Sistema de Abastecimento de Água

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Curso: Saneamento Ambiental – S IV
Disciplina: Saneamento I – Prof. Mauricio Barreto
AULA 1: Sistema de Abastecimento de água; Usos e Consumo de água
� Sistema de Abastecimento de Água - SAA
• Solução coletiva;
• Caracterização: retirada de água; adequação de sua qualidade; 
transporte; fornecimento em quantidade compatível;
• SAA: atender pequenos povoados ou grandes cidades;
• Variação: características e porte de suas instalações.
• SAA: conjunto de obras, equipamentos e serviços destinados 
ao abastecimento de água potável de uma comunidade 
(doméstico, público, industrial, comercial, etc.
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AULA 1: Sistema de Abastecimento de água; Usos e Consumo de água
� Solução coletiva:
• Proteção do manancial;
• Facilidade de supervisão e manutenção das unidades instaladas;
• Controle sobre a qualidade da água consumida;
• Ganhos de escala 
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AULA 1: Sistema de Abastecimento de água; Usos e Consumo de água
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AULA 1: Sistema de Abastecimento de água; Usos e Consumo de água
� Importância do SAA
I. Aspectos Sanitário e Social:
- Saúde e condições de vida;
- Mortalidade (crianças);
- Esperança de vida;
- Doenças relacionadas com a água;
- Hábitos de higiene;
- Limpeza pública / Sistemas de esgotos sanitários;
- Conforto e bem-estar / Condições de segurança.
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AULA 1: Sistema de Abastecimento de água; Usos e Consumo de água
II. Aspecto econômico:
- Aumento da vida produtiva;
- Economia na saúde pública;
- Implantação de indústrias;
- Incentivo à indústria de turismo. 
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AULA 1: Sistema de Abastecimento de água; Usos e Consumo de água
� Usos da Água
I. Introdução
• Água: renova-se continuamente � graças ao ciclo hidrológico; 
• Substância mais abundante na biosfera; 
• Em termos globais, a água disponível é muito superior ao total 
consumido pela população; 
• A maior parte da Terra tem déficit de recursos hídricos, porque 
predomina a evaporação potencial sobre a precipitação;
• Ceará: evaporação - 1.500 a 2.000 mm de água por ano;
• Retirada indiscriminada; poluição dos RH, desmatamento � torna 
a água imprópria para diversos usos. 
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II. Disponibilidade hídrica
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III. Usos
• Abastecimento de cidades (usos domésticos); Industrias; 
Público; Comercial; Geração de energia; Irrigação; Navegação 
e a aqüicultura (pesca). 
• Brasil (ANA, 2005)
1) Agricultura (irrigação): 69%. 
2) Urbano: 11%;
3) Dessedentação animal: 11%
4) Indústria: 7%
5) Abastecimento rural: 2%
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IV. Situação no Brasil dos Recursos Hídricos
• Historicamente: produção de energia;
• Código Águas (1934): aproveitamento industrial; geração de 
hidroeletricidade.
• Uso múltiplo das águas das Bacias Hidrográficas. 
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� Lei das Águas (1997): 
• Política Nacional de RH:
• Criação: Sistema Nacional de Gerenciamento de RH;
• Água (situações de escassez e conflitos de uso):
- Abastecimento humano e a dessedentação animal (prioridades);
- Gestão dos usos da água por bacias hidrográficas;
- Geração de recursos financeiros;
- Cobrança pelo uso da água onde há conflitos ou escassez;
- Outorga. 
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V. Usos múltiplos
� Qualidade: vários usos:
• Consultivo: ocorrem perdas.
- abastecimento humano; irrigação;
- abastecimento industrial;
- dessedentação de animais.
• Não-consultivo: não há perdas.
- geração de energia; navegação;
- pesca; piscicultura; recreação e esportes;
- diluição, assimilação e afastamento de despejos. 
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VI. Padrões de qualidade
• Teores máximos de impurezas permitidos na água � função de 
seus usos;
• Teores - padrões de qualidade (entidades públicas);
• Padrões de qualidade variam para cada tipo de uso:
- padrões de potabilidade;
- água de irrigação;
- água para uso industrial.
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VII. Classificação das água (classes)
• Mananciais: uso e requisitos.
• Brasil: Resolução 357 (2005, do CONAMA) – 13 classes:
i. 5 � água doce (salinidade - 0,5%);
ii. 4 � água salobra (0,5 – 30%) e 
iii. 4 � águas salinas (30%)
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• Abastecimento publico
� Águas doces (5 classes):
- Classe especial: desinfecção;
- Classe 1: tratamento simplificado;
- Classe 2: tratamento convencional;
- Classe 3: tratamento convencional ou avançado.
� Água conduzida cidade - SAA
- Doméstico; Comercial; Industrial; Público; Perdas e Fugas.
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� CONSUMO DE ÁGUA
I. Previsão de consumo de água:
� Planejamento e gerenciamento de SAA;
� Operação do sistema e ampliações ou melhoria;
� Dimensionamento das tubulações, estruturas e equipamentos.
II. Classificação dos consumidores:
� Doméstico; Comercial; Industrial; Público.
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• Categorias claramente identificáveis;
• Políticas tarifárias e de cobranças diferenciáveis; 
• Economias residenciais – homogêneas;
• Comercial e industrial – heterogêneas.
a) Uso doméstico
• Dependente:
Características físicas; renda familiar; característica da 
habitação; característica do SAA; forma e gerenciamento do 
SAA; características culturais de comunidade. 
Área interna
Área externa
CUSTO
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b) Uso comercial
• Bares; restaurantes; lanchonetes, postos de gasolina, etc.
• Clubes; hotéis; hospitais, shoppings centers, etc.
Consumo de água em estabelecimentos comercias.
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c) Industrial
• uso humano e doméstico;
• água incorporada ao produto;
• água utilizada no processo de produção; 
• água perdida ou para usos não rotineiros.
Consumo de água em estabelecimentos industriais.
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d) Público
• irrigação de parques e jardins; lavagem de ruas e passeios;
• edifícios e sanitários de uso público; fontes ornamentais;
• piscinas públicas; chafarizes e torneiras públicas;
• combate a incêndio, etc.
Consumo de água em estabelecimentos industriais.
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III. Perdas
• adução; tratamento; rede de distribuição de água; domiciliares.
� 45% da água retirada dos mananciais das capitais é desperdiçada 
em vazamentos, fraudes e sub-medições.
� água perdida diariamente (capitais): 38 milhões de pessoas/dia;
� 5 entre 27 capitais brasileiras perdem mais da metade da água 
produzida;
� Fortaleza (47,9 %): 2.077.621 pessoas; 
� campeã do desperdício: Porto Velho (78,8% do total);
IV. Desperdício
• Pontos de consumo.
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V. Consumo per capita de água
a) leitura dos hidrômetros:
ligação.por habitante de número 
s;hidrômetro pelos medição da dias de número 
economias; de médio número 
s;hidrômetro pelos medido consumido volume
capita;per efetivo consumo 
:
/
=
=
=
=
=
××
=
NH/L
ND
NE
v
q
onde
LNHNDNE
vq
c
e
c
e
(20%). perdas de índice I
capita;per efetivo consumo q
água; de capitaper consumo q
:onde
1
e
=
=
=
−
=
I
qq e
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b) Leitura do medidor instalado na saída do reservatório
• Dados: 
- volumes consumidos a cada hora: gráfico (tempo x vazão) 
- consumo médio per capita e os coeficientes de variação. 
c) Quando não existir medição
- baseado em medições de setores ou sistemas semelhantes
VI. Fatores que afetam o consumo
• condições climáticas; hábitos e nível de vida da população;
• natureza da cidade; medição de água; pressão na rede; 
• rede de esgoto; preço da água
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VII. Variações de consumo
- anual: Aumento populacional; desenvolvimento industrial; 
hábitos higiênicos; 
- mensal: meses de verão e inverno;
- diário: maior ou menor que o consumo médio diário;
- horária: maior consumo entre 10 às 12 h;
- instantânea: extremidade da rede. 
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VIII. Dimensionamento e Operação do SAA: 
• Variações diárias e horárias.
a) coeficiente do dia de maior consumo
ano no diário médio consumo
ano no diário consumomaior 
1 =k
Variações do consumo no ano
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b) coeficiente da hora de maior consumo
dia do média vazão
dia do horária omaior vazã
2 =k
Variações do consumo diário 
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• ProjetoProjeto::
k1: 1,1 a 1,4 (em geral, 1,2) ; k2: 1,5 a 2,3 (em geral, 1,5)
IX. Estudo da população
a) Componentes demogrComponentes demográáficosficos
período. no social ocresciment E - I
período; no o vegetativocresciment M-N
período; no emigrantes E período; no imigrantes I
óbitos; M);t- tperíodo (no snascimento N
 ; tinicial data na população P t;data na população P
:onde
)()(
0
00
0
=
=
==
==
==
−+−+= EIMNPP
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b) Matemáticos
• Aritmético: 
Variação linear da população (1 a 5 anos)
constante.k
) t(ano censo último do população P
); t(ano censo primeiro do população P
projeção da ano t 
)(
a
22
00
02
02
00
=
=
=
=
−
−
=
−+=
tt
PPk
ttkPP
a
at
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• Geométrico: 
Iguais períodos de tempo, mesma % de aumento da população. 
( )
geométrico ocresciment de taxak
:onde
lnln
g
02
02
0
0
=
−
−
=
=
−
tt
PPk
ePP
g
ttk
t
g
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• Método da curva logística: 
População cresce assintoticamente em função do tempo para um 
valor limite de saturação (K).
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bTat e
kP
−+
=
1
Onde:
a e b são parâmetros e e a base dos logarítmos neperianos;
a é um valor tal que, para T = a/b, há uma inflexão (mudança de 
sentido da curvatura);
b é a razão de crescimento da população;
T representa o intervalo de tempo entre o ano da projeção e t0;
• Parâmetros: determinados a partir de 3 pontos conhecidos da 
curva:
P0(t0), P1(t1) e P2(t2), igualmente espaçados no tempo, ou seja:
t1 – t0 = t2 – t1.
Os pontos P0, P1 e P2 devem ser tais que P0<P1<P2 e P0P2<P12
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• Os parâmetros da equação da curva logística são definidos 
através das expressões que se seguem:
( ) ( )
( )
( )
( )
. te t, tentre constante intervalo o d sendo
log
4343,0
1
log
4343,0
1
2
210
0
0
01
10
2
120
20
2
1210
P
PK
a
PKP
PKP
d
b
PPP
PPPPPPK
−
=
−
−
−=
−
+−
=
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X. Vazões de dimensionamento de SAA
• SAA é geralmente constituído:
- Captação; estação elevatória; adutora; ETA (coagulação; 
floculação; decantação; filtração; desinfecção); reservatório; rede.
• Dimensionamento: demanda máxima;
- Obras a montante do reservatório: k1
- Rede de distribuição de água: k2
- ETA: consome de 1 a 5% do volume tratado para lavagem dos
filtros e decantadores
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• Expressões para o cálculo das Qs para os componentes de uma ETA
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a) Vazão de captação, EE e adutora até a ETA (inclusive)
ETAesp CQ
PqkQ ×





+=
86400
1
1
b) Vazão da ETA até o reservatório
espQ
PqkQ +





=
86400
1
2
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c) Vazão do reservatório até a rede
).((L/mETA na consumo C
);(L/m etc) comércio, s,(indústria esconsumidor grandes exemplo,por ,específica vazãoQ
(-); consumomaior de hora da ecoeficient k
(-); consumomaiorde dia do ecoeficient k
(l/hab.d); água da capitaper consumoq
(hab); abastecida área da populaçãoP
:Parâmetros
86400
3
ETA
3
esp
2
1
21
3
=
=
=
=
=
=
+= espQ
PqkkQ
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• REFERÊNCIA:
Abastecimento de Água. Milton Tomoyuki Tsutiya. 3ª Edição. 
São Paulo, 2006.
Abastecimento de água para consumo humano. Léo Heller; 
Valter Lúcio de Pádua. Editora UFMG, Belo Horizonte, 2006.
• ATIVIDADE:
Exercícios.