Capítulo 04 Consumo de Água PARTE 1 Classificação e consumo

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Universidade Federal Rural do Semiárido – UFERSA
Centro de Engenharias - Departamento de Engenharia Civil
Curso de Engenharia Civil
Disciplina: Sistemas de Abastecimento de Água
Classificação; Variações de consumo 
Parte 1
Capítulo 04:
Consumo de Água
Prof. Dr. Adriano Gomes de Matos
Prof. Dr. Adriano Gomes de Matos
4.1. Introdução
4.1. Introdução
A previsão do consumo de água é um dos fatores mais importantes para o planejamento e gerenciamento do sistema de abastecimento.
A operação dos sistemas e suas ampliações estão diretamente associados à demanda de água.
Dimensionamento das tubulações e estruturas são função da vazão que, por sua vez, depende do consumo médio por habitante, da estimativa do número de habitantes, das variações de demanda e de outros consumos que podem ocorrer na área.
Capítulo 04 – Consumo de Água
Prof. Adriano Gomes de Matos
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4.2. Classificação de consumidores
4.2. Classificação de Consumidores
A classificação dos consumidores nas prestadoras de serviços de saneamento é feita por categorias de consumo.
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4.2. Classificação de Consumidores
4.2.1. Água para uso doméstico
O consumo de uso doméstico depende de um grande número de fatores, divididos em seis categorias:
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4.2. Classificação de Consumidores
4.2.1. Água para uso doméstico
O preço é controlado pelo responsável pelo sistema de abastecimento.
Tabela 4.2.1. Consumo doméstico de água
Uso
Consumo de água
(L/hab.dia)
Percentuais
Bebida
2
2,2 %
Preparo de alimentos
6
6,6 %
Lavagem de utensílios
2 – 9
10,0 %
Higiene pessoal
15 – 35
38,8 %
Lavagem de roupas
10 – 15
16,6 %
Bacia sanitária
9 – 10
11,1 %
Perdas
6 – 13
14,4 %
Total
50 – 90
Fonte: TSUTYIA, MiltonTomoyuki. Abastecimento de Água. 3.ed.
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4.2. Classificação de Consumidores
4.2.1. Água para uso doméstico
Rocha e Barreto (1999) obtiveram um perfil do consumo de água de uma residência unifamiliar na cidade de São Paulo.
Tabela 4.2.2. Consumo doméstico de água
Pontos de utilização de água
Consumo diário por habitação (L/habitação)
Consumo diárioper capita(L/hab.dia)
Consumo percentual (%)
Bacia Sanitária
24
5
5
Chuveiro
238
60
55
Lavadora de Roupas
48
12
11
Lavatório
36
9
8
Pia
80
20
18
Tanque
11
3
3
Total
437
109
100
Fonte: TSUTYIA, MiltonTomoyuki. Abastecimento de Água. 3.ed.
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4.2. Classificação de Consumidores
4.2.1. Água para uso doméstico
Yoshimoto e Silva (2001) apresentaram a distribuição de consumo de água em residências na RMSP:
Tabela 4.2.3. Consumo doméstico de água
Pontos de utilização de água
Consumo Percentual (%)
Descarga de bacia sanitária
30,9
Banhos
26,7
Pia de cozinha
30,0
Outros usos (bebidas, lavagem de roupas, limpeza de pisos, jardins, lavagem de carros,etc)
12,4
Total
100
Fonte: TSUTYIA, MiltonTomoyuki. Abastecimento de Água. 3.ed.
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4.2. Classificação de Consumidores
4.2.2. Água para uso comercial
Aqui, a dificuldade é outra, distinguir pequenos de grandes consumidores.
A tabela a seguir apresenta consumos de água em estabelecimentos comerciais publicados em literatura nacional.
Tabela 4.2.4. Consumo doméstico de água
Estabelecimento
Unidade
Consumo (L/hab.dia)
Escritório
Pessoa
50
Restaurante
Refeição
25
Hotel (sem cozinha, nem lavanderia)
Pessoa
120
Lavanderia
Kg de roupa seca
30
Hospital
Leito
250
Cinemas, teatros, igrejas
Lugar
2
Mercado
M2de área
5
Edifício comercial
pessoa
50
Fonte: TSUTYIA, MiltonTomoyuki. Abastecimento de Água. 3.ed.
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4.2. Classificação de Consumidores
4.2.3. Água para uso industrial
Pode ser classificado em cinco categorias:
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4.2. Classificação de Consumidores
4.2.4. Água para uso Público
Parcela de água utilizada na irrigação de parques, jardins, lavagens de praças, ruas; fontes ornamentais; combate a incêndios, limpeza de coletores de esgoto, etc.
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4.3. Consumo Per Capita de água
4.3. Consumo Per Capita
Pode ser determinado através dos seguintes métodos:
Leitura dos hidrômetros – Micromedição
Leitura do macromedidor instalado na saída do reservatório (macromedição)
Quando não existirem medições.
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4.3. Consumo Per Capita
4.3.1. Micromedição
A determinação do consumo efetivo per capita e do consumo per capita pode ser realizada a partir da leitura dos Hidrômetros, também chamada micromedição.
A empresa responsável pelo abastecimento processa periodicamente os dados das leituras dos hidrômetros, para efeito de cobrança e controle.
As informações contidas na leitura:
1.
Consumo, no período por tipo de economia (domiciliar, pública,etc).
2.
Número de cada tipo de economia, permitindo avaliar o númerode habitantes atendidos e o índice de atendimento.
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4.3. Consumo Per Capita
4.3.1. Micromedição
A partir daí, avalia-se o consumo efetivo per capita, a partir da seguinte equação:
Sendo:
qe = Consumo efetivo per capita de água
Vc = Volume consumido, medido pelos hidrômetros
NE = Número médio de economias
ND = Número de dias da medição pelos hidrômetros
NH/L = Número de habitantes por ligação
(1)
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4.3. Consumo Per Capita
4.3.1. Micromedição
Para o consumo per capita de água, deve-se incorporar as perdas de água do sistema ao consumo efetivo per capita, assim:
Sendo:
q = Consumo per capita de água
qe = Consumo efetivo per capita de água
I = Índice de perdas
No caso de projetos, costuma-se usar um índice de perdas como meta, p.ex.: I = 20%.
(2)
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4.3. Consumo Per Capita
4.3.1. Micromedição
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4.3. Consumo Per Capita
4.3.2. Macromedição
Fornece os volumes consumidos a cada passo de tempo.
Alguns modelos fornecem um gráfico tempo-vazão.
Vantagem:
Permitirá conhecer não só o consumo médio per capita, mas também, os coeficientes de variação de vazão.
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4.3. Consumo Per Capita
4.3.3. Sem hidrômetros
Aí, devem ser adotados valores de consumos médios per capita e seus coeficientes de vazão encontrados em medições de setores ou sistemas com características semelhantes.
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4.3. Consumo Per Capita
4.3.4. Consumo médio efetivo Per Capita no Brasil
A figura apresenta o índice de micromedição relativo ao volume disponibilizado, índice de perdas de faturamento e consumo médio per capita de água dos prestadores do serviço no Brasil.
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4.4. Fatores que afetam o consumo
4.4. Fatores que afetam o consumo
Vários são os fatores, podem-se citar alguns:
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4.4. Fatores que afetam o consumo
4.4.1. Condições climáticas
Maior consumo no verão;
Regiões mais quentes consomem mais água;
Regiões mais secas, consomem mais água;
Índice Pluviométrico.
Tabela 4.4.1. Consumo doméstico de água
Município
Consumo por economia (m3/econ.mês)
Verão
Restante do ano
Peruíbe, Itanhaém, Praia grande, Guarujá
20
15
São Vicente
21
19
Santos e Cubatão
23
21
Fonte: SABESP, 1996.
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4.4. Fatores que afetam o consumo
4.4.2. Hábitose nível da população
Os hábitos da população refletem seu consumo:
Banhos, lavagens, irrigação de jardins etc... Quanto mais elevado o poder econômico...
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4.4. Fatores que afetam o consumo
4.4.3. Natureza da cidade
Cidades com características industriais versus cidades de natureza residencial, como cidades-dormitório.
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4.4. Fatores que afetam o consumo
4.4.4. Medição de consumo de água
A presença de hidrômetros é fundamental para a redução do consumo de água.
De acordo com a EPA (1996), a falta de medição aumenta o consumo em 25%.
Em todas as cidades em que a medição não foi implantada observa-se um consumo per capita bem maior que em cidades semelhantes.
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4.4. Fatores que afetam o consumo
4.4.5. Pressão na rede
O consumo de água aumenta com a pressão na rede. Há um aumento de 30% no consumo para um aumento de 14 mca de pressão na rede.
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4.4. Fatores que afetam o consumo
4.4.6. Rede de esgoto
Dados obtidos pela EPA (1996), no Canadá, indicam que a construção de rede de esgoto provocou aumento no consumo de água da ordem de 50% a 100%.
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4.4. Fatores que afetam o consumo
4.4.7. Tarifa da água
Vários trabalhos mostram a relação preço da água versus consumo.
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4.5. Variações no consumo
4.5. Variações no consumo
Em um sistema de abastecimento de água, a quantidade de água consumida varia continuamente em função do tempo, das condições climáticas, hábitos da população, etc.
Geralmente, a variação de consumo é maior no caso doméstico que no industrial.
Para determinada área ocorrem variações anuais, mensais, diárias, horárias e instantâneas de consumo de água.
Dentre estas, as mais importantes para o dimensionamento e projeto de sistemas são as variações diárias e horárias.
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4.5. Variações no consumo
4.5.1. Variação anual
Aumento populacional anual implica aumento no consumo de água.
Já o aumento no consumo per capita é devido à melhoria dos hábitos de higiene e ao desenvolvimento industrial.
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4.5. Variações no consumo
4.5.2. Variação mensal
Nos meses de verão, o consumo supera o consumo médio; no inverno, o consumo é menor.
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4.5. Variações no consumo
4.5.2. Variação mensal
O gráfico apresenta a variação de consumo de água em um ano.
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4.5. Variações no consumo
4.5.3. Variação diária
O consumo diário pode ser maior ou menor que o consumo médio diário.
A relação entre o maior consumo diário no período de um ano e o consumo médio diário neste mesmo período fornece-nos o coeficiente do dia de maior consumo (K1):
A figura apresenta a variação do consumo em um ano. 
(3)
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4.5. Variações no consumo
4.5.3. Variação diária
Para determinar consumo médio diário, coeficiente do dia de maior consumo e da hora de maior consumo, devem ser excluídos os consumos dos dias com acidentes no sistema ou outras excepcionalidades.
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4.5. Variações no consumo
4.5.4. Variação horária
A relação entre a maior vazão horária observada num dia e a vazão média horária do mesmo dia, define o coeficiente da hora de maior consumo (K2):
A figura apresenta a variação de vazão de água em um dia:
(4)
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4.5. Variações no consumo
4.5.4. Variação horária
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4.6. Exercícios
4.6. Exercícios
Exercício 4.6.1.
Através da leitura de um medidor de vazão instalado na saída do reservatório e das leituras dos hidrômetros domiciliares, obteve-se a tabela E1. Calcular o consumo per capita, consumo efetivo per capita de água e o índice de perdas desse sistema.
Levantamentos adicionais realizados:
Amostragem in Loco na área abastecida, obtendo-se o valor médio de 4,3 hab/domicílio;
Número de ligações de energia elétrica fornecida pela concessionária: 5.170.
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4.6. Exercícios
Exercício 4.6.1.
Solução
Cálculo da população atendida:
Número médio de economias: 50.021 / 12 = 4.168
Número de hab. Por economia: 4,3
Pop. Média atendida: 4.168 x 4,3 = 17.922 hab.
Cálculo da pop. Total avaliada pelo número de ligações de energia elétrica:
Número de ligações de energia elétrica: 5.170
Pop. Total: 5.170 x 4,3 = 22.231 hab.
Determinação do índice de atendimento de água
I = 17.922 / 22.231 = 80,62%
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4.6. Exercícios
Exercício 4.6.1.
Solução
Cálculo do Consumo Per Capita de água:
Determinação do índice de Perdas (IP)
= 0,223 m3/hab.dia
q = 223 L/hab.dia
= 34,01%
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4.6. Exercícios
Exercício 4.6.1.
Solução
Cálculo do Consumo Efetivo Per Capita de água:
= 0,147 m3/hab.dia
q = 147 L/hab.dia
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- Sawabona!