimentação 
Pré-filtro 
Filtro 
Tubo de 
revestimento 
Coluna de 
revestimento 
Selamento 
 
 
27 
 Deve-se tomar ainda um cuidado especial com os materiais utilizados nos 
filtros e pré-filtros, em razão de ações corrosivas ou incrustrantes da água, 
conforme Quadro 3. 
Quadro 3 – Indicadores de potencial de corrosão ou incrustação nos filtros e pré-
filtros de poços tubulares, segundo NBR 12.212:2017 
Propriedades 
Corrosivas Incrustantes 
ph < 5 
OD> 2 mg/L 
Presença de H2S 
SDT > 1.000 mg/L 
CO2 > 50 mg/L 
Cloretos > 300 mg/L 
ph > 8 
Dureza ≥ 300 mg/L 
Ferro ≥ 2 mg/L 
Manganês a pH ≥ 8 : 1 mg/L 
Fonte: ABNT, 2017. 
Por fim, deve-se atentar ao diâmetro do poço: a norma recomenda o uso 
de, no mínimo, 150 mm, lembrando sempre de garantir a passagem livre e fácil 
dos conjuntos de bombeamento, bem como seus cabos e peças acessórias. 
TEMA 5 – CAPTAÇÃO DE ÁGUA SUPERFICIAL 
Você agora já está preparado para incluir em um estudo de concepção a 
possibilidade de utilização de poços artesianos, e sabe como é o funcionamento 
destes, e as características que terão, dependendo da formação geológica onde 
o município se encontra. Porém, as capacidades de aquíferos subterrâneos 
geralmente são limitadas, ou ainda, apesar de terem água cristalina, podem, 
muitas vezes, possuir concentrações elevadas de minerais, o que torna a água 
não potável e, por vezes, até salobra, de tratamento complexo, por isso, em 
cidades de médio a grande porte, é comum o abastecimento por águas 
superficiais. 
Neste último tópico, você aprenderá os diferentes tipos de captação desta 
água e os principais aspectos de dimensionamento envolvidos. Assim como no 
caso da captação subterrânea, não discutiremos a respeito do bombeamento e 
da adução da água, que ficarão para os próximos conteúdos. 
 
 
28 
Captação de água não se trata do seu bombeamento, mas sim de como 
será realizada a tomada de água para que esta chegue com qualidade neste 
bombeamento. 
Diferentemente das águas subterrâneas, as águas superficiais são 
bastante afetadas pelas condições atmosféricas, e possuem grande 
suscetibilidade à contaminação externa, seja ela de origem humana ou não. Por 
isso, uma boa captação deve garantir, ao menos, estas condições: 
• Manter nível mínimo de água para operação do sistema de sucção; 
• Reter os materiais grosseiros presentes nas fontes superficiais, sejam 
eles naturais, como folhas e galhos, ou humanos, como lixo; 
• Evitar o assoreamento do local de captação com sedimentos; 
• Garantir a estabilidade geotécnica das margens e dos leitos das fontes 
onde se localizam.; 
• Garantir o fluxo necessário de água; 
• Possibilitar a tomada de água nos pontos onde a qualidade seja a maior 
possível. 
A NBR 12.213:1992 traz as principais diretrizes pare realizar projetos que 
garantam o atingimento desses objetivos, e vamos explicar cada uma destas, de 
modo geral, ao longo deste último tópico. 
Voltando à questão das outorgas, uma importante separação que 
precisamos fazer, é que, caso a vazão de que precisamos seja menor que a 
vazão outorgável, isto significa que o rio terá vazão mesmo nos períodos secos 
do ano e, quanto maior a diferença, maior a segurança de que não teremos 
problemas de falta de água para captar. Esse tipo de captação chamamos de 
captação a fio d’água. 
Entretanto, o fato de termos uma necessidade de vazão maior que a 
outorgável disponível, não é um impeditivo para uso do recurso hídrico. Neste 
caso, podemos considerar o uso de barragens com reservatórios, que vão 
acumular o volume produzido em excesso, nos meses chuvosos, para uso nos 
meses mais secos e, assim, aumentar o valor da vazão outorgável. 
Geralmente, a condição que temos é a seguinte: 
• Vazão necessária ≤ Vazão outorgável → captação a fio d’água; 
• Vazão outorgável ≤ Vazão necessária ≤ Vazão média anual → captação 
em barragem; 
 
 
29 
• Vazão necessária > vazão média anual: não atende requisito de vazão. 
Porém, deve-se sempre analisar o risco de desabastecimento, à luz do 
que a concessionária ou o órgão regulador entende como risco aceitável. Para 
compreender isto de melhor forma, vamos lembrar um pouco da disciplina de 
Hidrologia. Na Figura 7, mostramos um esquema representativo de uma bacia 
hidrográfica. Tudo começa no divisor de águas, as linhas mais altas que separam 
as bacias. A precipitação que ocorre dentro da área marcada por estas linhas irá 
escoar acima do solo ou percolar sobre este. Após um certo acúmulo, estas 
águas vão formar as fontes, e a água destas fontes vão escoar e se somar a 
outras, formando os rios tributários. 
Figura 7 – Esquema representativo de uma bacia hidrográfica 
 
Créditos: VectorMine/Shutterstock. 
Estes rios tributáriosvão se juntando até se formar o rio principal. Sempre 
que um destes rios se encontra ou se mistura ao rio principal, chamamos este 
ponto de confluência. Por fim, o rio principal acabará por desembocar no oceano 
ou em lagos, local onde é sua foz ou exutória. 
Assim, quanto mais nos distanciamos do divisor de águas em direção à 
sua exutória, maior a área de captação da água e, portanto, maior sua vazão. 
Esta área definimos de área de contribuição. A quantidade de água que escoa 
 
 
30 
pela bacia será um balanço entre a precipitação na área de contribuição, sua 
evapotranspiração e sua transferência pelas águas subterrâneas. 
Estes balanços são tratados pela disciplina de Hidrologia, como já 
comentamos anteriormente. Utilizam-se os dados de estações fluviométricas 
disponíveis ou, quando não existem, os dados de bacias semelhantes (método 
da regionalização de vazões), e determina-se a vazão específica para diferentes 
probabilidades para aquela bacia. Então, a vazão que terá disponível no canal 
hídrico, em determinada seção, é a seguinte: 
 
𝑄𝑛 = 𝑞𝑛𝐴𝑐/1000 (5.1) 
• Em que: 
o Qn = vazão que é excedida numa probabilidade n (m³/s); 
o qn = vazão específica para uma probabilidade n (L/s.km²); 
o Ac = área de contribuição referente à seção em estudo (Ac). 
 Assim se definem as vazões outorgáveis e os riscos de 
desabastecimento. Por exemplo, no caso do Paraná, é utilizado o conceito da 
Q95, ou seja, a vazão que é excedida em 95% do tempo e, portanto, n = 95%. É 
possível também utilizar o conceito de tempo de recorrência, porém, este 
geralmente é aplicado no estudo de cheias. Existem também modelos que 
consideram as vazões mínimas de 7 dias e os seus valores ao longo dos anos, 
mas o conceito a ser aplicado é sempre o mesmo: multiplica-se a vazão 
específica, referente a uma probabilidade de excedência, pela área de 
contribuição de determinada seção do rio. 
 Nesse caso, o risco que se aceita, no caso de uma captação a fio d’água, 
é: 
𝑅𝑖𝑠𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑏𝑎𝑠𝑡𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = (1 − 𝑛) (5.2) 
ou seja, se considerar uma vazão de permanência de 99%, o risco de 
desabastecimento é de 1%, ou, de outra forma, espera-se que ocorra uma vazão 
inferior à necessária em somente 3 a 4 dias por ano. 
 
 
 
31 
5.1 Tomada de água 
 Os objetivos de uma boa captação já foram apresentados no item anterior. 
Agora, vamos apresentar a você algumas soluções utilizadas para este fim. 
Quando o rio ou lago possui um nível adequado ao longo do ano, 
utilizamos a forma mais simples de captação, chamada de tomada direta. Temos 
diversas formas de tomada direta. A primeira, e mais simples, é o poço de 
tomada, apresentado na Figura 8. Trata-se de uma estrutura muito simples, em 
que se executa um poço na margem deste, conectado com uma tubulação que 
se estende até um local no rio onde não há risco de contaminação. Deve-se, 
neste caso, tomar muito cuidado com a formação de vórtices e com excesso de 
velocidade. 
A NBR 12.213:1992 recomenda que a velocidade de água nos condutos 
não seja inferior a 0,6 m/s, para evitar depósitos de sedimentos, mas, ao mesmo 
tempo, se utilizem dispositivos antivórtice, caso seja um risco [ver o livro dos 
professores Azevedo Netto e Fernandez (2018) com diversos exemplos]. Além 
disso, recomenda-se, no caso de rios com intenso transporte de sedimentos, o 
uso de, no mínimo, uma tubulação a cada 1,50 metros, como garantia de tomada 
da água de melhor qualidade e, neste caso, cada tubulação deve se dotada de 
válvula de fechamento. 
Figura 8 – Captação direta em poço de tomada 
 
Crédito: César Augusto Marin. 
Quando são necessárias tomadas em diferentes alturas, é comum 
substituir o poço de captação pela tomada em torre, em que se utilizam 
 
 
32 
comportas ou tubulações alinhadas a um barrilete com diferentes alturas de 
captação (como na figura 9). Neste caso, há vantagens, pois é possibilitado que 
as tomadas não sejam dispostas próximas à superfície, onde a água contém 
muitas algas, e nem próximas do fundo, onde há muito lodo (Costa, 2015). 
Porém, a NBR 12.213:1992 recomenda que as tomadas só sejam utilizadas caso 
as variações de nível e qualidade justifiquem o seu uso e que, no caso de uso 
de comportas, que contenham grades grosseiras para proteção contra 
entupimentos. 
Figura 9 – Captação direta em torre de tomada (esquema e foto de sistema 
instalado) 
 
Crédito: sukarman S.T/Shutterstock; César Augusto Marin. 
Ainda existe a possibilidade de tomada flutuante (figura 10), que é bem 
útil no caso de instalações de pequeno porte, em lagos ou represas, ou ainda 
para situações emergenciais de captação durante estações mais secas. Estes 
sistemas foram utilizados na captação do volume morto do sistema Cantareira, 
durante a crise hídrica de 2014 em São Paulo, e estão sendo utilizadas desde 
então. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
33 
Figura 10 – Captação flutuante 
 
Crédito: Thin-photo-video/Shutterstock 
Por fim, para vazões elevadas, os sistemas de tubulações se tornam 
onerosos, e pode ser interessante a utilização de canais de derivação (figura 11). 
Esta opção também é bastante utilizada para locais com baixa estabilidade 
geotécnica das margens e dos leitos das fontes onde se localizam, 
impossibilitando a construção de forma segura dos poços ou torres. 
No caso do canal de derivação, haverá uma limitação da capacidade de 
escoamento dada pela seguinte expressão, de acordo com o vertedor de 
admissão: 
 
𝑄 = 𝑚√2𝑔𝐿𝐻3/2 (5.1.1) 
 
• Em que: 
o Q = vazão em m³/s; 
o m = coeficiente originário da rugosidade; 
o g = aceleração da gravidade (9,81 m/s²); 
o L = largura do vertedor de admissão (m); 
o H = diferença entre o nível de água e o nível da soleira (m). 
Para soleiras rugosas, como concreto, adota-se m.raiz(2g) = 1,36. 
 
 
34 
Figura 11 – Captação em canal de derivação (esquema e foto de sistema 
instalado) 
 
 
Crédito: PhotoChur/Shutterstock; César Augusto Marin. 
5.2 Estruturas de apoio – grades e desarenadores 
 Para uma boa captação, existem normalmente três estruturas de apoio. 
Cada uma possui sua funcionalidade (Funasa, 2004), conforme vemos a seguir. 
• Barragem de nível: vertedores executados em um rio ou córrego, 
ocupando toda sua largura, com a finalidade de garantir um nível de água 
mínimo no manancial (as vezes não são necessários); 
• Grades: dispositivos que para impedir a passagem de materiais 
flutuantes e sólidos grosseiros; 
• Caixas de areia: dispositivos instalados na captação para decantar os 
sedimentos mais pesados. 
Durante o projeto do sistema completo de captação, seja no 
dimensionamento de bombeamento ou no canal de admissão, você sempre 
calculará um nível mínimo necessário no manancial para que o sistema funcione 
de forma adequada. Por exemplo, caso seja utilizado sistema de bombeamento, 
é necessário um nível mínimo para que esteja disponível a Carga de Sucção 
Líquida (ou Net Pressure Suction Head – NPSH): caso contrário, ocorrerá o 
fenômeno de cavitação na bomba. No caso de um canal, não haverá o nível 
mínimo necessário para que ocorra a vazão desejada, e faltará água para 
abastecimento. Nestes dois casos, é possível solucionar o problema utilizando 
barragens de nível. Neste caso, chamamos de captação por barragens de nível 
(não confundir com barragens de reservatórios). 
 
 
35 
Um esquema desta estrutura está apresentado na Figura 12. O 
dimensionamento da capacidade de elevação da estrutura é feito usualmente 
para garantir o nível mínimo e, ao mesmo tempo, não causar enchentes na sua 
montante devido ao remanso em dias de chuvas elevadas. Para possibilitar este 
ajuste, normalmente são dimensionadas para chuvas de recorrência de 50 a 100 
anos, e é necessário dotá-las com comportas ou tubulações com válvulas para 
alívio em condições de chuvas ainda mais intensas. 
Figura 12 – Captação em barragem de nível (esquemae foto de sistema 
instalado) 
 
Créditos: Shuang Li/Shutterstock; César Augusto Marin. 
Hidraulicamente, as barragens de nível são vertedores de soleira delgada, 
cuja capacidade de vazão se dará pela seguinte expressão: 
 𝑄 = 𝐶𝐿𝐻3/2 (5.2.1) 
• Em que: 
o C = coeficiente de descarga do vertedor, dependente da sua 
configuração geométrica, e as outras são as mesmas da Eq. 5.1.1. 
O livro dos professores Azevedo Netto e Fernandez (2018) possui um 
capítulo dedicado a estes coeficientes. Nesta etapa, o livro de Houghtalen et al. 
(2012) também é referência e contém um capítulo específico sobre o cálculo da 
estabilidade destes vertedores, assunto que foge do escopo deste conteúdo. 
 Depois da barragem de nível, uma estrutura que sempre deve ser prevista 
são as grades ou as telas, para evitar a entrada de materiais grosseiros. Neste 
caso, é importante sempre somar as perdas de carga no dimensionamento 
hidráulico da captação. O cálculo é feito como perdas de cargas pontuais, ou 
seja: 
ℎ = 𝑘 𝑣² 2𝑔⁄ (5.2.2) 
 
 
36 
• Em que: 
o h = perda de carga (m); 
o v = velocidade de aproximação (m/s). 
o k = coeficiente de perda de carga. Este coeficiente possui um cálculo 
específico para grades e para telas. No caso das grades: 
 𝑘 = 𝛽 (
𝑠
𝑏
)
1,33
 (5.2.3), 
• Em que: 
o β = coeficiente em função da forma da barra (entre 0,76 e 2,42 – ver 
Azevedo Netto e Fernandez (2018); 
o s/b = razão entre a espessura das barras e a distância livre entre estas. 
Já para telas, k é calculado de outra forma: 
 𝑘 = 0,55 (
1−𝜀
𝜀
)
1,33
 (5.2.4), 
• Em que: 
o ε = porosidade, ou a razão entre a área livre e a área total da tela, feita 
por cálculo geométrico simples. 
Por fim, mantidos o nível e retirados os materiais grosseiros, temos ainda 
que proteger a captação do acúmulo de sedimentos. Isto é feito com a caixa de 
areia ou o desarenador, necessários para as captações em que o depósito de 
sólidos sedimentáveis é prejudicial aos equipamentos a jusante, o que é a 
grande maioria dos casos. O desarenador em geral é um canal aberto que deve 
ser projetado da seguinte forma: 
• Considerar a velocidade crítica de sedimentação das partículas menor 
que 0,021 m/s (na vertical); 
• Considerar velocidade horizontal máxima de 0,3 m/s. 
• O comprimento resultante multiplicar por 1,5. 
• No caso de desarenadores com remoção manual, considerar um volume 
morto no fundo de no mínimo 10% em volume. 
Com isto, finalizamos os conceitos mais importantes sobre captação de 
água. Você já sabe as principais formas de fazer a tomada de água, como 
dimensioná-las e as estruturas de apoio que deve lançar mão para garantir que 
 
 
37 
o sistema não seja prejudicado por oscilações de nível, pela chegada de 
resíduos ou pelo acúmulo de material sedimentável. 
Por fim, o problema que resta atacar é o problema dos grandes centros: 
o que fazer quando a água disponível para outorga não é suficiente: aproveitar 
a água dos períodos chuvosos nos períodos secos, construindo barragens para 
lagoas de reservação de água. 
5.3 Barragens 
 A principal função das barragens é garantir um acúmulo de volume 
suficiente para que não ocorra falta de água em anos de maior estiagem, sempre 
considerando isso dentro de um grau de segurança necessário. 
 Um dos métodos mais simples e mais úteis de dimensionamento do 
volume do reservatório é o método do escoamento histórico. Neste caso, 
consideram-se os valores médios anuais de escoamento e aplicam-se 
inferências estatísticas para determinar aqueles associados às probabilidades 
de 5%, 2% e 1%. Neste caso, como estamos falando em médias anuais, estamos 
falando de secas que tem previsão de ocorrer a cada 20, 50 e 100 anos. 
Usualmente, se considera o valor de 5%, ou seja, uma expectativa de um 
episódio de racionamento a cada 20 anos. 
 Determina-se então que o volume necessário é aquele que irá garantir 
abastecimento pleno naquele ano, ou seja, que irá compensar a diferença entre 
a disponibilidade e o consumo, bem como a evaporação ocorrida, ou seja: 
𝑉 = 𝐷 + 𝑒. 𝐴 − 𝑄𝑛 (5.3.1) 
• Em que: 
o V = volume do reservatório (m³); 
o D = média anual da demanda de água (m³/ano); 
o e = taxa de evaporação média no loc:l (mm/ano); 
o A = área do reservatório (km²); 
o Qn = média anual de permanência n% da vazão do manancial (m³/ano) 
– lembrando que, para 20 anos de recorrência, n = 5% e para 50 anos, 
n = 2%. 
Porém, a área do reservatório será, por sua vez, uma função do seu 
volume, tornando o processo de cálculo mais demorado. Uma aproximação 
 
 
38 
possível é apresentada por Shammas e Wang (2013), considerando que a 
lâmina de água anual é 90% da área total do reservatório. 
O processo de cálculo é feito da seguinte forma: inicialmente se estima o 
volume pela Eq. 5.3.1. Com isto, se verifica por meio do modelo digital do terreno 
qual o nível de água necessário para este volume e se aplica a evaporação. Se 
a diferença for inferior a 1%, é possível adotar o volume inicial. Se não, se 
repetem as alternativas até obtermos uma diferença deste nível. 
 
Figura 13 – Diferentes tipos de barragem: a) de concreto em arco (famosa 
Hoover Dam, nos EUA; b) de concreto de gravidade (Sedlice, na República 
Tcheca); c) de enchimento rochoso (Sysen, Noruega); d) de enchimento de terra 
(Tehri Dam Barragem Tehri, a maior da Índia) 
 
 
 
Créditos: Benoit A/Shutterstock; Semi Flying Pharmacist/Shutterstock; Solodovnikova 
Elena/Shutterstock; Om_Joshi/Shutterstock. 
Definido o volume, é possível então partir para o método de barramento. 
Garantir a estabilidade de barragens é uma tarefa bastante complexa, que 
envolve conceitos de Cálculo Estrutural e Geotécnica bastante complexos, 
assuntos que deixamos para as outros estudos. Para tal, existem diversas 
alternativas construtivas: de concreto (em trapézio ou em arco), de rocha ou de 
terra. A figura 13 apresenta exemplos destas estruturas ao redor do mundo. 
a) b) 
c) d) 
 
 
39 
As mais utilizadas no Brasil são as de rocha ou de solo, ou mistas (rocha 
e solo). Neste caso, são compostas de várias partes, cada uma com a sua função 
(Costa, 2014): 
• Coroamento ou crista – é a superfície superior da barragem, na sua cota 
máxima de construção. 
• Embasamento rochoso – base de rocha inalterada ou pouco alterada 
localizada sob o solo. 
• Taludes – são os lados inclinados do maciço e cuja estabilidade é crítica. 
• Rip-Rap – proteção do talude a montante, geralmente feita de pedras 
(necessário para barragens de terra). 
• Vertedouro – dispositivo de segurança para quando a vazão do curso 
d’água assumir valores que tornem a estabilidade da barragem perigosa, 
ou impedir que o nível máximo estabelecido para a barragem cause 
prejuízos às propriedades a jusante da barragem. A cota do vertedor deve 
ser menor que a cota limite da barragem, e define a cheia para a qual foi 
calculada a barragem. 
• Tomada de água – já verificada nos itens acima. 
• Volume morto – volume de água do reservatório que não pode ser 
captado pela tomada de água, necessário como reserva hídrica para 
manutenção da biota, geralmente corresponde a 5% a 10% do volume 
máximo. 
• Bacia de dissipação – área a jusante revestida com enrocamento para 
evitar perda do leito do rio. 
• Maciço – corpo principal da barragem de terra, responsável pela 
contenção das águas do curso d’água e para dar peso. O maciço pode ter 
por predominância um único tipo de material ou possuir diferentes 
camadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
40 
Figura 14 – Representação das unidades de uma barragem de rocha ou terra 
 
 
Crédito: César Augusto Marin. 
Como mostra a figura, para garantir a impermeabilização é necessário a 
instalação de um núcleo impermeável, usualmente de argila. 
FINALIZANDO 
Vamos relembrar os principais tópicos que abordamos: 
• Soluções em SAA geralmente são de longo prazo, e quantomaior o 
sistema, maior o prazo. Por isto, sempre é necessário a realização de 
estudos de concepção; 
• As etapas do estudo são de definição de escopo, de realização de 
atividades e de cálculo e dimensionamento dos conceitos, apresentada 
no Quadro 1. 
• Os estudos populacionais geralmente já estão realizados, porém o 
engenheiro deve saber executá-los e criticá-los quando apresentam 
informações inconsistentes. 
• A Política Nacional de Recursos Hídricos – Lei n. 9.433/97 – institui que a 
água é um bem de domínio público, limitado e dotado de valor econômico. 
• O principal instrumento para solução de conflitos de uso da água é a 
outorga de direito. 
• As captações de água podem ser superficiais ou subterrâneas. 
• Deve sempre ser dado preferência ao uso de águas subterrâneas, e sua 
limitação de vazão depende de ensaios. 
Talude de jusante 
Bacia de dissipação 
Crista 
Dreno de fundo 
Maciço 
Material origem 
Núcleo de argila 
 
 
41 
• O principal método de captação de águas subterrâneas são os poços 
tubulares, cujo projeto tem as recomendações dada pela NBR 
12212:2017. 
• No caso de águas superficiais, a sua limitação é dada sempre pela vazão 
de estiagem, e os órgãos ambientais possuem diferentes formas de 
determiná-la. 
• A captação em águas superficiais pode ser direta ou com canal de 
derivação, com ou sem barragens de nível, e é necessário prever grades 
para retenção de materiais grosseiros e, quando necessários, caixas de 
areia. 
• Quando a vazão de estiagem não é suficiente para atender a demanda, é 
necessária a utilização de barragens. 
• As barragens mais comuns no Brasil, para água potável, são as de aterro 
de terra ou de rocha. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
42 
REFERÊNCIAS 
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de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água – Procedimento. 
1992. 
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de poço tubular para captação de água subterrânea — Procedimento. 2017. 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12.213/1992: Projeto 
de captação de água de superfície para abastecimento público — Procedimento. 
1992. 
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Paulo: Ed. Edgard Blucher, 2018. 
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<https://portal1.snirh.gov.br/ana/apps/storymaps/stories/1d27ae7adb7f4baeb22
4d5893cc21730>. Acesso em: 5 set. 2022. 
BRASIL. Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil 2020: informe anual 
Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico. Brasília, DF, 2020. 
BRASIL. Enquadramento dos corpos d'água em classes, Agência Nacional 
de Águas e Saneamento Básico, Brasília, DF, 2020. 
BRASIL. Lei n. 9.433, de 08 de janeiro de 1997. Diário Oficial da União, Poder 
Legislativo, Brasília, DF, 9 jan. 1997. 
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Ambiente, Diário Oficial da União, Poder Legislativo, Brasília, DF, 18 mar. 2005. 
COSTA, A. G. Curso de Especialização a Distância em Elaboração e 
Gerenciamento de Projetos para a Gestão Municipal de Recursos Hídricos. 
79 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Especialização em Elaboração e 
Gerenciamento de Projetos 
para a gestão municipal de recursos hídricos) – Instituto Federal de Educação, 
Ciência e Tecnologia do Ceará, Fortaleza, 2015. 
ESTADO DO PARANÁ. Manual de Outorga: SUDERHSA. Curitiba, 2006. 
FUNASA. Manual de Saneamento. 3. Ed. Brasília, 2004. 
 
 
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HOUGHTALEN, R. J.; AKAN, A. O.; HWANG, N. H. C. Engenharia Hidráulica, 
São Paulo, Ed. Pearson Education do Brasil, 2012. 
IBGE. Sistema Cidades@, Dados de 2021. Disponível em: 
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SHAMMAS, N. K.; WANG, L. K. Abastecimento de Água e Remoção de 
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Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2006. 
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