APS 8 periodo - Estaçao de Tratamento de Agua - Goiania

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ENGENHARIA CIVIL 
8º SEMESTRE 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA 
ETA – ENGº RODOLFO JOSÉ DA COSTA E SILVA 
SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA DA REGIÃO METROPOLITANA DE GOIÂNIA 
 
 
 
 
 
 Alunos: 
 Julie Bardusco RA: A74DBE-4 
 Leo Lince Lobo M C Filho RA: B10GFE-7 
 Raimundo Ascenção da Silva RA: T511FB-5 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIP 2014/2 
 
Resumo – Este trabalho enfoca o processo convencional de tratamento de água e apresentação dos 
resultados da modelagem hidráulica dos sistemas de macro-distribuição da Região Metropolitana de 
Goiânia, abastecida pelos mananciais João Leite e Meia Ponte, tendo como base o software EPANET. 
Uma análise das infraestruturas existentes e em implantação retrata a região propícia à necessidade de 
novas formas de integração de ambos os sistemas, trazendo soluções que viabilizem o abastecimento. A 
variação de parâmetros orientados por escala temporal, tais como posicionamento de centros de 
reservação, estações elevatórias, traçados de adutoras e concentração de demandas foram estabelecidas a 
partir da criação de cenários de análise com base em consumos por área de influência, bem como a 
partir da disponibilidade de recursos financeiros para a implantação das obras em projeção. Para o 
cenário existente, verifica-se a saturação das infraestruturas, com a necessidade de inserção das obras em 
execução. 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
A região metropolitana de Goiânia está dividida em dois grandes sistemas de abastecimento de água, o 
sistema João Leite e o sistema Meia Ponte, com seus respectivos mananciais. Os dois sistemas têm 
proporções e capacidades equivalentes, fornecendo água para cerca de 99% da população de Goiânia. A 
responsabilidade pelo abastecimento de água potável, bem como a coleta e tratamento de esgoto, é da 
concessionária Saneamento de Goiás S.A. (SANEAGO), empresa de economia mista fundada em 1967 
(SANEAGO, 2013). 
O sistema mais antigo é o João Leite, em operação desde 1953, quando inaugurou a Estação de Tratamento 
de Água Jaime Câmara (ETAG). Ele abastece parte da região nordeste, parte da região central e toda a região 
sudeste de Goiânia. A região norte do município de Aparecida de Goiânia também é contemplada (Melo; 
Soares, 2013). 
O sistema Meia Ponte é mais recente, tendo entrado em operação em 1988, com a inauguração da Estação de 
Tratamento de Água Eng. Rodolfo José da Costa e Silva. Ele abastece a região noroeste de Goiânia e parte 
das regiões nordeste, centro e sudoeste. Alguns bairros do município de Aparecida de Goiânia também são 
contemplados (Melo; Soares, 2013). Os pontos amostrais em Goiânia foram selecionados com o objetivo de 
contemplar as duas ETA em operação. Portanto, o primeiro ponto localiza-se na região abastecida pela ETA 
Jaime Câmara e o segundo na região abastecida pela ETA Eng. Rodolfo José da Costa e Silva. 
Atualmente, ambos os sistemas apresentam proporções e capacidades equivalentes, cada um com vazão de 
captação média igual a 2,0 m³/s. Cerca de 50% da área conurbada é abastecida pelo Sistema Meia Ponte, 
abrangendo a região noroeste de Goiânia, parte da região nordeste, parte da região central de Goiânia, bairros 
de Trindade, região sudoeste de Goiânia e vários bairros de Aparecida de Goiânia. Já a outra metade da 
população é abastecida pelo Sistema João Leite, abrangendo parte da região nordeste, parte da região central 
e toda a região sudeste de Goiânia, bem como a região norte de Aparecida de Goiânia. 
O sistema de abastecimento de águas de Goiânia atinge 92% da cidade. Goiânia tem três ETA em 
funcionamento, sendo que apenas duas respondem por quase 100% do tratamento de águas da cidade (Tabela 
7). A ETA Jaime Câmara é a mais antiga e muitas vezes denominada ETAG – ETA Goiânia. Está em 
funcionamento desde a década de 1950 e trata água para os bairros mais antigos da cidade. A ETA Eng. 
Rodolfo José da Costa e Silva faz parte do sistema Meia Ponte e foi inaugurada na década de 1980. As duas 
maiores ETA operam utilizando tratamento convencional, compreendendo etapas de coagulação, floculação, 
decantação e filtração. A desinfecção é realizada com cloro gasoso. 
 
 
MATERIAIS E MÉTODOS 
Processo convencional de tratamento de água 
 
Fonte: Copasa 
Captação 
A seleção da fonte abastecedora de água é processo importante na construção de um sistema de 
abastecimento. Deve-se, por isso, procurar um manancial com vazão capaz de proporcionar perfeito 
abastecimento à comunidade, além de ser de grande importância a localização da fonte, a topografia da região 
e a presença de possíveis focos de contaminação. 
A captação pode ser superficial ou subterrânea. A superficial é feita nos rios, lagos ou represas, por gravidade 
ou bombeamento. Se por bombeamento, uma casa de máquinas é construída junto à captação. 
Essa casa contém conjuntos de motobombas que sugam a água do manancial e a enviam para a estação de 
tratamento. A subterrânea é efetuada através de poços artesianos, perfurações com 50 a 100 metros feitas no 
terreno para captar a água dos lençóis subterrâneos. Essa água também é sugada por motobombas instaladas 
perto do lençol d’água e enviada à superfície por tubulações. 
A água dos poços artesianos está, em sua quase totalidade, isenta de contaminação por bactérias e vírus, 
além de não apresentar turbidez. 
 
 
Rio Meia Ponte 
 
Barragem no Rio Meia Ponte 
 
 
Captação de água na barragem do Rio Meia Ponte. 
 
Captação de água na barragem do Rio Meia Ponte - Canal 
 
 
Captação de água na barragem do Rio Meia Ponte – Canal de tranquilização 
 
Captação de água na barragem do Rio Meia Ponte – Canais Desarenadores 
 
 
 
a) Tratamento da água de captação superficial 
É composto pelas seguintes fases: 
 
• Oxidação 
O primeiro passo é oxidar os metais presentes na água, principalmente o ferro e o manganês, que 
normalmente se apresentam dissolvidos na água bruta. Para isso, injeta-se cloro ou produto similar, pois 
tornam os metais insolúveis na água, permitindo, assim, a sua remoção nas outras etapas de tratamento. 
 
 
• Coagulação 
A remoção das partículas de sujeira se inicia no tanque de mistura rápida com a dosagem de sulfato de 
alumínio ou cloreto férrico. Estes coagulantes, têm o poder de aglomerar a sujeira, formando flocos. Para 
otimizar o processo adiciona-se cal, o que mantém o pH da água no nível adequado.
 
 
 
• Floculação 
Na floculação, a água já coagulada movimenta-se de tal forma dentro dos tanques que os flocos misturam-
se, ganhando peso, volume e consistência. 
 
 
• Decantação 
Na decantação, os flocos formados anteriormente separam-se da água, sedimentando-se, no fundo dos 
tanques. 
 
 
 
 
• Filtração 
A água ainda contém impurezas que não foram sedimentadas no processo de decantação. 
Por isso, ela precisa passar por filtros constituídos por camadas de areia ou areia e antracito suportadas por 
cascalho de diversos tamanhos que retêm a sujeira ainda restante. 
 
 
• Desinfecção 
A água já está limpa quando chega a esta etapa. Mas ela recebe ainda mais uma substância: o cloro. 
Este elimina os germes nocivos à saúde, garantindo também a qualidade da água nas redes de distribuição e 
nos reservatórios. 
 
 
 
 
• Correção de pH 
Para proteger as canalizações das redes e das casas contra corrosão ou incrustação, a água recebe uma 
dosagem de cal, que corrige seu pH. 
 
 
• Fluoretação 
Finalmente a água é fluoretada, em atendimento à Portaria do Ministério da Saúde. 
Consiste na aplicação de uma dosagem de composto de flúor (ácido fluossilícico). 
Reduza incidência da cárie dentária, especialmente no período de formação dos dentes, que vai da gestação 
até a idade de 15 anos. 
 
 
 
b) Tratamento da água de captação subterrânea 
A água captada através de poços profundos, na maioria das vezes, não precisa ser tratada, bastando apenas 
a desinfecção com cloro. Isso ocorre porque, nesse caso, a água não apresenta qualquer turbidez, 
eliminando as outras fases que são necessárias ao tratamento das águas superficiais. 
Reservação 
A água é armazenada em reservatórios, com duas finalidades: 
• manter a regularidade do abastecimento, mesmo quando é necessário paralisar a produção para 
manutenção em qualquer uma das unidades do sistema; 
• atender às demandas extraordinárias, como as que ocorrem nos períodos de calor intenso ou quando, 
durante o dia, usa-se muita água ao mesmo tempo (na hora do almoço, por exemplo). 
Quanto à sua posição em relação ao solo, os reservatórios são classificados em subterrâneos (enterrados), 
apoiados e elevados. 
Redes de distribuição 
Para chegar às casas, a água passa por vários canos enterrados sob a pavimentação das ruas da cidade. 
Essas canalizações são chamadas redes de distribuição. 
Para que uma rede de distribuição possa funcionar perfeitamente, é necessário haver pressão satisfatória em 
todos os seus pontos. Onde existe menor pressão, instalam-se bombas, chamadas boosters, cujo objetivo é 
bombear a água para locais mais altos. 
Muitas vezes, é preciso construir estações elevatórias de água, equipadas com bombas de maior capacidade. 
Nos trechos de redes com pressão em excesso, são instaladas válvulas redutoras. 
Ligações domiciliares 
A ligação domiciliar é uma instalação que une a rede de distribuição à rede interna de cada residência, loja 
ou indústria, fazendo a água chegar às torneiras. 
Para controlar, medir e registrar a quantidade de água consumida em cada imóvel, instala-se um hidrômetro 
junto à ligação. 
A tarifa mínima da COPASA dá direito a um consumo residencial de 6.000 litros de água por mês. 
Ultrapassar esse limite, a conta de água é calculada sobre a quantidade de litros que foi consumida e 
registrada pelo hidrômetro. 
 
ESTUDO DA INTEGRAÇÃO DOS SISTEMAS 
O estudo da modelagem hidráulica de integração dos Sistema Meia Ponte foi estruturado da seguinte forma: 
 
a) Foram estabelecidos três cenários, sendo os dois primeiros desenvolvidos para o ano 2015 com o intuito 
de estabelecer critérios comparativos entre os mesmos, e o terceiro para o ano 2030. Os cenários são 
denominados: (1) sistemas existentes, (2) inserção do novo sistema produtor João Leite e unidades em obras 
e/ou projetadas, e (3) integração dos Sistemas Meia Ponte / João Leite, proposta deste trabalho; 
 
 
b) Para cada um dos cenários foi efetuado o levantamento de dados para a alimentação dos modelos 
hidráulicos. Para tal, foram elaboradas a esqueletização dos sistemas e o estudo demanda por área 
de influência, utilizando-se apenas redes principais, centros de reservação (CRs) 
e recalques mais representativos para efeito da modelagem; 
 
c) Fez-se a introdução, com a topologia já definida, de dados dos componentes do sistema: diâmetros e 
comprimentos dos tubos, cotas altimétricas dos nós, níveis dos reservatórios, válvulas e seus parâmetros de 
controle, balanço de demandas nos nós e curvas das bombas das estações elevatórias; 
 
d) Foram avaliadas as opções de tempo e energia. Para a opção tempo, foi criado padrão para simular o 
comportamento dinâmico do sistema a cada intervalo de 3 horas para a duração de 24 horas de simulação. 
Já para a opção energia, foi adotado rendimento médio de bombeamento igual a 
75% e preço do kWh igual a R$ 0,23; 
 
e) A curva de modulação de consumo dos nós foi adotada com base em literatura (GOMES, 
2009), aplicando-se os fatores multiplicativos: 0.3, 0.4, 1.2, 1.5, 1.5, 1.3, 1.1 e 0.7. Já o padrão de energia 
manteve o preço constante, exceto das 18 às 21 horas (adotado fator 3); 
 
f) Para as análises dos cenários, as simulações hidráulicas foram efetuadas considerando a pior situação 
de funcionamento dos sistemas, ou seja, com os CRs das ETAs em nível mínimo abastecendo todos os 
reservatórios subsequentes, e estes em seu nível máximo, com vazão correspondente à demanda máxima 
diária; 
 
g) O cálculo hidráulico considerou regime de escoamento permanente no período estendido, utilizando a 
fórmula de Darcy-Weisbach para determinação da perda de carga, com rugosidade absoluta de 0,2 mm; 
 
h) Uma vez efetuada a entrada dos dados, partiu-se para a verificação das simulações hidráulicas, analisando 
o atendimento das demandas nos nós em função da carga de pressão, o balanço de vazão nos reservatórios e 
o consumo de energia para as elevatórias; 
Sistemas Existentes e Cenários de Avaliação 
 
A topologia do Cenário 1 representa o fluxo da macro-distribuição existente, conforme ilustra a Figura 1. 
Este cenário possui cinco origens de produção (Meia Ponte, João Leite, Arrozal, Lajes e Poços) e totaliza 
a demanda máxima diária de 7.155 L/s. O Sistema Meia Ponte abrange os municípios de Goiânia, 
Trindade e Aparecida de Goiânia, enquanto o Sistema João Leite abrange os municípios de Goiânia e 
Aparecida de Goiânia. 
 
A topologia do Cenário 2 representa o fluxo de macro-distribuição atualmente projetado e em execução 
(Figura 1). Neste cenário, que também simula as mesmas demandas para o ano 2015, mas com o acréscimo 
de todas as unidades que se encontram em fase de execução, são mantidos os dados dos sistemas 
existentes e incluídos os dados referentes às novas unidades, observando que, neste cenário, já é possível o 
abastecimento de água de Aparecida de Goiânia e Goianira. 
 
 
Figura 1 – Esquemas do Cenário 1 (Sistemas Existentes) e Cenário 2 (Integração Projetada/Obras - 2015) 
 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
A investigação da integração dos Sistemas João Leite e Meia Ponte se baseou nos três cenários de 
análise, referentes às atuais condições dos sistemas, sequenciada pelo escalonamento de obras em 
implantação/projeção. Para cada um dos grupos, foi avaliado o comportamento da macro- distribuição de 
água em função da demanda por área de influência e pelas cargas de pressão atuantes. 
Os resultados obtidos para o Cenário 1, ilustrados na Figura 1, confirmam as demandas elevadas 
partindo tanto do Sistema João Leite quanto do Meia Ponte em direção a conurbação Aparecida de Goiânia. 
Neste modelo, podem ser observadas as saturações do eixo Ipiranga/Adélia para Aparecida de Goiânia, 
aliviadas pela recente implantação do novo Sistema Adélia, do eixo Ipiranga/Mendanha em direção à 
Fazenda Santa Rita, uma das áreas de expansão de Goiânia, e do eixo Mendanda/Maysa limitado pelo 
booster Maysa em direção à Trindade. 
Neste cenário também se destaca a falta de interligação do sistema de Goianira, que atualmente 
possui o sistema completamente abastecido por poços, a imensa área de influência abastecida pelo 
Cristina/Gentil Meireles que atualmente trabalha com pressões superiores a 40 mca na rede de distribuição 
secundária, expondo o sistema a um maior percentual de perdas, além da saturação de pontos acima da 
Região Guanabara, que possui um longo sistema de adução abastecido via Sistema Meia Ponte, que 
torna vulnerável a expansão da região norte. 
 
CONCLUSÕES 
Este trabalho consistiu da análise do sistema de abastecimento de água da Região Metropolitana de Goiânia, 
com a perspectiva de realizar o processo convencional de tratamento de água e apresentação dos resultados 
da modelagem hidráulica dos sistemas. A seleção da fonte abastecedora de água é processo importante na 
construção de um sistemade abastecimento.Deve-se, por isso, procurar um manancial com vazão capaz de 
proporcionar perfeito abastecimento à comunidade, além de ser de grande importância a localização da fonte, 
a topografia da região e a presença de possíveis focos de contaminação. 
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REFERÊNCIAS 
GOMES, H.P. (2009). Dimensionamento econômico e operação de redes e elevatórias. Editora 
Universitária UFPB. 3° edição. João Pessoa, 277p. 
MELO, M.S.; SOARES, A.K. (2013). Integração dos Sistemas João Leite e Meia Ponte: uma análise do 
abastecimento de água na Região Metropolitana de Goiânia. In: Caderno de Recursos Hídricos, Siqueira, E.Q.; 
Formiga, K.T.M. (Orgs.).Goiânia: Ed. Kelps, v. 1, p. 145-172. 
ROSSMAN, L.A. (2002). Epanet – Manual do Utilizador (tradução para língua portuguesa). Laboratório 
Nacional de Engenharia Civil, Lisboa, Portugal, 243 p. 
SANEAGO - Saneamento de Goiás S.A. (2007). Plano Diretor de Água de Aparecida de Goiânia – PDA 
Aparecida. Contrato n. 247/2007: Senha Engenharia, 2007.