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<p>1</p><p>INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO</p><p>Coordenadoria de Engenharia Civil</p><p>DISCIPLINA: SANEAMENTO BÁSICO</p><p>NOTAS DE AULA</p><p>Prof.ª Dr.ª Aline Antonia Castro</p><p>CAPÍTULO 2: SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA</p><p>2.1 Usos da água</p><p>São os seguintes os principais usos da água:</p><p>- Abastecimento doméstico;</p><p>- Abastecimento industrial;</p><p>- Irrigação;</p><p>- Dessedentação de animais;</p><p>- Aquicultura;</p><p>- Preservação da flora e da fauna;</p><p>- Recreação e lazer;</p><p>- Harmonia paisagística;</p><p>- Geração de energia elétrica;</p><p>- Navegação; e</p><p>- Diluição de despejos.</p><p>Destes usos, os quatro primeiros (abastecimento doméstico, abastecimento industrial,</p><p>irrigação e possivelmente dessedentação de animais) implicam na retirada significativa de água</p><p>das fontes onde se encontram (uso consuntivo). Os demais usos são considerados não</p><p>consuntivos, em função da não retirada do recurso do meio original.</p><p>Em termos gerais, apenas os dois primeiros usos (abastecimento doméstico e</p><p>abastecimento industrial) estão freqüentemente associados a um tratamento prévio da água, face</p><p>aos seus requisitos de qualidade mais exigentes.</p><p>A inter-relação entre o uso da água e a qualidade requerida para a mesma é direta. Na</p><p>lista de usos acima, pode-se considerar que o uso mais nobre seja representado pelo</p><p>abastecimento de água doméstico (conforme apresentado na Lei 9.433/1997), o qual requer a</p><p>satisfação de diversos critérios de qualidade.</p><p>De forma oposta, o uso menos nobre é o da simples diluição de despejos, o qual não</p><p>possui nenhum requisito especial em termos de qualidade. No entanto, deve-se lembrar que</p><p>diversos corpos d'água têm usos múltiplos previstos, decorrendo daí a necessidade da satisfação</p><p>simultânea de diversos critérios de qualidade. Tal é o caso, por exemplo, de represas</p><p>construídas com finalidade de abastecimento de água, geração de energia, recreação, irrigação</p><p>e outros. O Quadro 1 relaciona os diversos usos da água com a qualidade necessária.</p><p>2</p><p>Quadro 1 - Associação entre os diferentes usos da água e os requisitos de qualidade.</p><p>Uso geral Uso específico Qualidade requerida</p><p>Abastecimento</p><p>doméstico de</p><p>água</p><p>Consumo humano, higiene</p><p>pessoal e usos domésticos</p><p>Isentas de substâncias químicas prejudiciais à saúde</p><p>Adequada para serviços Domésticos Baixa</p><p>agressividade e dureza</p><p>Esteticamente agradável (baixa turbidez, cor, sabor e odor;</p><p>ausência de micro e macro organismos)</p><p>Abastecimento</p><p>industrial</p><p>A água não entra em contanto</p><p>com o produto (refrigeração,</p><p>caldeira, etc.)</p><p>Baixa agressividade e dureza</p><p>A água entra em</p><p>contanto com o produto</p><p>Variável com o produto</p><p>A água é incorporada ao</p><p>Produto (alimentos, bebida,</p><p>etc.)</p><p>Isenta de substâncias químicas e organismos patógenos</p><p>Esteticamente agradável</p><p>Irrigação</p><p>Hortaliças, produtos ingeridos</p><p>crus ou com casca</p><p>Isenta de substâncias químicas e organismos prejudiciais à</p><p>saúde</p><p>Salinidade não excessiva</p><p>Demais culturas</p><p>Isenta de substâncias químicas prejudiciais ao solo e às</p><p>plantações</p><p>Salinidade não excessiva</p><p>Dessedentação de</p><p>animais</p><p>----</p><p>Isenta de substâncias químicas e organismos prejudiciais à</p><p>saúde dos animais</p><p>Preservação da</p><p>fauna e da flora</p><p>----</p><p>Variável com os requisitos ambientais da fauna e da flora</p><p>que se deseja preservar</p><p>Recreação de</p><p>lazer</p><p>Contato primário</p><p>(contato direto com o meio</p><p>líquido)</p><p>Isenta de substâncias químicas e organismos prejudiciais à</p><p>saúde</p><p>Baixos teores de sólidos em suspensão, óleos e graxas</p><p>Contato secundário (não há</p><p>contato direto com o meio</p><p>líquido)</p><p>Aparência agradável</p><p>Geração de</p><p>energia</p><p>Usinas hidrelétricas Baixa agressividade</p><p>Usinas nucleares ou</p><p>termelétricas</p><p>Baixa dureza</p><p>Diluição de</p><p>despejos</p><p>---- ----</p><p>Transporte ----</p><p>Baixa presença de material grosseiro que possa colocar em</p><p>risco as embarcações</p><p>Aquicultura</p><p>----</p><p>Presença de nutrientes e qualidade compatível com as</p><p>exigências das espécies a serem cultivadas</p><p>Paisagismo e</p><p>manutenção da</p><p>umidade do ar e da</p><p>estabilidade do clima</p><p>Estética e conforto</p><p>térmico</p><p>----</p><p>Além do ciclo da água no globo terrestre, existem ciclos internos, em que a água permanece na</p><p>sua forma líquida, mas tem as suas características alteradas em virtude da sua utilização. A Figura</p><p>3</p><p>1 mostra um exemplo de um ciclo típico do uso da água. Neste ciclo, a qualidade da água é</p><p>alterada em cada etapa do seu percurso.</p><p>Figura 1 - Ciclo artificial do uso da água.</p><p>Em função dos diversos usos da água, alguns conceitos devem ser apresentados:</p><p>- Água bruta: inicialmente, a água é retirada do rio, lago ou lençol subterrâneo, possuindo</p><p>uma determinada qualidade;</p><p>- Água tratada: após a captação, a água sofre transformações durante o seu tratamento para se</p><p>adequar aos usos previstos (ex.: abastecimento público ou industrial);</p><p>- Água usada (esgoto bruto): com a utilização da água, ela sofre novas transformações na sua</p><p>qualidade, constituindo-se em um despejo líquido;</p><p>- Esgoto tratado: visando remover os seus principais poluentes, os despejos sofrem um</p><p>tratamento antes de serem lançados ao corpo receptor. O tratamento dos esgotos é responsável por</p><p>uma nova alteração na qualidade do líquido; e</p><p>- Corpo receptor: o efluente do tratamento dos esgotos atinge o corpo receptor, onde, em</p><p>virtude da diluição e mecanismos de autodepuração, a qualidade da água volta a sofrer novas</p><p>modificações.</p><p>2.2 Sistemas de Abastecimento de Água (SAA)</p><p>O Manual de Saneamento da Funasa (2015) define o Sistema de Abastecimento Público de</p><p>Água como o conjunto de obras, instalações e serviços, destinados a produzir e distribuir água a</p><p>uma população, em quantidade e qualidade compatíveis com suas necessidades.</p><p>Conforme define Gomes (2004) sistema de abastecimento de água envolve tudo que leva</p><p>água para fins de consumo, seja doméstico, industrial ou público, sendo que vai desde o conjunto de</p><p>equipamentos, envolvendo todas as obras de execução e manutenção, bem como todos os serviços</p><p>voltados para o suprimento de água. Heller (2006) conceitua que o abastecimento de água, abrange</p><p>de uma forma ampla ao saneamento, e está diretamente ligado a questão de controle sobre o bem-</p><p>estar físico, mental ou social do homem.</p><p>Segundo Tsutiya (2008), fatores como o porte da cidade, sua topografia e sua posição em</p><p>relação à mananciais podem influenciar diretamente na viabilidade da concepção dos sistemas de</p><p>abastecimento de água, e estes aspectos condicionantes devem ser previstos já no dimensionamento</p><p>prévio de um SAA para que sejam definidos os parâmetros de execução do projeto adaptados ao</p><p>que exige o local. Outro fator que deve ter uma análise necessária são as questões de ampliação de</p><p>rede e da demanda que ela pode atingir futuramente, sendo que na maioria dos casos as redes são</p><p>planejadas para períodos aproximados de 10 a 30 anos (AZEVEDO NETO et al., 1998).</p><p>4</p><p>Os sistemas convencionais de abastecimento de água são constituídos das seguintes partes:</p><p> Manancial;</p><p> Captação;</p><p> Adutora;</p><p> Estação de tratamento de água;</p><p> Estação elevatória;</p><p> Reservatório;</p><p> Rede de distribuição.</p><p>Figura 2 - Sistema de abastecimento de água.</p><p>Figura 3 - Croqui de Sistema de Abastecimento de Água</p><p>Fonte: Tsutiya, (2005).</p><p>O sistema de abastecimento de água, um dos pilares do saneamento básico, consiste na</p><p>captação da água da natureza, tratamento adequado, para garantia da sua qualidade e fornecimento</p><p>5</p><p>em quantidade adequada às necessidades da população (TSUTIYA, 2006). A água, quando bem</p><p>tratada e distribuída, traz diversos benefícios à saúde pública, uma vez que é indispensável no</p><p>preparo de alimentos, na hidratação e possibilita a higienização das pessoas e ambientes.</p><p>Normas Técnicas</p><p>As principais normas da ABNT aplicáveis aos projetos de redes de abastecimento de água</p><p>são:</p><p>NBR 12.211:</p><p>Estudos de Concepção de Sistemas Públicos de Abastecimento de Água, publicada</p><p>em 1992;</p><p>NBR 12.214: Projeto de Sistema de Bombeamento de Água para Abastecimento Público, publicada</p><p>em 1992;</p><p>NBR 12.215 - 1: Projeto de Adutora de Água, publicada em 2017;</p><p>NBR 12.216: Projeto de Estação de Tratamento de Água para Abastecimento Público, publicada em</p><p>1992;</p><p>NBR 12.217: Projeto de Reservatório de Distribuição de Água para Abastecimento Público,</p><p>publicada em 1994;</p><p>NBR 12.218: Projeto de Rede de Distribuição de Água para Abastecimento Público, publicada em</p><p>1994.</p><p>2.3 Componentes de um Sistema de Abastecimento de Água</p><p>Um sistema basicamente consiste na captação de água do manancial através de bombas de</p><p>uma estação elevatória que a bombeia até uma estação de tratamento. Depois de tratada essa água é</p><p>direcionada para os reservatórios que podem ser enterrados no solo ou elevados para que depois</p><p>seja transportada pela rede de distribuição para o consumidor. Os componentes podem ser</p><p>detalhados a seguir.</p><p>2.3.1 Manancial</p><p>Os mananciais têm como premissa fornecer uma água com qualidade adequada no ponto de</p><p>vista sanitário e que dê vazão suficiente para atender a demanda de água projetada. Itens como</p><p>volume de água, condições sanitárias, distância da área de consumo e localização dos sistemas de</p><p>captação são essenciais (Tsutiya, 2005).</p><p>Para que a rede tenha bom rendimento e seja melhor projetada, com redução de gastos e bons</p><p>níveis de segurança é aconselhável que sejam realizadas investigações com testes em laboratórios</p><p>para averiguar a potabilidade da água (Richter; Azevedo Neto, 1991).</p><p>O Ministério da Saúde através da Portaria de Consolidação n° 5, de 28 de setembro de 2017, é</p><p>que normatiza os padrões de turbidez, microbiológicos, ciatoxinas, de radioatividade e</p><p>organoléticos, bem como padrões ligados a qualidade da saúde como substâncias inorgânicas e</p><p>orgânicas, desinfetantes e agrotóxicos que são necessários para a água. Esta mesma Portaria aponta</p><p>que águas de fontes subterrâneas devem passar por processos de desinfecção e águas de corpos</p><p>hídricos superficiais por processos de cloração e filtração.</p><p>Em comunidades rurais na maioria das vezes são utilizados mananciais subterrâneos, que com</p><p>a filtragem natural que ocorre pelo subsolo acabam sem a necessidade de tratamentos mais</p><p>complexos (Gray, 1994). Estas águas geralmente são auto renováveis, sendo que o principal fator de</p><p>perigo para sua qualidade é a influência humana através da destruição da vegetação que afeta</p><p>diretamente os recursos hídricos.</p><p>6</p><p>a) Manancial superficial</p><p>A captação de águas superficiais deve atender às exigências e recomendações para a</p><p>elaboração de projeto para abastecimento público no Brasil da ABNT NBR 12.213: 1992.</p><p>É importante citar que mananciais superficiais estão suscetíveis no que tange à qualidade de</p><p>água. Tsutiya (2006) afirma que os fatores que mais influenciam na qualidade da água são:</p><p>urbanização, erosão do solo, resíduos e até mesmo precipitações.</p><p>Para a escolha dos mananciais superficiais, Azevedo Netto e Fernandez (2015) recomendam</p><p>uma série de estudos hidrológicos, fluviométricos e físico-químicos da bacia. Além disso, a escolha</p><p>do local de implantação do sistema de captação deve ser feita de maneira criteriosa, considerando</p><p>os custos com desapropriação, consumo energético, entre outros.</p><p>a) Manacial subterrâneo</p><p>No Brasil, as recomendações e exigências de projeto para captação de água de mananciais</p><p>subterrâneos são estabelecidas pela ABNT NBR 12.212: 2017. Feitosa et al. (2008) define dois</p><p>tipos principais de poços subterrâneos: confinados e livres, conforme Figura 4.</p><p>Figura 4 – Tipos de mananciais subterrâneos</p><p>Aquíferos livres, encontram-se sob ação da pressão atmosférica, como exemplo, o Aquífero 1</p><p>da Figura 4 (FEITOSA et al., 2008). Os aquíferos confinados, segundo Fitts (2013) caracterizam-se</p><p>pela pressão interior ser maior que a pressão atmosférica, sendo dispostos entre duas camadas</p><p>limítrofes, uma superior e uma inferior, representados, na Figura 4, pelos aquíferos 2 e 3,</p><p>perfurados pelos poços B e C, respectivamente. A captação de água de aquíferos confinados é feita</p><p>através da perfuração de poços e instalação de sistemas de bombeamento.</p><p>Feitosa et al. (2008) recomenda a implantação de programas de manutenção preventivas em</p><p>poços artesianos e bombas, através da análise constante de suas condições físicas, químicas e</p><p>operacionais, possibilitando a tomada de medidas para adequar o poço quando necessário. Dessa</p><p>forma evitam-se falhas na operação do poço, e consequentemente, falta de água.</p><p>Hirata (2002) diz que poços artesianos são perfurações com diâmetros pequenos, escavados</p><p>por furadeiras gigantes desenvolvidas pelas indústrias petrolíferas, podendo alcançar até grandes</p><p>profundidades, sendo que a água jorra do solo para a superfície de forma natural devido a sua</p><p>própria pressão. Quando esta pressão não é suficiente, é necessária a utilização de bombas para a</p><p>7</p><p>retirada de água.</p><p>2.3.2 Captação</p><p>A captação é o termo que define o conjunto de itens construídos para retirar a água dos</p><p>reservatórios subterrâneos ou superficiais que são destinados ao abastecimento da população</p><p>demandada. É primordial que se faça uma análise detalhada de itens como as condições dos locais</p><p>de captação, dos custos que podem gerar desapropriações, construções e equipamentos necessários</p><p>para recalcar a água dos reservatórios (AZEVEDO NETTO, 1998).</p><p>De acordo com a ABNT NBR 12213: 1992, a implantação de captação deve ter um estudo</p><p>com as condições hidráulicas e geológicas do manancial a ser utilizado, como também de toda a</p><p>área abrangida e seu entorno. Outros itens a ser analisado são possíveis focos poluidores e áreas</p><p>sujeitas à inundação.</p><p>A escolha de um manancial adequado e sua conservação, juntamente com a forma correta de</p><p>captação da água são os balizadores do sucesso de um sistema de abastecimento de água, pois</p><p>fornecem todos os suprimentos necessários para o consumo, sendo que conforme afirmam Helles e</p><p>Pádua (2006), os principais fatores para instalar um conjunto de captação de água são:</p><p> Acesso ao local de captação deve ser fácil e permanente;</p><p> Água deve ter a qualidade aprovada pelos testes exigidos em normas;</p><p> Atentar para a distância de abastecimento até aos locais de consumo e o percurso de adução,</p><p>bem como instalar o conjunto preferencialmente acima dos locais que serão abastecidos</p><p>evitando grandes gastos com bombeamento;</p><p> Implantação deve alterar o mínimo possível o curso de água;</p><p> Ter vazão adequada no local;</p><p>Todos os itens envolvidos na captação devem estar protegidos de alterações de níveis de água</p><p>e de efeitos erosivos.</p><p>2.3.3 Estação Elevatória</p><p>Estações elevatórias servem para bombear a água de pontos mais baixos para pontos mais</p><p>altos, e segundo Tsutiya (2005) elas podem ser usadas na fase de captação, na fase de adução, no</p><p>tratamento e também na distribuição de água. Os elementos que compõem uma estação elevatória</p><p>são separados em equipamentos eletromecânicos (motor e bomba), tubulações (recalque, sucção e</p><p>barrilete) e construção civil (casa de bomba e poços de sucção). As estações devem ser projetadas</p><p>com o máximo de cuidado, pois ela representa uma grande parte do custo do SAA, pelo elevado</p><p>gasto com energia elétrica quando necessário.</p><p>Heller e Pádua (2006) afirmam que caso os fluídos pudessem ser carregados somente pela</p><p>gravidade, os gastos seriam bem mais brandos, a operação e manutenção do sistema seriam menos</p><p>onerosos, porém infelizmente este tipo de situação é muito difícil de ocorrer.</p><p>A ABNT NBR 12.214: 1992 que é utilizada para projetos de estações de bombeamento</p><p>estabelece que o sistema de operação da estação é condicionado à fatores como o tipo de estação,</p><p>tipo de trajeto, materiais utilizados para tubulações de sucção e recalque, e vazão de</p><p>projeto.</p><p>2.3.4 Adutoras</p><p>Adutoras são tubulações do conjunto de sistema de abastecimento de água que transportam a</p><p>água entre as unidades que precedem a rede distribuidora do sistema, interligando a captação de</p><p>água, estação de tratamento e reservatórios sendo que não são responsáveis pela distribuição da</p><p>8</p><p>água aos consumidores.</p><p>Figura 5 - Adutora de água da Cagece, Ceará</p><p>A ABNT NBR 12.215: 1991 que normatiza os parâmetros de projetos de adutoras cita como</p><p>essenciais a definição do trajeto das tubulações de acordo com o que a topografia do local exigir, a</p><p>determinação da vazão, o dimensionamento da parte estrutural e hidráulica, estudos de viabilidade</p><p>econômica, como também os desempenhos dos elementos de segurança, manutenção e operação do</p><p>sistema.</p><p>Tsutiya (2005) divide as adutoras em duas categorias, sendo que uma é pela natureza da água</p><p>transportada, que se subdivide em:</p><p> Adutoras de águas brutas que conduzem as águas que vem do corpo hídrico até a ETA;</p><p> Adutoras e águas tratadas que conduzem águas da ETA até o reservatório.</p><p>A outra categoria é quanto ao gasto de energia de movimentação da água, que é subdividida</p><p>em:</p><p> Adutoras Mistas: onde o transporte da água é segmentado entre trechos com gravidade e</p><p>outros com recalque;</p><p> Adutoras por gravidade: onde a água escoa do nível mais alto para o mais baixo, sendo que</p><p>em casos de conduto forçado a água terá uma pressão maior que a pressão da atmosfera, e</p><p>em casos de conduto livre a água estará sob a pressão atmosférica;</p><p> Adutoras por recalque: onde a água é transportada de um nível baixo para um mais alto com</p><p>auxílio de uma estação elevatória.</p><p>2.3.5 Estações de Tratamento de Água (ETA)</p><p>O tratamento de água, conforme Libânio (2016), consiste na sucessão de etapas que</p><p>objetivam a remoção de partículas em suspensão, matéria orgânica e microrganismos presentes nas</p><p>águas naturais, com vistas à atender a Portaria nº 2.914, de 12 de dezembro de 2011. Esta sucessão</p><p>de etapas pode variar de acordo com as características específicas de cada manancial, mas Libânio</p><p>(2016) aponta o processo mais convencional de tratamento de água conforme o esquema da Figura</p><p>6.</p><p>9</p><p>Figura 6 – Fluxograma de Tratamento Convenciaonal da água</p><p>A ABNT NBR 12.216: 1992 classifica a água em classes (A, B, C e D), pois dependendo de</p><p>sua origem, ela pode apresentar diferentes qualidades e exigir tratamentos diferenciados para que</p><p>possa ser disponibilizada ao consumo humano:</p><p> Classe A: são as águas superficiais ou subterrâneas protegidas;</p><p> Classe B: são as águas superficiais ou subterrâneas não protegidas, mas que mesmo sem</p><p>coagulação podem se tornar potáveis;</p><p> Classe C: são as águas superficiais não protegidas que com processos de coagulação podem</p><p>se tornar potáveis;</p><p> Classe D: são as águas superficiais não protegidas, que estão sujeitas a fontes poluidoras, mas</p><p>com processos especiais de tratamento podem se tornar potáveis.</p><p>Como os níveis de poluição em comunidades rurais são bem inferiores aos de áreas</p><p>urbanizadas, com a filtragem da água realizada pelo próprio solo, geralmente a água se encaixa na</p><p>Classe A da classificação da NBR 12216 (ABNT, 1992), sendo necessário somente o processo de</p><p>desinfecção da água.</p><p>2.3.6 Reservatórios</p><p>São unidades destinadas ao armazenamento de água para absorver as variações de consumo,</p><p>manter a pressão na rede adequada na rede de distribuição, promover a continuidade do</p><p>abastecimento em caso de paralisação na produção de água tratada e também para garantir o</p><p>consumo em casos emergenciais (TSUTIYA, 2006); HELLER e PÁDUA, 2016). As condições para</p><p>a elaboração de projetos de reservatórios de distribuição de água são fixadas através da ABNT NBR</p><p>12.217: 1994.</p><p>Tsutiya (2006) classifica os reservatórios de acordo com sua posição em relação ao terreno da</p><p>seguinte forma:</p><p> Reservatório enterrado: situa-se totalmente abaixo do nível do terreno. Tem alto custo de</p><p>execução e difícil descarga.</p><p> Reservatório semienterrado: ao menos um terço de sua altura situa-se abaixo do nível do</p><p>terreno.</p><p> Reservatório apoiado: no máximo um terço de sua atura situa-se abaixo do nível do terreno.</p><p>Assim como o reservatório semienterrado, são os mais fáceis de construir.</p><p> Reservatório elevado: a cota de fundo do reservatório situa-se acima do nível do terreno. São</p><p>os mais caros, e por isso só são utilizados quando os demais tipos não atendem os requisitos</p><p>locais.</p><p>10</p><p>As diferentes posições dos reservatórios em relação ao terreno estão ilustradas na</p><p>Figura 7.</p><p>Figura 7 - Posições dos reservatórios em relação ao terreno</p><p>Fonte: Tsutiya (2005).</p><p>Os reservatórios de montante, representados pela Figura 8, são caracterizados por sempre</p><p>fornecer água à rede de distribuição (ABNT, 1994). Segundo Heller e Pádua (2016), esse tipo de</p><p>reservatório é o mais utilizado no país, porém, em redes extensas, pode provocar acentuadas</p><p>variações de carga piezométrica nas extremidades da rede.</p><p>Os reservatórios de jusante, esquematizado na Figura 9, são instalados a jusante da rede de</p><p>distribuição e podem fornecer ou receber água da rede, de acordo com a demanda da rede.</p><p>(HELLER; PÁDUA, 2016).</p><p>11</p><p>Figura 8 - Reservatório de Montante</p><p>Figura 9 - Reservatório de Jusante</p><p>Os reservatórios podem, ainda, ser classificados, conforme Tsutiya (2006), de acordo com seu</p><p>material. Segundo o autor os principais tipos de materiais empregados na construção de</p><p>reservatórios são: concreto armado, concreto protendido, chapas metálicas, materiais poliméricos</p><p>reforçados com fibra de vidro, alvenaria, entre outros.</p><p>A ABNT NBR 12.217: 1994, recomenda que a escolha do material do reservatório deve ser</p><p>realizada após estudo técnico e econômico, considerando fatores como: condições de fundação,</p><p>disponibilidade do material, agressividade da água a ser armazenada e do ar atmosférico da região.</p><p>Sua forma pode ser circular ou retangular dependendo do local, dos equipamentos utilizados e</p><p>do tipo de gastos que serão propostos, bem como os tipos de materiais que vão ser utilizados em sua</p><p>construção, sendo que os mais utilizados são o aço, poliéster com fibras de vidro e concreto armado.</p><p>2.3.7 Estações de Bombeamento de Água</p><p>A estação elevatória é o conjunto de tubulações, acessórios, bombas e motores necessários</p><p>para transportar água de uma cota topográfica inferior para outra cota topográfica superior e</p><p>também para suprir as perdas de carga devido ao movimento do fluido e ao contato com as paredes</p><p>da tubulação (TSUTIYA, 2006).</p><p>A maior parte dos sistemas de abastecimento de água, de acordo com Azevedo Netto e</p><p>Fernandez (2015), necessita o auxílio de dispositivos mecânicos para transportar a água. A energia</p><p>necessária para o transporte provém de uma máquina hidráulica, geralmente de bombas centrífugas</p><p>e boosters.</p><p>12</p><p>Os principais componentes de uma estação elevatória, ilustrados na Figura 10:</p><p> Equipamentos eletromecânicos:</p><p>- Bomba;</p><p>- Motor;</p><p> Tubulações:</p><p>- Sucção;</p><p>- Recalque;</p><p> Construção Civil:</p><p>- Poço de Sucção;</p><p>- Casa de Bomba.</p><p>Figura 10 - Casa de Bomba</p><p>2.3.8 Redes de Distribuição</p><p>Heller e Pádua (2016) definem redes de distribuição como a unidade do sistema de</p><p>abastecimento de água, composta por tubulações e acessórios, que tem por objetivo de distribuir</p><p>água a múltiplos consumidores de forma contínua, com qualidade, quantidade e pressão adequadas.</p><p>No Brasil, as condições para a elaboração de projeto de rede de distribuição de água para</p><p>abastecimento público são fixadas através da ABNT NBR 12.218: 1994.</p><p>Segundo Heller e Pádua (2016) o termo rede de distribuição provém do modo que as</p><p>canalizações são instaladas e ligadas entre si, possibilitando derivações e distribuindo a água</p><p>potável com maior efetividade. Tsutiya (2006) define dois tipos de canalizações</p><p>que formam uma</p><p>13</p><p>rede de distribuição de água. São elas:</p><p> Canalização Principal: possuem maior diâmetro, e destinam-se a abastecer as canalizações</p><p>secundárias;</p><p> Canalização Secundária: possuem menor diâmetro e destinam-se a abastecer diretamente os</p><p>pontos de consumo.</p><p>Quanto ao traçado, as redes de distribuição estão subdivididas em dois tipos: rede ramificada</p><p>ou “espinha de peixe” e rede malhada.</p><p>As redes ramificadas segundo Heller e Pádua (2016), são mais comuns em locais com</p><p>desenvolvimento linear. Nas redes ramificadas, a distribuição de água parte de um reservatório e é</p><p>conduzida através da rede principal e distribuída aos pontos de consumo através da rede secundária,</p><p>como se pode observar na Figura 11.</p><p>Figura 11 - Rede ramificada</p><p>A principal característica deste tipo de rede segundo Tsutiya (2006) é o sentido único do</p><p>escoamento e as pontas secas, isto é, possuem vazão nula em sua extremidade. O uso desse tipo de</p><p>rede é recomendado apenas em locais cujas condições não permitam o uso da rede malhada, pois</p><p>nesse tipo de traçado um acidente que interrompa o escoamento, pode comprometer o</p><p>abastecimento de todos os locais que estão a jusante do ponto de interrupção.</p><p>As redes malhadas são tubulações interligadas em circuitos fechados, formando anéis ou</p><p>malhas, conforme ilustrado pela Figura 12. De acordo com Tsutiya (2006), esse tipo de traçado</p><p>permite que um ponto da rede seja abastecido por mais de um caminho, evitando interrupções no</p><p>abastecimento de água em casos de acidentes na rede de distribuição.</p><p>Figura 12 - Rede malhada</p><p>14</p><p>As redes ramificadas e malhadas podem ser associadas, formando redes mistas (TSUTIYA,</p><p>2006), conforme mostra a Figura 13.</p><p>Figura 13 - Rede mista</p><p>Fonte: Gomes (2004).</p><p>É importante salientar que, as redes de distribuição, seja ela malhada ou não, tem um custo</p><p>elevado frente às demais unidades do Sistema de abastecimento de água. Segundo Tsutiya (2006), o</p><p>custo compreende de 50% a 70% do custo total de um sistema de abastecimento de água, Além</p><p>disso, o acesso às redes de abastecimento exige grande complexidade, uma vez que se localizam</p><p>enterradas sob a via pública. Deste modo, qualquer comprometimento em sua estrutura pode</p><p>ocasionar problemas sérios com a qualidade e com perdas de água.</p><p>Além das recomendações já citadas, o traçado da rede deve seguir seguintes recomendações:</p><p> Estar localizados em vias ou áreas públicas (ABNT NBR 12.218: 1994; TSUTIYA, 2006);</p><p> Estar dispostas em ambos os lados da via pública, sob o passeio, evitando ligações em</p><p>travessia (SANEPAR, 2019a);</p><p> A distância do alinhamento predial deverá ser de 0,75 m, com um mínimo de 0,40 m quando</p><p>necessário (SANEPAR, 2019a);</p><p> Evitar, sempre que possível, evitar extremidades mortas (ABNT NBR 12.218: 1994;</p><p>TSUTIYA, 2006);</p><p> As tubulações de água devem possuir recobrimento mínimo de 0,65 m em passeios, e, sob</p><p>ruas, recobrimento de 0,90 m e envelopamento com areia até 0,10 m acima do tubo</p><p>(SANEPAR, 2012).</p><p>Acessórios e Materiais das Redes de distribuição</p><p>As redes de distribuição de água são constituídas por tubos e acessórios, os quais têm como</p><p>objetivo, além de transportar a água, resistir às variações de pressão interna, esforços externos e</p><p>controlar as pressões de operação (TSUTIYA, 2006). A escolha dos materiais deve levar em conta a</p><p>durabilidade, rugosidade, custo de implantação e manutenção, peso das tubulações, entre outros.</p><p>Heller e Pádua (2016) classificam os materiais utilizados nas redes de abastecimento em</p><p>metálicos e não metálicos, esquematizados na Figura 14. Nos condutos forçados por gravidade, são</p><p>utilizados em maior escala materiais poliméricos, tais como PVC. Já em redes, com a presença do</p><p>sistema de recalque, tubos de ferro dúctil ou aço, por sua alta resistência às variações bruscas de</p><p>pressão e golpes de aríete, são os mais utilizados.</p><p>15</p><p>Figura 14 - Principais tipos de materiais usados em redes de água</p><p>Segundo Mays (2000) a grande variedade de materiais disponível e as diferentes condições</p><p>encontradas dificultam a escolha do material para as redes de distribuição. Segundo o autor, com</p><p>um bom design e o atendimento às situações de projeto, a maioria dos materiais funcionará de</p><p>forma satisfatória. O histórico de uso e a facilidade de manutenção são fatores decisivos para a</p><p>definição do tipo de material a ser utilizado.</p><p>Dentre os acessórios, maior destaque merecem as válvulas de manobra, válvulas de descarga,</p><p>válvulas mantenedoras e redutoras de pressão e as ventosas.</p><p>Tsutiya (2006) caracteriza tais acessórios por:</p><p> Válvula de manobra: tem o objetivo de delimitar as áreas de desabastecimento em eventuais</p><p>acidentes ou reparos na rede;</p><p> Válvula de descarga: instaladas nos pontos mais baixos da rede, tem o objetivo de esvaziar a</p><p>canalização quando necessário, remover sólidos que, se decantados nos pontos baixos</p><p>reduzem a seção de escoamento.</p><p> Válvula redutora de pressão: tem o objetivo de diminuir a pressão da rede, em casos de</p><p>terrenos com topografia muito acentuada,</p><p> Válvula sustentadora de pressão: utilizada pra adequar a pressão mínima a montante da rede</p><p>em casos de demandas imprevistas;</p><p> Ventosas: colocadas nos pontos de topografia elevada da rede para permitir a saída de ar do</p><p>sistema</p><p>A NBR 12. 218 (ABNT, 1994) que é a base do dimensionamento de redes estipula que o</p><p>diâmetro mínimo para os condutos secundários deve ser de 50 mm, a velocidade mínima não deve</p><p>ser abaixo de 0,6 m/s e máxima não deve ser maior que 3,5 m/s. A Norma aponta também que a</p><p>pressão estática que acontece nos pontos da rede em que não há consumo, deve ser de no máximo</p><p>500 kPa, e a pressão dinâmica que acontece nos pontos da rede em que há consumo, deve ser de no</p><p>mínimo 100 kPa.</p><p>16</p><p>2.3.9 Parâmetros de Dimensionamento de Rede de Distribuição</p><p>Tsutiya (2006) define alguns critérios e parâmetros de projetos a serem utilizados.</p><p> Consumo per capita;</p><p> Coeficientes de variação das vazões K1 e K2, onde:</p><p>i. K1, é a relação entre o valor do consumo máximo diário ocorrido em um ano e o</p><p>consumo médio diário relativo a esse ano;</p><p>ii. K2 é a relação entre o maior consumo horário e o consumo médio do dia de maior</p><p>consumo;</p><p> Coeficiente de demanda industrial;</p><p> Níveis de atendimento no período de projeto;</p><p> Alcance do estudo;</p><p>Data prevista para o sistema planejado passar a operar com utilização plena de sua capacidade. É</p><p>uma questão importante, sob o ponto de vista econômico, diferentes alcances podem determinar</p><p>diferentes desempenhos financeiros. Comparando diferentes opções de alcance, o de melhor</p><p>desempenho econômico seria o que apresentasse menor custo marginal (CM), ou menor “custo</p><p>necessário para a produção de um m³ adicional”. Para sistemas de menor porte, pode ser fixado um</p><p>determinado alcance com base no bom senso do projetista. Este valor, em geral, oscila entre 8 e 12</p><p>anos, com média de 10 anos (HELLER; PÁDUA, 2010).</p><p>a) Consumo médio de água por pessoa por dia</p><p>O consumo per capita de uma comunidade é obtido dividindo-se o total de seu consumo</p><p>de água por dia pelo número total da população servida. A quantidade de água consumida por</p><p>uma população varia conforme a existência ou não de abastecimento público, a</p><p>proximidade de água do domicílio, o clima, os hábitos da população. Havendo abastecimento</p><p>público, o consumo médio varia ainda com a existência de indústria e de comércio, a qualidade</p><p>da água e o seu custo.</p><p>Nos projetos de abastecimento público de água, o consumo per capita adotado varia de</p><p>acordo com a natureza da cidade e o tamanho da população. Normalmente adotam-se as</p><p>seguintes estimativas de consumo:</p><p> População abastecida sem ligações domiciliares</p><p>Adotam-se os seguintes consumos per capita:</p><p>- Abastecida somente com torneiras públicas ou chafarizes, de 30 a 50 litros/</p><p>(habitante/dia);</p><p>-</p><p>Além de torneiras públicas e chafarizes, possuem lavanderias públicas, de 40 a 80</p><p>litros/(habitante/dia); e</p><p>- Abastecidas com torneiras públicas e chafarizes, lavanderias públicas e sanitário ou</p><p>banheiro público, de 60 a 100 litros/(habitante/dia).</p><p> Populações abastecidas com ligações domiciliares</p><p>Quadro 2 – Consumo per capta por faixa de população</p><p>População – n</p><p>o</p><p>de habitantes Per capta – L.hab</p><p>-1</p><p>.d</p><p>-1</p><p>até 6.000 De 100 a 150</p><p>17</p><p>6.000 até 30.000 De 150 a 200</p><p>30.000 até 100.000 De 200 a 250</p><p>acima de 100.000 De 250 a 300</p><p>Observação: para população flutuante, adotar o consumo de 100 L.hab</p><p>-1</p><p>.d</p><p>-1</p><p>Fatores que afetam o consumo de água em uma cidade</p><p>De caráter geral</p><p>- tamanho da cidade;</p><p>- crescimento da população;</p><p>- características da cidade (turística, comercial, industrial);</p><p>- tipos e quantidades de indústrias;</p><p>- clima; e</p><p>- hábitos e situação socio-econômica da população.</p><p>Fatores específicos</p><p>- qualidade de água (sabor, odor, cor);</p><p>- custo da água: valor da tarifa;</p><p>- a disponibilidade de água;</p><p>- a pressão na rede de distribuição;</p><p>- percentual de medição da água distribuída; e</p><p>- ocorrência de chuvas.</p><p>A seguir serão apresentadas discussões a respeito de alguns dos fatores apresentados</p><p>anteriormente:</p><p>- Crescimento da população</p><p>A experiência tem mostrado que o consumo “per capita” tende a aumentar à medida que</p><p>aumenta a população da cidade. Entre os fatores determinantes desse fato destacam-se a maior</p><p>demanda industrial e comercial, logicamente ocorrente, as maiores possibilidades de perdas nas</p><p>extensas e, muitas vezes, obsoletas redes distribuidoras, e o uso para fins públicos, que podem</p><p>assumir proporções mais amplas com a prosperidade da administração local e a preocupação em</p><p>manter e ampliar o serviço de limpeza de pavimentos, edifícios, monumentos e parques.</p><p>- Natureza da cidade</p><p>As cidades industriais destacam-se como as que apresentam maior consumo per capita,</p><p>em conseqüência dos gastos elevados de água, que geralmente se verificam na maior parte das</p><p>indústrias. Há, entretanto, certas espécies de indústrias em que o consumo não é tão significativo</p><p>(Indústria de calçados, de móveis, de confecções).</p><p>Os agrupamentos tipicamente residenciais como as vilas operárias, cidades satélites de</p><p>centros industriais e conjuntos habitacionais, são os que apresentam consumo mais baixo, pelo</p><p>fato de não existir atividade profissional da população que acarrete uma demanda complementar</p><p>à verificada nas residências.</p><p>18</p><p>- Clima</p><p>Quanto mais quente a região, maior o consumo. A umidade também exerce</p><p>influência, sendo maior o consumo em zonas mais secas que nas mais úmidas. De um modo</p><p>geral, os valores de consumo médio per capta oscilam de 150L/(hab.dia) para clima semi-frio</p><p>e úmido, até 300 L/(hab.dia) para clima tropical muito seco.</p><p>- Influência dos Hábitos e Nível de Vida da População</p><p>Os hábitos da população refletem na utilização direta ou indireta da água, tais com em</p><p>banhos, lavagem de pisos, lavagem de logradouros, irrigação de jardins e de gramados públicos</p><p>e particulares. Sobre a influência do nível de vida, tem-se como certo que, quanto mais elevado</p><p>o estágio econômico e social da população, maior o consumo, em decorrência de um maior de</p><p>utilização da água, resultante do emprego de máquinas de lavar roupa, de lavagem de</p><p>automóveis e de numerosas outras aplicações que visam trazer conforto e facilidades. O aumento</p><p>do consumo de água com a elevação do nível de vida identifica-se com fenômeno que se</p><p>verifica também com relação ao consumo de energia elétrica.</p><p>- Medição da água distribuída</p><p>A presença de medidores de consumo nas instalações prediais é um fator que muito</p><p>influencia o consumo de água. A ausência de controle impede que a taxação seja feita com base</p><p>no consumo efetivo; consequentemente, desaparece o temor de que um gasto exagerado causado</p><p>por desperdícios e fugas possa ocasionar contas elevadas. Em todas as cidades em que o serviço</p><p>medido não foi implantado, observa-se que o consumo per capita é bem mais alto</p><p>comparativamente a cidades semelhantes onde há medição, parcial ou total.</p><p>- Pressão na rede</p><p>Quando os aparelhos e torneiras de uma instalação predial são alimentados diretamente</p><p>pela rede pública na qual reina uma pressão muito elevada, o consumo médio aumenta devido à</p><p>maior vazão, mesmo com pequena abertura das válvulas e torneiras e, também, devido às</p><p>maiores fugas ocorrentes na própria rede.</p><p>Se alimentação for indireta, isto é, através de reservatórios domiciliares, os defeitos de</p><p>registros de bóia serão mais freqüentes e ocasionarão, igualmente, perdas de água e, portanto,</p><p>maior consumo. Por isso, às redes distribuidoras devem trabalhar com pressão tanto quanto</p><p>possível reduzida, desde que assegure o abastecimento adequado a todos os prédios servidos.</p><p>b) Variações temporais de consumo</p><p>No sistema de abastecimento de água ocorrem variações de consumo significativas, que</p><p>podem ser anuais, mensais, diárias, horárias e instantâneas. No projeto do sistema de</p><p>abastecimento de água, algumas dessas variações de consumo são levadas em consideração no</p><p>cálculo do volume a ser consumido. São elas:</p><p> Variações anuais: o consumo per capita tende a aumentar com o passar do tempo e com</p><p>o crescimento populacional. Em geral se aceita um incremento de 1% ao ano no valor</p><p>desta taxa;</p><p> Variações mensais: as variações climáticas (temperatura e precipitação) promovem uma</p><p>variação mensal do consumo. Quanto mais quente e seco for o clima maior é o consumo</p><p>verificado. O consumo médio do inverno é aproximadamente 80% da média diária anual e</p><p>do verão de mais de 25% desta média;</p><p> Variações diárias: o volume distribuído num ano dividido por 365 permite conhecer a</p><p>vazão média diária anual. A relação entre o maior consumo diário verificado e a vazão</p><p>19</p><p>média diária anual fornece o coeficiente do dia de maior consumo (k1). Assim:</p><p>k1 = vazão média do dia de maior consumo / vazão média diária anual</p><p>Seu valor varia entre 1,2 e 2,0 dependendo das condições locais (o valor usualmente</p><p>adotado no Brasil para k1 é 1,20). As normas para projetos adotadas em cada localidade, estado</p><p>ou região estabelecem o valor do coeficiente do dia de maior consumo a ser adotado nos</p><p>estudos.</p><p> Variações horárias: ao longo do dia têm-se valores distintos de pico de vazões</p><p>horárias. Entretanto haverá uma determinada hora do dia em que a vazão de consumo será</p><p>máxima. É utilizado o coeficiente da hora de maior consumo (k2), qu e é a relação entre o</p><p>máximo consumo horário verificado no dia de maior consumo e o consumo médio horário do</p><p>dia de maior consumo. O consumo é maior nos horários de refeições e menores no início da</p><p>madrugada. A relação entre a maior vazão horária observada num dia e a vazão média horária</p><p>do mesmo dia define o coeficiente da hora de maior consumo, ou seja:</p><p>k2 = maior vazão horária do dia / vazão média horária do dia</p><p>Observações realizadas em diversas cidades mostram que seu valor também oscila</p><p>bastante, podendo variar entre 1,5 e 3,0. No entanto, é usual adotar, para fins de projeto, o valor</p><p>1,5.</p><p>c) Vazão de Projeto</p><p>A equação abaixo permite estimar a vazão de projeto para redes de abastecimento</p><p>considerando o consumo médio per capta com suas respectivas variações:</p><p>Q = vazão média anual, em L.h</p><p>-1</p><p>;</p><p>P = população da área abastecida; habitantes;</p><p>q = consumo médio diário per capta, L.hab</p><p>-1</p><p>.d</p><p>-1</p><p>;</p><p>k1 = coeficiente do dia de maior consumo;</p><p>k2 = coeficiente da hora de maior consumo;</p><p>h = número de horas de funcionamento do sistema da unidade considerada (24 horas)</p><p>O coeficiente k1 é utilizado no cálculo de todas as unidades do sistema, enquanto k2 é</p><p>usado apenas no cálculo da rede de distribuição.</p><p>O diagrama apresentado na Figura 15 destaca as vazões a serem consideradas em cada</p><p>uma das unidades de um sistema de abastecimento</p><p>de água.</p><p>Figura 15 – Diagrama do abastecimento</p><p>20</p><p>PROD</p><p>DIST</p><p>Em que:</p><p>Q = vazão média, em L.s</p><p>-1</p><p>;</p><p>P = população da área abastecida; em hab;</p><p>q = consumo médio diário per capta, em L.hab</p><p>-1</p><p>.d</p><p>-1</p><p>;</p><p>Q = vazão de captação e da ETA, em L.s</p><p>-1</p><p>;</p><p>Q = vazão da adutora de água tratada, em L.s</p><p>-1</p><p>;</p><p>Q = vazão total de distribuição, em L.s</p><p>-1</p><p>;</p><p>t = período de funcuionamento da produção, em h; qETA =</p><p>consumo de água na ETA, em %;</p><p>k1 = coeficiente do dia de maior consumo; k2 =</p><p>coeficiente da hora de maior consumo; e</p><p>Qs = vazão singular de grande consumidor, em L.s</p><p>-1</p><p>.</p><p>Exemplo: Calcular a vazão das unidades de um sistema de abastecimento de água,</p><p>considerando os seguintes parâmetros:</p><p> P para dimensionamento das unidades de produção, exceto adutoras (alcance = 10 anos)</p><p>= 20.000 hab;</p><p> P para dimensionamento das unidades de produção, exceto adutoras (alcance = 20 anos)</p><p>= 25.000 hab;</p><p> q = 200 L.hab</p><p>-1</p><p>.d</p><p>-1</p><p>;</p><p> t = 16 horas;</p><p> qETA = 3%</p><p> k1 = 1,2;</p><p> k2 = 1,5; e</p><p> Qs = 1,6 L.s</p><p>-1</p><p>.</p><p>d) Estimativas de População</p><p>Para o projeto do sistema de abastecimento de água, é necessário o conhecimento da</p><p>população final de plano, bem como da sua evolução ao longo do tempo, para o estudo das</p><p>21</p><p>etapas de implantação. Os principais métodos utilizados para as projeções populacionais são:</p><p> Crescimento aritmético;</p><p> Crescimento geométrico;</p><p> Regressão multiplicativa;</p><p> Taxa decrescente de crescimento;</p><p> Curva logística;</p><p> Comparação gráfica entre cidades similares;</p><p> Método da razão e correlação; e,</p><p> Previsão com base nos empregos.</p><p>Além do estudo para determinação do crescimento da população há a necessidade</p><p>também de que sejam desenvolvidos estudos sobre a distribuição desta população sobre a área a</p><p>sanear, pois, principalmente em cidades maiores, a ocupação das áreas centrais, por exemplo, é</p><p>significativamente diferenciada da ocupação nas áreas periféricas.</p><p>Denomina-se população de projeto, à população total a que o sistema deverá atender</p><p>considerando-se o fim do período de projeto. A determinação da população futura é essencial,</p><p>pois não se deve projetar um sistema de abastecimento de água ou de coleta de esgotos para</p><p>beneficiar apenas a população atual de uma cidade com tendência de crescimento contínuo.</p><p>Esse procedimento, muito provavelmente, inviabilizaria o sistema logo após sua implantação</p><p>por problemas de subdimensionamento.</p><p>Assim se torna prioritário que os sistemas de água ou esgotamento devam ser projetados</p><p>para funcionarem com eficiência ao longo de um determinado número de anos após sua</p><p>implantação e, por isto, é necessário que o projetista seja bastante criterioso na previsão da</p><p>população de projeto.</p><p>A expressão geral que define o crescimento de uma população ao longo dos anos é</p><p>P = Po+ (N - M) + (I - E)</p><p>Em que:</p><p>P = população após "t" anos, em hab;</p><p>Po= população inicial, em hab;</p><p>N = nascimento no período "t", em hab;</p><p>M = mortes, no período "t", em hab;</p><p>I = imigrantes no mesmo período, em hab; e</p><p>E = emigrantes no período, em hab.</p><p>Esta expressão, embora seja uma função dos números intervenientes no crescimento da</p><p>população, não tem aplicação prática para efeito de previsão devido a complexidade do</p><p>fenômeno, o qual está na dependência de fatores políticos, econômicos e sociais. Para que estas</p><p>dificuldades sejam contornadas, várias hipóteses simplificadoras têm sido expostas para</p><p>obtenção de resultados confiáveis e, acima de tudo, justificáveis.</p><p>Logicamente não havendo fatores notáveis de perturbações, como longos períodos de</p><p>estiagem, guerras, etc, ou pelo contrário, o surgimento de um fator acelerador de crescimento</p><p>como, por exemplo, a instalação de um pólo industrial, pode-se considerar que o crescimento</p><p>populacional apresenta três fases distintas:</p><p>1ª fase - crescimento rápido quando a população é pequena em relação aos recursos</p><p>regionais;</p><p>2ª fase - crescimento linear em virtude de uma relação menos favorável entre os</p><p>recursos econômicos e a população; e</p><p>3ª fase - taxa de crescimento decrescente com o núcleo urbano aproximando-se do</p><p>limite de saturação, tendo em vista a redução dos recursos e da área de expansão.</p><p>Para projetar um sistema de abastecimento de água é necessário o conhecimento da população</p><p>que será abastecida em um período de tempo futuro. A previsão da população futura é realizada</p><p>22</p><p>através de métodos matemáticos que simulam o crescimento da população para um período de</p><p>tempo especificado.</p><p>Segundo HELLER &PÁDUA (2006), antes da realização do cálculo da população deve se</p><p>estabelecer o período de projeto em que o sistema funcionará com utilização plena de sua</p><p>capacidade, sem deficiências ou sobrecarga na distribuição comprometendo a qualidade e</p><p>quantidade de sua distribuição.</p><p>Tsutiya (2006) destaca os três métodos matemáticos mais utilizados nas projeções populacionais,</p><p>por terem a previsão da população futura estabelecida através de uma equação matemática, cujos</p><p>parâmetros são obtidos a partir de dados conhecidos: método aritmético, método geométrico e</p><p>método logístico.</p><p>Fórmula da projeção aritmética:</p><p>P = P0 + Ka : (t – t0)</p><p>Onde:</p><p>𝐊𝐚= (𝐏𝟐 - 𝐏𝟎) / (𝐭𝟐 - 𝐭𝟎)</p><p>𝑃2 e 𝑃0: população final e inicial conhecidas;</p><p>P: população de projeto;</p><p>𝑡2 e 𝑡0: ano final e inicial conhecidos;</p><p>t: ano de final de projeto.</p><p>Fórmula da projeção geométrica:</p><p>P= 𝐏𝟎 . 𝐞</p><p>Kg</p><p>. (t -𝐭𝟎)</p><p>Onde:</p><p>𝐊𝐠 = (ln𝐏𝟐 - ln𝐏𝟏) / (𝐭𝟐 - 𝐭𝟏)</p><p>𝑃2, 𝑃0 𝑒 𝑃1: população final, inicial e intermediaria conhecidas;</p><p>P: população de projeto;</p><p>𝑡2, 𝑡0 e 𝑡1: ano final e inicial e intermediário conhecidos;</p><p>t: ano de final de projeto.</p><p>Fórmula da projeção logística:</p><p>Onde:</p><p>23</p><p>Parâmetros de uso da fórmula de projeção logística:</p><p>𝑃0</p><p>médio diário anual</p><p>Ou seja,</p><p>Qd (Vazão máxima diária) = Qm(Q) x K1</p><p> Variações horárias de consumo</p><p>∑Cm horário(Ch)/24horas</p><p>K2=coeficiente da hora de maior</p><p>K2=maior consumo horário no dia de maior consumo</p><p>Consumo médio no dia de maior consumo</p><p>Qh (vazão máxima horaria) = Qdiária x K2.</p><p>K2: varia entre 1,5 a 3,0</p><p>Exercício:</p><p>Determinar as vazões para efeito de dimensionamento das unidades constituintes de um sistema de</p><p>abastecimento de água para uma cidade cuja população para final de plano foi estimada em 45.000</p><p>habitantes. O consumo médio per capto é de 200l/hab.dia, o coeficiente de variação diária K1=1,2 e</p><p>o coeficiente de variação horaria K2=1,5.</p><p>Dados:</p><p>Pop.=45000hab.</p><p>Consumomédio=200litroshab/diaK1=1,2</p><p>K2=1,5</p><p>1º Consumo médio</p><p>Q = hab x consumo</p><p>Q = 45000hab x 200l/hab.dia</p><p>Q = 9.000,000l/dia ou 104,17l/seg.</p><p>26</p><p>2º Variação diária de consumo</p><p>Qd= Q x K1</p><p>Qd= 104,17 x 1,2</p><p>Qd= 125 l/seg</p><p>3º Variação horária de consumo</p><p>Qh= Qd x K2</p><p>Qh= 125 x 1,5</p><p>Qh= 187,5 l/seg</p><p>ATENÇÃO</p><p>As unidades a montante do reservatório são calculadas para Consumo máximo diário, onde:</p><p>Qd = Q x K1;</p><p>A rede deve ser dimensionada para conduzir a vazão máxima ocorrida em determinada hora desse</p><p>dia de maior consumo, onde:</p><p>Qh = Qd x K2.</p><p>A vazão especifica ou vazão máxima é calculada por:</p><p>VAZÃO ESPECÍFICA</p><p>Expressa a vazão por unidade de área, ou de comprimento de tubulação.</p><p>Dimensionamento das redes ramificadas:</p><p>Utiliza-se a vazão específica linear:</p><p>qe = p . k1 . k2 . q / L . 86400</p><p>qe: vazão específica linear (l/s.m);</p><p>p: população de projeto (hab.);</p><p>k1 e k2: coeficientes (1,2e1,5);</p><p>q: quota per-capita (l/hab.dia);</p><p>L: comprimento de tubulação(m).</p><p>27</p><p>DIMENSIONAMENTO DE REDE RAMIFICADA:</p><p>Utiliza-se o seguinte modelo de planilha de cálculos.</p><p>A marcha de cálculo para o pré-dimensionamento da rede ramificada será desenvolvida no</p><p>exercício seguinte:</p><p>Exercício:</p><p>Projetar a rede de distribuição para um loteamento com uma população de saturação de 8400</p><p>habitantes, 3500 m de extensão de ruas e topografia conforme a seguir indicada. Sabe-se que a</p><p>quota per capita é de 200l/hb.dia.</p><p>Resposta</p><p>a) Cálculo da vazão média:</p><p>Qm =8 400 x 200 / 86400 = 19,45 L/s</p><p>b) Cálculo da vazão máxima diária:</p><p>Qd = Qm x 1,2 = 23,34 L/s</p><p>c) Cálculo da vazão máxima horária:</p><p>28</p><p>Qh = Qd x 1,5 = 35,01 L/s</p><p>d) Càlculo da vazão específica:</p><p>Qe = Qh / 3500 = 0,01L/s.m</p><p>Próximo passo (cálculo diâmetro da rede)</p><p>Numerar os nós, sempre de fora para dentro (do último para o primeiro);</p><p>Quando tem curva não é necessário numerar</p><p>Utilizando a planilha de Cálculo</p><p>Sendo:</p><p>Vazão em marcha = comprimento rede x vazão especifica (qe)</p><p>Montante = march a+ jusante</p><p>29</p><p>Próximo passo (cálculo diâmetro da rede)</p><p>Numerar os nós, sempre de fora para dentro (do útimo para o primeiro);</p><p>Quando tem curva não é necessário numerar</p><p>Utilizando a planilha de Cálculo</p><p>Outras recomendações de projeto:</p><p>30</p><p>. Não devem ser previstas demandas para combate a incêndios;</p><p>. O projeto deve prever a instalação de hidrantes conectados a canalizações com DN ≥ 75 mm;</p><p>. O espaçamento máximo entre hidrantes é de 600m;</p><p>. Deve ser previsto um setor de medição para uma extensão máxima de 25000m de rede;</p><p>. Em condutos secundários prevê válvulas de manobra;</p><p>. Devem ser prevista descargas nos ponto baixos das redes;</p><p>. Devem ser previstas ventosas nos condutos principais;</p>