Consumo de água

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Escola Politécnica da Universidade de São Paulo 
Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental 
PHA3412 - Saneamento 
Renato Carlos Zambon 
Ronan Cleber Contrera 
Theo Syrto Octavio de Souza 
2 
ZB 
150 m 
ZA 
200 m 
REL 
225 m 
RAP ETA 
180 m 
AAB 7 km 
240 L/s 
CMS, 390 m 
CS 
120 m 
Csub 
130 m 
Exercício 1: várias 
alternativas! 
EE 
EE EE 
AAT 5 km 
320 L/s 
AAT 16 km 
240 L/s 
RAP 
200 m 
3 
ZB 
150 m 
RAP ETA 
180 m 
AAB 7 km 
240 L/s 
CMS, 390 m 
CS 
120 m 
Csub 
130 m 
Exercício 1: várias 
alternativas! 
EE 
EE 
AAT 5 km 
320 L/s 
AAT 16 km 
240 L/s 
ZA 
200 m 
REL 
225 m 
EE 
RAP 
200 m 
AAT 2 km 
80 L/s 
EE 
4 
ZB 
150 m 
ZA 
200 m 
REL 
225 m 
RAP ETA 
180 m 
AAB 7 km 
480 L/s 
CMS, 390 m 
CS 
120 m 
Csub 
130 m 
Exercício 1: várias 
alternativas! 
EE 
EE EE 
AAT 5 km 
320 L/s 
RAP 
200 m 
5 
 desenho: Osvaldo I. Niida (MPI-Sabesp) 
Aula anterior: Concepção 
de Sistemas de 
Abastecimento de Água 
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DOS 
COMPONENTES DE UM SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA 
Curso de água
Rede
Reservatório
de distribu içãoCaptação
Q a
Q a Q b Q c
Estação de 
Tratam ento
Estação
elevatória 
6 
Q = ??? (L/s) 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
CLASSIFICAÇÃO DE 
CONSUMIDORES DE ÁGUA 
Doméstico 
Comercial 
Industrial 
Público 
13 
Residencial
73%
Comercial
8%
Industrial
2%
Público
3%
Atacado
14%
Volume faturado por categoria (SABESP, 2011) 
14 
CLASSIFICAÇÃO DE 
CONSUMIDORES DE ÁGUA 
CONSUMO DOMÉSTICO DE ÁGUA 
Fatores que afetam o consumo: 
 Condições climáticas 
 Hábitos e nível de vida da população 
 Características da cidade e habitações 
 Medição de água 
 Pressão na rede 
 Rede de esgoto 
 Preço da água 
15 
CONSUMO DOMÉSTICO DE ÁGUA 
16 
Exemplo: tarifa escalonada (SABESP, 02/2015) 
Categoria
Classes de 
consumo 
m³/mês
Tarifas de 
água (R$)
Tarifas de 
esgoto (R$)
0 a 10 17,91 /mês 17,91 /mês
11 a 20 2,80 /m3 2,80 /m3
21 a 30 7,00 /m3 7,00 /m3
31 a 50 7,00 /m3 7,00 /m3
acima de 50 7,71 /m3 7,71 /m3
0 a 10 6,07 /mês 6,07 /mês
11 a 20 1,05 /m3 1,05 /m3
21 a 30 3,71 /m3 3,71 /m3
31 a 50 5,29 /m3 5,29 /m3
acima de 50 5,85 /m3 5,85 /m3
0 a 10 4,63 /mês 4,63 /mês
11 a 20 0,53 /m3 0,53 /m3
21 a 30 1,75 /m3 1,75 /m3
31 a 50 5,29 /m3 5,29 /m3
acima de 50 5,85 /m3 5,85 /m3
Residencial / 
Comum
Residencial / 
Social
Residencial / 
Favela
CONSUMO DOMÉSTICO DE ÁGUA 
17 
tipo unidade consumo (L/dia)
Alojamento provisório Pessoa 80
Apartamento de padrão luxo Pessoa 300
Apartamentos de padrão médio Pessoa 250
Escolas- externatos Pessoa 50
Escolas- internatos Pessoa 150
Residência de padrão médio Pessoa 250
Residência padrão luxo Pessoa 300
Residência popular Pessoa 150
CONSUMO DOMÉSTICO DE ÁGUA 
18 
exemplo de um condomínio na seca de 2013-2015 na RMSP 
(consumo mensal e média móvel dos 12 meses anteriores) 
 
(como verificar para clientes Sabesp: https://www9.sabesp.com.br/agenciavirtual 
com o RGI opções “Histórico de consumo” e “Histórico de consumo do bônus”) 
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
jan/13 abr/13 jul/13 out/13 jan/14 abr/14 jul/14 out/14 jan/15 abr/15 jul/15 out/15 jan/16
Co
nsu
mo
 blo
cos
 A+
B+
C (m
³/m
ês)
A+B+C
m12
ÁGUA PARA USO COMERCIAL 
19 
estabelecimento unidade consumo (L/dia)
Escritório Pessoa 50
Restaurante Refeição 25
Hotel (sem cozinha e lavanderia) Pessoa 120
Lavanderia kg de roupa seca 30
Hospital Leito 250
Garagem Automóvel 50
Cinema, teatro e templo Lugar 2
Mercado m² de área 5
Edifício comercial Pessoa 50
Alojamento provisório Pessoa 80
ÁGUA PARA USO INDUSTRIAL 
Categorias de uso: 
• Uso humano 
• Uso doméstico 
• Água incorporada ao produto 
• Água utilizada no processo de produção 
• Água perdida ou para usos não rotineiros 
 
20 
ÁGUA PARA USO INDUSTRIAL 
21 
estabelecimento unidade consumo (L/dia)
Indústria – uso sanitário Operário 70
Matadouro (animais de grande porte) Cabeça abatida 300
Matadouro (animais de pequeno porte) Cabeça abatida 150
Laticínio kg de produto 1 – 5 
Curtumes kg de couro 50 – 60 
Fábrica de papel kg de papel 100 – 400 
Tecelagem – sem alvejamento kg de tecido 10 – 20 
ÁGUA PARA USO PÚBLICO 
22 
estabelecimento unidade consumo (L/dia)
Edifício público Pessoa 50
Quartel Pessoa 150
Escola pública Pessoa 50
Jardim público m² 1.5
Uso público - geral Pessoa 25
CONSUMO DE ÁGUA PURA-USP 
23 
Programa de Uso Racional da Água da Universidade de São Paulo 
0
20
40
60
80
100
120
140
160
co
ns
um
o (
10
00
 m
³/m
ês
)
MODELOS PARA PREVISÃO DE CONSUMO DE ÁGUA 
Categoria de consumidor Consumo médio (m³/mês) 
Condomínios residenciais 
–21,7 + 0,0177 x (área total construída) + 2,65 x (nº de banheiros) 
+ 3,97 x (nº de dormitórios) (prédio de apartamentos) – 50,2 x 
(nº de dormitórios > 3(sim/não))(1) + 46 x (nº vagas de 
garagem/apartamento) 
(1) Parâmetro que assume valor 1 ou 0 (há mais de 3 dormitórios por apartamento: 1; caso 
contrário:0) 
Clubes esportivos (*) 26 x nº de chuveiros 
Creches 
5,96 x (área total construída)0,0417 x (nº de bacias x nº de vagas 
oferecidas)0,352 
Escolas pré, 1º e 2º graus 
-28,1 + 0,0191 x (área total construída) + 2,85 x (nº de bacias) + 
4,37 x (nº de duchas/chuveiros) + 0,430 x (volume da(s) 
piscina(s)) + 1,05 x (nº de funcionários) 
Edifícios comerciais 0,0615 x (área total construída) 
Faculdades com mais de 100 bacias 
–22,3 + 0,0247 x (área total do terreno) + 286 x (torres de 
resfriamento(sim/não))(1) + 608 x (número de bacias > 
100(sim/não))(2) + 6,32 x (nº de mictórios) + 0,721 x (nº de 
funcionários) 
(1) Parâmetro que assume valor 1 ou 0 (há torres de resfriamento: 1, caso contrário: 0) 
(2) Parâmetro que assume valor 1 ou 0 (há mais de 100 bacias: 1; caso contrário: 0) 
Faculdades com menos de 100 bacias 
34,7 + 0,168 x (área de jardim) + 0,724 x (nº de vagas de 
estacionamento) + 0,0246 x (nº de vagas oferecidas) + 2,06 x 
(nº de bacias) + 0,368 x (nº de funcionários) 
Hospitais 
(2,9 x nº de funcionários) + (11,8 x nº de bacias) + (2,5 x nº de 
leitos) + 280 
24 
Hotéis de 1 a 3 estrelas 
–29,8 + 0,0353 x (área total construída) + 2,99 x (nº de leitos 
ocupados)(1) + 48,9 x (bar(sim/não))(2) + 2,96 x (nº de vagas de 
estacionamento) + 5,43 x (volume de piscinas(3)) 
(1) estimativa de ocupação média 
(2) parâmetro que assume valor 1 ou 0 (há bar: 1; caso contrário: 0) 
(3) para hotéis 3 estrelas 
Hotéis de 4 a 5 estrelas 
-46,2 + 1,97 x (área de jardim) + 2,19 x (nº de restaurantes/bares) x 
(capacidade total de restaurantes/bares) + 0,987 x (nº de vagas de 
estacionamento) + 6,6 x (nº de funcionários) 
Lavanderias industriais (0,02 x quantidade de roupas lavadas) 
Motéis (0,35 x área total construída) 
Padarias –6,8 + 3,48 x (nº de funcionários) + 43,4* (lanchonete(sim/não)) 
(1) 
(1) Parâmetro que assume valor 1 ou 0 (há lanchonete: 1; caso contrário: 0) 
Postos de gasolina 
18,8 + 12,2 x (nº de funcionários) – 3,55 (nº de bicos para 
abastecimento) 
Prontos socorros (**) (10 x nº de funcionários) - 70 
Restaurantes (7,5 x nº de funcionários) + (8,4 x n de bacias) 
Shopping centers 
–1692 + 0,348 x (área bruta locável)– 0,0325 x (área total do 
terreno) + 0,0493 x (área total construída) – 468 x (nº salas de 
cinema) 
(*) Estabelecimentos com quadra esportiva e/ou piscina e no mínimo 5 chuveiros. SABESP / IPT 
(**) Estabelecimentos com mais de 20 funcionários. 
Área construída, área do terreno, área de jardim, m². 
Volume de piscina, m³. 
25 
MODELOS PARA PREVISÃO DE CONSUMO DE ÁGUA 
CONSUMO EFETIVO PER CAPITA DE ÁGUA 
 Leitura de hidrômetros 
 
 
 
 
 Leitura do macromedidor na saída do reservatório 
 Quando não existir medição 
 
26 
CONSUMO EFETIVO PER CAPITA DE ÁGUA 
qe = consumo efetivo per capita (L/(hab.dia)) 
Vc = volume consumido medido pelos hidrômetros (L) 
NE = número médio de economias (lig) 
ND = número de dias da medição pelos hidrômetros (dia) 
NH/L = número médio de habitantes por ligação (hab/lig) 
Determinação do consumo efetivo per capita (qe): 
e
Vc
q
NE ND NH / L

 
27 
q = consumo per capita de água (L/(hab.dia))  inclui as perdas 
qe = consumo efetivo per capita de água (L/(hab.dia)) 
IP = índice de perdas (*) 
 
(*): vazamentos, medição, fraudes, etc. 


e
q
q
1 IP
28 
CONSUMO PER CAPITA DE ÁGUA 
(considera as perdas existentes no sistema) 
Determinação do consumo per capita (q): 
CONSUMO MÉDIO EFETIVO 
PER CAPITA NA RMSP 
Unidade de Negócio 
Consumo micromedido 
Per capita 
(L/hab.dia) 
Por economia 
(L/economia.dia) 
MC 246 563 
MN 145 483 
MS 130 430 
ML 144 460 
MO 273 487 
Vice-Presidência 
Metropolitana 
221 510 
29 
0
50
100
150
200
250
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
AD
A 
(A
M)
CA
EM
A 
(M
A)
CO
MP
ES
A 
(P
E)
CE
DA
E (
RJ
)
AG
ES
PI
SA
 (P
I)
CA
SA
L (
AL
)
SA
AE
 (S
P)
AG
 (M
S)
SA
AE
B 
(P
A)
CA
ER
N 
(R
N)
DE
SO
 (S
E)
CA
GE
PA
 (P
B)
DM
AE
 (R
S)
SA
NE
AG
O 
(G
O)
CE
SA
N 
(E
S)
EM
BA
SA
 (B
A)
SA
BE
SP
 (S
P)
CO
PA
SA
 (M
G)
CA
SA
N 
(S
C)
CA
GE
CE
 (C
E)
CO
RS
AN
 (R
S)
SA
NE
AT
IN
S (
TO
)
CA
ES
B 
(D
F)
SA
NE
PA
R 
(P
R)
SA
NA
SA
 (S
P) C
on
su
m
o 
m
éd
io
 p
er
 c
ap
ita
 (L
/h
ab
/d
ia
)
Ín
di
ce
s 
de
 m
ic
ro
m
ed
iç
ão
 e
 p
er
da
s 
(%
)
IN022 - Consumo médio per capita de água (L/hab/dia)
IN010 - Índice de micromedição relativo ao volume disponibilizado (%)
IN013 - Índice de perdas faturamento (%)
CONSUMO MÉDIO EFETIVO 
PER CAPITA NO BRASIL (SNIS, 2007) 
30 
CONSUMO DE ÁGUA: VARIAÇÃO DIÁRIA 
Coeficiente do dia de maior consumo (K1) 
1
m aior consum o diário no ano
K
consum o m édio d iário no ano

Consum o m áxim o
Consum o 
m édio
C
on
su
m
o 
(
/h
ab
.d
ia
)

M eses do ano
J F M A M J J A S O N D
Variações do consumo no ano 
31 
CONSUMO DE ÁGUA: VARIAÇÃO DIÁRIA 
Autor/Entidade Local Ano Coeficiente K1 Condições de obtenção do valor
DAE São Paulo – Capital 1960 1,5 Recomendação para projeto 
FESB São Paulo – Interior 1971 1,25 Recomendação para projeto 
Azevedo Netto Brasil 1973 1,1 – 1,5 Recomendação para projeto 
Yassuda e Nogami Brasil 1976 1,2 – 2,0 Recomendação para projeto 
CETESB Valinhos e Iracemápolis 1978 1,25 – 1,42 Medições em sistemas operando há vários anos
PNB-587-ABNT Brasil 1977 1,2 Recomendação para projeto 
Orsini Brasil 1996 1,2 Recomendação para projeto 
Azevedo Netto et al. Brasil 1998 1,1 – 1,4 Recomendação para projeto 
Tsutiya RMSP – Setor Lapa 1989 1,08 – 3,8 Medições em sistema operando há vários anos
Saporta et al. Barcelona – Espanha 1993 1,10 – 1,25 Medições em sistema operando há vários anos
Walski et al. EUA (*) 2001 1,2 – 3,0 Recomendação para projeto
Hammer EUA (*) 1996 1,2 – 4,0 Medições em sistemas norte-americanos
AEP Canada (*) 1996 1,5 – 2,5 Recomendação para projeto 
Coeficiente do dia de maior consumo (K1) 
32 
CONSUMO DE ÁGUA: VARIAÇÃO HORÁRIA 
Coeficiente da hora de maior consumo (K2) 
2
m aior vazão horária no dia
K
vazão m édia do dia

Variações no consumo diário 
Vazão m áxim a
Horas do d ia
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Vazão 
m édiaV
az
ão
 (
/s
)

33 
Coeficiente da hora de maior consumo (K2) 
(*) Nesses sistemas não há reservatórios domiciliares. 
Autor/Entidade Local Ano Coeficiente K2 Condições de obtenção do valor
Azevedo Netto Brasil 1973 1,5 Recomendação para projeto 
Yassuda e Nogami Brasil 1976 1,5 – 3,0 Recomendação para projeto 
CETESB Valinhos e Iracemápolis 1978 2,08 – 2,35 Medições em sistemas operando há vários anos
PNB-587-ABNT Brasil 1977 1,5 Recomendação para projeto 
Orsini Brasil 1996 1,5 Recomendação para projeto 
Azevedo Netto et al. Brasil 1998 1,5 – 2,3 Recomendação para projeto 
Tsutiya RMSP – Setor Lapa 1989 1,5 – 4,3 Medições em sistemas operando há vários anos
Saporta et al. Barcelona – Espanha 1993 1,3 – 1,4 Medições em sistemas operando há vários anos
Walski et al. EUA (*) 2001 3,0 – 6,0 Recomendação para projeto 
Hammer EUA (*) 1996 1,5 – 10,0 Medições em sistemas norte-americanos
AEP Canada (*) 1996 3,0 – 3,5 Recomendação para projeto
34 
CONSUMO DE ÁGUA: VARIAÇÃO HORÁRIA 
 
0,4 
0,6 
0,8 
1 
1,2 
1,4 
1,6 
0 4 8 12 16 20 24 
Hora 
C
on
su
m
o 
ad
im
en
si
on
al
 (
 /
s)
 
Comportamento da curva típica de 22 setores de abastecimento de água da RMSP. 
35 
CONSUMO DE ÁGUA: VARIAÇÃO HORÁRIA 
ESTUDO DA POPULAÇÃO 
• Período de alcance do projeto: 20 anos ou mais 
• Estudo da população da área de projeto: 
- Dados populacionais dos últimos censos 
- Setores censitários da área de projeto 
- Cadastro imobiliário 
- Pesquisa de campo 
- Planos e projetos existentes 
- Planos Diretores do município 
- Situação sócio-econômica do município 
- Elaboração de projeções da população 
 
36 
ESTUDO DA POPULAÇÃO - MÉTODOS 
• Método dos componentes demográficos 
• Métodos matemáticos 
• Método de extrapolação gráfica 
37 
ESTUDO DA POPULAÇÃO: 
Componentes Demográficos 
P = P0 + (N – M) + (I – E) 
onde: 
P = população na data t 
P0 = população na data inicial t0 
N = nascimentos (no período t – t0) 
M = óbitos 
I = imigrantes no período 
E = emigrantes no período 
(N – M) = crescimento vegetativo no período 
(I – E) = crescimento social no período 
38 
ESTUDO DA POPULAÇÃO: 
Componentes Demográficos 
 Aplicação do método dos componentes demográficos na 
RMSP: 
 Tendências sócio-econômicas do processo de 
metropolização 
 Tendências demográficas globais 
 Tendências da mortalidade 
 Tendência da fecundidade 
 Tendência migratória e população recenseada da RMSP 
39 
ESTUDO DA POPULAÇÃO: 
 Métodos Matemáticos 
Método aritmético 
Método geométrico 
Método da curva logística 
40 
ESTUDO DA POPULAÇÃO: 
Método aritmético 
Considera o crescimento linear da população: 
2 1
a
2 1
P P
k
t t



a
dP
k
dt

 2 a 2P P k t t  
onde t representa o ano da projeção. 
41 
com 
ESTUDO DA POPULAÇÃO: 
Método geométrico 
2 1
g
2 1
ln P ln P
k
t t



 g 2k t t
2
P P e


42 
Considera o crescimento exponencial da população: 
com 
g
dP
k P
dt
 
ESTUDO DA POPULAÇÃO: 
Método da curva logística 
Ano
População de sa turaçãoK
P
op
ul
aç
ão T = 
a
b
K
2
43 
ESTUDO DA POPULAÇÃO: 
Método da curva logística 
2
0 1 2 1 0 2
2
0 2 1
2 P P P (P ) (P P )
K
P P (P )
    

 
 
 
0 1
1 0
P K P1
b ln
d P K P

 

0
0
K P
a ln
P


Equação da curva logística: 
0a b ( t t )
k
P
1 e
  


44 
2 1 1 0
d t t t t   
2
0 2 1
P P (P ) 
Condição: 
(Intervalos iguais!) 
ESTUDO DA POPULAÇÃO: 
Método da extrapolação gráfica 
P
o
p
u
la
çã
o
Ano
A
B
C
D
E
Com unidade em estudo
População em referência
População pro jetada 
da com unidade A
B, C , D e E representam curvas de crescim ento 
das com unidade m aiores com 
características sem elhantes a A
45 
ESTUDO DA POPULAÇÃO: 
Composição de Zonas Homogêneas 
46 
Municípios compostos por zonas homogêneas de 
características distintas: 
• A população total pode ser obtida com base no somatório das 
populações de cada zona homogênea, onde cada uma delas pode 
possuir diferentes ocupações e tendências de crescimento. 
ESTUDO DA POPULAÇÃO 
População flutuante: 
Municípios da Baixada Santista: 
• Domicílios permanentes: 3 habitantes/domicílio 
• Domicílios de uso ocasional: 6,5 habitantes/domicílio 
Municípios do Litoral Norte: 
• Domicílios permanentes: 4 habitantes/domicílio 
• Domicílios de uso ocasional: 7 habitantes/domicílio 
47 
ESTUDO DA POPULAÇÃO 
Densidades demográficas e extensões médias de arruamentos por 
hectare estimados para a RMSP (1 ha = (100 m)² = 10000 m²) 
 
Características urbanas dos bairros 
Densidade demográfica 
de saturação (hab/ha) 
Extensão média de 
arruamentos/ha (m) 
Bairros residenciais de luxo com lote padrão de 800 m² 100 150 
Bairros residenciais médios com lote padrão de 450 m² 120 180 
Bairros residenciais populares com lote padrão de 250 m² 150 200 
Bairros mistos residencial-comercial da zona central, com 
predominância de prédios de 3 e 4 pavimentos 
300 150 
Bairros residenciais da zona central com predominância 
de edifícios de apartamentos com 10 e 12 pavimentos 
450 150 
Bairros mistos residencial-comercial-industrial da zona 
urbana com predominância de comércio e indústrias 
artesanais e leves 
600 150 
Bairros comerciais da zona central com predominância de 
edifícios de escritórios 
1000 200 
48 
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DOS 
COMPONENTES DE UM SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA 
Curso de água
Rede
Reservatório
de distribu içãoCaptação
Q a
Q a Q b Q c
Estação de 
Tratam ento
Estação
elevatória 
49 
Q = ... (L/s) 
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO 
Vazão da captação, estação elevatória e adutora até a ETA (L/s): 
Vazão da ETA até o reservatório (L/s): 
Vazão do reservatório até a rede (L/s): 
1
a esp1 ETA
K P q
Q Q C
86400
  
   
 
1
b esp1
K P q
Q Q
86400
 
 
1 2
c esp2
K K P q
Q Q
86400
  
 
50 
Para funcionamento 24 h/dia 
E se a adução funcionar menos de 24 h/dia? 
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO 
Vazão da captação, estação elevatória e adutora até a ETA (L/s): 
Levamos em conta a vazão média do dia (K1) de maior consumo no final 
de plano (vale para adução 24 h), mais o consumo da ETA. 
Se a ETA consome por exemplo 4 % da água produzida, CETA é 1/0,96 
Vazão da ETA até o reservatório (L/s): 
Levamos em conta a vazão média do dia (K1) de maior 
consumo no final de plano (vale para adução 24 h) 
Vazão do reservatório até a rede (L/s): 
Levamos em conta a vazão média do dia (K1) 
e hora (K2) de maior consumo no final de plano. 
51 
Os 
reservatórios 
regularizam 
as variações 
horárias da 
demanda! 
52 
Lição de casa: 
ler páginas 35 a 66