Abastecimento e Concepção parte 1 (1)

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Renato Carlos Zambon
Ronan Cleber Contrera
Theo Syrto Octavio de Souza
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental
PHA3412 - Saneamento
2
Lembrete 2: 
slide não é 
material de 
estudo!!!
Lembrete 1: o 
material das aulas é 
atualizado durante o 
semestre...
http://www.pha.poli.usp.br Graduação > Disciplinas > PHA3412
EVOLUÇÃO HISTÓRICA DOS SISTEMAS DE
CAPTAÇÃO, TRANSPORTE E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA 
DE ABASTECIMENTO
• 4 a 14 d.C. – Distribuição de 
água por tubos – Cidade de 
Ephesus, Turquia
• 1500 a.C. – 1ª tubulação de 
distribuição de água – cidade 
de Knossos, ilha de Creta 
3
EVOLUÇÃO HISTÓRICA
• Entre 312 a.C. e 226 d.C. – 11 aquedutos romanos: 502 km
4
EVOLUÇÃO HISTÓRICA
5
EVOLUÇÃO HISTÓRICA
6
1. Captação
2. Poços de queda
3. Decantação
4. Túnel e poços de visita
5. Trincheira coberta
6. Ponte em arcos
7. Sifão invertido
8. Canal sobre aterro
9. Arcada
10. Castelo d’água
11. Distribuição (tubos de 
chumbo)
EVOLUÇÃO HISTÓRICA
• Séculos antes de Roma:
Persia (Qanats), India, Egito...
7
EVOLUÇÃO HISTÓRICA
• Aquedutos Nazca (tuneis, poços e trincheiras, século VI)
8
fotos: Denise Brunoro, 2017
EVOLUÇÃO HISTÓRICA
• Incas (579 km e 4 m de profundidade), Maias e Astecas 
(Tenochtitlán: 100-200 mil habitantes em 1519)
9
EVOLUÇÃO HISTÓRICA
• 1237 – Primeiro sistema de abastecimento de água encanada 
de Londres, Inglaterra
• 1455 – Primeira tubulação de ferro fundido no Castelo de 
Dillenburgh, Alemanha
• 1652 – Adutora de ferro fundido em Boston, Estados Unidos
10
1537 - Évora
• 1664 – Palácio de 
Versailles na França –
Adutora em ferro fundido 
com mais de 22 km
• 1754 – Pennsylvania – 1º 
sistema de abastecimento 
de água nos Estados Unidos
Elevatórias de águas com 
bombas tocadas a vapor
11
EVOLUÇÃO HISTÓRICA
EVOLUÇÃO HISTÓRICA - BRASIL
Rio de Janeiro:
• 1561 – 1º sistema de abastecimento de água no Brasil
• 1723 – Construção do primeiro aqueduto
• 1750 – Aqueduto Carioca, com 13 km
• 1810 – 20 chafarizes públicos
• 1860 – Distribuição de 8 milhões de litros por dia
• 1876 – 1º sistema de abastecimento de água encanada
12
EVOLUÇÃO HISTÓRICA - BRASIL
São Paulo:
• 1744 – Primeiro chafariz público
• 1746 – Adutoras para os conventos de Santa Teresa e da Luz
• 1842 – Primeiro projeto de adução e distribuição de água
Implantação de sistemas de abastecimento em outras cidades
• 1861 – Porto Alegre, RS
• 1870 – Santos, SP
• 1880 – Campos, RJ
• 1891 – Campinas, SP
• 1892 – Bofete, SP
• 1897 – Belo Horizonte, MG
13
DADOS DEMOGRÁFICOS DO BRASIL
 Área: 8.511.965 km2
 5.570 municípios
 População total: 203 
milhões de habitantes
(IBGE, 2015)
 População urbana: 84%
(31% em 1940)
14
hab/km²
15
HISTÓRICO E PROJEÇÃO DA POPULAÇÃO
0
50
100
150
200
250
1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060
m
ilh
õe
s d
e h
ab
ita
nt
es
ano
16
RMSP, Taxa de crescimento demográfico 1991-1996
(taxa geométrica média, por distritos e subdistritos censitários)
Crescimento Demográfico na RMSP
17
Cobertura da Rede de Esgoto na RMSP
SANEAMENTO NO BRASIL
REGIÃO
DÉFICIT - REDES DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA 
(% de domicílios)
DÉFICIT - REDES
COLETORAS DE ESGOTOS
(% de domicílios)
2000 2008 2000 2008
Norte 55,7 54,7 97,6 96,2
Nordeste 47,1 31,7 85,3 77,6
Sudeste 29,5 12,5 47,0 30,2
Sul 30,9 15,8 77,5 69,8
C. Oeste 33,7 18,0 71,9 66,3
Brasil 46,1 21,4 66,5 56,0
Distribuição regional dos déficits em saneamento
Fonte: PNSB 2008
18
• 21% de brasileiros sem água encanada (e mais o crescimento da 
população nos próximos anos)
• Uma parcela da população não conta com abastecimento 
contínuo e nem com água potável de qualidade
• 56% dos domicílios não tem coleta de esgoto
• Dos 44% coletados, apenas 69% recebem algum tipo de 
tratamento
R$ 420 bilhões até 2030 para a universalização dos
serviços de saneamento básico (PLANSAB, 2011)
(água, esgotos, drenagem e lixo)
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SANEAMENTO NO BRASIL - DESAFIOS
PARTES CONSTITUINTES DE UM SISTEMA
DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
M anancia l Rede de 
D istribu ição
Reservatório
Captação
Estação de 
Tratam ento 
de Água
Adutora 
de água
 tra tada
Adutora de
água bruta
Estação
elevatória 
de água bruta
21
INDICADORES DE CUSTO DO SISTEMA 
CONVENCIONAL DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Partes 
constituintes
do sistema
Custo (%)
P  10.000 10.000 < P  40.000
40.000 < P 
100.000
P > 100.000
Captação 30 20 8 3
Adução 8 9 11 11
Bombeamento 6 5 5 1
Tratamento 12 9 9 5
Reservação 6 6 6 4
Distribuição 38 51 61 76
P = população em habitantes.
22
NORMAS PARA PROJETOS DE SISTEMAS DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
 NBR 12211:1992 – Estudos de concepção de sistemas públicos de 
abastecimento de água;
 NBR 12212:2006 – Poço tubular - Projeto de poço tubular para captação de 
água subterrânea;
 NBR 12213:1992 – Projeto de captação de água de superfície para 
abastecimento público;
 NBR 12214:1992 – Projeto de sistema de bombeamento de água para 
abastecimento público;
 NBR 12215:1991 – Projeto de adutora de água para abastecimento público;
 NBR 12216:1992 – Projeto de estação de tratamento de água para 
abastecimento público;
 NBR 12217:1994 – Projeto de reservatório de distribuição de água para 
abastecimento público;
 NBR 12218:1994 – Projeto de rede de distribuição de água para abastecimento 
público.
 As companhias de saneamento também possuem normas e especificações 
próprias que devem ser consultadas. (ex.: NTS – Normas Técnicas da Sabesp)
23
CONCEPÇÃO - DEFINIÇÃO
É o conjunto de estudos e conclusões referentes ao 
estabelecimento de todas as diretrizes, parâmetros e 
definições necessárias e suficientes para a caracterização 
completa do sistema a projetar.
24
CONCEPÇÃO - OBJETIVOS
Identificação e quantificação de todos os fatores 
intervenientes com o sistema de abastecimento de água
Diagnóstico do sistema existente
Estabelecimento de parâmetros básicos de projeto
Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas para as 
alternativas selecionadas
Escolha da alternativa mais adequada mediante comparação 
técnica, econômica e ambiental
Estabelecimento das diretrizes gerais de projeto
25
Modelagem Hidráulica: CRede
Traçado da rede em planta Dimensionamento
• Determinação dos diâmetros
• Determinação das vazões
PLANEJAMENTO, PROJETO E OPERAÇÃO DE 
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
26
Modelagem Hidráulica: CRede
PLANEJAMENTO, PROJETO E OPERAÇÃO DE 
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
27
Modelagem 
Hidráulica:
Rede
28
Modelagem 
Hidráulica:
Adut
29
Modelagem Hidráulica: WaterCAD
30
Modelagem Hidráulica: EPANET
31
ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS
PARA O ESTUDO DE CONCEPÇÃO
1. Caracterização da área de estudo
– Características físicas
– Uso e ocupação do solo
– Aspectos sociais e econômicos
– Sistemas de infra-estrutura e condições sanitárias
2. Análise do sistema de abastecimento de água existente
– Descrição
– Diagnóstico
3. Levantamento dos estudos e planos existentes
4. Estudos demográficos e de uso e ocupação do solo
5. Critérios e parâmetros de projeto
6. Demanda de água
– Estudo de demanda
– Cálculo das demandas
7. Estudo de mananciais
– Manancial superficial
– Manancial subterrâneo
– Seleção de mananciais
32
ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS
PARA O ESTUDO DE CONCEPÇÃO
8. Formulação das alternativas de concepção
9. Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas
– Captação
– Estação elevatóriae linha de recalque
– Adutoras
– Estação de tratamento de água
– Reservatórios
– Rede de distribuição
10. Estimativa de custo das alternativas propostas
11. Análise comparativa das alternativas propostas
– Análise técnica
– Análise econômica
– Análise ambiental
– Análise social
12. Concepção escolhida
33
CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Mananciais:
Manancial superficial
Captação em curso de água
Captação em represas
Captação em manancial de serra
Manancial subterrâneo
Captação através de caixas de tomada e drenos
Captação através de poços horizontais
Captação através de poços profundos
34
CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
a) Planta
b) Perfil
Curso de água Rede de 
D istribu ição
Reservatório
Captação
Estação de 
Tratam ento 
de Água
Adutora 
de água
 tra tada
Adutora de
água bruta
Estação
elevatória 
de água bruta
Curso 
de água
C idade
Reservatório
Estação de 
Tratam ento 
de Água
Adutora de água tra tada
Adutora de 
água tratadaA
duto
ra d
e
águ
a b
ruta
Estação
elevatória 
de água bruta
Com captação em curso de água e reservatório apoiado
35
CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Com captação em curso de água e
com reservatório enterrado e elevado.
Curso de
água
C idade
Reservatório
e levado
Reservatório
enterrado
Estação de 
Tratam ento 
de Água
Adutora de 
água tra tada
Adutora de
água bruta
Estação
elevatória de 
água bruta
Estação
elevatória de 
água tra tada
36
CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Atendendo zona baixa e zona altaRio
Reservatório
da zona ba ixa
Reservatório
da zona a lta
Rede da 
zona a lta
Rede da 
zona ba ixa
Captação por
poços pro fundos
ETA
Captação
superfic ia l
Estação
elevatória
Estação
elevatória
37
Sistema de abastecimento de água de 
Peruíbe, litoral do Estado de São Paulo
MANANCIAL SUPERFICIAL:
Captação em manancial de serra
38
MANANCIAL 
SUPERFICIAL: 
Captação em 
curso de água
Sistema de 
abastecimento 
de água da 
cidade de 
Boituva, interior 
do Estado de São 
Paulo
39
Sistema de abastecimento 
de água da cidade de Franca, 
interior do Estado de São 
Paulo
MANANCIAL 
SUPERFICIAL: 
Captação em curso de 
água
40
Sistema de abastecimento de água da 
Região Metropolitana de São Paulo
MANANCIAL SUPERFICIAL: Captação em represas
41
Principais sistemas produtores na RMSP: 2013-2014
42
Vazões afluentes Cantareira
Cantareira (33 m³/s):
 V.U.: 982 hm³
 1ª cota: 182 hm³ (-18.5%)
 2ª cota: 105 hm³ (-29.2%)
 3ª cota: 41 hm³ (-33.4%)
 4ª cota: 40 hm³ (-37.5%)
Alto Tietê (15 m³/s):
 V.U.: 519 hm³
 “Reserva” : 39 hm³
Guarapiranga (14 m³/s):
 V.U.: 189 hm³
RG/RC/AC/BC/RE (11 m³/s)
0
10
20
30
40
50
60
70
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
m
éd
ia 
m
en
sa
l (m
³/s
)
MLT 1953
0
10
20
30
40
50
60
70
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
m
éd
ia 
m
en
sa
l (m
³/s
)
MLT 1953 2013
0
10
20
30
40
50
60
70
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
m
éd
ia 
m
en
sa
l (m
³/s
)
MLT 1953 2013 2014
0
10
20
30
40
50
60
70
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
m
éd
ia 
m
en
sa
l (m
³/s
)
MLT 1953 2013 2014 2015
0
200
400
600
800
1 000
1 200
1 400
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
V
o
lu
m
e 
A
rm
az
e
n
ad
o
 (
h
m
³)
Cantareira Alto Tietê Guarapiranga
Histórico e uso do V.M. no sistema Cantareira
43
reduzindo 
de 3 a 4 m³/s 
PCJ e 30 m³/s 
SP para
<1 m³/s PCJ e 
<15 m³/s SP
MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de caixas de tomada
a) Planta
b) Perfil
NAC aixa de reun ião
- C loração
Para consum oC x4
C x3
C x2
C x1
100
101
102
103
44
MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de drenos
C aixa de
inspeção
C orte A -A
A
A
Tubo circula r
Le ito drenan te
areia e pedra
Tubos 
perfurados
45
MO TOR
AREIA
BOMBA
CAMADA IMPERMEÁVEL
AREIA
VAI PARA D ISTRIBUIÇÃO
ÁREA DE CAPTAÇÃO
MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de drenos
46
MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação de água subterrânea
Poço A rtes iano
Jorrante
L inha P iesom é trica do
Aquífero A rtes iano
Poço F reá tico
R eca rga do
Aquífero
Freá tico
Poço
Artes iano
Aquífero F reá tico
Aquífero A rtes iano
Tipos de aquíferos e de poços. 
Captação de água subterrânea.
47
MANANCIAL 
SUBTERRÂNEO: 
Captação em 
poços profundos
Sistema de abastecimento 
de água da cidade de 
Jales, interior do estado de 
SP
48
CAPTAÇÃO EM MANANCIAL SUPERFICIAL E SUBTERRÂNEO
Rio
Reservatório
da zona ba ixa
Reservatório
da zona a lta
Rede da 
zona a lta
Rede da 
zona ba ixa
Captação por
poços pro fundos
ETA
Captação
superfic ia l
Estação
elevatória
Estação
elevatória
49
LICENCIAMENTO AMBIENTAL
Sistema de abastecimento
de água:
− Captação (eventuais 
barragens)
− Adução
− Tratamento
− Reservação
− Distribuição
Licenciamento ambiental: 
− Para todo o sistema
− Partes do sistema
50
BIBLIOGRAFIA
Lição de casa:
ler páginas 1 a 34
51
Exercício
logo depois do intervalo!
52