Abastecimeto de Água para Consumo Humano

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Abastecimeto de Água para Consumo Humano
 By anaflaviamendes | Studymode.com
 UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA
CAMPUS DE RIO PARANAÍBA
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
Ana Flávia Duarte Mendes 3462
Hugo Vaz Marques 3458
Iara Santana de Azevedo 3461
Lucas Aguimar Silva Ribeiro 3484
Luiza de Oliveira Azevedo 3454
Sergio Saith Loureiro 3468
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
RIO PARANAÍBA – MG
2014
Ana Flávia Duarte Mendes 3462
Hugo Vaz Marques 3458
Iara Santana de Azevedo
Lucas Aguimar Silva Ribeiro 3484
Luiza de Oliveira Azevedo 3454
Sergio Saith Loureiro 3468
INTRODUÇÃO A ENGENHARIA CIVIL
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Trabalho
referente
ao
curso
de
desenvolvido
Engenharia
Civil
da
Universidade Federal de Viçosa - Campus Rio
Paranaíba, da disciplina Introdução a Engenharia
Civil, ministrada pelo professor Frederico Menezes
Filho.
Rio Paranaíba – MG
2014
3
Resumo
A água possui um papel essencial para a sobrevivência humana, porém
sua disponibilidade na natureza tem sido insuficiente para atender à demanda.
As instalações para abastecimento de água devem ser capazes de fornecer
água com qualidade, com regularidade e de forma acessível para as
populações, além de respeitar os interesses dos outros usuários dos
mananciais utilizados, pensando na presente e nas futuras gerações. A
Engenharia mostra-se essencial para assegurar condições adequadas de
abastecimento de água, pois as instalações devem ser planejadas, projetadas,
implantadas, operadas e mantidas. Já que o papel da engenharia é: formar
conhecimentos científicos e empíricos e habilitações específicas à criação de
estruturas,dispositivos e processos que convertam recursos naturais em
formas
adequadas
ao
atendimento
das
necessidades
humanas.
Dentro do tema de abastecimento de água para consumo humano irá
abordar os assuntos de utilização da água, qualidade de água para consumo
humano, mananciais, formas de captação da água, adução, tubulações e
acessórios e gerenciamento de perdas de água.
4
SUMÁRIO
Resumo.............................................................................................3
1 Introdução....................................................................................7
2 Histórico........................................................................................9
2.1 Eventos relevantes na história do abastecimento de água .......................9
2.2 Ordem cronológica das preocupações com o abastecimento de água ...11
3 Necessidade de água ................................................................12
3.1 Usos consuntivos .....................................................................................12
3.1.1 Usos não consuntivos ........................................................................12
3.1.2 Necessidades quanto ao uso da água ...............................................13
3.2 Oferta x Demanda ....................................................................................13
3.3 Qualidade da água ...................................................................................13
3.4 Doenças transmitidas pela água ..............................................................13
3.4.1Mecanismos de transmissão de doenças a partir da água................14
3.5 Abastecimento de água ...........................................................................14
3.5.1 Projeto das instalações para abastecimento de água .......................15
3.5.2 Potenciais impactos da instalação do sistema de abastecimento de
água...................................................................................................................16
3.6 Consumo de água........................................................................................16
3.7 Desperdícios de água .................................................................................18
3.8 Perdas de água ...........................................................................................18
3.8.1 Fatores que influenciam no índice de perdas .......................................18
4 Mananciais e captações ............................................................19
4.1 Mananciais subterrâneos e captações ....................................................20
4.1.1 Aquíferos ............................................................................................21
4.1.2 Drenos horizontais .............................................................................22
5
4.1.3 Barragens subterrâneas e diques ......................................................22
4.1.4 Proteção das captadoras ...................................................................23
4.1.5 Adução...............................................................................................23
4.2 Mananciais superficiais e captações .......................................................25
4.2.1 Tipos de captação de água e superfície ............................................27
4.2.2 Captações não convencionais ...........................................................27
4.2.3 Dispositivos constituintes das captações de água da superfície .......28
4.2.4 Desarenador ......................................................................................29
5 Métodos utilizados para o tratamento de água ......................30
5.1 Tratamento da água .................................................................................30
5.2 Processos utilizados para o tratamento da água .....................................30
5.2.1 Micropeneiração ................................................................................30
5.2.2 Oxidação ............................................................................................30
5.2.3 Adsorção ............................................................................................32
5.2.4 Coagulação e mistura rápida .............................................................32
5.2.5 Floculação ..........................................................................................33
5.2.6 Decantação ........................................................................................33
5.2.7 Flotação .............................................................................................33
5.2.8 Filtração rápida..................................................................................34
5.2.9 Desinfecção .......................................................................................34
5.2.2.1 Fluoretação ..................................................................................35
5.2.2.2 Estabilização química ..................................................................35
5.3 Técnicas de tratamento de água .............................................................35
5.3.1 Filtração lenta ....................................................................................35
5.3.2 Filtração direta ...................................................................................36
5.3.3 Tratamento convencional e flotação ..................................................37
5.3.4 Separação em membranas ................................................................37
6
6 Reservação .................................................................................38
6.1 Localização no sistema .........................................................................38
6.2 Localização no terreno ..........................................................................38
6.3 Materiais de contrução ..........................................................................396.4 Tubulações de entrada e saída ............................................................39
6.5 Ventilação .............................................................................................39
6.6 Qualidade de água nos reservatórios ...................................................40
7 Redes de distribuição...............................................................41
7.1 Importância da rede de distribuição .........................................................41
7.2 Pressão dinâmica ....................................................................................41
7.3 Ações de combate as perdas d’água .......................................................42
8 Tubulações e acessórios .........................................................43
8.1 Critérios para escolha de tubulações .......................................................43
8.2 Tipos de tubulações .................................................................................43
8.3 Acessórios ...............................................................................................43
9 Inovações ...................................................................................44
Conclusão......................................................................................46
Referências Bibliográficas............................................................47
7
Abastecimento de Água para Consumo Humano
Abastecimento de água, sociedade e ambiente
Capítulo 1
Introdução
A água possui um papel essencial para a sobrevivência humana, porém
sua disponibilidade na natureza tem sido insuficiente para atender à demanda.
As instalações para abastecimento de água devem ser capazes de fornecer
água com qualidade, com regularidade e de forma acessível para as
populações, além de respeitar os interesses dos outros usuários dos
mananciais utilizados, pensando na presente enas futuras gerações. A
Engenharia mostra-se essencial para assegurar condições adequadas de
abastecimento de água, pois as instalações devem ser planejadas, projetadas,
implantadas, operadas e mantidas. Já que o papel da engenharia é: formar
conhecimentos científicos e empíricos e habilitações específicas à criação de
estruturas, dispositivos e processos que convertam recursos naturais em
formas adequadas ao atendimento das necessidades humanas. Porém, a
engenharia mostra-se insuficiente para conduzir todo o processo de
abastecimento de água, pois a questão da água é interdisciplinar, abrangendo
inúmeras
áreas
do
conhecimento.
A vida sedentária levou a necessidade do abastecimento de água para as
populações. O abastecimento de água insere-se no contexto de saneamento
que é um conjunto de ações sobre o meio ambiente no qual vivem populações,
visando a garantir a elas condições de salubridade, que protejam a sua saúde
(seu
bem-estar
físico,
mental
ou
social).
A demanda de água determina a localização das comunidades, pois ela é
um fator limitante para o desenvolvimento local, ou seja, lugares onde tinha
maior quantidade e qualidade de água foram povoados primeiro, e até hoje
essa lógica existe. O que se observa, então, é um progressivo desenvolvimento
de tecnologias para a captação, o transporte, o tratamento e a distribuição
desse recurso tão importante, além do crescimento da consciência quanto à
8
importância da qualidade da água para a saúde do homem e da importância de
se
preservar
os
mananciais
nosquais
a
água
é
retirada.
Também é importante frisar que a água possui um valor econômico, a
maioria das pessoas paga pela água que consome, por isso deve ser utilizada
a quantidade estritamente necessária desta, evitando uso supérfluo, as perdas
(fugas e vazamentos) e os desperdícios.
9
Capítulo 2
Histórico
A necessidade de utilização da água para abastecimento é indissociável
da história da humanidade.
suprimentode
água
são
Vários registros de experiências de
encontrados,
desde
a
Antiguidade.
Inicialmente era utilizada água de nascentes e de lençóis freáticos
rasos, por meio de escavações rudimentares, que evoluíram para cacimbas
revestidas de pedra e betume. Os qanats também eram utilizados na
Antiguidade, são galerias e túneis horizontais. Um túnel de inclinação suave
é escavado em um solo aluvionar, para, por gravidade conduzir água de
seu extremo de montante, até o seu extremo de jusante. Galerias verticais
são escavadas em intervalos igualmente espaçados para permitir o acesso
ao túnel. Esses sistemas, apesar de serem desenvolvido na Antiguidade,
ainda são encontrados nas regiões áridas e semiáridas do Oriente Médio e
Norte da África.
2.1 Eventos relevantes na história do abastecimento de água

c. 2600 a.C.: existência de reservatórios de terra e utilização de
captação subterrânea pelos povos orientais.

c. 2000 a.C.: utilização do sulfato de alumínio na clarificação da água
pelos egípcios.

c. 691 a.C.: construção do aqueduto de Jerwan (Assíria) , constituinte do
primeiro sistemapúblico de abastecimento de água conhecido.

c. 312 a.C.: construção do primeiro grande aqueduto romano, o
AquaApia, com cerca de 17 km de extensão.
10
Figura 1
Fonte:http://2.bp.blogspot.com/_vQwdxlOcydM/S9pMZZLwn6I/AAAAAAAAAFE/6JQFZrcjKsM/s
1600/acquappia.gif.

até o século III d.C.: no período, a população de Roma totalizava entre
700.000 e 1.000.000 de habitantes, ocupando área de cerca de 200 ha,
sendo que, no tempo de Constantino (306-337 d.C.), a cidade possuía
247 reservatórios, 11 grandes termas, 926 banheiros públicos e 1.212
chafarizes.

1883: construção da primeira hidrelétrica no Brasil, em Diamantina-MG
(para mineração).
11
Figura 2
Fonte: http://www.constelar.com.br/constelar/168_junho12/brasil-geracao-energia.php.

1908: primeira aplicação do cloro na desinfecção de água de
abastecimento nos EUA, em Nova Jersey.

1913: invenção dos tubos de cimento amianto, por A. Mazza, na Itália.

1936: lançamento do tubo PVC, na Alemanha, com a montagem de uma
rede experimental enterrada para teste de durabilidade (amostras dessa
rede, retiradas em 1957, mostraram que os tubos não sofreram qualquer
alteração).
2.2 Ordem cronológica das preocupações com o abastecimento de água

Água para a agricultura, pecuária e consumo humano;

Transporte de água em canais e tubulações;

Captação de água subterrânea;

Armazenamento de água;

Tratamento de água;

Acumulação da água em represas;

Elevação da água;

Compreensão da hidráulica;

Organização deserviços de abastecimento de água.
12
Capítulo 3
Necessidades de água
Foram se tornando crescentemente mais diversificadas e exigentes, em
quantidade e qualidade, as necessidades de uso da água. A garantia da
sobrevivência passou a exigir mais segurança no suprimento de água e
maiores
aportes
tecnológicos.
Novas demandas por água foram surgindo com o passar do tempo, como
exemplo pode-se citar a indústria de lazer e a sociedade de consumo.
Maior quantidade de água é usada para irrigação no mundo, mas
principalmente nos países subdesenvolvidos, já que nos desenvolvidos, o
consumo
de
água
é
grande
para
uso
industrial.
Para preservar a saúde, o consumo mínimo de água deve ser de 20 litros
por habitante. Além de o seu fornecimento ser contínuo, com boaqualidade e
por meio de canalizações o que reduz grandemente o risco de transmissão
feco-oral
de
doenças.
Quanto maior o tempo despendido na obtenção de água, menor vai ser o
tempo
produtivo
para
obtenção
da
mesma.
Pode-se dividir o uso da água em duas partes. Os usos que resultam em
perdas entre o volume de água captado e o volume que retorna ao curso de
água (usos consuntivos) e o uso, no qual não se verifica essas perdas (usos
não consuntivos).
3.1 Usos consuntivos

Abastecimento doméstico;

Abastecimento industrial;

Irrigação;

Agricultura.
3.1.1 Usos não consuntivos

Geração de energia;

Navegação;

Recreação e harmonia paisagística;
13

Pesca;

Diluição, assimilação e afastamento deefluentes.
3.1.2 Necessidades quanto ao uso da água:

Uso da água relacionado à proteção da saúde humana: usos
essenciais, que dependendo da quantidade per capita, podem
implicar transmissão de doenças para o homem. Incluem os usos
para fins de ingestão, higiene e descarga dos vasos sanitários.

Uso relacionado ao preparo de alimentos.

Uso relacionado a atividades econômicas.

Uso destinado a elevar o nível de conforto, à satisfação estética e
cultural das pessoas e à manutenção dos espaços públicos urbanos
e rurais.
3.2 Oferta x Demanda
A oferta de água não é homogênea pelo mundo, existindo locais com mais
abundância e outros com escassez. Porém, a demanda por água está sempre
crescendo. Por isso é que no balanço oferta vezes demanda haverá sempre
um deslocamento em direção à demanda.
3.3 Qualidade da água
É fato de que mesmo muitos anos atrás já se sabia que a qualidade da
água
interfere
na
qualidade
da
saúde
(transmissão
de
doenças).
Do volume total de água existente na natureza, apenas um pequeno
percentual apresenta qualidade, quantidade e acessibilidade para ser utilizado
nos sistemas de abastecimento. A degradação das águas por meio de poluição
e a não racionalização do seu uso vêem dificultando seu tratamento,
intensificando a escassez hídrica e aumentando os riscos à saúde humana
pelo
seu
consumo.
Pode-se definir como água potável aquela que pode ser consumida sem
riscos à saúde humana. O consumo de água não potável mata mais pessoas
no mundo do que outras formas de violência,incluindo a guerra.
3.4 Doenças transmitidas pela água
14
De acordo com a OMS (Organização Mundial da Saúde) a cada 8
segundos uma criança morre de infecção relacionada com a água. Isso por que
um número muito grande de doenças são transmitidas através da água.
3.4.1 Mecanismos de transmissão de doenças a partir da água:
a) Ingestão da água contaminada.
b) Insuficiência da água usada para higiene.
Ainda existe as doenças transmitidas por mosquitos que se procriam na
água.
O aparecimento de muitas doenças está mais associado às mãos sujas do
que
com
a
qualidade
da
água
consumida.
Quando a água destinada para consumo doméstico for de boa qualidade,
entre outras coisas, levará a prevenção de doenças. A quantidade mínima de
água necessária às boas condições de saúde (doméstica) está entre 15 e 20
L/hab.dia.
3.5 Abastecimento de água
Correta concepção do abastecimento de água: equacionamento entre a
necessidade do uso da água e os impactos provocados por esse uso.
Existe um contingente considerável da população mundial que ainda se
encontra afastada ao acesso de abastecimento de água de boa qualidade, a
grande maioria dessas pessoas se encontram em países pobres, os ditos
subdesenvolvidos. Porém, mesmo quando existe sistema de abastecimento, a
segurança
da
água,
nem
sempre
é
garantida.
Podem-se observar importantes diferenciais de qualidade com que o
abastecimento de água é realizado em nível estadual e regional. E mesmo em
nível estadual, se observam grandes e importantes diferenciais no atendimento
e nosindicadores de eficiência dos serviços, entre companhias estaduais de
saneamento.
É importante frisar que o sistema de abastecimento de água deve ser bem
planejado
para
o
adequado
equacionamento
dos
esgotos
gerados.
15
3.5.1 Projeto das instalações para abastecimento de água
Para um sistema de abastecimento de água ser implantado em algum lugar
deve-se primeiro pensar no alcance desse projeto, ou seja, na população e
área que serão abastecidos por ele. Por isso o valor da população deve ser
estimado.
Deve-se existir uma margem de segurança na estimativa para que por
alguma forte razão imprevisível, as populações reais futuras não ultrapassem a
estimativa
feita
pelo
processo.
Porém, podem ocorrer eventos inesperados que mudem totalmente a
trajetória prevista para o crescimento populacional. Isso ressalta a necessidade
do estabelecimento de um valor realístico para o horizonte do projeto, assim
como
da
implantação
do
sistema
em
etapas.
Para o projeto do sistema de abastecimento de água, é necessário o
conhecimento da população de final de plano, bem como sua evolução ao
longo
do
tempo,
para
o
estudo
das
etapas
de
implantação.
Na fixação do alcance, deve-se considerar as incertezas da projeção
populacional e o impacto de a população não evoluir da forma estimada. Por
exemplo, em um sistema de pequeno porte o alcance estimado é por volta de
10
anos.
Para estimativas da população de novos loteamentos, ou seja, lugares
onde não há dados censitários históricos da áreaa ser ocupada é necessário
se informar sobre experiências de implantação de loteamentos com
características similares, analisando a taxa de ocupação ao longo do tempo.
As instalações para abastecimento de água devem estar preparadas para
suprir um conjunto amplo e diferenciado de demandas (não apenas as
referentes
ao
uso
domiciliar).
Devem ser estimadas todas as demandas a serem satisfeitas pelas
instalações, considerando o período futuro de alcance do sistema e não
apenas a realidade presente, e observando as vazões corretas em cada umas
de suas unidades.
A decisão a ser tomada para fixação do alcance contém uma maior
responsabilidade, deve-se sempre realizar um estudo econômico-financeiro
para dar suporte a essa decisão.
16
3.5.2 Potenciais impactos da instalação do sistema de abastecimento de água:

Erosões nas margens e assoreamento nos leitos.

Impactos ambientais do represamento da água.

Resíduos gerados na operação das estações de tratamento de água
(lavagem dos filtros e de descarga de decantadores e floculadores)
devem ser tratados antes do descarte.

Rebaixamentos de lençol de água, movimentos de terra e ocupação de
terrenos, são gerados nas obras de instalação de tubulações.

Quando não é tratada pelo sistema, a água após ser consumida, retorna
ao ambiente na forma de esgoto sanitário e industrial. O esgoto
representa potencial poluidor ao manancial em que foi jogado.
3.6 Consumo de Água
Vários são os consumos atendidos pelo sistema de abastecimento de água,
entre eles estão o doméstico, ocomercial, o público, o industrial, somando-se
os consumos do próprio sistema e as perdas (que acontecem mesmo nos
sistemas
mais
modernos).
Consumo per capita é classificado como a divisão entreo total de demanda
a ser atendida pelo sistema e a população abastecida e também a média
diária, por indivíduo, dos volumes requeridos para satisfazer aos consumos
doméstico, comercial, público e industrial, além das perdas no sistema.
As unidades devem ser operadas para funcionar para a demanda média,
mas também capazes de suprir as variações que ocorrem ao longo do ano e ao
longo
dos
dias.
Deve sempre ser lembrado que o acréscimo populacional gerará consumo
de água e que em localidades turísticas e de veraneio , onde a população é
flutuante, vai ocorrer uma variação da população ao longo do ano, os valores
mais
elevados
serão
durante
as
férias
e
os
feriados.
Existe consumo doméstico de água verificado também fora do domicílio
como rega de gramados e jardins, esses consumos vão de 300 a 600 L/hab.dia
somente para tais fins. Existe uma correlação entre a demanda doméstica de
17
água e variáveis como o número de habitantes por domicílio, área construída,
área
do
terreno,
valor
venal
do
imóvel
e
renda
familiar.
A água também é consumida para fins comerciais, entre eles estão: a
demandas de água por hotéis, bares, restaurantes, escolas, hospitais, postos
de
gasolina
e
oficinas
mecânicas.
O consumo público de água se resume na manutenção de parques e
jardins, monumentos,aeroportos, terminais rodoviários, limpeza de vias,
prevenção de incêndios. E o abastecimento dos próprios prédios públicos.
O consumo industrial, varia com as diversas tipologias industriais, já que o
tipo de matéria prima utilizada, bem como o tipo de limpeza, a forma das
instalações sanitárias, cozinhas e refeitórios influenciam na quantidade de água
que é gasta. A partir de 1980 ocorreu uma tendência de redução do consumo
de água nas atividades industriais por meio de racionalização do uso e do
reuso. Algumas indústrias até dispõem de unidades de captação próprias, por
isso o consumo de água para fins comercias é tão pequeno em alguns lugares
comerciais.
É intuitiva a relação entre o mais elevado padrão socioeconômico da
população e o maior consumo de água, manifesto em atividades que
proporcionam conforto e lazer como máquinas de lavar, piscinas, duchas,
lavagem de carros, rega de jardins. Porém, relacionar às regiões quentes e
secas com um consumo de água mais elevado, se comparado às regiões
temperadas
e
frias
nem
sempre
é
verdade.
O porte da cidade (relacionado com seu número de habitantes), seu grau
de industrialização e seu potencial turístico também afetam o consumo de
água.
É importante lembrar que a administração do sistema de abastecimento
pode influenciar, de diversas maneiras, o consumo de água, em todos os tipos
de demanda mencionados. E que nas estações consome-se água para
lavagem de filtros, para lavagem de outras unidades (como de cantadores) e
para atividades na casa de química (ou seja, no processo de tratamento deágua).
Esse
consumo
3.7 Desperdícios de água
chega
a
ser
2%
da
vazão
produzida.
18
Grande quantidade da água que é captada pelo sistema de abastecimento
é desperdiçada. Porém os desperdícios são evitados com modelos tarifários
que punem os consumos elevados e pela implantação de equipamentos
sanitários de baixo consumo. Emprego de válvulas de descarga nas
instalações sanitárias podem consumir de 12 a 25 litros a cada acionamento.
No Brasil e nos EUA foram criadas válvulas de consumo inferior a 6 litros por
acionamento,
o
que
diminui
muito
o
desperdício
de
água.
3.8 Perdas de Água
As perdas de água são relevante parcela da demanda de água em um
sistema de abastecimento. Elas correspondem à diferença entre o volume de
água
produzido
e
o
volume
entregue
nas
ligações
domiciliares.
A diferença entre o consumo per capita macromedido (calculado) e o
consumo per capita micromedido (consumo real) é as perdas no sistema.
3.8.1 Fatores que influenciam no valor do índice de perdas

Eficiência administrativa do sistema de abastecimento (detecção de
vazamentos, qualidade de operação das unidades, controle de ligações
clandestinas, aferição e calibração de hidrômetros).

Topografia da cidade e a idade das tubulações (fatores preponderantes
na magnitude das perdas por vazamento).

A topografia do município, que pode condicionar a rede de distribuição
de água a maiores pressões, o que favorece o consumo pela
possibilidade
de
elevação
das
perdasfísicas.
19
Capítulo 4
Mananciais e captações
Manancial de abastecimento público é a fonte de água doce superficial ou
subterrânea utilizada para consumo humano ou desenvolvimento de atividades
econômicas. Os mananciais são recarregados pela chuva. Essas recargas
aumentam por lagos e cursos d'água influentes. Há ainda as recargas artificiais
através do excesso de irrigação, de vazamentos em canais e adutoras e do uso
de poços alimentados com excedentes de águas de enchentes ou estações de
tratamento de esgoto ou de água. Com aumento do consumo de água, poços,
drenos e galerias filtrantes são usados para captar água subterrânea. A super
exploração dos mananciais é considerada insustentável (superiores aquelas de
recarga natural). Como consequências: redução dos níveis dos lençóis
freáticos, produtividade dos poços, escoamento de base e dos níveis mínimos
dos reservatórios de áreas pantanosas, aumento dos custos de exploração,
ocorrência de subsidência e intrusão salina, e desaparecimento de nascentes.
As águas subterrâneas estão sendo poluídas cada vez mais por efluentes
domésticos,
industriais
e
agrícolas.
A disponibilidade de água, tanto em quantidade como em qualidade, é um
dos principais fatores limitantes ao desenvolvimento das cidades. Para a
manutenção sustentável do recurso água, é necessário o desenvolvimento de
instrumentos gerenciais de proteção, planejamento e utilização, adequando o
planejamento urbano à vocação natural do sistema hídrico. A vegetação é de
fundamental importância para a retenção da água nos continentes, pois deladepende a maior ou menor quantidade da água que se infiltra no solo, parcela
essa que garante as vazões das nascentes e dos poços, além de ser grande
responsável pela perenidade dos corpos de água superficial. O desmatamento
predatório
pode
comprometer
seriamente
os
recursos
hídricos.
As bacias que contêm mananciais de abastecimento devem receber
tratamento especial e diferenciado, pois a qualidade da água bruta depende da
forma
pela
qual
os
demais
trechos
da
bacia
são
manejados.
As vazões de uma bacia hidrográfica resultam de uma complexa interação
dos diversos processos de armazenamento e transporte do ciclo hidrológico. O
20
estudo aprofundado das vazões de cursos d'água é extremamente importante
para:

Projetos de vão de pontes;

Projetos de obras de drenagens;

Retificação de cursos d'água;

Dimensionamento de vertedores de barragens;
4.1 Mananciais subterrâneos e captações
O uso das águas subterrâneas (20% da demanda mundial) para o
suprimento das necessidades é crescente, usada para o abastecimento público
e atividades agrícolas e industriais. Águas subterrâneas são águas do subsolo
que se encontram abaixo do lençol freático, em solose formações geológicas
completamente
saturadas.
As águas subterrâneas não respeitam limites, portanto às vezes devem ser
avaliados em âmbito internacional, porque o bombeamento de água de um país
pode interferir no bombeamento ou vazões de rios de outro país.
A água subterrânea move-se de forma muito lenta em comparação com aágua superficial. O que significa dizer que os mananciais subterrâneos podem
ser considerados uma reserva de longo prazo. Uma vez poluídos, uma auto
descontaminação, de maneira natural, pode levar centenas de anos.
Vantagens ao aproveitamento de águas subterrâneas em relação às
superficiais:

Abastecimento não esta sujeito à ocorrência de condições climáticas
anormais (variabilidade sazonal ou fontes de recarga; estiagem.)

São considerados recursos estratégicos, sua exploração não é
afetada pela ocorrência de eventos catastróficos (terremotos,
vulcões, guerra).

Pode ser explorada no local onde ocorre a demanda, pois não há
necessidade
barragens).
de
construir adutoras
(construções de
grandes
21

Geralmente são compatíveis com os padrões de potabilidade e são
isentas de bactérias encontradas normalmente na superfície.

Dispensam investimentos em estações completas de tratamento,
quando não estão poluídas, em adutoras e na construção de
barragens.
As desvantagens são:

Geralmente têm que ser bombeadas.

As vazões individuais são relativamente pequenas, limitadas pelas
características geológicas do manancial.

Podem apresentar alto teor salino, sendo imprópria para o consumo
(dependendo, a salinização pode afetar reservatórios superficiais).

Se a dureza das águas subterrâneas for excessiva (concentração de
cálcio ou magnésio acima do limite), o consumo pode provocar
problemas de saúde, o que demandaria um tratamento especial.

As atividades de investigação, monitoramento e gestãosão muito
mais complexas e caras, demandam maior tempo de avaliação.
Para selecionar um manancial para abastecimento é necessário além de
um estudo sobre a disponibilidade de água, um estudo da cidade que será
abastecida e da sua população.
4.1.1 Aquíferos
Aquífero é uma formação geológica saturada que pode armazenar e
transmitir quantidades significativas de água sob gradientes hidráulicos naturais
ou como uma transformação geológica que pode armazenar e transmitir águas
a taxas suficientemente rápidas para fornecer quantidade razoáveis para os
poços.
Toda perfuração através na qual se obtém água de um aquífero é,
genericamente, chamada de poço. Há muitas formas de classificá-los. Será
mostrada aqui uma classificação baseada em sua profundidade:

Poço manual simples: Esse tipo de poço é recomendado pra
abastecer residências unifamiliares ou de pequenos agrupamentos
22
populacionais. Esse poço deve ser construído na época de estiagem
para que não ocorra acidentes devido ao clima. Deve ser feito
manualmente com uso de equipamentos como picateras, seu
diâmetro deve ter no máximo 1 m e sua profundidade varia, mas
deve penetrar no mínimo 1 m no lençol freático e sua profundidade
mínima é de 3 m.

Poço tubular raso: É, na maioria dos casos, utilizado para
abastecimento individual na zona rural, O diâmetro da perfuração
varia de 50 a 100 mm e a perfuração raramente ultrapassa 20 m.

Poço Amazonas: Esse poço é mais recomendado para abastecer
comunidades onde existem aquíferos granulares. É recomendado um
diâmetro de 4 metros ondesão delimitados os poços, isso garante
12,5 m³ a cada metro de penetração no aquífero captado.

Poços tubulares profundos: Também conhecido como “poço
artesiano” e/ou “semi-artesiano”, é utilizado para o aproveitamento da
água do subsolo, praticamente encontrada em todas as regiões do
globo terrestre. Um bom projeto para um poço deve ter como
objetivos: máxima eficiência, longa duração e baixo custo.
Referindo-se aos aspectos qualitativos, poços não controlados perfurados é
motivo de preocupação, devido aos riscos de contaminação dos aquíferos. É
necessária também, uma análise laboratorial, para testar a potabilidade da
água. Além dos exames bacteriológicos e fisioquímicos, análises da presença
de solventes clorados e de metais pesados.
4.1.2 Drenos horizontais
Os drenos horizontais são captadores de água subterrânea indicadas, para
meios porosos, cujo nível de água está posicionado a pequena profundidade.
Geralmente a capitação é feita por um ou mais drenos horizontais assentados
no fundo de uma vala.
4.1.3 Barragens subterrâneas e diques
23
Barragens subterrâneas ou diques são construções destinadas a
armazenar águas em unidades rochosas de natureza sedimentar, criando um
aquífero granular artificial.

Barragem de areia: essas construções foram idealizadas para aproveitar
as águas subterrâneas nas bordas de chapadas. Nelas são colocados
tubos drenos para tirar à areia, e também é feita uma barragem para o
aumento do nível da água.
4.1.4 Proteção das captadoras
Em todas as obras de capitação há necessidade de adotar medidas deproteção do local, para evitar a poluição de origem humana e animal. Assim
recomenda-se que sejam postas em pratica as seguintes medidas.

Isolamento de uma área em torno da obra.

Construção de terraços e drenos superficiais.

Plantio sistemático de espécies de vegetais adaptadas à área.
4.1.5 Adução
Processo que se baseia na derivação e/ou condução de águas pelo
sistema
de
distribuição
(abastecimento
de
águas).
É um conjunto de encanamento, peças especiais, obras de arte e
instalações diversas que promovem a circulação da água entre a captação e a
reservação ou entre a captação e a rede de distribuição quando no sistema não
existe
reservação.
A escolha da adutora varia de acordo com fatores como:

Método de fabricação dos tubos e acessórios;

Condição de funcionamento hidráulico;

Pressão interna e durabilidade do material face às características do
solo;

Cargas externas;

Natureza da água transportada;
24

Custo.
Os materiais mais empregados são:

PVC;

Ferro fundido, cimentado internamente;

Aço soldado;

Aço com junta ponta e bolsa, junta travada, etc;

Concreto armado;

Fibra de vidro impregnado em resinas de poliéster;

Polietileno.
O traçado das adutoras geralmente é definido com base em critérios
técnicos e econômicos. Por isso, a sua concepção deve ser realizada com
estudos
sobre
o
local
utilizado.
Cuidados especiais devem ser tomados nos pontos mais baixos das
adutoras, com a instalação de válvulas dedescarga, para proporcionar o
esvaziamento completo do trecho da adutora. Esse esvaziamento é necessário
principalmente no momento de pré-operação para a limpeza das adutoras.
Uma estação elevatória, por vezes chamada estação de bombagem, é
usada quando as águas residuais têm que ser deslocadas de um nível baixo
para um mais elevado, para que possam fluir pela tubagem do sistema de rede
de esgotos ou quando a topografia não permite a ação da gravidade.
Os tipos de adução variam, eles podem ser:

Adução por Gravidade
A capacidade máxima de uma adutora por gravidade ocorre quando toda a
carga hidráulica disponível é utilizada na perda de carga ao longo do conduto.
Adutora por gravidade em conduto livre: A água escoa sempre em declive,
mantendo umasuperfície livre sob o efeito da pressão atmosférica. Os
condutos podem ser abertos ou fechados, não funcionando com seção plena
(totalmente
Adutora
cheios).
por
gravidade
em
conduto
forçado:
A
pressão
interna
permanentemente superior à pressão atmosférica permite à água mover-se,
quer em sentido descendente quer em sentido ascendente, graças à existência
25
de uma carga hidráulica. No conduto forçado a pressão no escoamento é
diferente da atmosférica, portanto, tem que ter superfície fechada e
normalmente seção circular.

Adução por recalque
Quando, por exemplo, o local da captação estiver em um nível inferior, que
não possibilite a adução por gravidade, é necessário o emprego de
equipamento de recalque (conjunto moto-bomba e acessórios). O sistema de
adução écomposto por condutos forçados.

Aduções mistas
Constituída uma parte por recalque outra por gravidade.
4.2 Mananciais superficiais e captações
Para escolha adequada do manancial e do local de implantação da
capitação, deve-se considerar: os tipos de estudos a realizar, condições gerais
a serem atendidas pelo local, inspeção de campo e consulta à comunidade
beneficiada.
1º) Tipos de estudo a realizar:

Mapa geográfico da área, do tipo planialtimétrico. O manancial e sua
localização têm influência no tipo de tratamento de água, comprimento,
acesso,
perfil
topográfico
e
desnível
altimétrico
de
adução,
aproveitamento de unidades já existentes, racionalidade na disposição
das unidades de reservação e distribuição.

Estimativa de vazão mínima dos mananciais em estudo.

Levantamento sanitário da bacia hidrográfica (com atenção para
atividades degradadoras da vegetação e poluidoras da água, solo e do
ar)

Conhecimento dos usos da água.

Levantamento características físicas, químicas e biológicas da água e a
avaliação do transporte de sólidos.

Informações ou estimativas sobre os níveis de água máximo e mínimo
26
nos locais de captação.
A complexidade dos elementos acima dependerá da grandeza da vazão
necessária e da disponibilidade de recursos hídricos na região de interesse.
2º) Condições gerais a serem atendidas pelo local de captação:

Situar em um ponto que garanta a vazão demandada.

Situar-se em local que garanta água de qualidade compatível com
tecnologias de tratamento deágua técnica e economicamente possíveis
de serem adotadas.

Situar-se em cota altimétrica (marcação de nível ou altitude de um
terreno) superior a localidade a ser abastecida (adução por gravidade);
caso a adução por gravidade seja inviável técnica ou economicamente,
o local de captação deve situar-se em cota altimétrica que resulte menor
desnível geométrico em relação a localidade e que possibilite as
condições apropriadas de bombeamento e adução por recalque(menor
comprimento, perfil adequado e condições satisfatórias de acesso).

Situar-se em um terreno que apresente condições acesso.

Situar-se em um trecho reto ou em um local próximo à sua margem
externa. (sem favorecer acúmulo de sedimentos)

Permitir que as estruturas e dispositivos de captação fiquem protegidos
de ação erosiva e dos efeitos de remanso e da variação de nível d curso
d'água.

Resultar no mínimo de alterações do curso d'agua.
3º) Inspeção de campo (levantamento sanitário) e consulta à comunidade a ser
beneficiada:

Escolher o melhor manancial, em função da demanda, da quantidade,
da qualidade e da economicidade do sistema.

Escolher o melhor local para a captação, evitando a captação de água
poluída ou em quantidade insuficiente, tornando mais econômica as
operações do sistema.

Medir e avaliar a vazão disponível.

Identificar os níveis máximo e mínimo de água nos prováveis locais de
27
captação.

Identificar medidas necessárias para a proteção do manancial e da bacia
hidrográfica, referindo-se a melhoria daqualidade e quantidade da água;

Conseguir o envolvimento e o apoio da comunidade a ser beneficiada.
4.2.1 Tipos de captação de água de superfície

Captação direta ou fio d'água: aplicada em cursos de água que possuam
vazão mínima utilizável superior à vazão de captação e que apresente
nível de água mínimo suficiente para a adequada submergência ou
posicionamento da tubulação ou outro dispositivo.

Captação com barragem de regularização de nível de água: aplica-se
em cursos de superfície com vazão mínima utilizável superior à vazão
de captação, porém cujo o nível de água seja insuficiente para a
necessária submergência ou posicionamento da tubulação ou outro
dispositivo de tomada. O nível mínimo é elevado por meio de uma
barragem de pequena altura, soleira, para que o manancial atinja um
nível mínimo para sua captação.

Capitação com reservatório de regularização de vazão destinado
prioritariamente para o abastecimento público: empregada quando a
vazão mínima utilizável do manancial de superfície é inferior à vazão de
captação necessária. Torna-se necessária a construção de barragem de
maior altura, para permitir o acúmulo de volume de água que possibilite
a captação necessária em qualquer época do ano hidrológico, além de
garantir o fluxo residual de água em quantidade adequada para
manutenção da vida aquática.

Captação em reservatórios ou lagos de usos múltiplos: se dá em
reservatórios artificiais ou em lagos naturais cujas águas não têm seu
uso prioritário relacionado ao abastecimento público.

Captações nãoconvencionais.
4.2.2 Captações não convencionais
São captações concebidas para permitir o emprego de equipamentos de
elevação ou recalque de água movida por energia não convencional, como
28
eólica, a solar, a proveniente de transiente hidráulico (golpe de aríete) ou a
decorrente do impulso proporcionado pelo jato de água. São soluções muito
interessantes por dispensarem a utilização de energia elétrica gerada a partir
do consumo de recursos naturais que estão se tornando cada vez mais
escassos.

Captação conjugada à roda de água
Com a atual crise de energia elétrica, a roda de água voltou a ser usada,
agora conjugada à bomba de êmbolo (pistão). A captação deve proporcionar
um desnível geométrico em relação ao local de instalação da roda de água, de
modo a resultar vazão adequada para fazer girar a roda com o número de
rotações necessário para o funcionamento da bomba a ela conjugada.

Captação conjugada a carneiro hidráulico (aríete hidráulico).
O local da captação deve propiciar uma altura de água ou pressão
adequada sobre o equipamento de recalque de água, conhecido como carneiro
ou aríete hidráulico. Esse equipamento, desde que posicionado corretamente,
gera uma sequência de rápidos e contínuos transientes hidráulicos (golpes de
aríete) que resultam sobre pressões de intensidade adequada na linha adutora,
possibilitando a elevação ou o recalque de vazões de água dentro de certos
limites.
4.2.3 Dispositivos constituintes das captações de água da superfície:

Tomada de água: finalidade de conduzir a água do manancial para asdemais partes da captação. Presente em todo o tipo de captação

Barragem de nível ou soleira: utilizada onde a lâmina mínima de água é
insuficiente para a necessária submergência.

Reservatório de regularização de vazão: para situações em que a vazão
mínima disponível for menor do que a vazão de captação.
Grades e telas, presente em todo o tipo de captação.
4.2.4 Desarenador
29
Comumente designado caixa de areia, é instalação complementar das
captações de água de superfície, utilizado quando o curso de água apresenta
transporte de sólidos. Tem por finalidade remover da água captada a areia de
uma dada granulometria. No seu interior ocorre a chamada sedimentação de
partículas discretas, de partículas que não têm alterado seu tamanho, forma ou
peso
quando
se
sedimentam.
Devem
existir
preferencialmente
dois
desarenadores, dimensionados, cada qual, para a vazão total, ou seja, um
deles deve funcionar como unidade reserva. Este pode ser dispensado quando
se comprovar que o transporte de sólidos sedimentados não é prejudicial ao
sistema.
30
Capítulo 5
Métodos utilizados para o tratamento da água
5.1 Tratamento da água
O tratamento da água começa na escolha da captação da água bruta e a
partir do tipo de captação escolhida serão determinados os processos
utilizados para o tratamento desta, para que ela chegue com qualidade aos
consumidores.
A água retirada de mananciais chega às estações de tratamento com
diversos contaminantes, orgânicos e inorgânicos, que devem estar presentes
na água potável emquantidades mínimas pré-estabelecidas pelo Ministério da
Saúde, para não afetarem a saúde da população. Apesar de ser praticamente
impossível especificar todos os contaminantes e as respectivas concentrações
máximas para que não afetem a saúde humana, uma quantidade relativamente
grande já foi especificada.
5.2 Processos utilizados para o tratamento da água:
5.2.1 Micropeneiração
As unidades de micropeneiramento destinam-se à retenção de sólidos não
coloidais (com diâmetro maior que 1000 mm) em suspensão e geralmente
contam com sistema de limpeza por água contracorrente, ou seja, é a
passagem da água por peneiras com malhas de pequena abertura visando à
remoção
de
material
particulado.
As micropeneiras constituem em malhas com diferentes aberturas de
filtração.
5.2.2 Oxidação
Consiste em oxidar matéria orgânica e inorgânica indesejáveis, facilitando
sua remoção posterior.
Na oxidação por aeração e, especialmente, na oxidação química podem ser
gerados subprodutos indesejados, que necessitam ser monitorados e
31
removidos, se forem encontrados em concentração superior ao valor máximo
permitido.
A oxidação por aeração destina-se a introduzir ar na água, por meio de
aeradores, para a remoção de compostos voláteis e oxidáveis e gases
indesejáveis.
No caso de remoção de contaminantes por oxidação, em que a aeração
não é eficiente, pode-se estudar o emprego de oxidantes químicos, o tipo de
oxidante químico, sua dosagem e o tempo de contato devem ser estabelecidos
em laboratório, em função da qualidade da água bruta, tomando-se cuidado
especialcom os subprodutos gerados durante a oxidação. Alguns tipos de
oxidantes químicos são: cloro, ozônio, dióxido de cloro, permanganato de
potássio
e
peróxido
de
hidrogênio.
A elevação do pH também pode ser utilizada para remoção de alguns
metais, uma vez que tal procedimento faz com que alguns metais se tornem
insolúveis em água, possibilitando sua remoção posterior em decantadores ou
filtros.
Figura 3.
Fonte: http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Tratam02_pre.htm .
32
Figura 4.
Fonte: http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Tratam02_pre.htm.
5.2.3 Adsorção
A adsorção consiste na remoção de compostos orgânicos e inorgânicos
indesejáveis, incluindo os que causam sabor e odor, fazendo a água entrar em
contato
com
uma
substância
adsorvente
(em
geral
o
carvão).
Os processos de adsorção utilizados podem ser representados, de modo
simplificado, pela reação A + B é AB, em que A representa a substância
adsorvida (adsorvato) e B o adsorvente. Os responsáveis por manter os
compostos na superfície dos adsorventes são forças físicas tais como ligações
de hidrogênio, interações dipolo-dipolo e forças de Van-Waals.
5.2.4 Coagulação e mistura rápida
O processo de coagulação consiste na adição de coagulante, visando
desestabilizar impurezas presentes na água e facilitar o aumento do tamanho
das
mesmas.
A cor, a turbidez, o sabor, o odor e diversos tipos de contaminantes
orgânicos e inorgânicos presentes na água geralmente estão associados a
partículas suspensas ou dissolvidas, que podem requerer a coagulação
33química da água, a fim de facilitar a remoção dessas impurezas. Os
coagulantes comumente usados nas ETAs (estações de tratamento de água)
são o sulfato de alumínio, o cloreto férrico, o sulfato ferroso clorado, o sulfato
férrico
e
o
hidroxi-cloreto
de
alumínio.
Quando ocorre a dispersão do coagulante, são originadas espécies
hidrolisadas que reagem quimicamente, com as impurezas ou que atuam sobre
a superfície delas e reduzem a força repulsiva que tende a mantê-las estáveis
no meio aquoso, de modo a facilitar a remoção nas unidades posteriores do
tratamento.
A aplicação do coagulante deve ser ministrada corretamente, quando isso
não ocorre compromete-se o desempenho de todas as unidades de tratamento
a jusante, aumentando os riscos sanitários da água produzida.
5.2.5 Floculação
A floculação se baseia na agitação da água após o processo de
coagulação, com o objetivo de promover o contato entre as impurezas e,
assim,
aumentar
o
tamanho
das
mesmas.
É importante ressaltar que nessa unidade não ocorre remoção das
impurezas, sua finalidade é exclusivamente acondicionar a água que será
encaminhada aos decantadores aumentando o tamanho das partículas como já
mencionado.
5.2.6 Decantação
Passagem da água por tanques, no fundo dos quais as impurezas em
suspensão ficarão depositadas, ou seja, decantação por ação da gravidade. A
coagulação e a floculação possibilitam a obtenção de partículas com maior
velocidade de sedimentação, viabilizando a construção de unidades de
decantação mais compactas.
5.2.7 Flotação
É o arrastedas impurezas para a superfície de um tanque por meio da
ação de microbolhas.
34
Enquanto na sedimentação a força de gravidade atua fazendo com que as
partículas se depositem no fundo do decantador, na flotação a clarificação da
água é conseguida por meio da produção de bolhas que se aderem aos flocos
ou partículas em suspensão, aumentando o empuxo e provocando ascensão
dos
flocos
até
a
superfície
do
flotador,
de
onde
são
removidas.
As bolhas, ou microbolhas, são geradas por equipamentos como a bomba
de recirculação, câmara de saturação e compressor de ar.
5.2.8 Filtração Rápida

Em meio granular:
É a remoção de material particulado presente na água, fazendo-a passar
por um leito contendo meio granular (usualmente areia e/ou antracito).
Ela é o resultado de três mecanismos: o de transporte, responsável por
conduzir as partículas suspensas no líquido para as proximidades da superfície
dos grãos do meio granular (coletores); aderência, responsável por aderir as
partículas à superfície quando estas estiverem bem próximas das mesmas
removendo-as da água; e o mecanismo de desprendimento, quando as forças
que agem sobre o material depositado superam as forças adesivas as
partículas são desprendidas e arrastadas para outras camadas do filtro.
5.2.9 Desinfecção
A desinfecção da água tem caráter corretivo e preventivo. No primeiro caso,
objetiva-se a eliminação de organismos patogênicos que possam estar
presentesna água, incluindo bactérias, protozoários e vírus. Por outro lado, é
mantido um residual do desinfetantena água fornecida à população, para atuar
preventivamente, caso ocorra alguma contaminação na rede de distribuição, e
indicar
a
qualidade
da
água
distribuída.
Os agentes desinfetantes agem por meio de um ou mais desses
mecanismos: destruição da estrutura celular; interferência no metabolismo com
inativações de enzimas; interferência na biossíntese e no crescimento celular,
evitando a síntese de proteínas, ácidos nucléicos e coenzimas.
35
Os agentes químicos usados na desinfecção normalmente são os
oxidantes cloro, bromo, iodo, ozônio, permanganato de potássio e peróxido de
hidrogênio e os íons metálicos - prata, cobre- enquanto dentre os agentes
físicos destacam-se o calor e a ação ultravioleta.
5.2.2.1 Fluoretação
É o processo de adição de íons de flúor à água para a prevenção da carie
infantil. O flúor age previamente contra a decomposição do esmalte dos dentes.
A aplicação pode ser feita na forma concentrada ou diluída dependendo da
vazão e precisão dos dosadores.
5.2.2.2 Estabilização química
Após passar por todas as etapas de tratamento, a água distribuída à
população deve atender ao padrão de potabilidade para o consumo humano
vigente no país. Contudo, mesmo apresentando valores inferiores ao máximo
permitido quanto a contaminantes, a água pode apresentar-se corrosiva ou
incrustante
e
acarretar
danos
á
tubulação.
Assim a estabilização química consiste na correção da corrosão da água.
5.3 Técnicas de tratamento de água
No Brasil, a prática consagrada para o tratamento de águas superficiais, na
maioriadas situações, inclui as seguintes etapas:

Clarificação: destinada a remover sólidos presentes na água. Esta
etapa ocorre nos decantadores.

Desinfecção: destinada a inativar microrganismos patogênicos.

Fluoretação: para prevenção da cárie dentária infantil.

Estabilização química, para controle da corrosão e da incrustação da
água nas tubulações, concreto.
5.3.1 Filtração lenta
36
O filtro lento consiste basicamente de um tanque, onde é colocada areia
sobre uma camada de pedregulho e sob esta tem se um sistema de drenagem,
destinado
a
recolher
a
água
filtrada.
Uma das principais vantagens desse processo é a elevada eficiência de
remoção de organismos parcialmente transmissores de doenças, devido a
vários fatores como ao decaimento natural, devido as filtro lento ser um
ambiente hostil para esses microrganismos; a predação; o efeito biocida da
radiação solar; e a adsorção no biofilme aderido ao meio filtrante.
5.3.2 Filtração direta
A filtração direta inclui todas as técnicas de tratamento em que filtros
rápidos são as únicas unidades destinadas à remoção de sólidos presentes na
água e nas quais a água bruta é coagulada, e se necessário floculada, antes
de ser encaminhada às unidades de filtração.
Figura 6.
Fonte: Livro Abastecimento de água para o consumo humano- volume2; 2ª
edição;
37
Em geral a filtração direta, dependendo das características, não apresenta
desempenho satisfatório e, nesse caso, a floculação, ao promover o aumento
das partículas, possibilita a melhoria do desempenho da ETA.5.3.3 Tratamento convencional e flotação
No tratamento convencional, após a coagulação a água é sempre floculada
e decantada antes de ser encaminhado às unidades de filtração rápida, as
quais, em geral são de escoamento descendente.
5.3.4 Separação em membranas
Na separação em membranas, utiliza-se uma matéria semipermeável com
micro-aberturas de filtração, que permite a remoção de material particulado,
micromoléculas, moléculas dissolvidas e íons dissolvidos.
Figura 7.
Fonte: www.revistatae.com.br/artigos.asp?id=91&fase=c.
No tratamento de água destinada ao abastecimento de água destinada ao
abastecimento publico, a separação em membrana é utilizada especialmente
para tratar águas salobras.
38
Capítulo 6
Reservação
As unidades de reservação são tradicionalmente concebidas e operadas
enfocando como objetivos principais a regularização entre as vazões de
adução e distribuição, o condicionamento das pressões na rede de distribuição,
bem como, quando necessário, a reserva para combate a incêndios e outras
situações
emergenciais.
Adicionalmente, uma vez que na maioria significativa dos sistemas de
abastecimento a adução de água tratada ocorre por meio de instalações
elevatórias, as unidades de reservação permitem menores variações nas
vazões de recalque e o desenvolvimento de estratégias de reduzir o consumo
de energia elétrica frequentemente interrompendo a adução nos períodos do
dia
de
maior
tarifa.
O consumo de energia elétrica nos sistemas de abastecimentos de água no
Brasil é altíssimo e com o propósito de minimizar odispêndio de energia
elétrica, tem sido desenvolvidas estratégias para, em função dos níveis dos
reservatórios e das pressões nas redes de distribuição aos mesmos
associados, reduzir o tempo do funcionamento dos conjuntos elevatórios.
6.1 Localização no sistema
As unidades de reservação podem ser instaladas a montante ou a jusante
das redes de distribuição. Os reservatórios de montante sempre fornecem água
à rede e consistem na alternativa mais extensivamente utilizada nos sistemas
de abastecimento do Brasil. A localização desse tipo de reservatório é próxima
aos centros de consumo. Já os reservatórios a jusante da rede de distribuição
fornecem ou recebem água, respectivamente, nos períodos de maior ou menor
demanda.
6.2 Localização no terreno
39
Os reservatórios podem ser elevados, apoiados, semienterrados e
enterrados.
Figura 8.
Fonte: http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Reserv01.html.
6.3 Materiais de construção
Embora muitos materiais possam ser usados na construção das unidades
de reservação, os reservatórios de maior porte são usualmente construídos de
concreto armado e, menos frequentemente, aço, alvenaria estrutural e concreto
protendido. Especialmente os reservatórios elevados de menor porte são
também construídos em argamassa armada, fibra de vidro, aço e madeira.
6.4 Tubulações de entrada e saída
Para as tubulações de entrada e saída, o controle da afluência ou efluência,
governada pelo nível d’água no interior da unidade, deve se realizar por
sistema de fechamento por válvula ou equipamento similar localizado
externamente aoreservatório. Para a tubulação de saída, pode ser necessário
prever também a instalação de um dispositivo destinado a permitir a entrada de
ar na canalização.
6.5 Ventilação
A variação abrupta do nível de água no interior do reservatório, tanto no
enchimento quanto no esvaziamento, pode suscitar esforços na cobertura na
40
unidade devido à variação da pressão interna. Para minimizar, a unidade deve
possuir ventilação, protegida com telas e com cobertura para evitar a entrada
de água de chuva e poeira.
6.6 Qualidade de água nos reservatórios
Na concepção do sistema de reservação, diversas variáveis devem ser
consideradas pelo projetista, visando à preservação da qualidade da água,
uma vez que, durante a reservação a qualidade da água é afetada por
inúmeros fatores.
41
Capítulo 7
Rede de Distribuição
Característica de garantir, como derradeira unidade do sistema de
abastecimento de água produzida e veiculada pelas unidades anteriores,
chegue até os seus consumidores finais sem a deterioração de sua qualidade e
com a quantidade, pressão e continuidade estabelecidas pela boa técnica e
pelasnormas regentes no país, referentes ao abastecimento.
7.1 Importância da Rede de Distribuição
Para funcionar adequadamente, a rede de distribuição deve estar sujeita a
uma pressão mínima e uma pressão máxima. A pressão mínima tem por
finalidade vencer os desníveis topográficos e as perdas de carga no ramal
predial e nas tubulações internas dos prédios abastecidos, de modo a garantir
que a água chegue até o reservatório predial padrão. A não superação dapressão máxima destina-se a garantir a integridade dos tubos, conexões e
válvulas utilizadas nas instalações prediais e também reduzir as perdas de
agua nas tubulações definida pela pressão referida ao nível do eixo da via
publica, sob a condição de consumo nulo e com a ocorrência em nível máximo
de água no respectivo reservatório de distribuição.
7.2 Pressão Dinâmica Máxima e Mínima
Rede de distribuição é a unidade do sistema de abastecimento de água
constituído por tubulações e órgãos acessórios instalados em logradouros
públicos, e que tem por finalidade fornecer em regime contínuo (24h por dia, 7
dias por semana), água potável em quantidade, qualidade e pressão adequada
a múltiplos tipos de consumidores, como por exemplo: residências, comércios,
indústrias e prestadoras de serviços, localizados em cidades, vila, ou outro tipo
de aglomeração urbana.
42
7.3 Ações de Combate as Perdas d’Água
A solução definitiva para o problema das elevadas perdas de água em
sistemas de abastecimento deve assegurar não somente a redução das
perdas, mas sobretudo o seu controle e manutenção em níveis aceitáveis, com
garantias
de
sustentabilidade
ao
longo
do
tempo.
Pode-se traçar um roteiro básico de referencia para o gerenciamento
sustentável das perdas, o qual deve abranger algumas fases:

Fase um: Diagnóstico dos problemas.

Fase dois: Identificar, avaliar e implementar ações de combate.

Fase três: Corresponde à proposição de ações de curto e médio prazo,
com previsão de custos, estimativas de benefícios e avaliação
econômica– financeira.
43
Capítulo 8
Tubulações e Acessórios
Os registros históricos indicam que provavelmente as primeiras tubulações
utilizadas pelo homem precedem a historia escrita, havendo vestígios em ruinas da
Babilônia e China antiga. A diversidade de tipos de matérias existentes exige estudo
cuidadoso do projetista para definir a opção mais adequada para cada aplicação, em
termos técnicos e econômicos.
8.1 Critérios para escolha de tubulações
Para escolher o tipo de tubulações a ser utilizada em uma determinada obra, o
projetista deve considerar diversos fatores, incluindo aspectos técnicos e econômicos.
Os aspectos técnicos tais como: vazão, rugosidade, resistências físicas e químicas as
ações internas e externas do sistema, facilidade de montagem, manutenção, dentre
outros, devem assegurar-se a qualidade sanitária e o desempenho satisfatório do
sistema projetado, de forma a minimizar a ocorrência de interrupções no
abastecimento de água e garantir a segurança do sistema.
8.2 Tipos de tubulações

Tubos de aço: Ideal para adutoras que trabalham sobre grandes pressões;

Tubos de PVC: Limitações em questão de resistência a pressões internas e os
diâmetros comerciais disponíveis;

Tubos de polietileno e polipropileno: Facilmente soldáveis, leveza e elevada
resistência química;

Tubos de concreto armado; São indicados para adutoras de grande porte,
como as redes de distribuição utilizadas em cidades;
8.3 Acessórios
Em adutoras por gravidade em conduto forçado, além das conexões usuais,
aprecem normalmente as seguintes peçasespeciais: valvular ou registros de paradas,
registros de descarga, valvular redutoras de pressão, e em adutoras por recalque há a
considerar além dessas, as válvulas de retenção e válvulas de aliviar a pressão.
Os acessórios podem ser responsáveis por um custo bastante representativo do
valor total da aquisição e assentamento das tubulações. Assim, a escolha incorreta
desses
dispositivos
representaria
prejuízo
funcionamento do sistema de abastecimento.
econômico
e
comprometeria
o
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Capítulo 9
Inovações
A Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp)
tem o objetivo de desenvolver novas tecnologias, Brasileiras, para
empresas que possam fabricar os equipamentos ou fornecer os serviços.
A detecção de vazamentos hoje utiliza um geofone, um aparelho
formado por um sensor que, apoiado no chão, capta as vibrações do solo e
depois envia para um amplificador e para um fone de ouvido.
Estão desenvolvendo um geofone digital que fará a coleta e a gravação
dos sinais digitalmente, criando uma biblioteca que permita a avaliação
imediata dos sinais captados no campo - por enquanto, eles estão
digitalizando o sinal dos geofones analógicos, até o desenvolvimento de um
sensor adequado. “Além disso, com a finalidade de baratear o equipamento
e tornar a tecnologia mais simples e de fácil utilização, decidiu-se utilizar
smartphones como plataforma de base do geofone," conta o pesquisador.
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Figura 9.
Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=inovacoes economizar-agua#.U4vDdPldWjK .
Outroproduto inovador que deve sair dos projetos entre a Sabesp e a
Poli-USP é um micro laboratório eletrônico - um chip baseado em técnicas
conhecidas como microfluídicas - para medir em tempo real a quantidade
de fósforo na água, seja de mananciais ou de estações de tratamento.
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Conclusão
A partir da realização desse, pode-se concluir que a água deve ser
fornecida à população com qualidade, acessibilidade, regularidade e nos
padrões de potabilidade estabelecidos pelas estações de tratamento de água.
É necessário também analisar os tipos de mananciais que serão escolhidos,
uma vez que é a partir da escolha e analise desses que o processo de
tratamento
da
água
será
estabelecido.
Conclui-se também que a função do engenheiro civil no abastecimento
urbano é calcular as vazões mínimas para o funcionamento dos aparelhos
presentes nas edificações, e também deve-se calcular de forma segura e
econômica os tipos e diâmetros das tubulações.
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Referências Bibliográficas
PÁDUA, V.L.; HELLER, L. (2010). Abastecimento de água para consumo
humano: volume 1. Minas Gerais, 2010. (Edição Universidade Federal de
Minas Gerais – UFMG, vol. 1.).
PÁDUA, V.L.; HELLER, L. (2010). Abastecimento de água para consumo
humano: volume 2. Minas Gerais, 2010. (Edição Universidade Federal de
Minas Gerais – UFMG, vol. 2.).
SITE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. Inovações para economizar água.
26/02/2014.
Online.
Disponível
em
www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=inovacoeseconomizar-agua. Capturado em 30/04/2014.