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Apostila Saneamento Basico

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INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA 
DEPARTAMENTO ENGENHARIA DE FORTIFICAÇÃO E CONSTRUÇÃO 
CURSO DE ENGENHARIA DE FORTIFICAÇÃO E CONSTRUÇÃO 
 
 
 
APOSTILA 
 
SANEAMENTO BÁSICO I 
 
 
 
 
SANDRO FILIPPO – CAP QEM FC 
 
 
 
 
UNIDADES DIDÁTICAS : 
 
UNIDADE I - SANEAMENTO BÁSICO 
 
UNIDADE II - ABASTECIMENTO DE ÁGUA 
 
UNIDADE III - TRATAMENTO DE ÁGUAS PARA ABASTECIMENTO 
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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1
SANEAMENTO BÁSICO I
A disciplina de Saneamento Básico I possui os seguintes objetivos específicos :
· Apresentar a importância do Saneamento Básico;
· Fornecer subsídios para projetar, especificar e construir sistemas simplificados para
abastecimento de água;
· Fornecer subsídios para projetar, especificar e construir instalações para tratamento
de águas para abastecimento.
UNIDADE I - SANEAMENTO BÁSICO
1. - Conceitos Fundamentais
Saúde : é um estado de completo bem estar físico, mental e social e não apenas a
ausência de doença ou enfermidade (definição do início da década de 70 da
Organização Mundial de Saúde).
Saúde pública : é a ciência e a arte de promover, proteger e recuperar a saúde,
através de medidas de alcance coletivo e de motivação da população. Corresponde a um
esforço organizado da coletividade em prol da saúde definida pela OMS. Refere-se
sempre a coletividade.
Saneamento : é o controle de todos os fatores do meio físico do homem, que
exercem ou podem exercer efeito deletério sobre sobre seu bem-estar físico, mental ou
social (OMS). Corresponde a um conjunto de medidas que tendem a modificar o meio e
quebrar o elo da cadeia de transmissão de doenças com o propósito de promoção e
proteção da saúde. O saneamento é uma das armas da Saúde Pública para a quebra deste
elo da cadeia. O saneamento tem também grande importância econômica na medida em
que reduz o número de enfermidades e de mortes de indivíduos produtivos e o gasto
com internações hospitalares.
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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2. - Principais Atividades de Saneamento Básico
As principais atividades de saneamento básico abrangem principalmente os
seguintes itens :
· Abastecimento de água;
· Coleta e disposição de águas residuárias (esgotos sanitários, resíduos líquidos
industriais e águas pluviais);
· Acondicionamento, coleta, transporte, tratamento e/ou destino final dos resíduos
sólidos (lixos de naturezas diversas);
· Controle da poluição ambiental - água, ar e solo (acústica, visual e etc.)
· Saneamento dos alimentos;
· Controle de artrópodes e de roedores de importância em saúde pública (controle de
vetores);
· Saneamento da habitação, dos locais de trabalho, de educação, de recreação e dos
hospitais;
· Saneamento dos meios de transporte;
· Saneamento em situações de emergência (enchentes e calamidade pública).
3. - Evolução histórica do saneamento
Dentre alguns fatos históricos que envolvem as principais atividades de saneamento
podem ser citados :
· Os povos primitivos já se instalavam próximos as margens dos rios para captarem
água dos mesmos;
· No Paquistão à 3.000 a.C. já existiam casa com banheiros, tubos cerâmicos,
alvenaria de tijolos para canalização de águas pluviais;
· Em Creta à 2.000 a.C. já eram empregadas manilhas cerâmicas de ponta e bolsa;
· Os egípcios e japoneses já possuíam técnicas para clarificação da água através de
filtros domésticos;
· As aglomerações humanas mais densas já necessitavam de grandes obras destinadas
à captação, como por exemplo a construção de tanques de reservação;
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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3
· Os romanos possuíam sistemas de abastecimento de água mais completos e grande
complexidade;
· As atividades de captação, transporte e armazenamento de água surgiram em
conseqüência do aumento do consumo;
· As atividades de tratamento de água surgiram em decorrência do crescimento da
poluição;
· Por volta do ano 1240, Londres já possuía água encanada através de tubulações de
chumbo;
· Na Alemanha a partir do ano 1500 tornou-se obrigatório o uso de fossas.
· Com a invenção da máquina a vapor na Revolução Industrial foi possível o
surgimento dos primeiros equipamentos para bombeamento d'água;
· A eficiência da filtração de água só foi reconhecida por engenheiros no início do
século XIX;
· Em 1815 foi autorizado em Londres o lançamento de efluentes domésticos nas
galerias de águas pluviais da cidade;
· Em 1854, Snow comprovou cientificamente a associação entre a fonte de água
consumida pela população de Londres e a incidência de cólera;
· A 1ª rede de esgotos da cidade de São Paulo foi projetada e construída pelos ingleses
em 1876;
· A partir de 1908 foram empregadas como tratamento de água as primeiras
substâncias desinfetantes como o hipoclorito de cálcio;
· Até o início do século XIX não se conheciam os sistemas de esgotos tais como hoje
concebidos;
· No século XVII ocorreram as primeiras experiências com tubos de ferros fundidos.
Antes era de barro, chumbo e madeira, de pequenas dimensões que não suportavam
muitas pressões. Procuravam seguir então a linha piezométrica do sistemas para
evitar pressões maiores.
· Modernamente novos materiais e técnicas vem sendo empregados para
desenvolvimento das atividades de saneamento básico, facilitando a construção de
instalações cujo objetivo principal é o de reduzir e eliminar as doenças causadas ao
homem pela falta de condições sanitárias adequadas.
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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4.- Princípios Gerais do Saneamento
Dentre alguns princípios gerais do Saneamento Básico podem ser citados :
4.1 - Princípio da Densidade
O princípio da densidade se baseia no fato de que quanto maior a densidade ou a
concentração de atividades, menor o poder de autodepuração do meio ambiente. Logo,
maiores devem ser as medidas de controle e de saneamento do meio.
4.2 - Princípio de Detalhes
O princípio de detalhes prega a teoria de que a observância dos mínimos
detalhes em saneamento é fundamental. Alguns exemplos citados a seguir explicam tal
princípio :
· Antes de iniciar o funcionamento de qualquer tipo de obra nova em saneamento
principalmente no que se refere ao abastecimento de água, deve-se realizar uma
desinfecção total do sistema com dosagem forte de cloro na água (desinfecção
operacional);
· A concentração de cloro empregada no tratamento de águas para abastecimento é
função também do tipo e resistência do microorganismo possível de estar presente
no sistema. Exemplo : vibrão da cólera e shigella (0,5 mg/l), pólio (1,2 mg/l), vírus
da hepatite (3,0 mg/l) e rotavírus (3,0 mg/l).
4.3 - Princípio do Alcance e do Controle
Este princípio rege que sempre que possível deve-se sanear o todo, ou seja,
proteger somente parte de um todo por algum tipo de medida de saneamento pode
comprometer o todo, inclusive a parte supostamente protegida. Exemplo: sempre deve-
se imunizar um maior número possível de pessoas em uma campanha de vacinação.
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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4.4 - Princípio do Período de Carência ou do Silêncio
Existe um período de carência entre os problemas de saneamento e os resultados
obtidos pela implantação de alguma medida de saneamento para resolvê-los. Como
exemplo, na Figura 1 pode-se observar que existe um período a partir da introdução da
cloração no abastecimentode água da cidade de São Paulo em 1926, para o decaimento
do número de casos de febre tifóide. Cabe ressaltar que a introdução de sistemas de
abastecimento de água traz retornos relativamente rápidos no que diz respeito a
melhoria das condições de saúde da população abastecida.
Figura 1 - Coeficiente de mortalidade por febre tifóide no município de São Paulo
5. – Situação do Saneamento Básico e da Saúde Pública no Brasil
O Brasil é um país em grave estado de saúde. Pesquisas realizadas no início dos
anos 90 pela ABES (Associação Brasileira de Engenharia Sanitária) e pelo IBGE
(Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) possibilitam uma visualização do quadro
sanitário no país, evidenciando as condições precárias a que esta exposta grande parte
da população brasileira.
Em 1991 o Brasil possuía 152,3 milhões de habitantes, sendo que 77 % viviam
em áreas urbanas e apenas 27 % em áreas rurais. Nesta época menos de 70 % dos
habitantes eram atendidos por sistemas coletivos de abastecimento de água, verificando-
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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se uma significativa variação de cobertura entre os estados. Alguns problemas dos
sistemas não revelados pelas estatísticas são o não cumprimento dos padrões de
potabilidade pela água distribuída e a ocorrência de intermitência no abastecimento,
comprometendo a quantidade de água fornecida à população e a sua própria qualidade.
Outro problema grave é o elevado índice de perdas, devido a vazamentos e
desperdícios, chegando a índices que superam 50 %.
Os dados referentes ao esgotamento sanitário são bastante impressionantes.
Apenas 30 % da população brasileira era atendida por redes coletoras. O volume de
esgotos tratados era extremamente baixo, com apenas 8 % dos municípios apresentando
unidades de tratamento. Mesmos nesses, em geral, as estações de tratamento atendem a
apenas uma parcela da população, as eficiências são reduzidas e os problemas
operacionais são freqüentes.
As deficiências na coleta e na disposição inadequada do lixo, que é lançado a
céu aberto na grande maioria das cidades brasileiras, constituem outro sério problema
ambiental e de saúde pública.
Carências graves são também observadas na área de drenagem urbana,
submetendo diversos municípios a periódicas enchentes e inundações, além de
problemas de saúde pública resultantes do escoamento deficiente das águas de chuva.
Na área de controle de vetores, por sua vez, a descontinuidade dos programas e a
falta de articulação entre as diversas instâncias institucionais vêm provocando o
ressurgimento ou o recrudescimento de endemias como o dengue, a leptospirose, a
leishmaniose e a febre amarela.
Alguns outros indicadores e índices sobre o estado de saúde e saneamento no
país podem ser visualizados a seguir :
· a taxa de mortalidade infantil no ano de 1992 era de 58 em cada 1.000
habitantes (em Cuba no mesmo ano tínhamos 14/1000 hab e na Argentina
29/1000 hab.);
· 30 % das mortes de crianças com menos de um ano de idade são por diaréia
(cerca de 50.000 casos por ano);
· a epidemia de cólera no Brasil atinge mais de 700 cidades e mais de 100.000
pessoas;
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· os investimentos em saúde no Brasil são da ordem de US$ 60 / hab.dia
enquanto que o mínimo recomendado pela OMS (Organização Mundial de
Saúde) é de US$ 500 / hab.dia;
· existem no Brasil cerca de 5,5 milhões de casos de esquistossomose (cerca
de 3 % da população);
· 65 % das internações hospitalares resultam da inadequação dos serviços e
ações de saneamento.
As tabelas e gráficos a seguir ilustram a situação do saneamento básico no país
no que se refere ao abastecimento de água, coleta de esgoto e de lixo.
Tabela 1 - Acesso a Serviços de Saneamento por Classe de Renda – Brasil (1991)
Domicílios sem Água
Canalizada
Domicílios sem Ligação à
Rede de Esgoto ou Fossa
Séptica
Classe
(Salário
Mínimo)
Total de
Domicílios
(Milhões)
(%) Quantidade
(mil)
(%) Quantidade
(mil)
0 a 1
1 a 2
2 a 3
3 a 5
5 a 10
10 a 20
20 e mais
1,4
7,8
4,2
3,8
3,5
1,6
0,8
33
38
12
5
3
1
1
462
2.964
504
190
105
16
8
59
56
40
28
20
12
9
826
4.368
1.680
1.064
700
192
72
Fonte : Censo Demográfico 1991, Dados Preliminares, IBGE
Tabela 2 - Evolução de Indicadores de Saneamento no Brasil
(em % de domicílios urbanos e rurais)
Indicadores 1970 1980 1991 1996
ÁGUA
Domicílios urbanos – rede de distribuição
Domicílios rurais – rede de distribuição
60,47
2,61
79,20
5,05
86,10
9,26
91,11
19,76
ESGOTO SANITÁRIO
Domicílios urbanos – rede de coleta
Domicílios urbanos – fossa séptica
Domicílios rurais – rede de coleta
Domicílios rurais – fossa séptica
22,16
25,28
0,45
3,24
37,02
22,97
1,39
7,16
41,59
18,12
1,86
7,21
48,88
25,43
3,68
14,47
Fonte : IBGE. Censos Demográficos de 1970, 1980 e 1991; e PNAD, 1996.
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Tabela 3 - Indicadores de Saneamento no Brasil e Grandes Regiões (1996)
(em % de domicílios urbanos)
Indicadores Brasil Norte Nordeste Sudeste Sul C.Oeste
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Redes públicas de distribuição
Outras soluções
91,11 69,13 86,07 95,45 94,36 82,75
ESGOTO SANITÁRIO
Rede pública de coleta
Fossas sépticas
Outras soluções
48,88
25,43
8,91
39,66
22,47
30,31
75,76
13,45
17,41
58,40
34,09
12,08
LIXO
Coletado
Sem coleta
87,44 64,68 72,93 92,92 95,55 89,23
Fonte : IBGE. PNAD, 1996.
(1991)
Figura 2 - Indicadores de Saneamento – Abastecimento de água (1991)
Fonte : ABES-IBGE
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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A falta de saneamento básico ocasiona o surgimento de diversas doenças.
Pode-se afirmar que se as condições de saneamento básico no Brasil fossem
mais adequadas, haveria uma substancial melhoria no quadro de saúde da população.
Figura 3 - Indicadores de Saneamento – Esgotamento Sanitário (1991)
Fonte : ABES-IBGE
Figura 4 - Indicadores de Saneamento – Lixo (1991)
Fonte : ABES-IBGE
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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Além disso o país economizaria com a construção e manutenção de hospitais e com a
compra de medicamentos.
Segundo estimativas da OMS, nos países em desenvolvimento, cerca de 80 %
dos leitos hospitalares vêem sendo ocupados por pacientes com doenças causadas direta
ou indiretamente pela água de má qualidade e por falta de saneamento. O restante, cerca
de 20 % são devido à outros tipos de doenças como de origem genética, acidentes e etc.
6. - Transmissão de Doenças devido a falta de Saneamento Básico
Diversas doenças infecciosas e parasitárias têm no meio ambiente uma fase de
seu ciclo de transmissão, como por exemplo, uma doença de veiculação hídrica com
transmissão feco-oral. A implantação de um sistema de saneamento, nesse caso,
significaria interferir no meio ambiente, de maneira a interromper o ciclo de transmissão
da doença (ver exemplo da Figura 5).
Figura 5 – Transmissão de doença de veiculação hídrica
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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6.1 - Conceitos básicos sobre Epidemiologia
Para que os mecanismos de transmissão das doenças devido a falta de
saneamento básico, possam ser entendidos, é importante que sejam conhecidos alguns
conceitos básicossobre Epidemiologia.
Epidemiologia : é a ciência que estuda a distribuição das doenças e agravos a
saúde nas comunidades e as relaciona a múltiplos fatores, concernentes ao agente
etiológico, ao hospedeiro e ao ambiente, indicando as medidas para a sua profilaxia. É o
estudo das doenças na massa populacional, considerando as causas, o mecanismo de
transmissão e a prevenção de doenças.
Agente etiológico : substância cuja presença ou ausência pode iniciar ou
perpetuar um processo mórbido (doença). Podem ser físicos (radioatividade e etc.),
Figura 5.1 – Efeito das medidas de Saneamento
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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químicos (metais pesados e etc.) ou parasíticos (bioagentes patogênicos – vírus,
bactérias, helmintos e etc.).
Hospedeiro : pessoa ou animal que alberga um agente etiológico animado
(bactérias, protozoários, fungos, vírus ou helmintos). O hospedeiro pode ser temporário
ou definitivo. O hospedeiro temporário serve de veículo ao agente até a instalação no
hospedeiro definitivo (ex. caramujos na esquistossomose). O hospedeiro definitivo é a
fonte ou reservatórios dos agentes infecciosos (animal ou homem).
Reservatório ou Fonte de Infecção : é todo ser que contenha um agente
etiológico passível de veiculação a outros seres. (Exemplo : homem portador de
doença).
A transmissão de doenças pode se realizar das seguintes formas principalmente :
· Transmissão direta – ocorre através do contato direto do agente etiológico com o
hospedeiro (ex: doenças venéreas como sífilis, gonorréia, AIDS e etc.)
· Transmissão indireta – ocorre através de contato indireto do agente etiológico com
o hospedeiro através de veículos ou vetores.
Os veículos mais comuns são o ar, a água e o solo. Como exemplo de vetores
podem ser citados os animais que transportam agentes etiológicos.
Os vetores podem ser mecânicos ou biológicos. Os vetores mecânicos apenas
transportam o agente etiológico, como por exemplo as moscas e baratas. Os vetores
biológicos além de transportar o agente etiológico, servem para o desenvolvimento
obrigatório de alguma fase do mesmo, como por exemplo no caso dos caramujos
transmissores da esquistossomose cujas microorganismos denominados de cercárias se
desenvolvem no interior dos mesmos.
Alguns exemplos sobre o modo de transmissão de doenças podem ser visualizado
nas figuras a seguir :
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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 Em resumo, para haver transmissão de doenças são necessárias as seguintes
condições (sem as quais se torna impossível a propagação de uma doença por agente
etiológico :
· um agente causador ou etiológico;
· um reservatório ou fonte de infecção do agente causador;
· um modo de sair do reservatório;
· um modo de transmissão do reservatório até a nova vítima em potencial;
· um modo de penetrar em nova pessoa;
· uma pessoa susceptível.
Figura 7 – Modos de propagação - agentes etiológicos eliminados com fezes humanas
CONTATO DIRETO
ÁGUA – AR - SOLO
VETORES MECÂNICOS
VETORES BIOLÓGICOS
ALIMENTO HOMEM
CONTATO
 INDIRETO
LIXO
Figura 6 – Modos de propagação de doenças - Lixo
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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Alguns outros termos de interesse para a Epidemiologia podem ser citados :
Endemia: é a incidência de uma doença em uma população humana dentro de limites
considerados “normais” para essa população.
Epidemia: elevação brusca, temporária e significativa da incidência de uma doença em
uma comunidade humana, atingindo limites considerados anormais para essa
comunidade, ou seja, ultrapassam a incidência norma esperada.
Incidência: número de casos novos que vão aparecendo em uma comunidade, durante
certo intervalo de tempo, dando uma idéia do desenvolvimento do fenômeno. Pode ser
expressa por números absolutos. (ex : número de casos novos por dia ou mês).
Morbidade ou Prevalência: expressa o número de pessoas enfermas ou de casos de uma
doença em relação à população em que ocorram. Expressa por um coeficiente (ex :
número por 100.000 habitantes).
Mortalidade: expressa o número de óbitos durante determinado período de tempo, em
relação a população total em que essas mortes ocorrem.
Letalidade: indica a relação entre o número de óbitos por uma determinada doença e o
número de casos da doença que deu origem a esses óbitos. Indica portanto a gravidade
da doença e a virulência do agente etiológico.
6.2 – Principais doenças relacionadas com a falta de Saneamento Básico
Os principais grupos de microorganismos que podem provocar doenças no
homem são : os vírus, as bactérias, os protozoários e os helmintos. Além disso vários
componentes químicos presentes nas águas podem causar danos à saúde conforme
Tabela 6.
Os profissionais da área de saneamento devem conhecer as formas de
transmissão e as medidas de prevenção das doenças relacionadas com a falta de
saneamento.
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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Os quadros a seguir resumem os principais tipos de doenças causados pela falta
de saneamento básico relacionadas com a água, com as fezes (esgoto), com o lixo e
transmitidas por vetores bem como as principais formas de transmissão e de prevenção :
Tabela 4 – Doenças relacionadas com a água (inclusive agente etiológico causal)
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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Tabela 5 – Doenças relacionadas com a água
Tabela 6 – Componentes químicos que podem afetar a saúde (veiculação hídrica)
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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Tabela 7 – Doenças relacionadas com as fezes
Tabela 8 – Doenças relacionadas com vetores
Unidade Didática I – Saneamento Básico
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Tabela 9 – Medidas de Controle dos Vetores
Unidade Didática II – Abastecimento de Água
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UNIDADE II – ABASTECIMENTO DE ÁGUA
1. Importância da água
A água constitui um elemento essencial à vida animal e vegetal. Seu papel no
desenvolvimento da civilização é reconhecida desde a mais alta antigüidade; Hipócrates
(460-354 A.C.) já afirmava : “a influência da água sobre a saúde é muito grande”. Logo a
água é considerada como o primeiro item de saneamento básico e de saúde pública.
O homem tem a necessidade de água em qualidade adequada e em quantidade
suficiente para todas as suas necessidades, não só para proteção de sua saúde, como
também para o seu desenvolvimento econômico. Logo a importância da água deve ser
encarada sob dois aspectos principais : sanitário e econômico. Nos itens seguintes tal
importância é detalhada.
1.1 – Importância Sanitária do Abastecimento de Água
· melhoria da saúde e das condições de vida de uma comunidade;
· diminuição da mortalidade em geral, principalmente infantil;
· aumento de esperança de vida da população;
· diminuição da incidência de doenças relacionadas com a água;
· implantação de hábitos de higiene na população;
· facilidade na implantação e melhoria da limpeza pública;
· facilidade na implantação e melhoria dos sistemas de esgotos sanitários;
· possibilidade de proporcionar conforto e bem-estar.
1.2 – Importância Econômica do Abastecimento de Água
· aumento da vida produtiva dos indivíduos economicamenteativos;
· diminuição dos gastos particulares e públicos com consultas e internações
hospitalares;
Unidade Didática II – Abastecimento de Água
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· facilidade para instalação de indústrias onde a água é utilizada como matéria-
prima (ex. indústria de bebidas) ou meio para operação (operação de caldeiras);
· incentivo à indústria turística em localidades com potencialidades para seu
desenvolvimento.
2. - Qualidade da Água
A água pura, no sentido rigoroso do termo, na existe na natureza, pois, sendo a água
um ótimo solvente, nunca é encontrada em estado de absoluta pureza. A água apresenta
uma série de impurezas que imprimem suas características físicas, químicas e biológicas,
cuja qualidade depende dessas características.
As características da água fornecida ao consumidor, vão influenciar no tipo e no
grau de tratamento que a mesma deve sofrer, dependendo este tratamento também, do uso
que será feito da água. Como exemplo pode-se citar o fato de que para o uso doméstico a
água deve ser desprovida de gosto, porém para resfriamento de caldeiras esta característica
não tem importância.
Logo, a qualidade e a quantidade da água requeridas em função de seu uso, irão
influenciar na escolha do manancial de captação e no processo de tratamento. Deve-se
lembrar também o aspecto econômico-financeiro, visto que em muitos casos, a qualidade
da água de um manancial pode ser tão crítica que em função do volume de água que se
deseja captar, seja inviável economicamente seu tratamento.
As águas dos mananciais podem ser utilizadas para diversas finalidades, decorrendo
daí a necessidade da satisfação simultânea de diversos critérios de qualidade.
Os principais usos da água são :
§ Abastecimento doméstico;
§ Abastecimento industrial;
§ Irrigação;
§ Dessedentação de animais;
§ Recreação e lazer;
§ Geração de energia elétrica;
§ Navegação;
Unidade Didática II – Abastecimento de Água
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§ Diluição de despejos; e
§ Preservação da flora e da fauna.
2.1 - Características e Impurezas da Água
Á água encontrada na natureza possui uma série de impurezas, que definem suas
características físicas, químicas e biológicas. Essas impurezas podem torná-la imprópria
para o consumo ou para outros usos específicos. Os diversos componentes presentes na
água, e que alteram o seu grau de pureza, são retratados em termos das suas características
físicas, químicas e biológicas, conforme a seguir :
· características físicas : são aquelas associadas, em sua maior parte, à presença de
sólidos na água. Estes sólidos podem estar em suspensão (diâmetro das partículas
maior que 10 0 mm), coloidais (diâmetro entre 10 0 e 10 -3 mm) ou dissolvidos
(diâmetro menor que 10 -3 mm).
· características químicas: podem ser interpretadas como matéria orgânica e
inorgânica;
· características biológicas : obtidas pelos seres presentes na água que podem estar
vivos ou mortos. Dentre os seres vivos, tem-se os dos reinos animal, vegetal e os
protistas (organismos microscópicos como as bactérias, os vírus e as algas).
A figura 7 a seguir apresenta de forma esquemática estas inter-relações :
IMPUREZAS DA ÁGUA
CARACTERÍSTICAS
FÍSICAS
CARACTERÍSTICAS
QUÍMICAS
CARACTERÍSTICAS
BIOLÓGICAS
Sólidos Gases Inorgânicos
s
Orgânicos
Ser vivo
Animais
Vegetais
Protistas
Matéria em
decomposição
Suspensos
Coloidais
Dissolvidos
Unidade Didática II – Abastecimento de Água
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22
Para que se possa empregar a água de diversas formas, inclusive para abastecimento
público, é necessário o conhecimento das principais características físicas, químicas e
biológicas da mesma com o intuito de avaliar quais tipos de tratamento que devem ser
realizados para remoção das impurezas, de modo que a água atinja os requisitos de
qualidade em função de seu uso previsto.
2.2 - Principais Características ou Parâmetros das Águas
Parâmetros Físicos
As principais características físicas das águas são: cor, turbidez, sabor, odor e
temperatura. Estas características envolvem em sua grande maioria, aspectos de ordem
estética e psicológica, exercendo uma certa influência no consumidor. Dentro de
determinados limites, não tem relação com inconvenientes de ordem sanitária. Porém, o seu
acentuado teor pode causar certa repugnância a consumidores mais ou menos exigentes.
Cabe destacar que uma água de boa aparência não significa que apresente boas condições
sanitárias. A seguir tem-se alguns detalhes dos principais parâmetros :
Cor :
· Responsável pela coloração da água;
· Originada pela existência de substâncias dissolvidas, que na grande maioria dos
casos, são de natureza orgânica (folhas e matéria turfosa);
· Unidade de medida : uH (Unidade Hazen – escala de platina-cobalto);
· De origem natural não provoca risco à saúde, porém de origem industrial pode
apresentar toxicidade.
Turbidez :
· Representa o grau de interferência com a passagem da luz através da água,
conferindo uma aparência turva à mesma;
· Originada principalmente devido a existência de sólidos em suspensão e de
organismos microscópicos;
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· Unidade de medida : uT (Unidade de Turbidez – Unidade de Jackson);
· Pode estar associada a compostos tóxicos e organismos patogênicos.
Sabor e odor :
· São consideradas em conjunto, pois o sabor é a interação entre o gosto (salgado,
doce, azedo e amargo) e o odor (sensação olfativa);
· Originado por sólidos em suspensão, sólidos dissolvidos e gases dissolvidos;
· É difícil a adoção de medidas de odor e sabor. As águas quanto ao sabor e odor
devem ser inobjetáveis, ou seja, deve haver ausência de sabor e odor;
· Não representa risco à saúde, porém questiona-se a confiabilidade da água.
Temperatura :
· Medição da intensidade de calor;
· Elevadas temperaturas diminuem a solubilidade dos gases, como por exemplo,
reduzem a quantidade de oxigênio dissolvido na água;
· Unidade de medida : o C.
Parâmetros Químicos
pH :
· Indica o potencial de íons hidrogênio H+. A faixa de pH vai de 0 a 14. Indica a
condição de acidez, neutralidade ou alcalinidade da água.
· pH baixo : corrosividade e agressividade nas águas de abastecimento;
· pH alto : possibilidade de incrustações nas águas de abastecimento.
Alcalinidade :
· É uma medição da capacidade da água de neutralizar os ácidos;
· É devida a presença de bicarbonatos, carbonatos e hidróxidos, quase sempre
alcalinos ou alcalinos terrosos (sódio, potássio, cálcio, magnésio, etc). A
distribuição entre as três formas na água é função do pH.
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· Não tem significado sanitário para a água potável, mas em elevadas
concentrações confere um gosto amargo para a água;
· Causado pela dissolução de rochas minerais, reação do CO2 com a água e
efluentes industriais;
· Unidade : mg/l de CaCO3;
Acidez ou Agressividade:
· Característica causada principalmente pela presença em solução, de oxigênio,
gás carbônico e gás sulfídrico;
· Responsável pela corrosão de tubulações e materiais;
· Unidade : mg/l de CaCO3.
Dureza:
· Característica conferida á água pela presença de sais alcalinos-terrosos (cálcio,
magnésio, etc.) e algunsmetais de menor intensidade;
· É caracterizada pela extinção da espuma formada pelo sabão, o que dificulta o
banho e a lavagem de utensílios domésticos e roupas, criando problemas
higiênicos;
· Originado pela dissolução de rochas minerais (calcáreas, gipsita e dolomita) e
efluentes industriais;
· As águas duras, principalmente em temperaturas elevadas, podem incrustar as
tubulações, devido as precipitação de cátion Ca2+ e Mg2+ que reagem com os
ânions na água, formando os precipitados;
· Unidade : mg/l de CaCO3.
Ferro e Manganês :
· Na ausência de oxigênio dissolvido (ex : água subterrânea) o ferro e o manganês
se apresentam na forma solúvel (Fe2+ e Mn2+). Quando expostas ao ar
atmosférico o ferro e o manganês voltam a se oxidar às suas formas insolúveis
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(Fe3+ e Mn4+), o que pode causar cor na água, além de manchar roupas durante
a lavagem;
· Pouco significado sanitário, possível coloração, sabor e odor;
· Usualmente encontrado nas águas naturais;
· Unidade : mg/l.
Iodo e Flúor :
· São substâncias que presentes na água dentro de determinados limites de
concentração, apresentam benefícios para a saúde humana;
· Os iodetos são necessária para a prevenção do bócio endêmico;
· Os fluoretos são necessários para a prevenção da cárie dentária, porém em
concentração excessiva podem causar a fluorose dental das crianças;
· Unidade : mg/l.
Nitratos :
· Os nitratos presentes na água, em grandes quantidades, provocam em crianças o
estado mórbido denominado de cianose também conhecida como síndrome do
bebê azul;
· Em um corpo d’água, a determinação da forma predominante do nitrogênio
(nitrogênio orgânico – amônia – nitrito NO2- e nitrato NO3-) pode fornecer
informações sobre o estágio da poluição. O nitrogênio na forma orgânica ou de
amônia está associada a uma poluição recente enquanto que a forma de nitrato
indica uma poluição mais remota);
· São originados através dos despejos domésticos, industriais, excrementos de
animais e fertilizantes;
· Unidade : mg/l.
Oxigênio Dissolvido :
· O oxigênio dissolvido (OD) é de essencial importância para os organismos
aeróbios (que vivem na presença de oxigênio). Durante a estabilização da
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Unidade Didática II – Abastecimento de Água
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matéria orgânica, as bactérias fazem uso do oxigênio nos seus processos
respiratórios, podendo vir a causar uma redução da sua concentração no meio.
Dependendo da magnitude deste fenômeno, podem vir a morrer diversos seres
aquáticos, inclusive os peixes. Caso o oxigênio seja totalmente consumido, tem-
se as condições anaeróbias (ausência de oxigênio), com geração de maus odores;
· O oxigênio dissolvido é o principal parâmetro de caracterização dos efeitos da
poluição das águas por despejos de matéria orgânica;
· Unidade : mg/l.
Micropoluentes inorgânicos :
· Uma grande parte dos micropoluentes inorgânicos são tóxicos, entre eles os
metais pesados como o arsênio, cádmio, cromo, chumbo, mercúrio e prata;
· Geralmente constituem o produto de lançamentos industriais poluidores ou de
atividades humanas (garimpo por exemplo, no caso do mercúrio);
· Unidade : ìg/l ou mg/l.
Parâmetros Biológicos
Os parâmetros biológicos se resumem na observação dos microrganismos (parte
viva) presentes na água que também constituem impurezas. Os microorganismos
desempenham diversas funções de fundamental importância, principalmente as
relacionadas com a transformação da matéria dentro dos ciclos biogeoquímicos, bem como
à possibilidade da transmissão de doenças.
A determinação da potencialidade de uma água transmitir doenças pode ser efetuada
de forma indireta, através dos organismos indicadores de contaminação fecal, pertencentes
ao grupo de coliformes. Tais organismos não são patogênicos, mas dão uma satisfatória
indicação de quando uma água apresenta contaminação por fezes humanas ou de animais, e
por conseguinte, a sua potencialidade para transmitir doenças, visto que podem veicular
agentes patogênicos. A maioria das bactérias do grupo coliforme pertence aos gêneros
Escherichia, Citrobacter, Klebsiella e Enterobacter, embora vários outros gêneros e espécies
pertençam ao grupo.
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As seguintes razões principais explicam o emprego do grupo coliforme como
indicador de contaminação fecal :
· Apresentam-se em grande quantidade nas fezes humanas. Cerca de 1/3 a 1/5 do
peso das fezes humanas é constituído por bactérias do grupo coliforme;
· Apresentam-se em grande número apenas nas fezes do homem e de animais de
sangue quente, fato este essencial, pois se existissem também nos intestinos de
animais de sangue frio deixariam de ser bons indicadores de poluição;
· Os coliformes apresentam resistência aproximadamente similar à maioria das
bactérias patogênicas intestinais, característica importante pois não seriam bons
indicadores de contaminação fecal se morressem mais rapidamente que o agente
patogênico.
A determinação do indicador de coliformes se faz por técnica bem estabelecida, que
o expressa em número mais provável (NMP) de coliformes por 100 ml de amostra de água.
Além do indicador de contaminação fecal, são realizados exames hidrobiológicos
para determinação de microorganismos como algas, bactérias, protozoários, vermes, larvas
de inseto e etc.
2.3 - Denominação das águas em função das impurezas
De acordo com a presença de certas impurezas nas águas, ou seja, em função da
presença de determinados microorganismos e de substâncias em suspensão, em solução e
em estado coloidal, a água recebe certas designações conforme a seguir :
· Dura ou salobre : é a água que possui teor acentuado de certos sais que a tornam
desagradável para a bebida, inconveniente para a limpeza corporal e lavagem de
roupas e imprópria para o cozimento de legumes. Os sais causadores da dureza
são geralmente os bicarbonatos, sulfatos, cloretos e nitratos de cálcio e
magnésio. Possui um sabor característico;
· Salgada ou salina : é a água que, além de sais causadores de dureza, possui
elevado teor de cloreto de sódio, como a água do mar;
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· Mineral : é a água que provém do interior da crosta terrestre, contendo
substâncias em solução que lhe dão valor terapêutico, tais como cloretos,
brometos, iodetos, sulfatos e os sais neutros de magnésio, potássio e sódio;
· Termal : é a água mineral originada de camadas profundas da crosta terrestre e
que atinge a superfície com temperatura elevada;
· Radiativa : é toda água mineral ou termal possuidora naturalmente de
radioatividade;
· Doce : á a água de gosto agradável e que, por exclusão, não é dura, salgada,
mineral, termal ou radiativa;
· Poluída : é toda água de características alteradas devido à presença indesejável
de substâncias estranhas e/ou pequenos organismos que a tornam imprópria para
consumo;
· Contaminada : é a água poluída por germes patogênicos;
· Colorida : água que deixa de ser límpida devido à presença de substâncias
geralmente dissolvidas ou em estado coloidal. A cor da água normalmente é
produzida por substâncias orgânicas, como os corantes vegetais (ex: boa parte
dosrios da Amazônia);
· Turva : é a água que não é límpida em decorrência, sobretudo, da presença de
substâncias em suspensão. A turbidez é geralmente causada pela areia, silte e
argilas (partículas em suspensão e coloidais);
· Ácida : toda água que possui teor acentuado de gás carbônico ou ácidos
minerais. Seu pH (potencial de hidrogênio) é inferior a 7. É denominada de
agressiva ou corrosiva por ser capaz de provocar a corrosão de metais;
· Alcalina : é a água que contém quantidade elevada de bicarbonatos de cálcio e
magnésio ou carbonatos ou hidróxidos de sódio, potássio, cálcio e magnésio.
Seu pH é superior a 7. Toda água dura é alcalina porém a reciproca não é
verdadeira;
· Bruta : é o termo empregado para caracterizar á água antes de sofrer qualquer
tipo de tratamento;
· Tratada : é a água que foi submetida a um ou mais processos de remoção de
impurezas e/ou de correção de impropriedades;
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· Potável : é a água inofensiva à saúde, agradável aos sentidos e adequada aos
usos domésticos (água própria para o consumo humano).
2.4 - Padrões de Qualidade das Águas
Os requisitos de qualidade de uma água são função de seus usos previstos, conforme
mencionado anteriormente. Porém além dos requisitos de qualidade, que traduzem de uma
forma generalizada e conceitual a qualidade desejada para a água, há uma necessidade de se
estabelecer também padrões de qualidade fixados por dispositivos legais.
Existem três tipos de padrão de interesse direto no que se refere à qualidade da água :
· padrões de lançamento no corpo receptor e padrões de qualidade do corpo receptor
(Resolução n. 20 do CONAMA de 18/06/86);
· padrões de qualidade para determinado uso imediato (ex: padrões de potabilidade)
2.4.1 Padrões de lançamento no corpo receptor e de qualidade do corpo
receptor
O real objetivo dos padrões de lançamento no corpo receptor e de qualidade do
corpo receptor é a preservação e/ou melhoria das condições de qualidade no corpo d’água,
ou seja, manter o mesmo em condições adequadas para que possa ser utilizado de maneira
racional e econômica. Em resumo, estes padrões estão ligados a qualidade do corpo d’água
receptor enquanto que os padrões de potabilidade estão relacionados com a qualidade da
água que é fornecida para consumo.
O principal documento legal que define os padrões de lançamento no corpo receptor
e de qualidade do mesmo é a Resolução n. 20 do Conselho Nacional do Meio Ambiente
(CONAMA) de 18/06/86.
Esta resolução dividiu as águas do território nacional em águas doces, salobras e
salinas. Em função dos usos previstos foram criadas 9 classes. As classes relativas à água
doce estão divididas em classe Especial, para usos mais nobres, e Classes 1,2,3,4 em ordem
decrescente de requisitos de qualidade e de nobreza de uso, conforme a Tabela 1 a seguir.
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Tabela 1 - Classificação das águas doces em função dos usos preponderantes
(Resolução CONAMA n. 20, 18/06/86)
Classe
Uso
Especial 1 2 3 4
Abastecimento Doméstico x
x
após
tratamento
simples
x
após
tratamento
convencional
x
após
tratamento
convencional
Preservação do equilíbrio natural das
comunidades aquáticas x
Recreação de contato primário x x
Proteção das comunidades aquáticas x x
Irrigação x
x x
Criação de espécies (aquicultura) x x
Dessedentação de animais x
Navegação x
Harmonia paisagística x
Usos menos exigentes x
Para cada classe foram criados padrões de qualidade e de lançamento para o corpo
receptor, ou seja, um corpo receptor de acordo com a classe a qual pertence apresenta
limites máximos para as impurezas nele contidas bem como para as impurezas dos
efluentes ou resíduos nele lançados, conforme o exemplo da Tabela 2 a seguir. Em
princípio, um efluente deve satisfazer, tanto ao padrão de lançamento, quanto ao padrão de
qualidade do corpo receptor seguindo a sua classe. No entanto, o padrão de lançamento
pode ser excedido, com permissão do órgão ambiental, caso os padrões de qualidade do
corpo receptor sejam resguardados, como demonstrado por estudos de impacto ambiental.
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Tabela 2 - Padrões de qualidade e de lançamento para os corpos d’água (água doce)
(alguns valores de acordo com a Resolução CONAMA n. 20/86)
Padrão para Corpo d’água
ClasseParâmetro Unidade
1 2 3 4
Padrão de
Lançamento
Cor uH 30 75 75 - -
Turbidez uT 40 100 100 - -
Sabor e odor - VA VA VA - -
pH - 6 a 9 6 a 9 6 a 9 6 a 9 5 a 9
Oxigênio Dissolvido mg/l ³ 6 ³ 5 ³ 4 ³ 2 -
Chumbo mgPb/l 0,03 0,03 0,05 - 0,5
Ferro Solúvel mgFe/l 0,3 0,3 5,0 - 15,0
Coliformes fecais org/100ml 200 1.000 4.000 - -
VA : virtualmente ausente
2.4.2 - Padrões de Potabilidade
Definição
São as quantidades limites que, com relação aos diversos elementos, podem ser
toleradas nas águas de abastecimento ou também “o conjunto de valores máximos
permissíveis, das características das águas destinadas ao consumo humano.” Os padrões
de potabilidade são fixados, em geral, por decretos, regulamentos ou especificações. São
definidos no Brasil pelo Ministério da Saúde, através da recente Portaria 1469 de 29 de
Dezembro de 2000, anexa no final desta apostila. Essa portaria estabelece os procedimentos e
responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu
padrão de potabilidade, substituindo a antiga portaria 36/90.
Seria desejável que a qualidade das águas de abastecimento destinadas às pequenas
coletividades e às comunidades rurais não fosse inferior às das fornecidas aos centros
urbanos maiores. Porém as dificuldades em muitas localidades de atender aos padrões de
potabilidade muitas das vezes se torna difícil devendo ser estabelecidos padrões de
segurança que contenham quantidades limites que, relativamente aos vários elementos,
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podem ser toleradas nas águas de abastecimento sem causar dano à saúde da população,
embora não atenda bem a certos aspectos tais como a cor, por exemplo.
A seguir são apresentados alguns padrões de potabilidade relativo aos aspectos
físicos, organolépticos (percebidas pelos sentidos humanos), químicos e biológicos.
Tabela 3 - Padrão de potabilidade da água para consumo humano
Parâmetro Unidade Valor máximo permissível
Características Organolépticas
Cor aparente uH (unid. Hazen) 5
Odor - Não objetável
Sabor - Não objetável
Turbidez uT (unid.Turbidez) 1 a 2 (em 95% das amostras)
Componentes que afetam a qualidade organoléptica
Alumínio mg/l 0,2
Cloretos mg/l 250
Cobre mg/l 2,0
Dureza total mg/l CaCO3 500
Ferro total mg/l 0,3
Manganês mg/l 0,1
Sólidos totais dissolvidos mg/l 1000
Componentes inorgânicos que afetam a saúde
Arsênio mg/l 0,01
Chumbo mg/l 0,01
Cianetos mg/l 0,07
Mercúrio mg/l 0,001
Cromo mg/l 0,05
Componentes orgânicos que afetam a saúde
Aldrim e Dieldrin mg/l 0,03
Benzeno mg/l 5
Clordano mg/l 0,2
Lindano mg/l 2
DDT mg/l 2
Características biológicas
Coliformes fecais (Escherichia Coli – preferível) org/100 ml ausentes
Coliformes totais org/100 ml diversas combinações
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2.5 - Controle da Qualidade da Água
O controle da qualidadeda água é uma medida de grande necessidade
particularmente para garantia da saúde da população, além de evitar os prejuízos
econômicos que podem advir da má qualidade da água de consumo. O controle da
qualidade da água é uma atividade de caráter dinâmico, e que deve ser considerado em
todas as etapas de um serviço de abastecimento de água (captação, recalque, adução,
tratamento e distribuição).
A qualidade da água distribuída deve ser rotineiramente controlada através de
exame físico, químico, bacteriológico e hidrobiológico, complementados por inspeção
sanitária (controle dos possíveis pontos de contaminação e etc.).
A seguir são apresentados alguns pontos importantes com relação ao controle da
qualidade das águas :
§ A coleta das amostras para realização dos exames deve sempre ser realizado por
pessoal legalmente habilitado;
§ Os exames técnicos apropriados devem seguir técnicas apropriadas
estabelecidas por órgãos especializados. No Brasil a normalização para coleta e
exame de amostras é fixada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas –
ABNT);
§ Os exames devem ser realizados em diversos pontos de um sistema de
abastecimento como por exemplo, em diversos pontos de uma estação de
tratamento, para permitir entre outras medidas, a correção do processo de
tratamento, inclusive com a possibilidade de torná-lo mais econômico;
§ A qualidade das águas, particularmente as superficiais, só pode ser
suficientemente conhecida através de uma série de exames e análises
abrangendo as diversas estações do ano visto que a qualidade das águas pode
sofrer uma grande variação no decorrer do tempo devido às chuvas, enxurradas,
ocorrência de algas, despejos de resíduos industriais e etc;
§ O controle da qualidade da água não deve se restringir somente a verificar por
meio de exames e análises, se a mesma está preenchendo os padrões de
potabilidade regulamentares, mas deve-se estender a outras medidas gerais de
Unidade Didática II – Abastecimento de Água
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controle, ligadas ao projeto, construção, operação e manutenção dos sistemas de
abastecimento de água;
§ Além do controle direto da poluição das águas, devem também ser controlados a
poluição do ar e do solo que podem vir a contaminar ou poluir os mananciais e
demais pontos do sistema de abastecimento, além de outras medidas
complementares para evitar a deterioração das águas empregadas no
abastecimento.
Exames e análises das águas
As análises efetuadas na água compreendem exames físico-químicos e
bacteriológicos, que visam a determinação das quantidades e concentrações dos parâmetros
de qualidade apresentados anteriormente.
Os exames e análises efetuados com a água podem ser reunidos em quatro
categorias :
§ Análises cujos resultados refletem a segurança e a salubridade da água (substâncias
tóxicas e microorganismos patogênicos);
§ Análises que medem ou refletem o sabor ou a aceitação estética da água como
temperatura, cor, turbidez e odor, complementados por exames microscópicos que
podem explicar a origem de tais parâmetros;
§ Análises que revelam a vantagem econômica da água e que dependem do fim a que
ela se destina (ensaios para determinação de dureza, teores de ferro, manganês,
oxigênio dissolvido, pH, CO2, H2S e etc.);
§ Análises interligadas aos processos de tratamento (alcalinidade, pH, CO2, ferro,
alumínio, cloro, oxigênio dissolvido, hidróxido e etc.).
Cuidados na obtenção das amostras para exames
a) Em água de rio : tirar a amostra abaixo da superfície, colocando o gargalo no
sentido contrário ao da corrente;
b) Em água de poço raso : deve-se mergulhar o frasco com a boca para baixo e não
coletar na sua superfície, pode-se empregar uma vara com rolha e com cordão;
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c) Torneira ou proveniente de uma bomba : deixar a água escoar por algum tempo
(um minuto), desprezando as primeiras águas.
Amostras para exames físicos e químicos
A amostra de água para exame físico e químico deve ser colhida em 02 (dois) litros,
em garrafas limpas e convenientemente arrolhadas. Uma vez obtidas, as amostras devem
ser enviadas com a máxima brevidade ao laboratório.
Amostras para exame bacteriológico
As coletas de água para exame bacteriológico são realizadas em frascos, geralmente
com 100 cm3 de volume. O frasco deve vir limpo e esterilizado do laboratório e
convenientemente tampado. Antes da coleta da amostra de água para análises
bacteriológicas, deveremos nos informar se foi adicionado cloro na água, pois neste caso, o
vidro além de esterilizado, deve conter em seu interior, 2 cm3 de hiposulfeto de sódio para
eliminação da influência do cloro.
Cuidados na coleta de amostras para exames bacteriológicos
São os seguintes os cuidados indispensáveis para se coletar uma amostra confiável:
· Em caso de torneira ou bomba, deixar correr as primeiras águas;
· Flambar a torneira com chama de papel ou de álcool;
· Não tocar com os dedos na parte da rolha que fica no interior do vidro;
· Exame bacteriológico deve ser feito o mais rápido possível. As amostras devem
ser conservadas à temperatura de 6oC a 10oC (geladeira) para evitar o
crescimento da quantidade de micróbios. O tempo máximo permitido entre a
coleta da amostra e o exame no laboratório é de 06 (seis) horas, isto para água
pouco poluída.
Maiores detalhes podem ser vistos na figura 8 a seguir :
Unidade Didática II – Abastecimento de Água
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A - Esterilizando a torneira
B - Retirando a tampa do frasco
C - Pegando a amostra
D - Vedando o frasco
E - Pegando a amostra num rio
Fig. 8 - Coleta de Água Para Exame
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3. - Sistema de Abastecimento de Água
Um sistema de abastecimento de água representa um “conjunto de obras,
equipamento e serviços, destinados ao abastecimento de água potável de uma
comunidade para fins de consumo doméstico, serviços públicos, consumo industrial,
agrícola e demais usos”. Com tal destinação, um sistema de abastecimento de água de
uma comunidade deve ser bem projetado, construído, operado, mantido e conservado,
em todos as suas partes constituintes, entregando a água aos usuários em quantidade e
com qualidade adequada, de maneira contínua a um custo razoável.
As principais características de um bom serviço de água são:
Qualidade : a água deve estar livre de microorganismos patogênicos que causam
problemas à saúde. Deve atender às exigências das normas aprovadas pelas autoridades
sanitárias de cada país.
Quantidade : o sistema de abastecimento deve ser capaz de distribuir volumes
suficientes de água para satisfazer às demandas da população.
Cobertura : a água deve estar disponível para a população já que é um elemento
vital para a saúde.
Continuidade : deve existir um serviço contínuo, sem interrupções, que assegure
água as 24 horas do dia durante todos os dias da semana.
Custo : a água deve ter um custo razoável que permita à população ter este
serviço e que este custo cubra os gastos operacionais e de manutenção.
Controle operacional : a operação e manutenção preventiva e corretiva do
sistema de abastecimento deve ser controlada para assegurar seu bom funcionamento.
3.1 – Unidades constituintes de um Sistema de Abastecimento de Água
Um sistemas de abastecimento de água é composto pelas seguintes unidades :
1) Manancial : é a fonte de onde se retira a água;
2) Captação : conjunto de equipamentos e instalações utilizadopara a tomada
d’água do manancial;
3) Adução : conjunto de condutos destinados ao transporte de água do
manancial (água bruta) ou da água tratada;
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4) Tratamento : instalações que visam a melhoria das características
qualitativas da água captada a fim de que se torne própria para o consumo. É
feita na chamada Estação de Tratamento de Água (ETA);
5) Reservação : armazenamento a água para atender a diversos propósitos como
a variação de consumo, o fornecimento de água nos casos de interrupção da
adução e manutenção da pressão mínima na rede de distribuição;
6) Rede de distribuição : condução da água para os edifícios e demais pontos de
consumo, por meio de vias instaladas nas vias públicas;
7) Estações elevatórias ou de recalque ou de bombeamento : instalações de
bombeamento destinadas a transportar a água a pontos mais distantes ou
mais elevados, ou para aumentar a vazão de linhas adutoras.
3.1.1 - Configurações de Sistemas de Abastecimento de Água
A configuração de um sistemas de abastecimento de água depende de uma série
de fatores e condicionantes que são pesquisados na fase de elaboração do Relatório
Técnico-Preliminar que corresponde a uma fase do projeto de um sistema onde as
diversas alternativas para as unidades do mesmo são analisadas quanto aos seus
aspectos técnicos e econômicos, que servirá de base para a definição da alternativa mais
conveniente.
Dentre alguns fatores que influenciam na configuração de sistemas podem ser
citadas a topografia da região e a qualidade da água do manancial. Algumas possíveis
configurações :
Esta configuração ocorre quando o manancial e consequentemente a captação
(CAP) se encontram em cotas inferiores a região que será abastecida, sendo necessária a
construção de estação de bombeamento (EB) a adução de água bruta (AB) até a unidade
de tratamento (ETA). Da ETA para a reservação (R) a adução (AT) é feita por
gravidade, bem como da reservação até a rede de distribuição.
CAP
EB
ETA R
REDE
AB
AT
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Realce
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Esta configuração ocorre quando o manancial e consequentemente a captação
(CAP) se encontram em cotas superiores a região que será abastecida, sendo feita a
adução de água bruta (AB) por gravidade até a unidade de tratamento (ETA). Da ETA
para a reservação (R) a adução (AT) é feita por gravidade, bem como da reservação até
a rede de distribuição.
Esta configuração ocorre quando o manancial e consequentemente a captação
(CAP) se encontram em cotas superiores a região que será abastecida, sendo feita a
adução de água bruta (AB) por gravidade até a unidade de tratamento (ETA). Porém é
necessária uma estação de bombeamento para a adução da água tratada (AT) até o
reservatório de distribuição (R) devido as condições topográficas.
Esta configuração é uma das mais simples e ocorre quando a água do manancial se
encontra dentro dos padrões de potabilidade requeridos sendo necessária apenas uma
desinfecção por cloração, por exemplo, que pode ser feita no próprio reservatório de
distribuição (R). As aduções são por gravidade.
CAP
ETA R
REDE
AB AT
CAP
ETA
R
REDE
AB AT
EB
CAP R
REDE
AB AT
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Unidade II – Abastecimento de Água
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Esta configuração ocorre bastante em cidades planas onde são necessárias
estações de bombeamento (EB) tanto na adução de água bruta (AB) como na adução de
água tratada (AT), para dar pressão no sistema de abastecimento devido as condições
topográficas da região.
3.2 – Normas Básicas p/ Execução de Projetos
As principais normas brasileiras para execução de projetos de sistemas de
abastecimento de água são :
· NBR12211/92 (NB587) - Estudos de concepção de sistemas públicos de
abastecimento de água;
· NBR12213/92 (NB589) - Projeto de captação de água de superfície para
abastecimento público;
· NBR12214/92 (NB590) - Projeto de sistema de bombeamento de água para
abastecimento público;
· NBR12215/91 (NB591) - Projeto de adutora de água para abastecimento público;
· NBR12216/92 (NB592) - Projeto de estação de tratamento de água para
abastecimento público;
· NBR12217/94 (NB593) - Projeto de reservatório de distribuição de água para
abastecimento público;
· NBR12218/94 (NB594) - Projeto de rede de distribuição de água para abastecimento
público;
· NBR12212/92 (NB588) - Projeto de poço para captação de água subterrânea;
· NBR12266/92 (NB1349) - Projeto e execução de valas para assentamento de
tubulação de água, esgoto ou drenagem urbana;
· NBR12244/92 (NB1290) - Construção de poço para captação de água subterrânea.
CAP
EB
ETA EB
REDE
AB
AT
R
Felipe
Realce
Unidade II – Abastecimento de Água
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3.3 – Etapas para Implantação de um Sistema de Abastecimento de Água
Para a implantação de um sistema de abastecimento de água as seguintes etapas
principais podem ser destacadas :
§ Movimento e interesse da comunidade;
§ Mobilização do órgão responsável pelo saneamento na região;
§ Obtenção de financiamento;
§ Concorrência e contratação de empresa para execução dos projetos;
§ Elaboração do Relatório Técnico Preliminar :
Levantamento dos elementos básicos e parâmetros p/ a elaboração dos
projetos (será visto mais adiante);
Estudo da concepção do projeto (incluindo estudo de alternativas e de
análise técnica e financeira das alternativas).
§ Elaboração do Projeto Básico (referente a melhor alternativa de projeto
escolhida);
§ Elaboração do Projeto Executivo (detalhamento a nível de construção com
plantas em escala mais precisas);
§ Construção das unidades constituintes do sistema;
§ Operação do sistema;
§ Manutenção do sistema;
§ Revisão das etapas futuras de implantação do sistema em função da evolução
da população e das características da cidade.
3.4 – Elementos Básicos e Parâmetros p/ a Elaboração de Projetos
Para a elaboração de um projeto de sistema de abastecimento público de água,
deverão ser reunidos dados e elementos básicos que possibilitem um perfeito
diagnóstico da localidade a ser abastecida e das suas necessidades.
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Unidade II – Abastecimento de Água
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3.4.1 – Principais elementos a serem considerados e levantados
§ Dados planialtimétricos da localidade a ser abastecida em escala conveniente (de
maneira geral em escala 1:2000 c/ curvas de nível de m em m), incluindo mapas,
fotografias aéreas, dados aerofotogramétricos. O anexo A da NBR 12211/92 fornece
as escalas mais convenientes para as diversas etapas do projeto. Os dados levantados
devem cobrir a região em que se encontra a área a ser abastecida, inclusive suas
expansões, e as possíveis áreas onde poderão estar localizadas as partes constitutivas
do sistema;
§ Outros dados topográficos e geológicos como : geologia da camada sub-superficial
do solo e dos acidentes principais, tipo de solo da região (para escolha dos tipos de
equipamentos que deverão ser usadosna construção e também para escolha dos
materiais de construção que podem ser empregados) e conhecimento do nível do
lençol freático (importante para o projeto estrutural das construções devido a sub-
pressão que podem ocorrer nas lajes de fundo, para o estudo das valas, poços, casas
de bombas, escoramentos, sistemas de rebaixamento do lençol e do método de
escavação a empregar);
§ Dados e elementos referentes aos aspectos físicos da localidade : recursos hídricos
superficiais e subterrâneos, geologia, geomorfologia e hidrogeologia; clima
(temperaturas máximas, médias e mínimas, que influenciam no tratamento de água,
por exemplo); estudos hidrológicos (pluviometria e fluviometria, importantes para
escolha do manancial e das obras de captação a serem realizadas);
§ Dados e informações a respeito da economia local e regional : pode-se avaliar o
ritmo de desenvolvimento que a cidade terá, que influencia direto na população. A
situação social e cultural serve para definir o consumo “per capita” usado visto que
o consumo de água varia proporcionalmente com os hábitos da população;
§ Indicação das áreas da localidade atendidas pelos serviços de infra-estrutura
existentes na mesma : água, esgotamento sanitário e pluvial, energia elétrica, sistema
de transporte (devido ao acesso), comunicações (importante para troca de
informações e pedido de material);
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Unidade II – Abastecimento de Água
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§ Pesquisa da disponibilidade de energia elétrica : empresas concessionárias, grau de
confiabilidade e características do sistema de fornecimento existente (voltagem,
freqüência) e tarifas cobradas, fatores que irão influenciar na escolha e no
dimensionamento dos conjuntos elevatórios, por exemplo;
§ Levantamento das condições sanitárias as comunidade : relacionando as doenças de
veiculação hídrica, sistemas de esgoto sanitário, poluição das águas, despejos
domésticos e industriais, dados estes que influenciam na captação e no tratamanto da
água;
§ Pesquisa de mão-de-obra e materiais locais : levantar disponibilidade e custo de
materiais na região e qualidade e salários da mão-de-obra local;
§ Levantamento completo do sistema de abastecimento público de água
eventualmente existente, com características e indicação da capacidade nominal de
cada unidade do sistema, visto que o novo projeto pode ou não aproveitar
parcialmente a rede existente que serve de subsídios para o projeto do novo sistema.
Devem ser coletadas informações como : projetos existentes e modificações
realizadas, cadastros dos condutos existentes, tipos e características dos condutos e
demais unidades, dados sobre a operação do sistema, estado geral da rede (possíveis
perdas no sistema), medição do serviço, tipos de consumo (edifícios, industriais e
etc.);
§ Pesquisa dos mananciais existentes : determinação das características qualitativas e
quantitativas dos mananciais disponíveis na região possíveis de aproveitamento para
fins de abastecimento público;
§ Pesquisa sobre a população :
Ö Avaliação do crescimento populacional ano a ano através de publicações
oficiais do IBGE dos censos demográficos realizados;
Ö Procurar avaliar ano a ano até o ano de alcance do projeto por base nos
métodos existentes, para a projeção da população de projeto;
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Unidade II – Abastecimento de Água
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Ö Verificar a distribuição da população pela cidade (possíveis áreas de expansão
da cidade, para localização e traçado dos dispositivos, condutos e redes de
forma eficiente e racional);
Ö Verificar população flutuante (época de afluência das populações, duração da
estadia e locais preferidos para estadia);
Ö Verificar hábitos da população (turística, industrial, agrícola, comercial, e
doméstico, que influenciam no tipo de consumo).
§ Avaliar os volumes de água necessários, tanto na configuração atual como na futura,
levando em conta os diversos tipos de consumo de água e o eventual aumento do
consumo específico ao longo do tempo.
3.4.2 – Estudo de Concepção de um Sistema de Abastecimento D’água
Um estudo de concepção corresponde a um estudo de arranjos, sob os pontos de
vista qualitativo e quantitativo, das diferentes partes de um sistema, organizadas de
modo a formarem um todo integrado, para a escolha da concepção básica do sistema de
abastecimento de água. De acordo com a NBR 12211/92 da ABNT, um estudo de
concepção de um sistema de abastecimento de água deve abordar, no mínimo :
a) Problemas relacionados com a configuração topográfica e características
geológicas da região de localização dos elementos constituintes do sistema;
b) Consumidores a serem atendidos até o alcance do plano e sua distribuição na
área a ser abastecida pelo sistema;
c) A quantidade de água exigida por diferentes classes de consumidores e as
vazões de dimensionamento;
d) No caso de existir sistema de distribuição, aintegração das partes deste ao novo
sistema;
e) A pesquisa e definição dos mananciais abastecedores;
f) A demonstração de que o sistema proposto apresenta total compatibilidade entre
as partes;
g) O método de operação do sistema;
h) A definição das etapas de implantação do sistema;
i) A comparação técnico-econômica da concepção;
j) O estudo de viabilidade econômico-financeira da concepção básica.
Unidade II – Abastecimento de Água
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3.5 – Consumo de Água e População de Projeto
A elaboração de um projeto de abastecimento de água exige o conhecimento das
vazões de dimensionamento das diversas partes constitutivas do sistema. A
determinação destas vazões implica no conhecimento da demanda de água na cidade,
que é função do número de habitantes a ser abastecido e da quantidade de água
necessária para cada indivíduo conforme figura 9 a seguir :
Figura 9 – Vazões de Projeto – Variáveis intervenientes
3.5.1 – Consumo de Água
O consumo de água é função de uma série de fatores inerentes à própria
localidade a ser abastecida e varia de cidade para cidade, assim como pode variar de um
setor de distribuição para outro, numa mesma cidade. Os principais tipos de consumo
podem ser vistos a seguir.
Tipos de Consumo
a) Uso doméstico: bebida, banhos, limpeza em geral e etc;
b) Uso comercial: lojas, bares, restaurantes, postos e etc;
c) Uso industrial: água como matéria-prima, para resfriamento, consumida no
processo e etc;
d) Uso público: limpeza de logradouros, irrigação, fontes, bebedouros, edifícios
públicos, piscinas públicas, combate à incêndios e etc;
e) Usos especiais: ferrovias e metropolitanos, portos e aeroportos, estações
rodoviária e etc;
DEMANDA
Vazões de projeto
Número de habitantes
Quantidade de água necessária
para cada indivíduo
Estimativa da população de projeto;
Alcance do projeto.
Tipos de consumo;
Variações de consumo.
Unidade II – Abastecimento de Água
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f) Perdas e desperdícios: a perda corresponde a parcela de água que não alcança
os pontos de consumo devidos a vazamentos e falhas na adução, no tratamanto,
na rede de distribuição e etc (responsabilidade do sistema), enquanto que o
desperdício corresponde à má utilização da água pelo consumidor
(responsabilidade do consumidor).
Fatores que Influenciam no Consumo
Os principais fatores que influenciam no consumo de água são:
a) Clima:quanto mais quente maior o consumo;
b) Padrão de Vida da população: quanto mais alto o padrão de vida maior o
consumo;
c) Hábitos da População: higiene, turismo, esportes e etc;
d) Sistema de Fornecimento e Cobrança: se o serviço é medido inibe o consumo;
e) Qualidade da água fornecida: água de boa qualidade tende a aumentar o
consumo;
f) Custo da Tarifa: tarifas altas inibem o consumo;
g) Pressão na rede distribuidora: quanto maior a pressão, maior a vazão fornecida
e conseqüentemente maior o consumo;
h) A natureza, o crescimento e as características da cidade: o consumo por
habitante tende a aumentar com o crescimento da cidade; quanto maior o grau
de desenvolvimento de uma cidade maior o consumo;
i) Atividades industriais, comerciais e públicas: cada atividade desta possui um
tipo de consumo diferenciado; a predominância destas atividades altera o
consumo por habitante.
Exemplos :
Consumo de água “per capita” de acordo c/ o nível sócio-econômico (NSE) :
§ NSE alto : 600 l/hab.dia;
§ NSE médio : 200 a 300 l/hab.dia;
§ NSE baixo : 100 a 150 l/hab.dia;
§ NSE popular : 30 a 80 l/hab.dia
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Nas cidades brasileiras o consumo “per capita” varia em média de 100 a 400
l/hab.dia, de acordo com o porte da cidade conforme tabela 4 a seguir :
Tabela 4 – Consumo “per capita” em função da população
Porte da cidade População (n. habitantes)
Consumo “per capita”
(l/hab.dia)
Menores Até 5.000 100 – 150
Pequenas 5000 – 25.000 150 – 200
Médias 25.000 – 100.000 200 – 250
Maiores > 100.000 250 - 300
A estimativa do consumo diário de água para cada tipo de atividade pode ser
encontrada na tabela 5 a seguir :
Tabela 5 – Consumo de acordo com o tipo de atividade
Tipo de prédio Unidade Consumo l/dia
Serviço Doméstico
Apartamento em geral
Residências
Residências populares e rurais
Alojamentos provisórios de obra
Apartamentos de zelador
per capita
por quarto de empregada
per capita
per capita
per capita
unid.
200 a 250
200
250
120 a 150
80
600 a 1000
Serviço Público
Edifícios de escritórios e comerciais
Escolas, internatos
Escolas, externatos
Escolas, semi-internatos
Hospitais e casas de saúde
Hotéis com coz. e lavanderia
Hotéis sem coz. e lavanderia
Lavanderias
Quartéis
Cavalariças
Restaurantes
Mercados
Garagens e postos de serviços para automóveis
Rega de jardins
Cinemas, teatros
Igrejas
Ambulatórios
Creches
por ocupante efetivo
per capita
per capita
per capita
por leito
por hóspede
por hóspede
por kg de roupa seca
por soldado
por cavalo
por refeição
por m2 de área
por automóvel
por caminhão
por m2 de área
por lugar
por lugar
per capita
per capita
50 a 80
150
50
100
250
250 a 350
120
30
150
100
25
5
100 a 150
200
1,5
2
2
25
50
Serviço Industrial
Fábricas (uso pessoal)
Fábricas com restaurante
Usinas de leite
Matadouros
Matadouros
por operário
por operário
por litro de leite
por animal abatido (grande)
(pequeno porte)
70 a 80
100
5
300
150
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 Variações de Consumo
Ocorrem variações de consumo significativas em um sistema de abastecimento
de água, que podem ser mensais, diárias, horárias e instantâneas. Devido a maior ou
menor demanda em certas horas do período ou em certos dias ou épocas do ano, a vazão
distribuída sofre variações mais ou menos apreciáveis.
Em um projeto de sistema de abastecimento de água, algumas dessas variações
de consumo são importantes e entram no cálculo do volume a ser consumido.
Variações diárias
 k1 – coeficiente do dia de maior consumo
A NBR 12211/92 recomenda que sejam feitas observações ao longo de cinco anos
consecutivos no mínimo, quando possível.
k1 – varia em geral de 1,10 a 1,50 (Valor comumente empregado no Brasil = 1,20).
Valores menores de k1 são empregados em cidades com pequenas variações
climáticas ao longo do ano, ou seja, com maior regularidade de temperaturas.
O coeficiente k1 é aplicado para o cálculo de vazões de captação, de adutoras,
elevatórias, de estações de tratamento e de redes de distribuição.
 maior consumo diário no ano
k1 = ________________________
 consumo médio diário no ano
 (Ó Vi / 365 dias)
Vazão diária (Vi)
Dias do ano
365 dias
maior consumo diário
consumo médio
diário
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Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Unidade II – Abastecimento de Água
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Variações horárias
 k2 – coeficiente da hora de maior consumo
k2 – varia em geral de 1,50 a 2,00 (Valor comumente empregado no Brasil = 1,50).
Valores maiores de k2 são empregados em cidades que apresentam um pequeno
número de domicílios com reservatórios, como por exemplo nas cidades onde o
abastecimento de água é direto. Os reservatórios equilibram os consumos ao longo do
dia, acumulando água quando o consumo for reduzido para atender aos horários onde
ocorrem picos de demanda.
Portanto, o coeficiente k2, juntamente com o coeficiente k1, é aplicado somente
para o cálculo de vazões de condutos alimentadores que saem dos reservatórios e das
redes de distribuição, conforme figura acima.
 maior vazão horária do dia de maior
consumo
k2 = ________________________
 vazão média horária do dia de maior
consumo
 (Ó Qi / 24 horas)
Vazão horária (Qi)
Hora (h)
maior vazão horária
vazão média
horária
 0 6 12 18 24
Reservatório
Montante Jusante
k1 k1 . k2
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Felipe
Realce
Unidade II – Abastecimento de Água
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Variações instantâneas / Consumos mínimos
Em alguns casos especiais de flutuações repentinas e significativas de vazão
pode-se aplicar o coeficiente k3, como por exemplo, nos locais onde não existam
reservatórios que possam compensar tais variações ao longo do dia.
Algumas vezes, onde houver necessidade de se trabalhar com consumos
mínimos, emprega-se o fator k3, menor do que a unidade (0,50 por exemplo).
3.5.2 – Cálculo das Vazões de Projeto
As vazões de projeto podem para dimensionamentos das unidades de um sistema
de abastecimento podem ser calculadas através das seguintes fórmulas :
Onde :
Qd , Qmáx = Vazões de projeto em função da unidade considerada (l/s);
q = Consumo per capita (l/hab.dia);
N = Número de horas de funcionamento do sistema ou da unidade considerada (h);
k1 , k2 = coeficientes do dia e da hora de maior consumo respectivamente.
O consumo per capita (q) leva em conta não só os usos domésticos, como também
os usos comercial, industrial e públicos. Exemplo do consumo per capita recomendado
pelo extinto DOS/SP para as cidades do interior de São Paulo :
Para fins domésticos : 85 l/hab.dia (42,5 %)
Para fins industriais e comercias : 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
 P . q 
Qm = _______________
 N . 3600
 P . q . k1
Qd = _______________
 N . 3600
 P . q . k1 . k2
Qmáx = _______________
 N . 3600

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