STAE Consumo de água

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Capítulo 5 – O consumo de água 
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5. CONSUMO DE ÁGUA 
 
 
5.1. Introdução 
 A elaboração de um projeto de abastecimento de água exige o conhecimento 
das vazões de dimensionamento das diversas partes constitutivas do sistema. Por sua 
vez, a determinação dessas vazões implica no conhecimento da demanda de água na 
cidade, que é função: 
• do número de habitantes a ser abastecido; 
• da quantidade de água necessária a cada indivíduo. 
Os problemas de dimensionamento das canalizações, estruturas e 
equipamentos, implicam em estudos diversos que incluem a verificação do consumo 
médio por pessoa, a estimativa do número de habitantes a ser beneficiado e as 
variações de demanda, que ocorrem por motivos vários. 
 
5.2. Usos da água 
 A água conduzida para uma cidade enquadra-se numa das seguintes classes 
de consumo ou de destino: 
• doméstico; 
• comercial ou industrial; 
• público; 
• perdas e fugas. 
 
 
Água para uso doméstico 
É a água consumida nas habitações e compreende as parcelas destinadas a fins 
higiênicos, potáveis e alimentares, e à lavagem em geral. Diversos autores 
efetuaram estudos sobre a quantidade necessária para esse fim. No Brasil, destaca-se 
o que foi elaborado por Francisco Bicalho, conforme citação de F. Saturnino R. de 
Brito, na obra “Abastecimento de águas”, publicada em 1905. Segundo o mesmo, 
cada indivíduo consome em média, de 50 a 90 litros por dia, assim divididos: 
 
 Tabela 5.1: Previsão de consumo de água segundo Franscisco Bicalho. 
Distribuição Consumo (L/hab dia) 
Bebida 
Preparo de alimentos 
Lavagem de utensílios 
Abluções 
Banho 
Lavagem de roupas 
Limpeza de bacias sanitárias 
Eventuais perdas 
TOTAL 
2 
6 
2-9 
5 
10-30 
10-15 
9-10 
6-13 
50-90 
 Estudos mais recentes apontam como representativos para as condições atuais 
os seguintes valores: 
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Tabela 5.2: Previsão de consumo de água (mais recente) 
Distribuição Consumo (L/hab dia) 
 
Bebida e cozinha 
Lavagem de roupa 
Banhos e lavagens de mãos 
Instalações sanitárias 
Outros usos 
Perdas e desperdícios 
TOTAL 
 
10-20 
10-20 
25-55 
15-25 
15-30 
25-50 
100-200 
As vazões destinadas ao uso doméstico variam com o nível de vida da 
população, sendo tanto maiores, quanto mais elevado esse padrão. Nos Estados 
Unidos, costuma-se incluir nessa classificação a água utilizada para irrigação de 
jardins e gramados particulares, muito comuns naquele país. Essa parcela pode 
atingir uma quantidade apreciável, a ponto de ser admitida uma classificação 
especial. A lavagem de automóveis em casa, com o emprego de esguicho, é uma 
prática que está se ampliando e merece um estudo, devido à influência que exerce no 
consumo doméstico. 
 
Água para uso comercial ou industrial 
Com relação à água para uso comercial, destaca-se a parcela utilizada pelos 
restaurantes, bares, hotéis, pensões, postos de gasolina e garagens, onde se manifesta 
um consumo muito superior ao das residências. 
Quanto às indústrias, aquelas que utilizam a água como matéria-prima ou 
para lavagens e refrigeração apresentam consumos mais elevados. Conhecem-se 
valores médios de consumo relacionados a cada tipo de atividade, em função de 
unidades de produção ou de outros dados tomados como referência. A Tabela 5.3 
indica alguns valores que poderão ser utilizados na previsão de consumo de 
estabelecimentos comerciais e industriais. 
 
Tabela 5.3: Consumo de água em alguns tipos de estabelecimentos comerciais 
e industriais. 
Estabelecimentos Consumo 
Escritórios comerciais 
Restaurantes 
 50 L/pessoa/dia 
25 L/refeição 
Hotéis, pensões (sem cozinha e sem 
lavanderia) 
Lavanderia 
Hospitais 
Garagens 
Postos de serviço para veículos 
Indústrias (uso sanitário) 
Matadouro – animais de grande porte 
Matadouro – animais de pequeno porte 
Laticínios 
Curtumes 
120 L/hóspede/dia 
30 L/kg/roupa 
250 L/leito/dia 
50 L/automóvel/dia 
150 L/veículo/dia 
70 L/operário/dia 
300 L/cabeça abatida 
150 L/cabeça abatida 
1–5 L/kg de produto 
50–60 L/kg de couro 
100– 400 L/kg de papel 
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Fábrica de papel 
Tecelagem (sem alvejamento) 
10–20 L/kg de tecido 
Água para uso público 
Inclui-se nesta classificação a parcela de água utilizada na irrigação de jardins, 
lavagem de ruas e passeios, edifícios e sanitários de uso público, alimentação de 
fontes, esguichos e tanques fluxíveis de redes de esgoto. 
 
5.3. Consumo médio per-capita 
 Numa cidade com sistema de água em funcionamento regular, obtém-se o 
valor médio per-capita, dividindo-se o volume total de água distribuída durante um 
ano, por 365, e pelo número de habitantes beneficiados. É expresso geralmente em 
litros por habitantes por dia (L/hab.dia). 
 Assim, 
qm = Volume distribuído anual___ 
365 x População beneficiada 
 
 Cálculos já efetuados para um grande número de cidades, permitem conhecer 
com razoável aproximação o seu valor e, assim, aplica-lo quando se pretende 
elaborar novos projetos. No Brasil são poucos os dados divulgados, que resultaram 
de medições sistemáticas e seguras, associadas a levantamentos cuidadosos de 
população. 
As condições indispensáveis para um estudo criterioso, são a continuidade de 
medição da água aduzida para a cidade (feita por meio de aparelhos apropriados) e a 
existência de um sistema que seja capaz de fornecer água ininterruptamente aos 
consumidores, sem necessidade de forçar a restrição do consumo. Se isto ocorrer por 
deficiência de água nos mananciais, insuficiência de equipamentos e instalações, 
freqüentes interrupções de energia elétrica, ou ainda, de má operação do sistema, os 
resultados poderão ser falhos. 
Na elaboração de projetos para cidades ainda não providas de qualquer 
sistema distribuidor, utilizam-se dados mais ou menos consagrados de consumo 
médio per-capita, para se calcular a quantidade de água necessária no decorrer de 
determinado período de tempo. As normas para projeto organizadas ou adotadas 
por entidades locais, estaduais ou regionais, geralmente apresentam os valores a 
serem adotados, Tabela 5.4. 
 
 Tabela 5.4: Dados de consumo médio per-capita 
Entidades Consumo per-capita 
Norma da Superintendência de 
Água e Esgotos da Capital (1960) 
 
Norma do extinto Departamento 
de Obras do Estado de São Paulo 
(1951) 
 
Normas das Entidades Federais no 
Nordeste: SUVALE; DNERu; 
 
300 L/hab/dia 
 
200 L/hab/dia 
 
 
a) Para cidade com população inferior a 50 
000 hab. 
Recomendado: 150 a 200 L/hab/dia 
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DNOCS; DNOS; FSESP E 
SUDENE 
Mínimo: 100 L/hab/dia 
b) Zonas servidas por torneiras públicas: 
30 L/hab/dia 
A razão de ser desses valores, quando não decorrentes de pesquisas 
cuidadosas, poderá ser justificada através da suposição razoável dos diferentes 
destinos da água. No caso da norma do Extinto Departamento de Obras Sanitárias do 
Estado de São Paulo, aplicável aos projetos de cidades do interior, o valor indicado 
de 200 L/hab/dia, resultou da soma das seguintes parcelas de consumo específico, 
então admitidas. 
 
Para fins domésticos 85 L/hab/dia 42,5% 
Para fins industriais e comerciais 50 L/hab/dia 25,0% 
Para fins públicos 25 L/hab/dia 12,5% 
Perdas 40 L/hab/dia 20,0% 
TOTAL 200 L/hab/dia 100,0% 
 
5.4. Fatores que afetam o consumo 
 
Influência do clima 
Quanto mais quente a região maior o consumo. A umidade também exerce 
influência, sendo maior o consumo em zonas mais secas que nas úmidas. 
 
Influência dos hábitos e nível de vida da população 
Os hábitos da população na utilização direta ou indireta da água, tais como 
em banhos, lavagem de logradouros,irrigação de jardins e de gramados públicos e 
particulares. 
Sobre a influência do nível de vida, tem-se como certo que, quanto mais 
elevado o estágio econômico e social da população, maior o consumo, em 
decorrência de um maior campo de utilização da água, resultante do emprego de 
máquinas de lavar roupa, de lavagem de automóveis e de numerosas outras 
aplicações que visam trazer conforto e facilidades. O aumento do consumo de água 
com a elevação do nível de vida identifica-se com o fenômeno que se verifica com 
relação ao consumo de energia elétrica. Tem sido observado que uma família de 
bairro residencial fino consome muito mais água que outra com mesmo número de 
habitantes de bairro de residencial médio ou pobre. 
 
Influência da natureza da cidade 
As cidades industriais destacam-se como as que apresentam maior consumo 
per-capita, em conseqüência dos gastos elevados de água, que geralmente se 
verificam na maior parte das indústrias. Há, entretanto, certas espécies de indústrias 
em que o consumo não é tão significativo. Exemplos: indústria de calçados, de 
móveis, de confecções. 
Os agrupamentos tipicamente residenciais como as vilas operárias, cidades 
satélites de centros industriais e conjuntos habitacionais, são os que apresentam 
Capítulo 5 – O consumo de água 
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consumo mais baixo, pelo fato de não existir atividade profissional da população que 
acarrete uma demanda complementar à verificada nas residências. 
 
Influência do crescimento da cidade 
 
A experiência tem mostrado que o consumo per-capita tende a aumentar à 
medida que aumenta a população da cidade. 
Entre os fatores determinantes destacam-se a maior demanda industrial e 
comercial, logicamente ocorrente, as maiores possibilidades de perdas nas extensas e, 
muitas vezes, obsoletas redes distribuidoras, e o uso para fins públicos, que pode 
assumir proporções mais amplas com a prosperidade da administração local e a 
preocupação em manter e ampliar o serviço de limpeza de pavimentos, edifícios, 
monumentos e parques. 
A Figura 5.1 mostra a curva média de consumo per-capita de oito cidades da 
Argentina. A partir dessa curva torna-se possível, mediante projeção, prever 
aproximadamente o consumo per-capita que se verificará no futuro, para fins de 
planejamento de obras. 
 
Influência da medição 
A presença de medidores de consumo nas instalações prediais é um fator que 
muito influencia o consumo de água. A ausência de controle impede que a taxação 
seja feita como base no consumo efetivo; conseqüentemente, desaparece o temor de 
que um gasto exagerado causado por desperdícios e fugas possa ocasionar contas 
elevadas. 
Em todas as cidades em que o serviço medido não foi implantado, observa-se 
que o consumo per-capita é bem mais alto comparativamente a cidades semelhantes 
onde há medição, parcial ou total. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.1: Curva média do consumo per-capita de 8 cidades da Argentina 
possuindo redes de esgoto, mas com regime de torneira livre. 
 
Influência da pressão da rede 
Quando os aparelhos e torneiras de uma instalação predial são alimentados 
diretamente pela rede pública na qual reina uma pressão muito elevada, o consumo 
médio aumenta devido à saída maior da água, mesmo com pequena abertura das 
Capítulo 5 – O consumo de água 
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válvulas e torneiras e, também, devido às maiores fugas ocorrentes na própria rede. 
Se a alimentação for indireta, isto é, através de reservatórios domiciliares, os defeitos 
de registros de bóia serão mais freqüentes e ocasionarão, igualmente, perdas de água 
e, portanto, maior consumo. 
 
Por isso, as redes distribuidoras devem trabalhar a pressões tanto quanto 
possível reduzidas, desde que assegurem o abastecimento adequado a todos os 
prédios servidos. 
 
5.5. Variações de consumo 
 A água distribuída para uma cidade não tem uma vazão constante, mesmo 
considerada invariável a população consumidora. Devido à maior ou menor 
demanda em certas horas do período diário ou em certos dias ou épocas do ano, a 
vazão distribuída sofre variações mais ou menos apreciáveis. Também nisto, os 
hábitos da população e as condições climáticas têm influência. 
 
Variações diárias 
O volume distribuído num ano dividido por 365 permite conhecer a vazão 
média anual. 
 
A relação entre o maior consumo diário verificado, e a vazão média diária 
anual fornece o coeficiente do dia de maior consumo. Assim, 
 
 
K1 = Maior consumo diário no ano_ 
Vazão média diária no ano 
 
Seu valor varia entre os limites mais ou menos amplos, geralmente entre 1,2 e 
2,0 dependendo das condições locais. As normas para projetos adotadas em cada 
localidade, estado ou região estabelecem o valor do coeficiente do dia de maior 
consumo a ser adotado nos estudos. 
 
Utiliza-se esse coeficiente na determinação da vazão de dimensionamento de 
várias partes constitutivas de um sistema de fornecimento público de água, entre as 
quais: obras de captação, casas de bombas, adutoras e estação de tratamento. 
 
Variações horárias 
Também no período de um dia há sensíveis variações na vazão de água 
distribuída a uma cidade, em função da maior ou menor demanda no tempo. As 
horas de maior demanda situam-se em torno daquelas em que a população está 
habituada a tomar refeições, em conseqüência do uso mais acentuado de água na 
cozinha, antes e depois das mesmas. 
O consumo mínimo verifica-se no período noturno, geralmente nas primeiras 
horas da madrugada. A Figura 5.2 mostra uma curva de variação horária de 
consumo referente ao bairro de Vila Maria na cidade de São Paulo. Para o traçado 
desta curva é necessário que haja um medidor instalado na saída do reservatório de 
Capítulo 5 – O consumo de água 
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água para a cidade, capaz de registrar ou permitir o cálculo das vazões distribuídas 
em cada hora. 
A relação entre a maior vazão horária observada num dia e a vazão média 
horária do mesmo dia define o coeficiente da hora de maior consumo, ou seja: 
 
 
K2= maior vazão horária no dia_ 
 Vazão média horária no dia 
 
Observações realizadas em diversas cidades mostram que seu valor também 
oscila bastante, podendo variara entre 1,5 e 3,0. Entre nós, é usual adotar-se para fins 
de projeto o valor 1,5. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.2: Curva de variação horária de consumo referente ao bairro de Vila 
Maria em São Paulo, no dia 25-9-60 
 
Este coeficiente é utilizado quando se pretende dimensionar os condutos de 
distribuição propriamente ditos que partem dos reservatórios, pois permite conhecer 
as condições de maior solicitação nessas tubulações. 
Conforme será estudo em outro capítulo, uma das funções do reservatório é 
atender às demandas que se verificam nos períodos de maior consumo. Assim sendo, 
a tubulação que alimenta o reservatório não necessita ser dimensionado para a vazão 
da hora de maior consumo, bastando considerar a vazão do dia de maior consumo. 
 
Variações acidentais 
Decorrem de circunstâncias especiais imprevisíveis e não podem ser 
transformadas em coeficientes. A não ser que se conheçam quantitativamente essas 
variações ou que hajam normas especiais estabelecendo critérios para levá-las em 
conta, não são geralmente consideradas nos cálculos. 
 
5.6. Período de projeto 
 O projeto de um sistema de abastecimento de água, para uma cidade comum 
deve levar em consideração a demanda que se verificará numa determinada época 
em razão de sua população futura. Admitindo ser esta última variável crescente, é 
Capítulo 5 – O consumo de água 
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fundamental fixar a época até a qual o sistema poderá funcionar satisfatoriamente, 
sem sobrecarga nas instalações ou deficiências na distribuição. 
 O tempo que decorre até atingir essa época defineo período de projeto. O 
período de projeto pode estar relacionado à durabilidade ou vida útil das obras e 
equipamentos, ao período de amortização do capital investido na construção ou, 
ainda, a outras razões. Os problemas relativos às dificuldades de ampliação de 
determinadas estruturas ou partes do sistema, como também o custo do capital a ser 
investido e o ritmo de crescimento das populações são aspectos importantes a serem 
igualmente considerados. 
 Se, por exemplo, o crescimento populacional for muito rápido, os períodos 
longos de projeto acarretarão obras grandiosas que oneram demais a comunidade 
nos anos iniciais. Nos grandes sistemas, o período de projeto poderá ser mais amplo, 
no caso específico de estruturas ou partes constitutivas em que a ampliação for 
difícil. É o caso das barragens e condutos de grande diâmetro, em que se consideram 
períodos de 25 a 50 anos. 
 No Brasil, raramente se admitem períodos superiores a 25 anos ou 30 anos. É 
comum adotar-se o período de 20 anos para as instalações pequenas e médias, 
comuns no interior do país, e indistintamente para todas as partes constitutivas do 
sistema. 
 
5.7. Consumo de água para combate a incêndios 
 O combate ao fogo requer grande quantidade de água. Todavia esta só se faz 
necessária quando ocorrem incêndios, razão pela qual o consumo que estamos 
considerando assume um aspecto diferente dos demais. Em outras palavras, 
enquanto é elevada a demanda horária de água para o combate ao fogo, o consumo 
diário de água para tal fim só não é nulo nos dias de incêndio, sendo pequeno o 
consumo anual respectivamente. 
 O combate ao fogo é feito através de jatos d´água, cuja vazão normal unitária é 
de 16 L/seg, devendo, todavia ter um valor mínimo de 12 L/seg. O número de jatos 
simultâneos é estabelecido por meio de fórmulas empíricas, como a fórmula de 
Kuichling: 
 
 F = 2,8 √P 
 
Sendo P a população expressa em milhares de habitantes. 
 
Freeman estimou em seis horas a duração máxima do combate ao fogo através 
da água. Com os dados aqui fornecidos torna-se possível determinara a demanda 
horária e o consumo diário de água nos dias de incêndio. 
Segundo a Junta Americana de Companhias de Seguro contra Fogo (National 
Board of Fire Underwrites – NBFU), a quantidade de água necessária para combater 
incêndios é função da população, conforme Tabela5.5. 
 Para um cidade com população superior a 200 000 habitantes, deve-se 
considerar, segundo a NBFU, dois incêndios ocorrendo simultaneamente, sendo de 
756 L/seg a água necessária para o primeiro, e de 126 a 504 L/seg, a destinada ao 
segundo, para a duração também de 10 horas. 
Capítulo 5 – O consumo de água 
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 O consumo de água para combate ao fogo Cf é calculada, pois, através da 
Tabela 5.5, multiplicando-se a demanda pelo tempo de duração do incêndio. 
 
 
 
 
 
Tabela 5.5: Água necessária para incêndio, com base na fórmula do “National 
Borad of Fire Underwriters” 
População Demanda 
para 
incêndio 
L/seg. 
(cidade 
comum) 
Duração 
(hora) 
População Demanda 
para 
incêndio 
(L/seg.) 
cidade 
comum 
Duração 
(hora) 
1 000 63 4 22 000 283 10 
1 500 78 5 28 000 315 10 
2 000 94 6 40 000 378 10 
3 000 110 7 60 000 441 10 
4 000 126 8 80 000 504 10 
5 000 141 9 100 000 367 10 
6 000 158 10 125 000 630 10 
10 000 189 10 150 000 693 10 
13 000 220 10 200 000 756 10 
17 000 252 10 -------- ------- -------- 
 
 
Exemplo 5. 1: 
 Uma cidade terá um sistema de abastecimento conforme esquematizado na 
Figura abaixo. Sua população futura, para fins de projeto, foi estimada em 45000 
habitantes. Uma indústria localizada entre o reservatório e a cidade terá um consumo 
diário regularizado de 2200 m3. Determine: 
1) As vazões para o dimensionamento, expressas em litros por segundo, dos 
diferentes trechos de canalização, admitindo os seguintes dados: 
- consumo médio per capita anual.................................. 200L/dia . hab. 
- coeficiente de variação diária....................................... k1 = 1,25 
- coeficiente de variação horária..................................... k2 = 1,50 
- água necessária para a lavagem dos filtros da 
 estação de tratamento...................................................4% do volume tratado. 
 
2) Se a estação de tratamento tiver que funcionar somente 16 horas por dia, quais as 
alterações nas vazões de dimensionamento? 
 
 
Capítulo 5 – O consumo de água 
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