Cap 5 Captacao

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Notas de aula - 5. Captaçao 
OBS. As notas de aula são apenas um roteiro, estudem pelos livros. 
5. CAPTAÇÃO 
 
5.1 Introdução 
Captação é o conjunto de estruturas e dispositivos, construídos ou montados junto a um manancial, para a tomada 
de água destinada a um sistema de abastecimento. 
As captações consequentemente podem ser para coletar ou retirar águas atmosféricas, superficiais e subterrâneas. 
O reservatório de acumulação (regularização de vazões) muitas vezes é construído como parte integrante do 
sistema de captação. 
 As obras de captação variam conforme as condições locais, hidrológicas, topográficas e, para as águas 
subterrâneas, também segundo as condições hidrogeológicas. 
 A captação é a primeira unidade do sistema de abastecimento de água, e do seu constante e bom funcionamento 
depende o desempenho de todas as unidades subseqüentes. A concepção de uma unidade de captação de água deve 
considerar que não são admissíveis interrupções em seu funcionamento. 
 Ao se desenvolver o projeto de captação deve-se ter em vista facilidades de operação e manutenção ao longo do 
tempo. É recomendado que as obras de captação sejam construídas em uma única etapa pois, por tratar-se de estruturas 
construídas junto ou dentro d’água, sua ampliação torna-se difícil. 
 
 
5.2 Captação de águas superficiais 
 
 Na elaboração do projeto de captação de águas superficiais, várias características quantitativas e qualitativas dos 
cursos d’águas devem ser avaliadas. Algumas das mais importantes são: 
- levantamento de dados fluviométricos; 
- informações sobre as oscilações de nível de água nos períodos de estiagem e enchente; 
- levantamento de dados hidrológicos da bacia ou de bacias próximas; 
- características físicas, químicas e bacteriológicas da água; 
- localização na bacia de focos poluidores atuais e potenciais. 
 
 A escolha do local deve ser antecedida da avaliação dos seguintes fatores: 
- distância da captação à ETA; 
- eventuais custos com desapropriações; 
- necessidade de estação elevatória; 
- disponibilidade de energia elétrica; 
- facilidade de acesso. 
 
 A concepção e a escolha do local de captação da água devem assegurar: 
- condições de fácil entrada d’água em qualquer época do ano; 
- assegurar tanto quanto possível a melhor qualidade da água do manancial; 
- garantir o funcionamento e a proteção contra danos e obstruções; 
- favorecer a economia das instalações; 
- facilitar a operação e manutenção ao longo do tempo; 
- planejamento e execução cuidadosa de estruturas junto ou dentro da água uma vez que a ampliação é geralmente muito 
trabalhosa; 
- prever proteção contra inundação. 
 
IMPORTANTE: 
- instalação de bombeamento conjugada à captação sempre ao abrigo das maiores enchentes previstas; 
- distância entre a bomba e o NA mínimo previsto no rio não deverá ultrapassar a capacidade de sucção das bombas; 
- obras de captação devem ser executadas em trechos retilíneos dos rios ou quando em curva devem ser localizadas junto 
à curvatura externa (margem côncava). 
 
Figura – Posicionamento em planta das captações em cursos de água superficial 
 
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5.2.1Partes constituintes de um sistema de captação (manancial de superfície) 
- barragem ou vertedores para manutenção do nível ou para regularização de vazão, enrrocamentos; 
- orgãos de tomada d’água com dispositivos para impedir a entrada de materiais flutuantes ou em suspensão: grades, 
telas, crivos, desarenador (cx. Areia); 
- dispositivos para controlar a entrada de água: comportas, adufas, registros e “stoplogs”; 
- canais ou tubulações de interligação e orgãos acessórios. 
- Poço de sucção e casa de bombas para alojar os conjuntos elevatórios, quando necessário. 
 
 
5.3 Tipos de captação superficial 
 As características dos tipos de captação são ditadas pelo porte e conformação do leito desses mananciais, 
associados à topografia e geologia locais, bem como pela velocidade, qualidade e variação do nível da água. 
 
5.3.1 Captação direta 
A captação direta limita-se a tomada d’água, sendo empregada em cursos de água perenemente volumosos, 
sujeitos a pequena variação de nível. 
 Quando o leito do rio for rochoso não há necessidade de revestimento do mesmo, porém se o leito for sujeito a 
erosão deverá ser feito um muro de sustentação à margem do rio ou o revestimento de um trecho da margem, neste caso a 
tubulação em cuja extremidade fica a tomada d’água pode ficar apoiada sobre pilares. 
 Caso a margem do rio seja de pequena declividade e a espessura da lâmina d’água é pequena o crivo pode ser 
substituído por um ou mais tubos perfurados que se apoiam em pilares à margem do curso d’água (Sfuros>>>Stubulação). 
Tomada direta  Nmín. Prof. = Nmín.rio – 1,0 m 
 
Caixa de tomada de água em captação a fio de água 
Fonte: HADDAD (1997) apud HELLER e PÁDUA (2010) 
 
Tubulação de tomada com tubos perfurados 
Fonte: HADDAD (1997) apud HELLER e PÁDUA (2010) 
Obs.: a Norma permite captação direta por bombas quando: 
- Quando dispensável o desarenador; 
- as bombas servirem como recalque intermediário entre o rio e a caixa de areia (bombas submerssíveis ou flutuantes); 
- população menor que 10.000 habitantes. 
 
5.3.2 Barragem de nível: 
 A barragem de regularização de nível é muito utilizada para pequenos cursos d’água, principalmente quando o 
suprimento é feito por gravidade e o leito do rio se apresenta rochoso no local em que a barragem vai ser construída. É 
empregada quando a captação direta não pode ser utilizada devido ao rio apresentar pequena lâmina d’água, portanto a 
finalidade da barragem de nível é elevar o nível d’água no local da captação. Só deve ser utilizada quando a vazão mínima 
do rio supera a demanda média do dia de maior consumo. 
 O represamento da água possibilita a sedimentação das partículas suspensa, desse modo, melhorando a qualidade 
da água, mas pode acarretar outros problemas de qualidade em função do uso do solo na bacia, por exemplo proliferação de 
algas. Se o leito for rochoso a utilização da seção trapezoidal é mais econômica. 
 A elevação da altura d’água pode facilitar a adução por gravidade e evitar que a linha piezométrica corte o terreno. 
 
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5.3.3 Canal de derivação 
Como o próprio nome diz é o desvio parcial das águas de um rio a fim de facilitar a captação. Na entrada do canal 
geralmente é instalada uma grade, para reter material grosseiro flutuante, seguida pelo desarenador (caixa de areia) para 
reter partículas minerais com diâmetro maior que 0,2 mm. 
 
 Planta Corte 
Canal de derivação e desarenador afastado da margem do curso de água 
Fonte: HADDAD (1997) apud HELLER e PÁDUA (2010) 
 
Canal de derivação 
Fonte: BARROS (1995) 
 
5.3.4 Canal de regularização 
É utilizados em rios de pequena largura que correm em leito de terra e que apresentam a altura da lâmina d’água 
reduzida durante o período de estiagem. Tem por objetivo uniformizar o leito numa determinada extensão do curso d’água, 
por meio de um revestimento. A elevação do nível d’água pode ser obtida por meio de enrrocamento ou um muro situado 
no canal, a jusante da captação. 
 Os tubos de sucção das bombas podem ser colocados ao lado do próprio canal ou dentro de um poço alimentado 
por uma tubulação. 
OBS.: não confundir canal de regularização com reservatório de regularização 
 
5.3.5 Torre de tomada: 
Modalidade de captação utilizada em mananciais de superfície sujeitos a grande variação de nível e nos quais a 
qualidade varia com a profundidade, por exemplo, nos reservatóriosde regularização (acumulação), onde há grande 
flutuação do nível d’água sendo que, em geral, afastada das margens a qualidade da água é melhor. 
 A Torre de tomada é envolvida pela água, isto é, o nível interno acompanha o nível externo. Em geral, possui 
várias tomadas permanecendo aberta a mais próxima da superfície onde normalmente a qualidade da água é melhor. A 
entrada da água é controlada por válvulas (registros) ou comportas. 
 As bombas são instaladas no interior da torre de tomada (bombas de eixo vertical ou bombas submerssíveis). 
 
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Torre de tomada 
Fonte: BARROS (1995) 
5.3.6 Poço de derivação 
É uma torre de tomada situada a margem do rio, indicada quando a margem se prolonga com declividade 
acentuada. As tomadas não ficam junto à parede como nas torres de tomada, mas afastadas. 
 
Poço de derivação com duas tomadas de água 
Fonte: HADDAD (1997) apud HELLER e PÁDUA (2010) 
 
5.2.9 Reservatório de acumulação 
São lagos artificiais criados por barragens construídas nos cursos de água para solucionar problemas ligados ao 
abastecimento de água, geração de energia, irrigação, controle de enchentes e regularização de escoamento em rios. 
O seu objetivo, de um modo geral, pode ser identificado como sendo o da regularização de vazões que lhes são 
disponíveis com as desejáveis a jusante. 
No caso particular do sistema de abastecimento de água de uma comunidade, o reservatório de acumulação é 
necessário quando a vazão mínima do manancial é menor que a vazão de demanda mas a vazão média do manancial é 
maior que a vazão de demanda. Em épocas de chuva o reservatório armazena água e no período de estiagem fornece água. 
)necessária (condição Q 
Q 
dem. rio media.
dem. rio .


Q
Qmín 
Neste caso, devido à necessidade de existência de uma segurança da capacidade do fornecimento de água, é 
imprescindível a construção do reservatório para que seja possível a acumulação de excessos de água existentes em 
determinado período, a fim de se compensar os déficits dos períodos de estiagem ou dos escoamentos mínimos. 
A determinação da capacidade do reservatório exige um estudo do balanceamento equilibrado das perdas e ganhos 
de água a ser acumulada , incluindo-se nas primeiras as que decorrem de evapotranspiração e infiltração e nas outras, as 
que resultam no deflúvio causado pelas precipitações pluviais e infiltrações de água subterrânea. (Ver tópico de hidrologia 
sobre regularização de vazão). 
 
 
5.4 Captação de água subterrânea 
5.4.1 Introdução 
A precipitação atmosférica (chuva, granizo, neve) produz, além do escoamento superficial e da evaporação, a 
infiltração no solo de certa parcela de água. Parte da água infiltrada evapora-se nas primeiras camadas, outra parte é 
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absorvida pelas plantas e sofre o fenômeno da transpiração e ainda certa quantidade infiltra-se mais e vai concentrar-se em 
camadas inferiores. 
Água subterrânea é a água presente no subsolo, ocupando os interstícios, fendas, falhas ou canais existentes nas 
diferentes camadas geológicas e em condições de escoar, obedecendo os princípios de hidráulica. A ocorrência da água 
subterrânea esta ligada a existência de formações geológicas capazes de acumular e fazer circular o líquido. 
Para captação de água subterrânea utilizam-se poços rasos e profundos, caixas de tomada, galerias filtrantes e 
drenos. 
 
a) Aquífero freático: lençol de água encontra-se livre, com superfície sob ação da pressão atmosférica (funciona como 
conduto livre). 
b) Aquífero artesiano: a água encontra-se confinada por camadas impermeáveis e sujeita a uma pressão maior que a 
pressão atmosférica (conduto forçado). 
- Poço artesiano é aquele utilizado para retirar água do aquífero artesiano. 
- Poço artesiano jorrante: é o poço artesiano situado em local cuja superfície do terreno esta abaixo da linha 
piezométrica. 
c) Fontes, nascentes e minas: formas de surgência natural de águas subterrâneas na superfície do solo (afloramento do 
aquífero) 
 
5.4.1 Vantagens do aproveitamento de água subterrânea 
 Qualidade é geralmente satisfatória para fins potáveis: 
-características físicas: geralmente compatíveis com os padrões de potabilidade – baixos teores de turbidez e cor; 
-características químicas: a água de certos aquíferos pode conter sais solúveis em maiores proporções. A dureza pode ser 
elevada necessitando tratamento especial para abrandamento; 
-características biológicas: em geral isentas de bactérias normalmente encontradas em águas superficiais, a não ser que o 
lençol aproveitado esteja sendo atingido por alguma fonte poluidora nas proximidades da captação. 
 
 Relativa facilidade de obtenção; 
 Possibilidade de localização das obras de captação nas proximidades das áreas de consumo (economia no custo de 
instalação de sistemas de abastecimento). 
 
5.4.2 Tipo de captação de água subterrânea 
a) Poços rasos e profundos; 
b) Captação de fonte aflorante (ou de encosta): são utilizadas caixas de tomada convenientemente protegidas que, 
instaladas no local de afloramento, recolhem diretamente a água do lençol, ou indiretamente através de uma 
canalização simples perfurada ou com ramificações que penetram lençol adentro; 
c) Captação de fonte emergente: é utilizado geralmente um sistema de drenagem subsuperficial, denominado de galeria 
de infiltração. A solução consiste de um sistema coletor central por meio do qual a água é encaminhada a um poço ou 
caixa de tomada 
 
Captação de fonte de encosta 
 
Captação de fonte emergente 
Cuidados: 
 na instalação de caixas de tomadas: 
- as caixas de tomadas devem possuir abertura de inspeção com tampa, extravasores e tubulações de limpeza; 
- a área em torno da caixa deve ser isolada para impedir a proximidade de pessoas estranhas e animais; 
- no caso de existirem nas proximidades áreas de cultivo, deve ser vedado o uso de adubos de origem animal ou 
produtos tóxicos que possam ser carreados para o sistema . 
 
 com relação aos poços os seguintes requisitos devem ser observados quanto a localização e proteção: 
- favorecer o afastamento de água de chuva; 
- situar-se próximo ao local de consumo; 
- localizar-se o mais longe possível e acima de qualquer fonte potencialmente poluidora; 
- caixa do poço deve ultrapassar o nível do solo; 
- rampa (pequena) com caimento para fora deve circundar a caixa do poço; 
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- paredes devem ser impermeabilizadas até pelo menos 3,0 m abaixo da superfície do solo; 
- cobertura deve ser com tampa selada (caimento para fora); 
- abertura de inspeção de aproximadamente 0,60 x 0,60 m; 
- escolha adequada do sistema de extração. 
 
Nota: Alimentação dos aquíferos 
Aquífero freático: recarga ocorre ao longo do lençol, o que pode facilitar a poluição da água. 
Aquífero artesiano: a alimentação se verifica no contato da formação geológica com a superfície e em falhas que possam 
existir na rocha. A alimentação da água que abastece um poço artesiano pode ocorrer a uma distância considerável do local 
do poço e, portanto as condições climáticas ou o regime hidrológico observados na área do poço pouco ou nada influirão na 
produção do poço. 
 
5.4.3 Hidráulica dos poços 
A hidráulica básica de águas subterrâneas envolve conceitos como porosidade (P), volume de saturação, produção 
específica (P.E.), retenção específica, permeabilidade (K), transmissividade (T), coeficiente de armazenamento (S), os 
quais não serão abordados neste texto. (Ver tópico de água subterrânea emHidrologia) 
A vazão de escoamento em poços pode ser determinada usando as fórmulas de THIEM (regime permanente em 
equilíbrio) para poços artesianos e para poços freáticos, e a fórmula de THEIS e a THEIS modificada por Jacob (regime 
variado). 
 
Terminologia utilizada para poços: 
Nível estático: nível de equilíbrio da água no poço, quando o mesmo não está sendo bombeado. 
Nível dinâmico: nível de água no poço quando o mesmo estiver sendo bombeado, está relacionado com a vazão de água 
retirada do poço e com o tempo de bombeamento. 
Nível de equilíbrio dinâmico: é o nível estável para uma dada vazão. É o nível alcançado quando o regime de equilíbrio se 
estabelece, isto é, a vazão de escoamento da água subterrânea na faixa de influência do poço é igual a vazão de 
bombeamento. 
Abaixamento ou depressão: diferença entre a cota do nível estático e do dinâmico. 
Superfície piezométrica de depressão ou cone de depressão (forma de funil com vértice no próprio poço): no poço 
freático a superfície de depressão é a superfície real formada pelos níveis de água em torno do poço, quando em 
bombeamento, enquanto que no poço artesiano é a superfície imaginária formada pelos níveis piezométricos. 
Curva de abaixamento ou de depressão: curva formada pela interseção da superfície piezométrica por um plano vertical 
que passa pelo poço. 
Regime de equilíbrio: ocorre quando o nível dinâmico do poço, para uma determinada vazão de bombeamento mantém-se 
inalterado no decorrer do tempo. 
Zona de influência do poço: área atingida pelo cone de depressão do poço. Um poço construído dentro da área de 
influência de outro terá reduzido seus níveis estático e dinâmico pelo bombeamento do primeiro. 
 
Obs.: A vazão de água subterrânea em escoamento, assim como os volumes armazenados suscetíveis de aproveitamento de 
um aquífero, podem ser avaliados com base nos valores dos coeficientes de transmissividade (T) e de armazenamento (S) 
da formação aquífera em estudo. 
 
5.4.5 Localização dos poços 
 É conveniente efetuar perfurações de sondagem, destinadas ao levantamento do perfil geológico e a constatação 
direta da presença do aquífero. A localização de um poço deve levar em conta a sua posição em relação ao sistema 
distribuidor, tendo em vista o aspecto econômico. 
 Do ponto de vista sanitário, os poços deverão ficar afastados convenientemente de instalações, estruturas e 
condutos que circulem líquidos contaminantes. 
Distâncias mínimas recomendadas: 
- privadas secas, fossas negras, redes de irrigação superficial de esgotos, lagoas de estabilização  30 m; 
- fossas sépticas, canalizações de esgoto, esterqueiras, depósitos e despejos de águas servidas  15 m; 
- de galerias pluviais, escavações e edifícios de um modo geral  5 m. 
 
5.4.6 Métodos geofísicos de prospecção 
 São técnicas especializadas que permitem conhecer a conformação e as características do subsolo e com isso 
levantar hipóteses quanto à possível existência de água. 
Métodos geofísicos de levantamento subterrâneo: 
- método da eletroresistividade; 
- método sísmico; 
- método gravimétrico. 
 
5.4.7 Métodos de abertura e construção de poços 
1. Escavação direta; 
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2. Jato hidráulico 
3. Cravação; 
4. Hidráulico-rotativo; 
5. Percussão. 
Os métodos 1, 2 e 3 são utilizados para abertura de poços rasos e os métodos 4 e 5 para abertura de poços 
profundos. 
A escavação de poços profundos exige mão de obra e equipamentos especiais. Na operação de perfuração são 
utilizados diferentes métodos dependendo da profundidade e diâmetro do poço e da natureza do terreno. 
 
5.4.8 Projeto de poços 
 Aspectos relacionados ao projeto final de um poço: posições do nível estático e dinâmico para a vazão desejada, 
diâmetro útil do poço, profundidade de perfuração, tipos de tubos de revestimento, posição e características dos filtros, 
materiais de envolvimento dos filtros (pré-filtro), posição e colocação de bombas – submersas ou injetor de ar comprimido 
(“air-lift”), esta última é utilizada para o desenvolvimento do poço e algumas vezes provisoriamente. 
 
 diâmetro útil: tem relação com a vazão devido às dimensões externas das bombas normalmente utilizadas. 
 tubos de revestimento: tem por finalidade suportar as formações desmoronantes e impedir a entrada de água 
indesejável. 
 Filtros: colocados nos prolongamentos dos tubos de revestimento, junto às camadas geológicas que contém água de 
qualidade desejável e em quantidades que possam ser aproveitadas. Os filtros têm por finalidade suportar a pressão 
exercida pelas formações em torno do poço e permitir a fácil passagem da água para o interior do poço, sem arrastar 
quantidades prejudiciais de areia ou outros materiais granulares. 
Os elementos que definem os filtros para poços são: tipos de orifícios e fendas, material de fabricação, sistemas de 
conexão com tubo de revestimento e as grandezas características (diâmetro, área livre, abertura e comprimento). 
A abertura dos orifícios ou fendas do filtro são função da granulometria das partículas. No desenvolvimento do 
poço o filtro deve ser capaz de reter 40 a 50 % em peso das partículas da formação circundante. 
 
Área livre (So): dado representativo da área total dos orifícios ou fendas. 
filtro do totalárea
100 passagens. das totalárea
oS
 
Velocidade de passagem da água no filtro 
oSld
Q
V
...
.100


 
Q – vazão 
d – diâmetro do filtro 
l – extensão do filtro 
 
 Há um ponto abaixo do qual torna-se inconveniente ou mesmo impraticável a construção de filtros, devido à 
dimensão excessivamente reduzida das aberturas, neste caso o filtro deverá ser associado a um pré-filtro. 
 
 Desenvolvimento do poço: é o processo realizado para limpar o poço e melhorar suas condições hidráulicas. Isto é 
obtido provocando forte movimentação da água do aquífero para o poço e vice-versa, o que é conseguido por meio de 
bombeamento intenso ou injeção intermitente e violenta de ar comprimido. O forte movimento da água permite a remoção 
das partículas finas da camada que circunda o filtro e proporciona uma redistribuição das demais envolta do filtro. 
 
 Cimentação: enchimento colocado entre a parede natural do terreno e a tubulação de revestimento para impedir a 
passagem de águas indesejáveis. 
 Ensaio de bombeamento: teste efetuado para avaliar as condições hidrodinâmicas do aquífero, como vazão máxima, 
rebaixamento do nível de água, etc. Procura-se estabelecer uma relação entre a vazão de extração e o nível dinâmico no 
interior do poço. 
 
Bibliografia 
BARROS, Raphael T. V. et alii . Manual de saneamento e proteção ambiental para os municípios – Saneamento. Escola 
de Engenharia da UFMG, 1995. 221p. 
DACACH, N. G. Saneamento Básico Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio de Janeiro, 1984. 
HELLER, L.; PÁDUA, V. L. Abastecimento de água para consumo humano. 2º Ed. Editora UFMG. Belo Horizonte, 
Minas Gerais. 2010. 
LEME, F. P. Engenharia do Saneamento Ambiental. Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio de Janeiro, 1982. 
TSUTIYA, MILTON TOMOYUKI. Abastecimento de água. 2ª Ed. Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária 
da Escola Politécnica de São Paulo, São Paulo, 2005. 643 p.