4- Sistema Abatecimento Água

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Universidade Federal de Santa Catarina
Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental
Disciplina: ENS 5106 – Saneamento 
Referência Básica
Manual de Saneamento – FUNASA
Cap. 2 – Abastecimento de Água 
Prof. Flávio R. Lapolli
Profª Pauline A. P. do Amaral
Semestre 2013 – 02
Lembre-se dos três R's: Respeito por si mesmo, Respeito pelos outros e Responsabilidade para todas as suas ações.
Dalai Lama
Cap. 2 Abastecimento de água
2.1 Introdução
ETA Criciúma 
Sistema de Abastecimento de 
Água
�atende pequenos povoados ou 
grandes cidades
Constitui-se no conjunto de obras, 
instalações e serviços, destinados a 
produzir e distribuir água para uma 
comunidade, em quantidade e qualidade 
compatíveis com as necessidades da 
população, para fins de uso doméstico, 
serviços públicos, consumo industrial e 
outros usos
Captação Pilões
2.2 Quantidade de água para fins diversos:
O homem precisa de água com qualidade satisfatória e quantidade 
suficiente para satisfazer suas necessidades de alimentação, higiene e 
outras.
O Volume de água necessário para abastecer uma população é obtido 
levando em consideração os seguintes aspectos:
2.2.1 Parcelas componentes dos diferentes usos da água
Demanda de Água ���� Fins Domésticos
-bebida
-cozinha
-banho
-lavagem de roupas e utensílios
-limpeza da casa
-descarga dos aparelhos sanitários
-rega de jardins
-lavagem de veículos.
Demanda de Água ���� Fins Comerciais
-hotéis
-pensões
-restaurantes
-estabelecimentos de ensinos
-postos de abastecimento de combustível
-padarias 
-açougues.
Demanda de Água ���� Fins Industriais
-transformação de matérias primas
-composição de produtos
-fins agropecuários
-clubes recreativos
Demanda de Água ���� Fins Públicos
-fontes
-limpeza pública e irrigação de jardins públicos
-edifícios públicos
Demanda de Água ���� Fins de Segurança
-combate de incêndio
2.2.2 Consumo Médio de Água por Pessoa por Dia (consumo per 
Capita)
O consumo per Capita é obtido, dividindo-se o total de seu consumo de 
água por dia pelo número total da população servida. 
Consumo per Capita varia de acordo com a natureza da cidade e o 
tamanho da população.
Estimativas de Consumo
• abastecida somente com torneiras públicas ou chafarizes, de 30 a 50 
litros/habitante.dia);
• além de torneiras públicas e chafarizes, possuem lavanderias públicas, 
de 40 a 80 litros/hab.dia;
• abastecidas com torneiras públicas e chafarizes, lavanderias públicas e 
sanitário ou banheiro público, de 60 a 100 litros/hab.dia.
Populações Abastecidas com Ligações Domiciliares
de 250 a 300Acima de 100.000
de 200 a 250de 30.000 a 100.000
de 150 a 200de 6000 até 30.000
de 100 a 150Até 6.000 
Per Capita
(litros/hab.dia)
População Fim de Plano
(habitantes)
2.2.3 Fatores que afetam o consumo de água
a) De caráter geral
- tamanho da cidade;
- crescimento da população;
- características da cidade (turística, comercial, industrial)
- tipos e quantidades de indústrias;
- clima, mais quente e seco maior consumo de água verificado;
- hábitos e situação socioeconômico da população.
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b) Fatores específicos
- qualidade da água (sabor, odor, cor)
- custo da água (valor da tarifa);
- disponibilidade da água;
- a pressão na rede de distribuição;
- percentual de medição da água distribuída;
- ocorrência de chuvas.
2.2.4 As Variações de Consumo
No Projeto do sistema de água, algumas das variações são levadas em
Consideração no cálculo do volume a ser consumido. São elas:
- Variações anuais ( com o crescimento populacional)
- Variações mensais (variações climáticas)
-Variação diária. Ao longo do ano, haverá um dia em que se verifica o 
maior consumo. 
K1 = coeficiente do dia de maior consumo ���� K1 = 1,2
-Variação horária. Coeficiente da hora de maior consumo ���� k2 = 1,5
(usado no cálculo da rede de distribuição de água)
Exercício: Estimativa de consumo de água de uma localidade
Consumo de água: variação diária
Consumo de água: variação diária Consumo de água: variação horária
Consumo de água: variação horária
Consumo médio per capta no 
Brasil (SNIS, 2008)
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Sistema de Abastecimento de Água Lagoa do Peri – Costa Sul - Florianópolis
Tomada de Água ETA – Estação de Tratamento de Água
http://www.youtube.com/watch?v=P2ShcHsEGts
http://www.youtube.com/watch?v=9z14l51ISwg&feature=related
Vazões de dimensionamento
ETAesp CQ
qPK
Q 





+=
400.86
..
1
1
• Vazão da captação, estação 
elevatória e adutoras, inclusive 
ETA
• Vazão da ETA até o reservatório
• Vazão do reservatório até a rede
Captação Estação rec. ETA Reservatório Rede de Distribuição 
espQ
qPK
Q +=
400.86
..
1
2
esp
Q
qPKK
Q +=
400.86
...
21
3
Q3
Q1 Q2Q1
NORMAS PARA PROJETOS DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO 
DE ÁGUA
• NBR 12 211 – Estudos de Concepção de Sistemas Públicos de Abastecimento de Água, 
promulgada em 1992;
• NBR 12 212 – Projeto de Poço para Captação de Água Subterrânea, promulgada em 1992;
• NBR 12 213 – Projeto de Captação de Água de Superfície para Abastecimento Público, 
promulgada em 1992;
• NBR 12 214 – Projeto de Sistema de Bombeamento de Água para Abastecimento Público, 
promulgada em 1992;
• NBR 12 215 – Projeto de Adutora de Água para Abastecimento Público, promulgada em 1991;
• NBR 12 216 – Projeto de Estação de Tratamento de Água para Abastecimento Público, 
promulgada em 1992;
• NBR 12 217 – Projeto de Reservatório de Distribuição de Água para Abastecimento Público, 
promulgada em 1994;
• NBR 12 218 – Projeto de Rede de Distribuição de Água para Abastecimento Público, promulgada 
em 1994.
CONCEPÇÃO DE SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA -
DEFINIÇÃO
• É o conjunto de estudos e conclusões 
referentes ao estabelecimento de todas 
as diretrizes, parâmetros e definições 
necessárias e suficientes para a 
caracterização completa do sistema a 
projetar
CONCEPÇÃO (SAA) -
OBJETIVOS
• Identificação e quantificação de todos os fatores intervenientes 
com o sistema de abastecimento de água
• Diagnóstico do sistema existente
• Estabelecimento de parâmetros básicos
• Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas para as 
alternativas selecionadas
• Escolha da alternativa mais adequada mediante comparação 
técnica, econômica e ambiental, entre as alternativas;
• Estabelecimento das diretrizes gerais de projeto
PLANEJAMENTO, PROJETO E OPERAÇÃO DE
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
• Modelagem Hidráulica – Rede
• Traçado da rede em planta 
Dimensionamento
• Determinação dos diâmetros
• Determinação das vazões
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Modelagem Hidráulica da rede: WaterCad
Modelagem hidráulica: EPANet Sistema de informações geográficas GIS
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LEGISLAÇÃO FEDERAL
• Resolução CONAMA nº 1, de 23/01/1986: critérios básicos e 
diretrizes gerais para a avaliação de impacto ambiental.
– Art. 1º: ... considera-se impacto ambiental qualquer alteração das 
propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente,causada 
por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades 
humanas que, direta ou indiretamente, afetam:
I - a saúde, a segurança e o bem-estar da população;
II - as atividades sociais e econômicas;
III - a biota;
IV - as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente;
V - a qualidade dos recursos ambientais.
• Os efeitos podem ser positivos ou negativos!
LICENCIAMENTO AMBIENTAL
• Sistema de abastecimento de água:
– Captação (eventuais barragens)
– Adução
– Tratamento
– Reservação
– Distribuição
• Licenciamento ambiental:
– Para todo o sistema
– Partes do sistema
Medições de Vazão
a) Pequenos córregos e fontes: tempo enchimento de recipientes;
b) Em função da área e da velocidade
A vazão aproximadade uma corrente do tipo médio pode ser 
determinada pelo conhecimento da velocidade da água e da área 
da secção transversal de um trecho da veia líquida.
Velocidade = Distância / Tempo
Vazão = área média da seção transversal X velocidade
c) Com aplicação do vertedores.
• Método aplicável a correntes até 3,0m de largura. Em um dos lados 
do vertedor coloca-se uma escala graduada em cm que mede o 
nível alcançado pela água.
Vertedor Triangular - Madeira
Tabela 1 – Cálculo de vazão em vertedor triangular
16,00,016017
19,00,019018
21,00,021019
---
239,00,239050
14,00,014016
12,00,012015
11,00,011014
8,50,008513
6,90,006912
5,60,005611
4,30,004310
3,30,00339
2,50,00258
1,80,00187
1,20,00126
0,80,00085
0,40,00044 SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
É a instalação composta por conjunto de obras civis, materiais e 
equipamentos, destinados à produção e à distribuição de água para 
populações, sob a responsabilidade do poder público, mesmo que 
administrada em regime de concessão ou permissão.
Solução
- Coletiva (áreas urbanas e rurais concentradas)
- Individual (áreas rurais com população dispersa)
MANANCIAIS PARA ABASTECIMENTO DE ÁGUA
•Manancial Superficial (rios, córregos, lagos, reservatórios artificiais)
•Manancial Subterrâneo (lençol freático, lençol profundo)
•Águas Meteóricas (chuva, neve, granizo)
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A bacia hidrográfica 
é uma área da 
superfície terrestre, 
drenada por um 
determinado curso 
d’água e limitada 
perifericamente pelo 
divisor de águas 
Recalque 
Escolha do Manancial – Critérios
1) Qualidade: (Resolução 357 – CONAMA)
2) Vazão mínima
3) Mananciais que dispensam tratamento
4) Mananciais que exigem apenas desinfecção
5) Mananciais que exigem tratamento simplificado: protegidos (com 
baixos teores de cor e turbidez sujeito apenas a filtração lenta e 
desinfecção)
6) Mananciais que exigem o tratamento convencional: águas de 
superfície com turbidez elevada, que requerem tratamento com 
coagulação, floculação, decantação e filtração.
2.9 Formas de Captação da Água
• Superfície de coleta (água de chuva)
• Caixa de tomada (nascente de encosta)
• Galeria filtrante (fundo de vales)
• Poço escavado (lençol freático)
• Poço tubular profundo (lençol subterrâneo)
• Tomada direta de rios, lagos e açudes (mananciais de superfície)
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Captação de Águas Superficiais
A captação de Águas Superficiais depende de cuidados que devem ser 
levados em conta quando da elaboração do projeto. 
A escolha das obras da captação deve ser antecedida da avaliação 
dos fatores:
•Dados hidrológicos da bacia em estudo ou de bacias da mesma região
•Nível de água nos períodos de estiagem e enchente
•Qualidade da Água
•Monitoramento da bacia – localização das fontes poluidoras
•Distância do ponto de captação ao ponto de tratamento e distribuição
•Desapropriações
•Necessidades de instalações de recalque
•Fonte de Energia
•Facilidade de acesso
Composição de uma Captação de Águas Superficiais
• Barragens ou vertedores para manutenção do nível ou para 
regularizaçãode vazão
• Orgãos de tomada de água com dispositivos para impedir a entrada de 
flutuantes
• Dispositivos para controlar a entrada de água
• Canais ou tubulações de interligação ou orgãos acessórios
• Poços de sucção e casa de bombas para alojar os conjuntos moto-
bombas de recalque.
Dispositivos encontrados em Captação de Águas Superficiais
• Barragens de nível
• Grades
• Caixas de Areia
Tomada de água com
barragem de nível
Poços
de
Tomada
Torre de tomada
Canal de derivação
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Na escolha de manancial, deve-se levar em consideração a qualidade da 
água, o consumo atual provável, bem como a previsão de crescimento da 
comunidade e a capacidade ou não do manancial satisfazer o consumo.
�Período de Projeto
Para se fazer o cálculo do consumo provável, é necessário conhecer:
- A população à ser abastecida
Nos projetos, costuma-se fazer um estimativa da população. Esta estimativa
baseia-se: 
�População atual 
�Número de anos que o projeto vai atender (Período de Projeto)
�Taxa de crescimento da população
• consumo per capita
• variação diária de consumo 
• número de horas de funcionamento do sistema
Métodos para o Estudo Demográfico
– Estimativa de População
Estudos populacionais
1) Método dos componentes demográficos
Métodos para o Estudo Demográfico
– Estimativa de População
Métodos Matemáticos
1) Método Aritmético
Taxa de crescimento constante
P2 – P1 = Ka (t2 – t1)
P2, P1 � populações conhecidas
t2, t1 � anos correspondentes às populações conhecidas
P = P2 + Ka (t-t2)
P é a população correspondente ao ano de projeção t
Obs. Método aplicado para a previsão populacional de períodos pequenos
1 a 5 anos
2) Método Geométrico
Este método considera para iguais período de tempo, a mesma porcentagem
de aumento da população
A expressão geral do método geométrico para estimar a população para o ano
“t” (utilizando o logarítimo na base 10)
log P = logP2 + Kg(t-t1) Kg = logP2 – logP1
t2 – t1
P = P2 (P2/P1)(t-t2/t2-t1)
P = P2 . eKg(t-t2) Utilizando o logarítimo neperiano
Kg = lnP2 – lnP1
t2 – t1
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3) Método da Curva Logística
Admite-se que o crescimento da 
população obedece a uma relação 
matemática do tipo curva logística
K
K/2
t=a/b
4) Processo Extrapolação Gráfica
Traçado de curva arbitrária, que se ajusta aos dados observados de outras
comunidades com características semelhantes
Equação da Curva Logística
Pt = PS/ (1 + e(a-b.t))
Esses parâmetros são determinados a partir de e pontos conhecidos da curva
Po(to), P1(t1) e P2(t2), igualmente espaçados no tempo 
Ou seja: t1 – to = t2 – t1
Po, P1 e P2 devem ser tais que Po < P1 < P2 e Po.P2 < (P1)2
PS = 2Po.P1.P2 – (P1)2 . (Po +P2)
Po . P2 – (P1)2
b = -(1/0,4343.d) . Log [Po(K-P1)/P1(K-Po)
a = 1/0,4343 . Log [(k-Po)/Po
I � ponto de inflexão 
Outros Métodos de Previsão
• População Flutuante: censo, ligações elétricas
• Regressão Multiplicativa
• Taxa Decrescente de Crescimento
• Método da Razão e Correlação
• Previsão com Base nos Empregos
• Comparação Gráfica entre Cidades Similares
População Flutuante
População que se estabelece no núcleo urbano por curtos períodos de 
tempo, como no caso de municípios de veraneio, estâncias climáticas e 
hidrominerais.
A avaliação da população poderá ser feita a partir:
-Informações do censo demográfico;
-Consumo de energia elétrica;
-Variação do consumo de água;
-Potencial turístico;
-Aspectos econômicos, etc.
Vazões (Q) de dimensionamento das partes principais de um Sistema de 
Abastecimento de Água
Um sistema de Abastecimento de Água é constituído:
- Captação;
- Estação de Recalque;
- Adutora;
- Estação de Tratamento de Água;
- Reservatório;
- Rede de Distribuição.
Captação
Estação de
Recalque
Estação de 
Tratamento
Reservatório
Rede de
Distribuição
Q1
Q1
Q2
Q3
Partes constituintes de um Sistema de Abastecimento de Água
Exemplo:
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ETA Guaraú – SP
33,3m³/s
∼14milhões pessoas
Chegada água na ETA
ETA Compacta
Floco-Decantador
Filtro