Contaminação e Tratamento de Água

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Contaminação e Tratamento 
de Água 
 
AULA 1 - UNIDADES COMPONENTES DE UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO D’ÁGUA 
 
1.1 - Introdução 
 
A substância mais abundante no planeta Terra é a água. Ela pode ser encontrada tanto no estado 
líquido, gasoso ou sólido, na atmosfera, sobre ou sob a superfície terrestre, nos oceanos, mares, 
rios e lagos. 
 
A água ainda é o constituinte inorgânico com maior percentual de presença na matéria viva: cerca 
de 60% do peso do homem é constituído de água e, em certos animais aquáticos, esta 
porcentagem alcança 98%. 
 
Há estimativas de que o nosso planeta possua três quartos de sua massa de água 1,36.1018m3. 
Cerca de 97,4% de toda essa massa está contida nos mares e os oceanos, ou seja, é água 
salgada. 
 
Na forma de neve ou gelo, no topo das grandes cadeias de montanhas ou nas zonas polares, 
estão estocados 2% da água total. Resta apenas cerca de 0,6 % do total disponível como água 
doce, seja nos aquíferos subterrâneos (0,5959%), nos rios e lagos superficiais (0,0140%) ou na 
atmosfera, na forma de vapor d’água (0,001%). 
 
Diante de todos esses dados, torna-se fundamental para o futuro da humanidade, e para sua 
própria sobrevivência, a preservação dos recursos hídricos do planeta. 
 
1.1.1 - Principais propriedades da água 
 
Conhecer as propriedades da água, quer ela esteja em repouso ou em movimento, é fundamental 
para a solução correta dos vários problemas do dia a dia do engenheiro hidráulico. 
 
Esses problemas envolvem os princípios e métodos de armazenamento, conservação, controle, 
condução, utilização etc. e estão presentes desde a elaboração dos projetos até o último dia de 
sua operação. 
 
Entre as peculiaridades da água, está a de ser uma substância encontrada no estado sólido, 
líquido e gasoso na superfície da terra, ou seja, ela pode ser facilmente encontrada em três fases 
na natureza, a saber: 
• No estado sólido (neve e gelo); 
• No gasoso (vapor d’água e umidade); 
• E na sua forma mais comum, a líquida (reservatórios de acumulação, lençóis subterrâneos, 
mares e oceanos etc). 
 
a) Composição química 
A água é uma substância composta resultante da combinação de dois átomos de hidrogênio com 
um de oxigênio, que na forma mais elementar de representação forma H2O. 
 
b) Massa específica (ρ) 
Massa específica de uma substância é a massa por unidade de volume. Sua unidade no S.I. é o 
kg/m3. 
 
Em razão de sua estrutura molecular peculiar, a água é uma das poucas substâncias que se 
expandem ao congelar. A água alcança a massa específica máxima a 4°C e torna-se menos densa 
quando resfriada ou aquecida. 
 
c) Densidade relativa 
Denomina-se densidade relativa a relação entre a densidade da água a uma determinada 
temperatura e sua densidade a 4°C, neste ponto definida como igual a unidade. É geralmente 
simbolizada pela letra grega minúscula "δ". Como é uma relação entre grandezas de mesma 
unidade é, portanto, adimensional. 
 
d) Peso específico 
É o peso por unidade de volume, ou seja, o valor da massa específica multiplicada pela aceleração 
de gravidade local. É simbolizado pela letra grega minúscula "γ". No S.I., sua unidade é N/m3. 
 
Na tabela 01, temos valores de massa específica e de peso específico da água em diversas 
temperaturas. 
 
 
 
Tabela 1: massa específica e peso específico da água em diversas temperaturas 
Temperatura (ºC) Massa específica (ρ, 
kg/m3) 
Peso específico (γ, N/m3) 
0 (gelo) 917 8.996 
0 (água) 999 9.800 
4 1.000 9.810 
10 999 9.800 
20 998 9.790 
30 996 9.771 
40 992 9.732 
50 988 9.692 
80 972 9.535 
100 958 9.398 
 
No Sistema Internacional de Unidades (SI), o peso de um objeto é definido pelo produto entre sua 
massa (m, em gramas, quilogramas etc.) e a aceleração gravitacional (g = 9,81m/s2). 
 
O peso no sistema SI costuma ser expresso na unidade de força newton (N). Um newton é 
definido como a força necessária para acelerar 1kg de massa a uma taxa de 1m/s2. 
 
O peso específico (peso por unidade de volume) da água (g) pode ser determinado pelo produto 
entre a massa específica (ρ) e a aceleração gravitacional (g). 
 
e) Viscosidade dinâmica 
A água em escoamento reage à tensão de cisalhamento, sofrendo uma deformação angular que é 
proporcional a essa tensão. 
 
O coeficiente de viscosidade (viscosidade dinâmica, viscosidade absoluta ou somente viscosidade) 
é a constante de proporcionalidade definida como a razão entre essa tensão de cisalhamento e o 
gradiente de velocidade. 
 
É geralmente simbolizada pela letra grega minúscula "µ" e tem a dimensão de força por unidade 
de área. Sua unidade no S.I. é poise (1 poise = 0,1N.s/m2). 
 
 
 
f) Viscosidade cinemática 
Em estudos hidráulicos, é conveniente utilizar o conceito de viscosidade cinemática, que é uma 
grandeza definida a partir da relação entre a viscosidade e a densidade (µ/ρ) e simbolizada pela 
letra grega minúscula "υ". 
 
Sua unidade no S.I. é stoke (1 stoke = 1cm2/s). Geralmente trabalha-se com υ = 1,01.10-6m2/s, 
que corresponde à viscosidade da água a 20ºC. 
 
Tabela 2: propriedades da água sob determinadas temperaturas 
Temperatura 
(°C) 
Densidade absoluta 
(kg/m3) 
Viscosidade dinâmica 
(10-3N.s/m2) 
Viscosidade cinemática 
(10-6m2/s) 
Densidade 
relativa 
0 (gelo) 917,0 - - 0,9170 
0(água) 999,8 1,781 1,785 0,9998 
4 1000,0 1,558 1,558 1,0000 
5 1000,0 1,518 1,519 1,0000 
10 999,7 1,307 1,308 0,9997 
20 998,2 1,002 1,003 0,9982 
30 995,7 0,798 0,801 0,9967 
40 992,2 0,653 0,658 0,9922 
50 988,0 0,547 0,553 0,9880 
60 983,2 0,466 0,474 0,9832 
70 977,8 0,404 0,413 0,9788 
80 971,8 0,354 0,364 0,9728 
90 965,3 0,315 0,326 0,9653 
100 958,4 0,282 0,294 0,9584 
 
g) Coesão, adesão e tensão superficial 
Diz-se que coesão é a propriedade que uma substância tem de conservar-se unida resistindo à 
separação. 
 
Num comportamento contrário, a adesão é a propriedade do líquido de fixar-se na superfície de 
outros corpos. 
 
Por exemplo: a água tende a aderir a superfície em volta, molhando esta superfície ou subindo 
acima do nível de repouso pelo efeito chamado de capilaridade, enquanto que com o mercúrio 
ocorre o fenômeno inverso. No caso da água, temos que sua adesão é superior à coesão e, no do 
mercúrio, a coesão é maior. 
 
A tensão superficial é o fenômeno que se verifica na superfície de separação entre dois fluidos 
não miscíveis. Esta tensão depende da natureza dos fluidos em contato e da temperatura. 
 
É determinada pela tensão por unidade de comprimento numa linha qualquer de separação e é 
geralmente simbolizada pela letra grega minúscula "σ" e expressa em unidades de força por 
unidade de comprimento, por exemplo no C.G.S. em dyn/cm. 
 
Tabela 3: tensão superficial entre a água e o ar 
ϴ (ºC) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 
σ (dyn/cm) 74,1
6 
72,7
9 
71,3
2 
69,7
5 
68,1
8 
67,1
6 
66,1
1 
64,3
6 
62,6
0 
60,7
1 
58,2
5 
σ (10-
3kgf/m) 
7,69 7,54 7,40 7,23 7,07 6,96 6,86 6,67 6,49 6 ,30 6,04 
 
h) Pressão de vapor 
A água tem a propriedade de vaporizar-se em determinadas condições de temperatura e pressão. 
Ela entra em ebulição sob a pressão atmosférica local a uma determinada temperatura. 
 
Por exemplo: no nível do mar (pressão atmosférica normal), a ebulição acontece a 100ºC. À 
medida que a pressão diminui, a temperatura de ebulição também se reduz. Assim, quanto maior 
a altitude do local, menor será a temperatura de ebulição. 
 
Pressão de vapor é a pressão exercida pelo vapor em determinado espaço. Geralmente é 
simbolizada por hv. 
 
Tabela 4: tensão de vapor em função da temperatura 
Temperatura 
(°C) 
Tensão de 
vapor 
(mmHg) 
Tensão de vapor 
(kg/cm2) 
Densidade 
relativa 
0 4,56 0,0062 0,9998 
10 9,19 0,01250,9997 
20 17,4 0,0238 0,9982 
30 31,5 0,0429 0,9967 
40 54,9 0,0750 0,9922 
50 92,0 0,1255 0,9880 
60 148,8 0,2028 0,9832 
70 233,1 0,3175 0,9788 
80 354,6 0,4828 0,9728 
90 525,4 0,7149 0,9653 
100 760,0 1,0333 0,9584 
 
1.2 - Estudos de conceitos básicos de engenharia hidráulica 
 
1.2.1 - Classificação dos movimentos 
 
A Hidráulica é o ramo das ciências físicas que tem por objetivo estudar os líquidos em movimento. 
 
Se um líquido escoa em contato com a atmosfera, diz-se que ele está em escoamento livre, e 
quando escoa confinado em um conduto de seção fechada com pressão diferente da atmosférica, 
então tem-se um escoamento forçado ou sob pressão. 
 
Quando o movimento se desenvolve de maneira que as partículas tracem trajetórias definidas no 
sentido do escoamento, define-se um movimento laminar ou viscoso, e quando não há definição 
das trajetórias das partículas, embora haja escoamento, temos o movimento turbulento ou 
hidráulico, que é a situação mais natural. 
 
É fundamental a classificação dos movimentos de acordo com os regimes de escoamento: 
permanente e variado. 
 
No regime permanente, as características do escoamento não variam ao longo do tempo na seção 
em estudo. 
 
Se, além de não se alterarem ao longo do tempo, essas condições também permanecerem 
inalteradas ao longo da canalização, o regime é denominado de permanente e uniforme. Isto 
ocorre, por exemplo, em adutoras de seção molhada contínua, com 24 horas de funcionamento 
diário. 
 
Quando as características variarem ponto a ponto, instante a instante, o escoamento é dito 
variado, ou seja, a vazão variando no tempo e no espaço. Este é o escoamento típico de um curso 
d’água natural. 
 
O variado, conforme a oscilação da velocidade de escoamento ao longo do conduto e com o 
tempo, pode ainda ser classificado como acelerado, quando a velocidade aumenta com o tempo 
(rio em cheia crescente), ou retardado, quando em ritmo contrário (canal baixando continuamente 
de nível). 
 
1.2.2 - Equação da continuidade 
 
É a equação que mostra a conservação da massa de líquido no conduto, ao longo de todo o 
escoamento. Isto quer dizer que em qualquer seção transversal da canalização, o produto ρ.A.V 
será constante, sendo "ρ" a densidade do líquido. Desprezando-se a compressibilidade da água 
temos para as n seções do escoamento, 
 
A1.V1 = A2.V2 = ...... = An.Vn = Q 
 
Onde: 
Q = a vazão em estudo 
Ai= a área da seção molhada em "i" 
Vi= a velocidade de escoamento pela mesma seção 
 
1.2.3 - Equação da energia 
 
A energia presente em um fluido em escoamento pode ser separada em quatro parcelas: energia 
de pressão, energia cinética, energia de posição e energia térmica. 
 
Partindo do princípio da conservação de energia, para duas seções transversais em dois pontos 
distintos, 1 e 2 do escoamento, essas parcelas podem ser agrupadas da seguinte forma: 
 
 𝑍𝑍1 + 𝑃𝑃1𝛾𝛾 + 𝛼𝛼 𝑣𝑣122𝑔𝑔 = 𝑍𝑍2 + 𝑃𝑃2𝛾𝛾 + 𝛼𝛼 𝑣𝑣222𝑔𝑔 + ℎ𝑓𝑓(1−2) 
 
Que é conhecida como teorema de Bernoulli para fluidos reais. 
Onde: 
p = pressão, Kgf/m² 
γ = peso específico, Kgf/m³ 
v = velocidade do escoamento, m/s 
g = aceleração da gravidade, m/s² 
Z = altura sobre o plano de referência, m 
hf = perda de energia entre as seções em estudo (devido a turbulência, atritos etc.), 
denominada de perda de carga, m 
α = fator de correção de energia cinética devido às variações de velocidade na seção. 
 
A soma das parcelas z + (p/γ) + (α.v2/2g) é denominada de energia mecânica do líquido por 
unidade de peso. 
 
1.3 - Estudos de concepção e plano diretor 
 
O cenário atual de diversas cidades brasileiras tem se mostrado como o resultado de um processo 
de urbanização desorganizado que vem se desenvolvendo ao longo das últimas décadas, e que 
trouxe consigo grandes problemas que afetam diretamente a qualidade de vida dos habitantes. 
 
Desse modo, tornou-se importante a elaboração de instrumentos que auxiliem o planejamento do 
desenvolvimento das cidades, sendo um destes instrumentos o Plano Diretor de Desenvolvimento 
Urbano. 
 
Tal plano apresenta diretrizes gerais para o ordenamento urbano, de modo a garantir condições 
de vivência adequadas aos seus habitantes e para o crescimento econômico da cidade. 
 
O plano diretor de água e de esgoto sanitário deve ser baseado na bacia hidrográfica e na 
estrutura da rede urbana para o gerenciamento dos recursos hídricos, visando assegurar às atuais 
e futuras gerações a necessária disponibilidade de água, em padrões de qualidade adequados aos 
respectivos usos, com base no manejo integrado dos recursos hídricos. 
 
Os efeitos do processo de crescimento da população urbana são sentidos sobre todo o esquema 
urbano relativo a recursos hídricos: abastecimento de água, transporte e tratamento de esgoto 
doméstico e pluvial. 
 
A deterioração da qualidade da água, o aumento significativo na frequência de inundações e na 
produção de sedimentos são produções do desenvolvimento urbano brasileiro. Esta situação é 
decorrente, na maioria das cidades, de: 
a) Falta de planejamento da rede doméstica e pluvial; 
b) Falta de planejamento para a ocupação das áreas de risco quando se formulam os Planos 
Diretores de Desenvolvimento Urbano; 
c) Da inadequação no gerenciamento da implantação de obras públicas e privadas no ambiente 
urbano. 
 
1.4 - Estudos demográficos 
 
Uma das condições de um sistema de abastecimento eficiente é que a água distribuída seja capaz 
de atender à demanda. Sem dúvida alguma a demanda de água cresce com a população. 
 
Um sistema de abastecimento, quando instalado, deve ter condições de fornecer água em 
quantidade superior ao consumo. Todavia, depois de certo número de anos, a demanda passa a 
corresponder à capacidade máxima de adução e, então, diz-se que o sistema atingiu o seu limite 
de eficiência. 
 
O comum é planejar-se um sistema para funcionar durante um número "n" de anos. Isto impõe o 
conhecimento da população total que deverá ser beneficiada "n" anos depois da elaboração do 
projeto. 
 
A população futura tem que ser definida por previsão. Como esta é sujeita a falhas, encontram-se 
sistemas atingindo o seu limite de eficiência antes ou depois de decorridos os "n" anos. 
 
O importante é que a previsão seja feita de modo criterioso, com base no desenvolvimento 
demográfico do passado próximo, a fim de que a margem de erro seja pequena. 
 
Por outro lado, a previsão deve efetivar-se através de uma lei de crescimento que forneça o 
número de habitantes em qualquer época, dentro do período de "n" anos. Geralmente, "n" varia 
de vinte a trinta anos, prazo geralmente necessário à amortização integral do capital investido nas 
obras. 
 
Para o projeto de redes de água, é importante analisar como as futuras populações se distribuirão 
sobre a área da cidade. 
 
As previsões de densidades demográficas são feitas mediante a aplicação dos métodos gerais de 
previsão populacional, em cada uma das áreas que a cidade se divide. 
 
Essas áreas parciais são delimitadas em função dos fatores que governam a intensidade de 
ocupação da área urbana, tais como: 
• Condições topográficas; 
• Facilidades de expansão da área urbana; 
• Preço de terrenos; 
• Planos urbanísticos; 
• Zoneamento; 
• Facilidade de transportes e comunicações; 
• Hábitos e condições socioeconômicas da população; 
• Existência de serviços de água, de esgotos e águas pluviais etc. 
 
1.5 - Tipos de consumidores 
 
Classificação dos consumidores de água: doméstico, comercial, industrial e público. 
 
a) Água para consumo doméstico: o consumo varia entre 100 -200 L/hab.dia 
 
Alguns fatores interferem no consumo residencial: renda familiar, características da habitação 
(área do terreno, área construída, número de habitantes), características do abastecimento deágua (pressão na rede, qualidade da água), características culturais da comunidade etc. 
 
b) Água para consumo comercial: escritórios, restaurantes, hotéis, hospitais, garagens, 
cinemas, teatros, templos, supermercados etc. 
 
c) Água para consumo industrial: como matéria-prima, consumida no processo industrial, 
utilizada para resfriamento, necessárias às instalações sanitárias, refeitórios etc. 
 
d) Água para consumo público: quartéis, escolas, edifícios, jardins. 
 
 
 
 
 
 
 
1.6 - Vazões do consumo 
 
O dimensionamento das tubulações, estruturas e equipamentos são funções da vazão. A vazão 
depende do consumo/ habitante, número de habitantes, variações da demanda, entre outros 
consumos. 
 
Consumo per capita (L/hab.dia): 
𝑞𝑞 = 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑣𝑣𝑎𝑎𝑣𝑣 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑣𝑣í𝑑𝑑𝑣𝑣
𝑝𝑝𝑣𝑣𝑝𝑝𝑣𝑣𝑣𝑣𝑎𝑎çã𝑣𝑣 𝑎𝑎𝑑𝑑𝑣𝑣𝑎𝑎𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑎𝑎 . 365 
 
Variação Diária 
 
Coeficiente do dia de maior consumo: 
𝐾𝐾1 = 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚á𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚é𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚á𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 1,2< K1< 2,0 
 
Fundamental na determinação da vazão de dimensionamento de várias partes de um sistema de 
fornecimento público de água, entre os quais: obras de captação, adução, elevatórias, reservação 
e estação de tratamento. 
 
Variação Horária 
 
Coeficiente da hora de maior consumo: 
𝐾𝐾2 = 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑣𝑣𝑚𝑚𝑚𝑚ã𝑚𝑚 ℎ𝑚𝑚𝑚𝑚á𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑟𝑟𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑣𝑣𝑚𝑚𝑚𝑚ã𝑚𝑚𝑚𝑚é𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 ℎ𝑚𝑚𝑚𝑚á𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑟𝑟𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚1,5< K2 < 3,0 
 
Esse coeficiente é utilizado quando se pretende dimensionar os condutos de distribuição 
propriamente ditos que partem dos reservatórios, pois permite conhecer as condições de maior 
solicitação nessas tubulações. 
 
Vazões de dimensionamento 
 
Um sistema de abastecimento de água é composto por partes predefinidas, como mostradas na 
Figura 1. 
 
 
Figura 1: sistema de abastecimento de água. 
 
Vazão de captação, estação elevatória e adutora até a ETA (inclusive) 
𝑄𝑄𝑚𝑚 = � 𝐾𝐾1𝑃𝑃𝑞𝑞86.400 + 𝑄𝑄𝑟𝑟𝑚𝑚𝑒𝑒� .𝐶𝐶𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸 
 
Acrescenta percentual para a lavagem dos filtros: 4-5% 
P = população da área abastecida 
q = consumo per capita de água 
K1 = coeficiente do dia de maior consumo 
Qesp = vazão específica, por exemplo, grandes consumidores (indústrias, comércios etc.) 
CETA = Coeficiente de consumo na ETA 
 
Vazão da ETA até o reservatório 
𝑄𝑄𝑏𝑏 = � 𝐾𝐾1𝑃𝑃𝑞𝑞86.400 + 𝑄𝑄𝑟𝑟𝑚𝑚𝑒𝑒� 
P = população da área abastecida 
q = consumo per capita de água 
K1 = coeficiente do dia de maior consumo 
Qesp = vazão específica, por exemplo, grandes consumidores (indústrias, comércios etc;) 
 
Vazão do reservatório até a rede 
𝑄𝑄𝑚𝑚 = �𝐾𝐾1𝐾𝐾2𝑃𝑃𝑞𝑞86.400 + 𝑄𝑄𝑟𝑟𝑚𝑚𝑒𝑒� 
 
P = população da área abastecida 
q = consumo per capita de água 
K1 = coeficiente do dia de maior consumo 
K2 = coeficiente da hora de maior consumo 
Qesp = vazão específica, por exemplo, grandes consumidores (indústrias, comércios etc.) 
 
1.7 - Captação (água subterrânea, águas superficiais) 
 
O homem possui dois tipos de fontes para seu abastecimento, que são as águas superficiais (rios, 
lagos, canais etc.) e subterrâneas (lençóis subterrâneos). 
 
Efetivamente essas fontes não estão sempre separadas. Em seu deslocamento pela crosta 
terrestre, a água que em determinado local é superficial pode ser subterrânea em uma próxima 
etapa e até voltar a ser superficial posteriormente. 
 
As águas de superfície são as de mais fácil captação, e por isso há uma tendência que sejam mais 
utilizadas no consumo humano. 
 
No entanto, temos que menos de 5% da água doce existente no globo terrestre encontram-se 
disponíveis superficialmente, ficando o restante armazenado em reservas subterrâneas. 
 
1.7.1 - Tipos de mananciais 
 
A captação tem por finalidade criar condições para que a água seja retirada do manancial 
abastecedor em quantidade capaz de atender o consumo e em qualidade tal que dispense 
tratamentos ou os reduza ao mínimo possível. É, portanto, a unidade de extremidade de 
montante do sistema. 
 
Chama-se de manancial abastecedor a fonte de onde se retira a água com condições sanitárias 
adequadas e vazão suficiente para atender a demanda. 
 
No caso da existência de mais de um manancial, a escolha é feita considerando-se não só a 
quantidade e a qualidade mas, também, o aspecto econômico, pois nem sempre o que custa 
inicialmente menos é o que convém, já que o custo maior pode implicar em custo de operação e 
manutenção menor. 
 
Na escolha do manancial, também deve-se levar em consideração o consumo atual provável, bem 
como a previsão de crescimento da comunidade e a capacidade ou não de o manancial satisfazer 
a este consumo. 
 
Todo e qualquer sistema é projetado para servir, por certo espaço de tempo, determinado período 
de projeto. Estes reservatórios podem dos seguintes tipos: superficiais (rios e lagos), subterrâneos 
(fontes naturais, galerias filtrantes, poços) e águas pluviais (superfícies preparadas). 
 
1.7.2 - Águas superficiais 
 
Devido à água ser essencial para a subsistência humana, normalmente temos as comunidades 
urbanas formadas às margens de rios ou desembocaduras destes. 
 
Quando estudamos dados geográficos ou históricos das grandes cidades, percebemos sua 
associação com um ou mais rios, como por exemplo, Londres-Tâmisa, Paris-Sena, Lisboa-Tejo, 
Nova Iorque-Hudson, Buenos Aires-Prata, SãoPaulo-Tietê, Recife-Capibaribe/ Beberibe, Manaus-
Negro, Belém-Amazonas, Teresina-Parnaíba etc. 
 
1.8 - Conclusão 
 
O sistema de abastecimento d’água é o serviço público constituído de um conjunto de sistemas 
hidráulicas e instalações responsável pelo suprimento de água para o atendimento das 
necessidades da população de uma comunidade. 
 
Captada nos mananciais, tratada e repartida por vários reservatórios, a água é entregue à 
comunidade pela rede externa de abastecimento. Da necessidade de depositar e utilizar a água 
nos domicílios, tem-se a rede interna de abastecimento, constituída de ramais derivados da 
primeira. 
 
Nas localidades onde o abastecimento de água não é contínuo, há a necessidade de 
armazenamentos domiciliares para consumo. Esses depósitos domiciliares são reservas, para o 
caso de falhas eventuais ou acidentais. 
 
De modo geral, porém, impõe-se a colocação da chamada caixa-d'água superior, que, nos casos 
de pressão externa intensa, é suprida diretamente, mas nos grandes centros costuma ser 
alimentada através de bombeamentos de reservatórios inferiores. 
 
A fim de evitar desperdícios e estabelecer um sistema de cobrança pela prestação dos serviços de 
abastecimento de água, o consumo pode ser controlado por meio de dispositivos de medição, os 
hidrômetros. 
 
Água- Fonte da vida/ prêmio jovem cientista e prêmio jovem cientista do futuro- Porto Alegre 
Gráfica e Editora Comunicação Imprensa, 2004. 
 
AULA 2 – TOMADAS D’ÁGUA E RESERVATÓRIOS DE ACUMULAÇÃO 
 
2.1 – Introdução 
 
As adutoras (Figura 1) são canalizações dos sistemas de abastecimento de água que conduzem a 
água para as unidades que precedem a rede de distribuição. Elas interligam captação, ETA e 
reservatórios de distribuição e não distribuem a água aos consumidores. 
 
São as unidades principais de um sistema de abastecimento de água, ou seja, qualquer 
interrupção que venham a sofrer afetará o abastecimento à população. 
 
Necessitam de cuidados especiais na elaboração do projeto e na implantação das obras: criteriosa 
análise do traçado em planta e em perfil; correta colocação de seus órgãos acessórios; 
ancoragens nos pontos onde ocorrem esforços que possamcausar deslocamento das peças. 
 
As adutoras podem ser classificadas: 
 
a) Quanto à natureza da água transportada: 
 
- Adutoras de água bruta: transportam água sem tratamento (da captação até a estação de 
tratamento de água - ETA); 
- Adutoras de água tratada: transportam a água tratada (da ETA até os reservatórios). 
 
b) Quanto à energia para a movimentação da água: 
 
- Adutoras por gravidade: são aquelas que transportam a água de uma cota mais elevada para 
uma cota mais baixa, aproveitando o desnível existente (energia hidráulica). A adução por 
gravidade pode ser feita por conduto livre ou forçado; 
 
- Adutoras por gravidade em conduto livre: quando a linha piezométrica coincide com o nível da 
água no conduto. A água escoa sempre em declive mantendo uma superfície livre sob o efeito 
da pressão atmosférica; 
 
- Adutoras por gravidade em conduto forçado: nela, a água fica sob pressão superior à atmosfera 
(tem-se a linha piezométrica acima da linha d’água). Os condutos desse tipo de adutora têm 
seção circular, pois é a forma que melhor resiste às pressões internas da água; 
 
- Adutoras por gravidade em conduto livre e forçado: são constituídas por trechos em conduto 
livre (aqueduto) e trechos em conduto forçado (sifões invertidos). O sifão invertido é um conduto 
forçado por gravidade, situado inteiramente abaixo da linha piezométrica e que interliga dois 
trechos de adutora de conduto livre. 
 
 - Adutora por recalque: transportam a água de um ponto a outro de cota mais elevada através de 
uma estação elevatória (conjunto moto-bomba e acessórios). O sistema de adução por recalque é 
composto por condutos forçados. 
 
 
 
Figura 1: traçado das adutoras. 
 
 
 
 
2.2 – Adução em condutos forçados 
 
Nesse tipo de conduto, a pressão interna é diferente da pressão atmosférica. As seções 
transversais são sempre fechadas e o fluido circulante as enche completamente. O movimento 
pode se efetuar em qualquer sentido do conduto. 
 
2.3 – Adução por canais, sistema de bombeamento e recalque 
 
Denominam-se condutos livres ou canais os condutos onde o escoamento é caracterizado por 
apresentar uma superfície livre na qual reina a pressão atmosférica. 
 
Nesse contexto, os cursos d’água naturais constituem o melhor exemplo de condutos livres. Além 
dos rios, funcionam como condutos livres os canais artificiais de irrigação e drenagem, os 
aquedutos abertos, e de um modo geral, as canalizações onde o líquido não preenche totalmente 
a seção do canal. 
 
Os escoamentos em condutos livres diferem dos que ocorrem em condutos forçados porque o 
gradiente de pressão não é relevante. 
 
Nesses condutos, os escoamentos são mais complexos e com resolução mais sofisticada, pois as 
variáveis são interdependentes com variação no tempo e espaço. Uma importante característica 
da hidráulica dos canais, além da superfície livre, é sua deformidade. 
 
Nesse conduto, o líquido escoante apresenta superfície livre, na qual atua a pressão atmosférica. 
A seção não necessariamente apresenta perímetro fechado e, quando isto ocorre, para satisfazer 
a condição de superfície livre, a seção transversal funciona parcialmente cheia. O movimento se 
faz no sentido decrescente das cotas topográficas. 
 
 
 
Figura 3: representação de condutos livres e forçados. 
 
2.4 – Estações elevatórias e reservatórios de distribuição 
 
São instalações de bombeamento destinadas a transportar a água a pontos mais distantes ou 
mais elevados, ou para aumentar a vazão de linhas adutoras. 
 
As estações elevatórias são mais utilizadas nos sistemas de abastecimento de água para: 
1. Captar a água de superfície ou de poço; 
2. Recalcar a água a pontos distantes ou elevados; 
3. Reforçar a capacidade de adução. 
 
A utilização das EE dentro do Sistema de Abastecimento de Água tem as seguintes desvantagens: 
1. Elevam as despesas de operação devido aos gastos com energia; 
2. São vulneráveis a interrupções e falhas no fornecimento de energia; 
3. Exigem operação e manutenção especializada, aumentando ainda mais os custos com 
pessoal e equipamentos. 
 
No entanto, dificilmente um sistema de abastecimento de água de médio ou grande porte 
deixa de contar com uma ou mais estações elevatórias. 
 
As instalações elevatórias típicas são formadas por: 
 
1. Casa de bombas: edificação própria destinada a abrigar os conjuntos de motobombas. 
Deve ter iluminação e ventilação adequadas e ser suficientemente espaçosa para a instalação 
e movimentação dos conjuntos elevatórios, incluindo espaço para a parte elétrica (quadro de 
comando, chaves etc.); 
 
2. Bomba: equipamento encarregado de succionar a água, retirando-a do reservatório de 
sucção e pressurizando-a através de seu rotor, que a impulsiona para o reservatório ou ponto 
de recalque. As bombas podem ser classificadas de uma maneira geral em: 
 
• Turbobombas ou bombas hidrodinâmicas (radiais ou centrífugas, as mais usadas para o 
abastecimento público de água, bombas axiais, bombas diagonais ou de fluxo misto); 
• Bombas volumétricas, de uso comum na extração de água de cisterna (bombas de 
êmbolo ou de cilindro de pistão); 
 
3. Motor de acionamento: equipamento encarregado do acionamento da bomba. O tipo de 
motor mais utilizado nos sistemas de abastecimento de água é o acionado eletricamente; 
 
4. Linha de sucção: conjunto de canalizações e peças que vão do poço de sucção até a 
entrada da bomba; 
 
5. Linha de recalque: conjunto de canalizações e peças que vão da saída da bomba até o 
reservatório ou ponto de recalque; 
 
6. Poço de sucção: reservatório de onde a água será recalcada. Sua capacidade ou volume 
deve ser estabelecido de maneira a assegurar a regularidade no trabalho de bombeamento. 
 
2.5 – Conclusão 
 
As tubulações (canalizações construídas com tubos) são classificadas segundo o material de 
fabricação dos tubos, do tipo de junta e da pressão de serviço. 
 
Os tubos, as peças pré-moldadas que constituem as canalizações, podem ser de: polietileno de 
alta densidade (PAD), cloreto de polivinil (PVC), ferro fundido dúctil, aço soldado ou rebitado, 
concreto simples ou armado ou de fibra de vidro. 
 
A escolha do material dos tubos depende primariamente das pressões de serviço (a pressão 
interna quando em funcionamento hidráulico) a que as tubulações vão ser submetidas. Além dos 
diversos materiais, os fabricantes oferecem, para um mesmo material, diversas opções para 
pressões de serviço e de ruptura, em geral mediante condições normalizadas oficialmente. 
 
Documentos de referência para projetos de adutoras: 
 
• NBR 12215 – Projeto de adutora de água para abastecimento público; 
• NBR 09650 – Verificação da estanqueidade no assentamento de adutoras e redes de água; 
• NBR 10156 – Desinfecção de tubulações de sistema público de abastecimento de água; 
• NBR 12211 – Estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água; 
• NBR 12213 – Projeto de captação de água de superfície para abastecimento público; 
• NBR 12214 – Projeto de sistema de bombeamento de água para abastecimento público; 
• NBR 12216 – Projeto de estação de tratamento de água para abastecimento público; 
• NBR 12217 – Projeto de reservatório de distribuição de água para abastecimento público. 
 
AULA 3 – REDE DE DISTRIBUIÇÃO 
 
3.1 – Introdução 
 
Chama-se sistema de distribuição o conjunto formado pelos reservatórios e rede de distribuição, 
subadutoras e elevatórias que recebem água de reservatórios de distribuição. 
 
Já a rede de distribuição é um conjunto de tubulações e de suas partes acessórias destinado a 
colocar a água a ser distribuída à disposição dos consumidores, de forma contínua e em pontos 
tão próximos quanto possível de suas necessidades. 
 
É importante também o conceito de vazões de distribuição, que é o consumo distribuído mais as 
perdas que normalmenteacontecem nas tubulações distribuidoras. 
 
Tubulação distribuidora é o conduto da rede de distribuição em que são efetuadas as ligações 
prediais dos consumidores. Esta tubulação pode ser classificada em condutos principais, aqueles 
tais que, por hipóteses de cálculos, permite à água alcançar toda a rede de distribuição, e 
secundários, demais tubulações ligadas aos condutos principais. 
 
 
 
3.2 – Conceituação 
 
A rede de distribuição é a estrutura do sistema mais integrada à realidade urbana. É constituída 
por um conjunto de tubulações interligadas, instaladas ao longo das vias públicas ou nos passeios, 
junto aos edifícios, conduzindo a água aos pontos de consumo (residências, edifícios comerciais, 
escolas, hospitais etc.). 
 
Em um sistema de distribuição, denomina-se área específica cada área cujas características de 
ocupação a torna distinta das áreas vizinhas em termos de densidade demográfica e do tipo de 
consumidor predominante. Chama-se de vazão específica a vazão média distribuída em uma área 
específica. 
 
As áreas específicas podem ser classificadas em função da predominância ou totalidade de 
ocupação da área, da seguinte maneira: 
• Áreas residenciais; 
• Áreas comerciais; 
• Áreas industriais; 
• Mistas. 
 
3.3 – Planejamento 
 
A rede de distribuição é projetada para impedir que a pressão dinâmica mínima e a pressão 
estática máxima não ultrapassem os limites recomendados e preestabelecidos. 
 
A pressão estática em um tubo é dada pela altura da coluna d’água, medida em metros, que 
existe sobre o tubo considerado, quando a água está parada. A pressão dinâmica é sempre menor 
que a pressão estática, pois é obtida subtraindo da pressão estática as perdas de carga do 
sistema. 
 
A pressão dinâmica é a pressão exercida pela água em movimento. O aparelho usado para medir 
pressão em tubulações é o manômetro. 
 
Além da divisão em zonas de pressão, as redes de distribuição precisam ser divididas em setores 
de manobra e setores de medição. 
 
Setor de manobra: é a menor subdivisão da rede adotada para possibilitar seu isolamento 
quando é necessária a realização de obras e serviços de manutenção. 
 
A NBR 12.218 (ABNT,1994) estabelece que o isolamento do setor de manobra deve ser feito pelo 
acionamento do menor número de válvulas, para facilitar a manutenção e diminuir a região 
atingida por interrupção do serviço, no caso da manutenção. Essa norma traz outras orientações 
relacionadas a setores de manobra. 
 
Setor de medição: é a parte da rede de distribuição delimitada para permitir a avaliação da 
evolução do consumo de água e das perdas de carga e perdas de água. 
 
3.4 - Materiais e aspectos construtivos 
 
Os elementos necessários para a elaboração do projeto de redes de distribuição de água para 
abastecimento público estão definidos na NBR 12.218 da Associação Brasileira de Normas 
Técnicas – ABNT (1994). 
 
Essa norma deve ser constantemente consultada pelos profissionais que se dedicam a esse tipo 
de projeto. Dela, destacam-se os seguintes elementos como requisitos necessários para a 
elaboração de um bom projeto de rede de distribuição de água: 
 
• Realização do estudo de concepção do sistema de abastecimento de água. A norma NBR12.211 
da ABNT (1992) apresenta importantes orientações para esse estudo; 
• Definição das etapas de implantação; 
• Projetos de outras partes do sistema de abastecimento de água já elaborados de acordo com o 
estudo de concepção; 
• Levantamento planialtimétrico e semicadastral da área do projeto, incluindo o cadastro da rede 
existente e detalhes do arruamento, dos tipos de pavimento, de obras especiais e de 
interferências; 
• Plano de urbanização e legislação relativa ao uso e ocupação do solo, quando houver. 
 
Para que as redes de distribuição funcionem adequadamente, os profissionais que a constroem e 
operam devem ter um bom conhecimento das propriedades dos materiais disponíveis no mercado. 
 
 
3.5 - Distribuição em marcha e em malha 
 
Ramificadas: nestas se pode estabelecer o sentido de escoamento da água. É o tipo utilizado 
para pequenas cidades do interior (Figura 1). 
 
Seu grande inconveniente reside no fato de que todo o abastecimento fica sujeito ao 
funcionamento de uma única canalização principal. Uma interrupção acidental em um conduto 
mestre prejudica sensivelmente as áreas situadas à jusante de onde ocorreu o acidente. 
 
 
Figura 1: distribuição ramificada. Fonte: Além Sobrinho & Contrera. 
 
Malhadas: neste caso, os condutos principais formam circuitos ou anéis e são interligados, 
lembrando uma disposição de malha (Figura 2). 
 
Não se pode estabelecer a priori o sentido de escoamento da água. Como a circulação pode 
efetuar-se tanto num sentido da tubulação como no outro, este tipo de rede apresenta maior 
eficiência que o primeiro. 
 
Uma eventual interrupção no conduto mestre não causará transtornos, pois a água escoará em 
direção contrária à anterior para atender a nova situação criada pela interrupção. 
 
 
Figura 2: distribuição em malha. 
 
3.6 - Conclusão 
 
Diferentes alternativas podem e são utilizadas para o fornecimento de água para uma rede: 
• Através de um único reservatório de montante; 
• Com elevatória a montante ou em linha atendendo parte da rede (booster); 
• Com reservatórios de sobras (a jusante); 
• Sistemas complexos com múltiplos reservatórios, boosters e válvulas redutoras de 
pressão. 
 
AULA 4 – PROJETO DE UMA REDE DE ABASTECIMENTO 
 
4.1 - Introdução 
 
Um projeto de engenharia deve apresentar os elementos e informações necessárias e suficientes 
para que a obra seja executada com segurança, funcionalidade, adequação, facilidade de 
construção, conservação e operação, durabilidade dos componentes e principalmente a 
possibilidade do emprego de mão de obra, material, matérias-primas e tecnologias existentes no 
local. 
 
 
 
 
4.1.1. Definições 
 
a) Estudos de concepção — estudo de arranjos, sob os pontos de vista qualitativo e 
quantitativo, das diferentes partes de um sistema, organizadas de modo a formar um todo 
integrado, para a escolha da solução básica. 
 
b) Projeto básico — conjunto de elementos necessários e suficientes, com precisão adequada, 
para caracterizar a obra e o serviço, ou o complexo de obras ou serviços objeto da licitação, 
elaborado com base nas indicações dos estudos técnicos preliminares, que assegurem a 
viabilidade do empreendimento, e que possibilitem a avaliação do custo da obra e a definição dos 
métodos e do prazo de execução. 
 
c) Projeto executivo — conjunto dos elementos necessários e suficientes à execução completa 
da obra, de acordo com as normas pertinentes da Associação Brasileira de Normas Técnicas 
(ABNT). 
 
4.1.2. Componentes do projeto básico 
 
a) Memorial descritivo 
 
A documentação do memorial descritivo deve conter informações referentes à sua defesa, 
devendo ser avaliados, no mínimo, os seguintes elementos: 
 
• Descrição sucinta do município ou localidade, inclusive as principais atividades econômicas e os 
equipamentos sanitários urbanos, com suas respectivas áreas de abrangência; 
• Concepção da obra, incluindo a justificativa da alternativa técnica adotada, bem como a forma 
de execução de cada etapa ou fase da obra projetada; 
• Informações que possibilitem a aceitação/ aprovação: da solução técnica adotada, dos locais 
onde serão desenvolvidos os trabalhos, dos métodos executivos, da descrição do material a ser 
utilizado e da forma de implantação de cada etapa. 
 
 
 
 
 
4.1.3. Memorial de cálculo 
 
Planilha de dimensionamento de toda e qualquer parte integrante do projeto, devendo ser 
observado, no mínimo, o que se segue: 
 
• Detalhamento dos estudos e dimensionamento da obra ou serviço; 
• Detalhamento dos cálculos, das quantidades dos serviços, inclusivedos materiais, de acordo 
com os quantitativos da planilha orçamentária; 
• No caso de construção de poço, apresentar o laudo geológico ou estudo de locação; 
• Memória de cálculo das quantidades de materiais e serviços — o projeto básico deverá 
apresentar a planilha de quantitativos de materiais e serviços, calculados de acordo com as 
normas, especificações e manuais técnicos e são de responsabilidade do projetista. 
 
A memória de cálculo detalhada só será exigida em caso de dúvidas quanto aos valores 
apresentados na planilha. 
 
4.1.4. Plantas 
 
Verificação básica: 
• Material gráfico completo e suficiente; 
• A planta de situação deverá esclarecer a área de abrangência, etapas de implantação e 
localização; 
• A planta baixa deverá apresentar indicação de cotas e dados relevantes do projeto; 
• A planta de cortes e detalhes deverão ser suficientes para a compreensão; 
• No caso de construção de poços, deverá ser apresentado o croqui construtivo (planta da 
captação); 
• Rede hidráulica com diâmetros de tubulações e demais dispositivos localizados; 
• Detalhes referentes aos projetos estruturais, sendo que as instalações e obras 
complementares deverão ser suficientes à avaliação precisa dos quantitativos propostos. 
 
 
 
 
 
 
4.1.5. Planilha orçamentária 
 
Deve ser observado, no mínimo, o que se segue: 
 
• Detalhamento, item por item, de todos os serviços que compõem cada fase da execução; 
• O detalhamento deverá incluir material e mão de obra e estar compatível com as ações 
propostas; 
• Para a construção de poços, deverá ser apresentada a planilha de serviços e materiais de 
todas as fases construtivas, sendo que o projeto deverá estar compatibilizado com a geologia 
descrita no laudo geológico ou no estudo de locação; 
• O custo das obras ou serviços deverá estar atualizado com base nos preços de mercado 
praticados regionalmente; 
• A indicação dos serviços preliminares deverá estar de acordo com as respectivas unidades 
e quantidades propostas; 
• Caso seja indispensável a implantação de canteiro de obras, o custo dos serviços 
preliminares deverá estar abaixo de 4% do valor da obra; 
• Verificar se o BDI (bonificação e despesas indiretas) e encargos sociais estão embutidos 
nos preços unitários de serviços e materiais; 
• Os custos de mobilização e desmobilização de equipamentos deverão estar relacionados 
com a utilização de equipamentos pesados; 
• As unidades deverão estar compatíveis, evitando-se itens globais. 
 
4.1.6. Cronograma físico-financeiro 
 
Deverá ser observado: 
• Compatibilização do prazo de execução da obra ou dos serviços com as ações propostas; 
• Pertinência do cronograma físico-financeiro com o custo e duração das obras ou serviços; 
 
4.1.7. Normas técnicas 
 
Os parâmetros e faixas de recomendações para o dimensionamento de unidades componentes de 
um projeto de sistema de abastecimento de água estão disponíveis nas Normas Brasileiras 
editadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e nas diretrizes específicas 
elaboradas pela Fundação Nacional de Saúde (Funasa). 
 
4.1.8. Anotação de Responsabilidade Técnica 
 
A Anotação de Responsabilidade Técnica (ART) deverá ser concedida pelo Conselho Regional de 
Engenharia e Arquitetura (CREA) durante a fase de elaboração do projeto e durante a execução/ 
fiscalização da obra. 
 
Ressalta-se que deverá haver a identificação e assinatura do engenheiro responsável pelo projeto, 
nas folhas integrantes do projeto que são apresentadas à Funasa. 
 
4.1.9. Licenciamento ambiental 
 
A Resolução Conama nº 5, de 15 de junho de 1988, artigo 3º, inciso I, estabelece que para 
sistemas de abastecimento de água, cujas obras de captação estejam acima de 20% da vazão 
mínima da fonte de abastecimento no ponto de captação e que modifiquem as condições físicas 
e/ou bióticas dos corpos d’água estarão sujeitas ao licenciamento ambiental. 
 
Com o mesmo objetivo, a Resolução Conama nº 237, de 19 de dezembro de 1997, anexo 1 — 
serviços de utilidade estabelece que as obras de implantação de estações de tratamento de água 
também estarão sujeitas ao licenciamento. 
 
Diante disso, para as obras de implantação ou ampliação de sistemas de abastecimento de água, 
o órgão ambiental estadual deverá ser consultado sobre a necessidade ou não de licenciamento 
ambiental, devendo o resultado dessa consulta ser parte constante do projeto proposto. 
 
Adicionalmente, a outorga de direitos de uso de recursos hídricos, estabelecida pela Lei nº 
9.433/1997, deverá fazer parte do projeto, conforme determinação do órgão outorgante. 
 
4.2 – Captação 
 
O homem possui dois tipos de fontes para seu abastecimento: as águas superficiais (rios, lagos, 
canais etc.) e subterrâneas (lençóis subterrâneos). 
 
Efetivamente essas fontes não estão sempre separadas. Em seu deslocamento pela crosta 
terrestre, a água que em determinado local é superficial pode ser subterrânea em uma próxima 
etapa e até voltar a ser superficial posteriormente. 
 
As águas de superfície são as de mais fácil captação, havendo, por isso, uma tendência a que 
sejam mais utilizadas no consumo humano. 
 
No entanto, temos que menos de 5% da água doce existente no globo terrestre encontram-se 
disponíveis superficialmente, ficando o restante armazenado em reservas subterrâneas. 
 
É lógico que nem toda água armazenada no subsolo pode ser retirada em condições 
economicamente viáveis, principalmente a localizada em profundidades excessivas e confinada 
entre formações rochosas. 
 
Quanto a sua dinâmica de deslocamento, as águas superficiais são frequentemente renovadas em 
sua massa, enquanto que as subterrâneas podem ter séculos de acumulação em seu aquífero, 
pois sua renovação é muito mais lenta pelas dificuldades óbvias, principalmente nas camadas 
mais profundas. 
 
A captação tem por finalidade criar condições para que a água seja retirada do manancial 
abastecedor em quantidade capaz de atender o consumo e em qualidade tal que dispense 
tratamentos ou os reduza ao mínimo possível. É, portanto, a unidade de extremidade de 
montante do sistema. 
 
Chama-se de manancial abastecedor a fonte de onde se retira a água com condições sanitárias 
adequadas e vazão suficiente para atender a demanda. 
 
No caso da existência de mais de um manancial, a escolha é feita considerando-se não só a 
quantidade e a qualidade, mas também o aspecto econômico, pois nem sempre o que custa 
inicialmente menos é o que convém, já que o custo maior pode implicar em custo de operação e 
manutenção menor. 
 
Na escolha do manancial, também se deve levar em consideração o consumo atual provável, bem 
como a previsão de crescimento da comunidade e a capacidade ou não de o manancial satisfazer 
a esse consumo. 
 
Todo e qualquer sistema é projetado para servir, por certo espaço de tempo, denominado período 
de projeto. Estes reservatórios podem dos seguintes tipos: superficiais (rios e lagos), subterrâneos 
(fontes naturais, galerias filtrantes, poços) e águas pluviais (superfícies preparadas). 
 
4.3 – Reservação 
 
Os reservatórios são unidades hidráulicas de acumulação e passagem de água, situados em 
pontos estratégicos do sistema, de modo a atenderem as seguintes situações: 
 
• Garantia da quantidade de água (demandas de equilíbrio, de emergência e de anti-
incêndio); 
• Garantia de adução com vazão e altura manométrica constantes; 
• Menores diâmetros no sistema; 
• Melhores condições de pressão. 
 
Classificação 
 
a) De acordo com a localização no terreno: 
 
• Enterrado (quando completamente embutido no terreno); 
• Semienterrado ou semiapoiado (altura líquida com uma parte abaixo do nível do 
terreno); 
• Apoiado (laje de fundo apoiada no terreno); 
• Elevado (reservatório apoiado em estruturas de elevação); 
• Stand pipe (reservatórioelevado com a estrutura de elevação embutida de modo a 
manter contínuo o perímetro da secção transversal da edificação). 
 
Os tipos mais comuns são os semienterrados e os elevados. Os elevados são projetados para 
quando há necessidade de garantia de uma pressão mínima na rede e quando as cotas do terreno 
disponíveis não oferecem condições para que o mesmo seja apoiado ou semienterrado, isto é, 
necessita-se de uma cota piezométrica de montante superior à cota de apoio do reservatório no 
terreno local. 
 
Desde que as cotas do terreno sejam favoráveis, sempre a preferência será pela construção de 
reservatórios semienterrados, dependendo dos custos de escavação e de elevação, bem como da 
estabilidade permanente da construção, principalmente quando a reserva de água for superior a 
500 m3. 
 
Reservatórios elevados com volumes superiores implicam em custos significativamente mais altos, 
notadamente os de construção, e preocupações adicionais com a estabilidade estrutural. 
 
Portanto a preferência é pelo semiapoiado, considerando-se problemas construtivos, de 
escavação, de empuxos e de elevação. 
 
Quando os volumes a armazenar forem grandes, principalmente acima dos 800 m3, e houver a 
necessidade de cotas piezométricas superiores a do terreno, na saída do reservatório, a opção 
mais comum é a construção de um reservatório elevado conjugado com um semienterrado. 
 
b) De acordo com a localização no sistema: 
 
• Montante (antes da rede de distribuição); 
• Jusante ou de sobras (após a rede). 
 
Os reservatórios de montante caracterizam-se pelas seguintes particularidades: 
• Por ele passa toda a água distribuída a jusante; 
• Têm entrada por sobre o nível máximo da água e saída no nível mínimo; 
• São dimensionados para manterem a vazão e a altura manométrica do sistema de adução 
constantes. 
 
Já os reservatórios de jusante caracterizam-se pelas seguintes particularidades: 
• Armazenam água nos períodos em que a capacidade da rede for superior à demanda 
simultânea para complementar o abastecimento quando a situação for inversa; 
• Reduzem a altura física e os diâmetros iniciais de montante da rede; 
• Têm uma só tubulação servindo como entrada e saída das vazões. 
 
 
 
 
 
 
4.4 – Elevatórias 
 
Chama-se de elevatória o conjunto de bombas e acessórios que eleva a água de um ponto mais 
baixo para outro mais alto. 
 
As elevatórias podem estar localizadas antes, dentro ou depois da estação de tratamento de água. 
Podem ser elevatórias de água bruta ou tratada, quando conduzem água bruta ou tratada, 
respectivamente. 
 
Quando a elevatória localiza-se entre um trecho e outro da rede de distribuição, ela recebe o 
nome de booster. 
 
Importância das elevatórias no sistema de abastecimento de água 
 
Uma bacia hidrográfica pode ter o terreno tão íngreme que a água, para chegar a determinados 
pontos, deverá ser recalcada, utilizando-se bombas. 
 
Nesses casos, a existência de elevatórias é essencial, tanto para captar a água quanto para 
conduzi-la a pontos de distribuição, viabilizando, assim, o tratamento da água e sua distribuição 
às pessoas. 
 
As bombas devem ser instaladas, de preferência, abrigadas. Contudo, nem sempre isso é possível 
ou necessário (por exemplo: bomba submersa). Uma casa de bomba deve ter iluminação e 
ventilação adequadas e espaço suficiente para sua instalação, de forma a permitir o acesso, com 
segurança, ao operário. 
 
As elevatórias podem ter diferentes formas; isto dependerá das características e da quantidade de 
bombas, do tipo de acionamento escolhido e do espaço necessário para a instalação das 
tubulações e acessórios. 
 
 
 
 
 
 
Aula 5 - CONTAMINAÇÃO D’ÁGUA 
 
5.1 – Introdução 
 
A qualidade da água é resultante de fenômenos naturais e da atuação do homem. De modo geral, 
pode-se dizer que a qualidade de uma determinada água é função do uso e da ocupação do solo 
na bacia hidrográfica. Tal se deve aos seguintes fatores: 
 
- Condições naturais: mesmo com a bacia hidrográfica preservada nas suas condições 
naturais, a qualidade das águas subterrâneas é afetada pelo escoamento superficial e pela 
infiltração no solo, resultantes da precipitação atmosférica. 
 
O impacto nelas é dependente do contato da água emescoamento ou infiltração com as 
partículas, substâncias e impurezas no solo. 
 
Assim, a incorporação de sólidos em suspensão (ex.: partículas de solo) ou dissolvidos (ex.: íons 
oriundos da dissolução de rochas) ocorre, mesmo na condição em que a bacia hidrográfica esteja 
totalmente preservada em suas condições naturais (ex.: ocupação do solo com matas e florestas). 
Neste caso, tem grande influência a cobertura e a composição do solo; 
 
- Interferência do homem: a interferência do homem, quer de forma concentrada, como na 
geração de despejos domésticos ou industriais, quer de forma dispersa, como na aplicação de 
defensivos agrícolas no solo, contribui na introdução de compostos na água, afetando a sua 
qualidade. 
 
Portanto, a forma com que o homem usa e ocupa o solo tem uma implicação direta na qualidade 
da água. 
 
 5.2 - Impactos da contaminação patogênica 
 
A água é normalmente habitada por vários tipos de microrganismos de vida livre e não parasitária, 
que dela extraem os elementos indispensáveis à sua subsistência. Ocasionalmente, são aí 
introduzidos organismos parasitários e/ou patogênicos que, utilizando a água como veículo, 
podem causar doenças, constituindo um perigo sanitário potencial. 
 
Entre os principais tipos de organismos patogênicos que podem encontrar-se na água, estão as 
bactérias, cianobactérias, vírus, protozoários e helmintos. 
 
Em virtude da grande dificuldade para a identificação dos vários organismos patogênicos 
encontrados na água, dá-se preferência, para isto, a métodos que permitam a identificação de 
bactérias do grupo coliforme que, por serem habitantes normais do intestino humano, existem, 
obrigatoriamente, em águas poluídas por matéria fecal. 
 
As bactérias coliformes são normalmente eliminadas com a matéria fecal, à razão de 50 a 400 
bilhões de organismos por pessoa por dia. 
 
Dado o grande númerode coliformes existentes na matéria fecal (até 300 milhões por grama de 
fezes), os testes de avaliação qualitativa desses organismos na água têm uma precisão ou 
sensibilidade muito maior do que a de qualquer outro teste. 
 
Um aspecto relevante, em termos de qualidade biológica da água, é relativo à possibilidade da 
transmissão de doenças. O quadro seguinte apresenta as principais doenças relacionadas com a 
água. 
 
Transmissão Doença Agente patogênico Medida 
Pela água 
 
Cólera 
Febre tifoide 
Giardíase 
Amebíase 
Hepatite infecciosa 
Diarreia aguda 
VibriocholeraeO 1 e O 139; 
Salmonellatyphi; 
Giardialamblia; 
Entamoebahistolytica; 
Hepatite virus A e E; 
Balantidium coli, Cryptosporidium, 
Bacciluscereus,S. aureus, 
Campylobacter, E. 
colienterotoxogênicae 
enteropatogênica, 
enterohemolítica, 
Shigella,Yersiniaenterocolitica, 
Astrovirus, Calicivirus, 
Norwalk, Rotavirus A e B 
- Implantar sistema de 
abastecimento etratamento 
da água, com 
fornecimentoem quantidade 
e qualidade 
paraconsumohumano, uso 
doméstico e coletivo; 
- Proteger de contaminação 
os mananciais e fontes de 
água; 
Pela falta de 
limpeza, 
higienização com a 
água 
Escabiose 
Pediculose (piolho) 
Tracoma 
Conjuntivite 
Salmonelose 
Tricuríase 
Enterobíase 
Ancilostomíase 
Ascaridíase 
Sarcoptesscabiei; 
Pediculushumanus; 
Clamydiatrachomatis; 
Haemophilus aegyptius; 
Salmonella typhimurium, S. 
enteritides; 
Trichuristrichiura; 
Enterobius vermiculares; 
Ancylostomaduodenale; 
Ascaris lumbricoides; 
- Implantar sistema 
adequado deesgotamento 
sanitário; 
- Instalar abastecimento de 
águapreferencialmente com 
encanamentono domicílio; 
- Instalarmelhorias 
sanitáriasdomiciliares e 
coletivas; 
- Instalar reservatório de 
águaadequado com limpeza 
sistemática (a 
cada seis meses); 
Por vetores que se 
relacionam com a 
água 
Malária 
Dengue 
Febre amarela 
Filariose 
Plasmodiumvivax, P. malarie e P. 
falciparum; 
Grupo B dos arbovírus; 
RNA vírus; 
Wuchereriabancrofti; 
- Eliminar o aparecimento 
decriadouros de vetores 
com inspeçãosistemática e 
medidas de controle 
(drenagem, aterro e 
outros); 
- Dar destinação final 
adequada aos resíduos 
sólidos; 
Associada à água Esquistossomose 
Leptospirose 
Schistosoma mansoni; 
Leptospirainterrogans; 
- Controlar vetores e 
hospedeiros intermediários. 
 
5.3 - Matéria orgânica e balanço de oxigênio em corpos d’água 
 
Em termos ecológicos, a repercussão mais nociva da poluição de um corpo d’água por matéria 
orgânica é a queda nos níveis de oxigênio dissolvido, causada pela respiração dos microrganismos 
envolvidos na depuração dos esgotos. 
 
O oxigênio dissolvido tem sido utilizado tradicionalmente para a determinação do grau de poluição 
e de autodepuração em cursos d’água. A sua medição é simples e o seu teor pode ser expresso 
em concentrações passíveis de modelagem matemática. 
 
No processo de autodepuração, há um balanço entre as fontes de consumo e de produção de 
oxigênio. Quando a taxa de consumo é superior à taxa de produção, a concentração de oxigênio 
tende a decrescer, ocorrendo o inverso quando a taxa de consumo é inferior à de produção. 
 
Os principais fenômenos interagentes no balanço de OD são: 
Consumo de oxigênio Produção de oxigênio 
Oxidação de matéria orgânica (respiração) Reaeração atmosférica 
Demanda bentônica (lodo de fundo) Fotossíntese 
Nitrificação (oxidação de amônia) 
 
5.4 - Qualidade de corpos d’agua 
 
A condição de qualidade das águas é a “qualidade apresentada por um corpo d’água, num 
determinado momento, em termos dos usos possíveis com segurança adequada, frente às classes 
de qualidade”. 
 
A classe de qualidade representa um “conjunto de condições e padrões de qualidade de água 
necessário ao atendimento dos usos preponderantes, atuais ou futuros”, de acordo com a 
Resolução CONAMA n. 357, de 17 de março de 2005 (CONAMA, 2005). 
 
A classificação da qualidade das águas pode variar, conforme os usos aos quais elas se destinam. 
 
A presença de certas substâncias nas águas não significa que estas estejam poluídas, sendo 
algumas delas necessárias para a manutenção da vida de determinados organismos. Os peixes, 
por exemplo, consomem, além de certa quantidade de oxigênio dissolvido, algumas substâncias 
minerais. 
 
Na realidade, a água considerada absolutamente "pura", composta apenas de moléculas de 
hidrogênio e oxigênio, somente pode ser obtida em laboratório. 
 
Já quando há nas águas substâncias estranhas a sua composição, prejudicando seu uso, elas 
apresentam certo grau de poluição. 
 
Um dos instrumentos mais importantes para a realização de uma adequada gestão ambiental é o 
monitoramento. 
 
Através dele, é possível avaliar as tendências de recuperação ou comprometimento da 
disponibilidade e qualidade das águas, da qualidade do ar, da recuperação e supressão das 
florestas, além do cumprimento da legislação e dos limites licenciados para atividades 
potencialmente poluidoras (IAP, 2009). 
 
O monitoramento consiste na “medição ou verificação de parâmetros de qualidade e quantidade 
de água, que pode ser contínua ou periódica, utilizada para acompanhamento da condição e 
controle da qualidade do corpo de água” (CONAMA, 2005). 
 
De acordo com o método de avaliação integrada da qualidade da água (AIQA), inter-
relacionam-se “três dimensões de qualidade: a físico-química, a bacteriológica e a ecotoxicológica” 
(IAP, 2009) pelo método Multiobjetivo de Programação de Compromisso, “que se baseia em uma 
condição ideal da qualidade da água (Classe 1 do CONAMA – 357/2005)” (IAP, 2009, p. 21). 
 
A qualidade da água pode ser avaliada com base em um conjunto de variáveis como, por exemplo 
(CONAMA, 2005): 
• Clorofila; 
• Coliformes termotolerantes; 
• Cor verdadeira; 
• Corantes provenientes de fontes antrópicas (provenientes de ocupação, exploração de recursos 
naturais e atividades humanas); 
• Demanda bioquímica de oxigênio (DBO); 
• Densidade de cianobactérias; 
• Efeito tóxico a organismos; 
• Fenóis; 
• Gosto; 
• Materiais flutuantes, incluindo-se espumas não naturais; 
• Odor; 
• Óleos e graxas; 
• Oxigênio dissolvido (OD); 
• Potencial hidrogeniônico (pH); 
• Resíduos sólidos objetáveis; 
• Substâncias sedimentáveis; 
• Turbidez etc. 
 
Conforme a Agência Nacional de Águas (ANA) do Brasil, o índice de qualidade das águas 
(IQA) foi criado em 1970, nos Estados Unidos, pela NationalSanitation Foundation. 
 
A partir de 1975 começou a ser utilizado pela CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São 
Paulo). Nas décadas seguintes, outros Estados brasileiros adotaram o IQA, que hoje é o principal 
índice de qualidade da água utilizado no país (ANA, 2012). 
 
O IQA foi desenvolvido para avaliar a qualidade da água bruta visando seu uso para o 
abastecimento público, após tratamento. Os parâmetros utilizados no cálculo do IQA são em sua 
maioria indicadores de contaminação causada pelo lançamento de esgotos domésticos (ANA, 
2012). 
 
A avaliação da qualidade da água obtida pelo IQA apresenta limitações, já que este índice não 
analisa vários parâmetros importantes para o abastecimento público, tais como substâncias 
tóxicas (ex.: metais pesados, pesticidas, compostos orgânicos), protozoários patogênicos e 
substâncias que interferem nas propriedades organolépticas da água (ANA, 2012). 
 
O IQA compõe-se de nove parâmetros, que possuem pesos diferenciados, “em função da sua 
importância para a conformação global da qualidade da água” (ANA, 2012): 
 
1. Oxigênio dissolvido (peso = 0,17) 
2. Coliformes termotolerantes (peso = 0,15) 
3. Potencial hidrogênionico (pH) (peso = 0,12) 
4. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) (peso = 0,10) 
5. Temperatura da água (peso = 0,10) 
6. Nitrogênio total (peso = 0,10) 
7. Fósforo total (peso = 0,10) 
8. Turbidez (peso = 0,08) 
9. Resíduo total (peso = 0,08) 
 
Cabe ressaltar também a importância da avaliação da qualidade microbiológica da água, com 
relação à presença de parasitas e vírus, além de bactérias, que prejudicam a saúde humana. 
 
5.5 - Efeitos da indústria 
 
Pode-se dizer que a partir da Revolução Industrial a poluição passou a ser um problema para a 
humanidade. O grau de poluição aumentou muito com a industrialização e urbanização, e a sua 
escala deixou de ser local para se tornar global. 
 
A própria aglomeração urbana já é por si só uma fonte de poluição, pois carrega consigo vários 
problemas ambientais, como o acúmulo de lixo, o enorme volume de esgotos etc. 
 
Com o desenvolvimento do capitalismo, a natureza vai pouco a pouco deixando de existir para dar 
lugar a um meio ambiente transformado, modificado, produzido pela sociedade moderna. O 
homem deixa de viver em harmonia com a natureza e passa a dominá-la. 
 
Mas esse domínio da tecnologia moderna sobre o meio natural traz consequências negativas para 
a qualidade da vida humana e prejudica o meio ambiente. O homem, afinal, também é parte da 
natureza, depende dela para viver, e acaba sendo prejudicado por muitas dessas transformações, 
que degradam sua qualidade de vida. 
 
As indústrias que surgem para desenvolver produtos e melhorar a vida das pessoas tem como 
consequência a geração de resíduos, o também chamado lixo industrial, proveniente dos 
processos industriais. A liberação de resíduos da indústria para o ambiente pode causar a 
poluição do ar, da água e do solo. 
 
Para evitar a emissão de substâncias tóxicas, as indústrias podem usar várias metodologias. São 
filtros específicos utilizadosdurante o processo produtivo e colocados em chaminés, tratamento 
de efluentes e armazenamento adequado do material, acompanhamento e análises periódicas de 
solo e águas superficiais e subterrâneas próximas às instalações. 
 
O grande problema é que muitas indústrias não tratam seus resíduos e despejam esses poluentes 
diretamente no ambiente. Falta maior fiscalização do governo e de órgãos públicos, buscando 
cuidar da qualidade do meio ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA 6 – PROCESSOS E TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO 
 
6.1 – Introdução 
 
Com a frequente escassez dos recursos hídricos, novas tecnologias visando garantir a qualidade 
da água dos mananciais e um melhor aproveitamento dos recursos hídricos têm sido alvo de 
pesquisa e desenvolvimento há várias décadas. 
 
A demanda por novas tecnologias para o tratamento de água, efluentes industriais e municipais, e 
os resíduos gerados por estes sistemas são cada vez mais estudados e analisados quanto a suas 
eficiências, assim como sua capacidade de redução de custos. 
 
Os processos industriais e a agricultura são responsáveis por grande parte do consumo de água 
em nosso país. 
 
Essas águas, na maioria das vezes utilizadas em processos industriais, ao final de sua utilização, 
encontram-se em condições químicas ou físicas inadequadas, podendo apresentar uma 
diversidade de poluentes e resíduos de elevados níveis de carga orgânica até compostos de alta 
toxicidade, impossibilitando o retorno ao manancial que foi captado. 
 
Outro grande responsável pela poluição são os esgotos, com alta concentração de carga orgânica 
e muitos contaminantes patogênicos. 
 
6.2 - Padrão de potabilidade 
 
Uma água é dita potável quando é inofensiva à saúde do homem, agradável aos sentidos e 
adequada aos usos domésticos. 
 
Nesses termos, por exemplo, uma água quente, embora seja inofensiva à saúde, não pode ser 
considerada potável, da mesma maneira que uma água com elevado teor de dureza que, nestas 
condições, irá atrapalhar significativamente o desempenho das tarefas domésticas. 
 
Para que uma água seja considerada potável, é importante que na sua fase de tratamento sejam 
eliminadas todas as substâncias originalmente presentes que lhe confiram algum gosto ou cheiro 
peculiar. Paralelamente também não devem resultar turbidez ou cor visíveis. 
 
Definem-se como padrões de potabilidade os limites de tolerância das substâncias presentes na 
água de modo a garantir-lhe as características de água potável. 
 
De um modo geral, os padrões de potabilidade tornam-se mais rigorosos com o passar dos anos, 
visto que novas técnicas de tratamento e a evolução das tradicionais, associadas a novas 
descobertas científicas, principalmente no trato com as doenças transmissíveis através da água ou 
que têm nela uma parte de seu ciclo, vão permitindo esse desenvolvimento. 
 
Também é de se esperar que em países mais desenvolvidos estes padrões sejam mais rigorosos, 
considerando a maior disponibilidade de recursos e o maior domínio de tecnologias apropriadas. 
 
Em linhas gerais, esses padrões são físicos (cor, turbidez, odor e sabor), químicos (presença de 
substâncias químicas) e bacteriológicos (presença de microrganismos vivos). Normalmente as 
legislações específicas de cada região ou país regem-se pelas recomendações da Organização 
Mundial de Saúde (OMS). 
 
6.3 - Gradeamento e desarenação 
 
O gradeamento é a etapa na qual ocorre a remoção de sólidos grosseiros, em que o material de 
dimensões maiores do que o espaçamento entre as barras é retido. 
 
Há grades grosseiras (espaços de 5,0 a 10,0 cm), médias (espaços entre 2,0 a 4,0 cm) e finas 
(entre 1,0 e 2,0 cm), que têm pôr objetivo reter o material sólido grosseiro em suspensão no 
efluente. 
 
As principais finalidades do gradeamento são: proteção dos dispositivos de transporte dos 
efluentes (bombas e tubulações); proteção das unidades de tratamento subsequentes e proteção 
dos corpos receptores. 
 
A desarenação é a etapa na qual ocorre a remoção da areia por sedimentação. Este mecanismo 
ocorre da seguinte maneira: os grãos de areia, devido às suas maiores dimensões e densidade, 
vão para o fundo do tanque, enquanto a matéria orgânica, de sedimentação bem mais lenta, 
permanece em suspensão, seguindo para as unidades seguintes. 
 
As finalidades básicas da remoção de areia são: evitar abrasão nos equipamentos e tubulações, 
eliminar ou reduzir a possibilidade de obstrução em tubulações, tanques, orifícios e sifões e 
facilitar o transporte do líquido, principalmente a transferência de lodo, em suas diversas fases. 
 
6.4 - Aeração e remoção de ferro e manganês 
 
A água dos mananciais subterrâneos, dos fundos dos lagos ou reservatórios estratificados, ou dos 
rios contaminados, conterá muito pouco oxigênio dissolvido. 
 
Se a água anaeróbia for admitida na ETA, ela afetará ou danificará outras unidades do processo, 
em particular a filtração e a coagulação. É por isso que a água bruta necessita estar aerada antes 
do tratamento, o que se consegue pondo a água em contato com o ar. 
 
A forma de borbulhar ar na água se realiza frequentemente em pequena escala, já que é 
proibitivamente caro nas grandes ETAs, devido aos grandes volumes de água que se tratam 
diariamente. Para estes casos, o método mais simples é uma cascata ou um sistema de fonte. 
 
Em uma cascata, a água verte por uma estrutura de torre, que assegura a reareação pela 
excessiva turbulência. Existem muitos outros tipos de sistemas de aeração que são utilizados, 
incluindo torres fechadas e difusores. 
 
Além de assegurar um ótimo grau de tratamento na ETA, a aeração também fornece oxigênio 
para a purificação e incrementa significativamente a qualidade da água, especialmente o sabor. 
 
A aeração também reduz certos odores desagradáveis e reduz a corrosividade da água pela 
eliminação de qualquer gás de dióxido de carbonopresente, pela elevação do pH. 
 
Esse método não pode, sem dúvida, reduzir as propriedades corrosivas das águas ácidas por si só 
e deve ser necessária uma neutralização com cal. 
 
Ferro e manganês também podem ser eliminados da dissolução pela aeração. Esses metais são 
solúveis em águacom pH inferior a 6,5 e em ausência de oxigênio, e é por isso que são comuns 
em águas subterrâneas. 
 
A aeração oxida os sais solúveis de metais a hidróxidos de metais insolúveis que podem então ser 
eliminados por floculação ou filtração. 
 
6.5 - Coagulação química 
 
Depois de filtrados, a maioria dos sólidos suspensos serão muito finos, normalmente menores que 
10µm (sólidos coloidais), tão pequenos de peso que podem nunca sedimentar naturalmente. 
 
Esses sólidos são partículas de argila, óxidos de metal, moléculas de proteínas grandes e 
microrganismos. 
 
Todas as partículas pequenas (coloidais) tendem a estar carregadas negativamente, e com tais 
cargas repelem-se umas às outras, evitando a agregação em partículas maiores, as quais 
poderiam então sedimentar. 
 
A eliminação da matéria coloidal é um processo de duas fases: a coagulação seguida da 
floculação. 
 
Um coagulante se adiciona à água para desestabilizar as partículas e induzi-las a agregarem-se 
em partículas maiores conhecidos como flóculos. 
 
Diferentes tipos de coagulantes são utilizados. Os sais mais comuns são o sulfato de alumínio, 
hidróxido de alumínio, cloreto de polialumínio, cloreto de ferro (III), sulfato de ferro (III) e cal. 
 
O sulfato de ferro II (FeSO4•7H2O) é conhecido como melanterita, e também geralmente se 
mistura com o cloro para formar o cloreto de ferro (III) (FeCl3) e sulfato de ferro (III) 
[Fe(SO4)3]. 
 
Há um rápido incremento no número de polímeros sintéticos disponíveis, que incluem as 
poliacrilaminas, óxido de polietileno e ácido poliacrílico. Estes últimos estão sendo muito utilizados 
nos detergentesecológicos como substitutos dos polifosfatos. 
 
Os mecanismos atuais de coagulação são complexos e incluem adsorção (processo pelo qual um 
gás, vapor, matéria dissolvida ou partículas em suspensão são captadas e aderidas na superfície 
de outro material tanto por forças físicas como químicas), neutralização de cargas e a entrada na 
matriz físico-química formada. 
 
A quantidade de coagulante adicionada à água é crítica. Muito pouca quantidade resulta em uma 
coagulação ineficaz, de modo que as instalações de filtração podem bloquear-se rapidamente, 
enquanto que demasiada quantidade de coagulante pode conduzir a um excesso de produtos 
químicos na água final. 
 
6.6 - Produtos químicos 
 
O processo de tratamento é complementado pela utilização de produtos químicos que visam a 
alterar algumas características da água, otimizando as etapas do tratamento ou melhorando o 
produto final. 
 
O quadro a seguir mostra os principais produtos utilizados e suas aplicações: 
 
 Aplicação Produtos utilizados 
Remoção de partículas em 
suspensão/coagulação 
Sulfato de alumínio* 
Sulfato ferroso 
Sulfato ferroso clorado 
Sulfato férrico 
Cloreto férrico 
Aluminato de sódio 
Ajuste do pH 
 
 
 
 
 
 
Cal hidratada* 
Carbonato de cálcio 
Carbonato de cálcio (soda ou 
barriha) 
Hidróxido de sódio 
Gás carbônico 
Ácido clorídrico 
Ácido sulfúrico 
Controle da corrosão 
 
 
 
Cal hidratada* 
Carbonato de sódio 
Hidróxido de sódio 
Polifosfatos de sódio 
Remoção ou controle do 
desenvolvimento de 
microrganismos/desinfecção 
Cloro gasoso* 
Hiploclorito de sódio* 
Hiploclorito de cálcio* 
Amônia hidratada 
Hidróxido de amônia 
Sulfato de amônia 
Ozona 
Redução da cárie dentária 
infantil/fluoretação 
Fluorssilicato de sódio* 
Fluoreto de sódio 
Ácido fluorssilícico* 
Fluoreto de cálcio (fluorita) 
 
 
AULA 7 – UNIDADES DE MISTURA I 
 
7.1 Introdução 
 
As águas para abastecimento público, notadamente as procedentes de mananciais superficiais, 
necessitam na sua transformação em água potável, além de passar por um processo de 
sedimentação precedido de coagulação química. 
 
Isso porque as águas com cor e turbidez elevadas, características especialmente de águas no 
período chuvoso, exigem esse tipo de tratamento químico, seguido de filtração rápida e da 
indispensável desinfecção. 
 
Na literatura técnica de saneamento público de água, esse tratamento é dito convencional. Assim, 
uma estação convencional de tratamento de água compreende as seguintes unidades: mistura 
rápida, floculação, decantação, filtração e desinfecção. 
 
7.2 Unidades de mistura rápida – floculação 
 
Quando as partículas pequenas em um líquido se colidem, algumas se agregam naturalmente 
para formar partículas maiores. Conforme as partículas maiores sedimentam, alcançam as 
partículas menores que estão sedimentando a uma velocidade mais lenta. Caso se colidam, então 
as partículas menores se agregarão às maiores. 
 
A probabilidade de choque entre as partículas pode ser incrementada significativamente agitando 
suavemente a água; este processo é conhecido como floculação. 
 
Onde há uma alta concentração de partículas coloidais, a floculação pode ser efetiva por si 
mesma. Para as concentrações mais baixas, geralmente encontradas nos recursos de água, sem 
dúvida se deve utilizar um coagulante. 
 
No processo de tratamento de água, a floculação segue portanto a adição química (coagulação), 
que é necessária para desestabilizar as partículas coloidais presentes. Durante esta mescla, se 
produzem flocos maiores, que são facilmente eliminados durante a clarificação. 
 
A floculação se sucede de forma natural pelo movimento browniano (floculação pericinética); é 
certo que para partículas maiores que 1µm isto é muito lento e se necessita de um sistema de 
agitação mecânica (misturadores de palhetas ou de turbinas) para aumentar o ritmo das colisões 
(floculação ortocinética). 
 
7.3 Unidades de mistura lenta – decantação 
 
Aqui os flocos formados pela adição do coagulante e a floculação são eliminados por 
sedimentação. O processo em si é diferente do de sedimentação normal encontrada nas ETE 
urbanas ou industriais, em que a água flui lentamente ao longo ou através de um tanque, 
permitindo que as partículas se sedimentem. 
 
No tratamento da água, esta flui ascendentemente, desde próximo da base do tanque até a parte 
superior. 
 
Os flocos, os quais são mais pesados que a água, sedimentam próximo do fundo, de modo que o 
operador deve equilibrar a velocidade de sedimentação que enfrenta a vazão ascendente da água 
para assegurar que todas as partículas se mantenham no tanque como um manto grosso de lodo. 
 
Há uma capa de água clara, a água limpa na superfície é rebaixada de uma simples canaleta e é 
encaminhada à próxima etapa do processo de tratamento. 
 
Esses tanques se denominam clarificadores e são muito eficientes. Conforme os flocos sobem 
através do manto, se sucede outra floculação, a qual incrementa a densidade do floco. Para 
manter a altura requerida, e que se retenham mais lodo dentro do tanque aumentando a eficácia, 
se deve descarregar o excesso de lodo do tanque. 
 
A eliminação do lodo pode ser contínua ou em intervalos. Os lodos são uma mistura de todas as 
impurezas encontradas na água, especialmente bactérias, vírus e quistos de protozoos, os quais 
devem ser manejados com cuidado e lançados em local seguro. 
 
O volume do lodo é bastante grande, equivalendo entre 1,5 a 3 % de todo o caudal que atravessa 
o clarificador. Existem muitos projetos diferentes de tanques de sedimentação, incluindo 
prateleiras inclinadas, prateleiras paralelas e tubos para ajudar a sedimentação. 
 
7.4 Decantação com placas ou tubos paralelos 
 
Os decantadores laminares ou tubulares foram concebidos considerando que a ação de um 
decantador depende de sua área superficial, e não de sua profundidade. 
 
Assim, uma subdivisão horizontal produziria uma superfície dupla para receber os sólidos 
sedimentáveis, duplicando a capacidade de trabalho. 
 
Nesse raciocínio, uma série de bandejas horizontais em um grande número de células de pouca 
profundidade o incremento da eficiência deveria ser muito grande. Contudo, essa forma simplista 
de raciocínio esbarra nas dificuldades de limpeza dos tanques, além das dificuldades de 
distribuição de fluxo. 
 
7.5 Flotação 
 
A flotação é um tipo de processo físico de separação de misturas heterogêneas. Essa técnica 
consiste emadicionar bolhas de ar ao meio, o que faz com que as partículas em suspensão no 
líquido passem a aderir-se a essas bolhas. Essa espuma formada pode então ser removida, 
arrastando consigo as partículas de impurezas. 
 
Esse processo é o contrário do que acontece na sedimentação, pois neste último método de 
separação de misturas, as partículas em suspensão vão se depositando no fundo do recipiente 
pela ação da gravidade e são posteriormente retiradas por decantação, por exemplo. 
 
Já a flotação leva as partículas à superfície da mistura. A palavra flotation (flotação em inglês), 
inclusive, transmite a ideia de “flutuação”. 
 
Para que as partículas possam ser arrastadas na flotação, é necessário que elas sejam coloidais, 
ou seja, que tenham o diâmetro entre 1nm e 1000 nm. 
 
7.6 Filtração 
 
Depois da clarificação, a água contém unicamente sólidos finos (<10mg/l) e material solúvel. 
Ainda que algumas destas substâncias pudessem estar na água bruta natural, muitas se haverão 
formado durante o processo de coagulação. A filtração é um processo requerido para eliminar 
esse material residual. 
 
Os filtros contêm capas de areia ou carvão antracito e brita graduada. As tubulações por debaixo 
dos filtros, as drenagens, recolhem a água filtrada. As partículas retidas pela areia