1Aula 4 Consumo de agua

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Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas
Departamento de Engenharia Civil
CIV 640 – Saneamento Urbano
Consumo de águaConsumo de água
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas
Departamento de Engenharia Civil
CIV 640 – Saneamento Urbano
Objetivo da aula 4:
Ao final desta aula os alunos deverão conhecer os 
principais aspectos quantitativos de consumo de principais aspectos quantitativos de consumo de 
água de abastecimento.
Sistema de Abastecimento de Água
3Fonte : VERCELLI (2012).
Dimensionamento do Sistema
Dependerá:
• Consumo médio por habitante
• População (Estimativa do número médio de habitantes)
• Variações da demanda
• Outros consumos que podem ocorrer na área de estudo• Outros consumos que podem ocorrer na área de estudo
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Consumidores de Água
• Doméstico
• Comercial
• Industrial
• Público• Público
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 Conceito de Vazão – Q 
• Quantidade em volume de fluido que 
atravessa uma dada seção do 
escoamento por unidade de tempo.
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• Q = V / T ou 
• Q = vmed X As
Consumo per capita
Quantidade de água consumida por dia, em média, por habitante
Volume distribuído anualmente (l/ano)
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Volume distribuído anualmente (l/ano)
q =
365. população atendida (hab)
q = (L/hab.dia)
Consumo doméstico
Tipos de usos
Europa Estados Unidos (1996 - 1998)
Inglaterra 
(1993)
Escócia 
(1991)
Noruega
(1983)
Denver 
(Colorado)
San Diego
(Califórnia)
Tampa 
(Flórida)
Discriminação dos distintos consumos de origem doméstica 
(L/hab.dia)
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Higiênico 86 93 70 135 96 106
Lavagem de 
roupas
30 37 25 59 62 54
Cozinha 25 17 28 45 44 47
Lavagem de 
carros e pátio
4 1 7 - - -
Total 145 148 130 239 202 197
Fonte: TWORT et al. (2000).
Consumo comercial
Discriminação dos distintos consumos de origem 
comercial no Reino Unido
Atividade Comercial Consumo
Escolas
25,0 L/dia.aluno, para pequenas unidades e 
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Fonte: TWORT et al. (2000).
Escolas
25,0 L/dia.aluno, para pequenas unidades e 
até 75,0 L/dia.aluno nas grandes escolas
Escritórios de grande porte 65,0 L/ empregado
Hospitais 350 -500 L/leito
Hotéis
350 - 400 L/leito e até 700 L/leito em 
hotéis de alto luxo
Lojas de departamentos 100 -135 L/empregado
Consumo público
Consumo médio para usos públicos
Estabelecimento Consumo
Aeroporto 8 - 15 L/ passageiro
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Fonte: MACINTYRE (2003).
Aeroporto 8 - 15 L/ passageiro
Banheiro público 10 - 25 L/usuário
Prisão 200- 500 L/detento
Quartel 150 L/soldado
Rega de jardim 1,5 L/m²
Consumo industrial
Consumos específicos para indústrias de Belo Horizonte e 
Contagem
Tipologia industrial Consumo
Borracha 27,4 L/kg
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Fonte: MACINTYRE (2003).
Borracha 27,4 L/kg
Metalúrgica 8,7 L/kg
Mecânica 28,9 L/kg
Eletroeletrônicos 41,9 L/kg
Têxtil 78,8 L/kg de algodão consumido
Frigoríficos 13,9 L/kg de carne
Produtos Alimentares 21,1 L/kg de farinah de trigo consumida
Construção Civil 1,5 L/kg de cimento consumido
Fatores que influenciam no consumo 
de água
• Clima
• Porte da comunidade
• Condições de renda familiar• Condições de renda familiar
• Grau de industrialização
• Pressão da água
• Custo da água
• Perdas no sistema
• Administração do sistema de abastecimento 
de água
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Fatores que influenciam no consumo 
de água
Porte da comunidade Faixa da população
(hab)
Consumo per capita
(QPC) (l/hab.d)
Povoado rural < 5.000 90-140
Consumo per capita por porte da comunidade
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Povoado rural < 5.000 90-140
Vila 5.000 – 10.000 100-160
Pequena localidade 10.000 – 50.000 110-180
Cidade Média 50.000 – 250.000 120-220
Cidade Grande > 250.000 150-300
Fonte: VERCELLI (2011).
Perdas no sistema
Descrição dos componentes das perdas que ocorrem nos sistemas de 
abastecimento
Perdas físicas ou reais Consumo
Vazamentos nas tubulações de 
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Vazamentos nas tubulações de 
distribuição e ligações prediais
Ligações Clandestinas
Extravasamento de reservatórios
By-pass irregular no ramal das 
ligações
Operações de descargas nas redes 
de distribuição e limpeza de 
reservatórios
Problemas de micromedição
Fonte: HELLER (2013).
Variações no Consumo
Variações Diárias
Maior consumo diário no ano
Ocorrem variações de consumo significativas no
sistema de abastecimento de água, que podem ser
mensais, diárias, horárias e instantâneas.
Maior consumo diário no ano
K1 = 
Consumo médio diário
K1 – Coeficiente do dia de maior consumo
Obs.: (1) Excluir os consumos dos dias em que ocorreram acidentes no sistema ou fatos
excepcionais responsáveis por alterações no consumo de água.
(2) Recomenda-se que seja considerados, no mínimo, cinco anos consecutivos de
observações, adotando-se a média dos coeficientes determinados.
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Variações no Consumo
Variações do consumo no ano
16Fonte: TSUTIYA (2004).
Variações no Consumo
Coeficientes do dia de maior consumo (K1 )
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Fonte: VERCELLI (2012).
Variações no Consumo
Variações Horárias
Maior vazão horária do dia de maior consumo
K2= 
Consumo médio horário do dia de maior consumoConsumo médio horário do dia de maior consumo
K2 – Coeficiente de hora de maior consumo
OBS.: O coeficiente K1 é utilizado como reforço para cálculos de projetos
em todas as unidades do sistema, enquanto K2 é adotado como reforço
apenas para a rede de distribuição
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Variações no Consumo
Variações do consumo horário
19Fonte: TSUTIYA (2004).
Variações no Consumo
Coeficientes da hora de maior consumo (K2 )
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Fonte: VERCELLI (2012).
Sistema de Abastecimento de Água
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Fonte : TSUTIYA (2012).
Cálculo de Vazão
Vazão média
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Q = vazão média (L/s)
P = população da área abastecida (habitantes);
qpc = consumo per capita de água (L/ hab. dia);
Cálculo de Vazão
Vazão da captação, estação elevatória e adutora até a ETA
Q = vazão média (L/s)
k1 = coeficiente do dia de maior consumo;
Qs= vazão singular, por exemplo, grandes consumidores (indústrias, 
comércios, etc) (L/s); 
qETA = Consumo na ETA (%).
Cálculo de Vazão
Vazão da ETA até o reservatório
Q = vazão média (l/s)
k1 = coeficiente do dia de maior consumo;
Qs= vazão singular, por exemplo, grandes consumidores (indústrias, 
comércios, etc); 
Cálculo de Vazão
Vazão do reservatório até a rede 
Q = vazão média (L/s)
k1 = coeficiente do dia de maior consumo;
k2 = coeficiente da hora de maior consumo;
Qs = vazão específica, por exemplo, grandes consumidores (indústrias, 
comércios, etc); 
Exercícios
Exercício 1:
Calcular as vazões de dimensionamento de um
sistema de abastecimento de água, para atendersistema de abastecimento de água, para atender
uma população de 100.000 habitantes com vazão
industrial de 25 l/s, sendo o consumo per capita de
200 l/hab.dia e um consumo na ETA de 3%. Adotar
para k1 = 1.2 e k2=1.5. Período de funcionamento da
ETA = 15h.
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Exercícios
Exercício 2:
No ano de 1996 foi aduzido para a cidade de Bauru
(SP) 33.752.520 m3 de água para atender a uma
população de 292.000 pessoas (sede + distritos). O
consumo máximo diário observado foi igual aconsumo máximo diário observado foi igual a
108.820 m3 e ocorreu no dia 21 de março. Calcular:
a) A Vazão média, em l/s, aduzida para a cidade;
b) O consumo médio per capita no ano, em
L/hab.dia;
c) O coeficiente do dia de maior consumo
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Sistemas de abastecimento de água
• As obras devem atender uma população maior
que a atual
Estimativas de População
• Período de projeto (plano do projeto, horizonte
do projeto): corresponde ao crescimento
demográfico em um certo número de anos.
Adotado 20 a 30 anos
As projeções de populaçãopara projetos de
saneamento devem considerar:
 Qualidade das informações que servirão de base
para a projeção populacional
 Dados populacionais do município e distritos dos
últimos quatro censos demográficos
Estimativas de População
 Dados populacionais do município e distritos dos
últimos quatro censos demográficos
- população residente urbana e rural
- domicílios ocupados
- número de habitantes por domicílio
- população residente e domicílios ocupados
As projeções de população para projetos de
saneamento devem considerar:
• Dados atuais do número de ligações de água e luz
(residenciais, comerciais, industriais e públicas)
Estimativas de População
• Índices de atendimentos divulgados pelas
concessionárias
• Dados atualizados do cadastro imobiliário da
prefeitura
As projeções de população para projetos de
saneamento devem considerar:
• Pesquisa de campo (amostra representativa):
- parâmetros urbanísticos e demográficos da
ocupação atual
- padrão econômico
Estimativas de População
- padrão econômico
- tamanho médio do lote
- domicílios por lote
- habitantes por domicílio
- índice de verticalização
As projeções de população para projetos de
saneamento devem considerar:
• Planos e projetos (industriais, habitacionais etc)
Estimativas de População
• Planos e projetos (industriais, habitacionais etc)
• Plano Diretor
• Situação sócio-econômica do município e seu
papel na região em que se insere
Método Aritmético
 Admite:
- taxa de crescimento constante para os anos
seguintes
- população varie linermente
Estimativas de População
- população varie linermente
dP/dt = Ka
Ka = P2-P1/t2-t1
P = P2 + Ka . (t-t2)
Onde:
dP/dt = variação da população por unidade de
tempo
Ka = constante
P1 – população do penúltimo censo
P2 – população do último censo
P – População no ano de projeção
t – ano de projeção
Obs: Pode ser utilizado para previsão populacional para um
período de 1 a 5 anos.
Método Geométrico
 Considera:
- a mesma porcentagem de aumento da
população para iguais períodos de tempo
Estimativas de População
população para iguais períodos de tempo
dP/dt = Kg . P
Kg = lnP2-lnP1/t2-t1
P = P2 . e
Kg . (t-t2)
Onde:
dP/dt = variação da população por unidade
de tempo
Kg = taxa de crescimento geométrico
P1 – população do penúltimo censo
P2 – população do último censo
P – População no ano de projeção
t – ano de projeção
Exercícios
Exercício 3:
Calcular a população de uma cidade para o ano 2020 e
2030, utilizando os seguintes métodos de previsão
populacional:
a) Aritmético
b) Geométrico
São conhecidos os dados da população urbana da cidade
referente aos censos de 1991, 2000 e 2010,
apresentados na tabela 1.
Tabela 1 – Dados da população
Ano População (hab.)
1991 28.809
2000 46.867
2010 68.808