Projeto de Estação de Tratamento de Água em Barreiras-BA

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INTRODUÇÃO
 A visão sobre o conceito de sanemento tem se expandido cada vez mais, devido a todo conhecimento científico que vem sendo implatado sobre este assunto, além das mudanças de padrão e a preocupação com realação a saúde pública, bem-estar da população e do ser humano e, mais recentemente, da questão da sustentabilidade ambiental. 
 Saneamento pode ser definido como o conjunto de medidas que visa melhorar a qualidade de vida dos abitantes de uma região. Dentro desse conceito mais amplo, um recorte cada vez mais utilizado para uma parte do saneamento, é a classificação de Saneamento Básico, que esta ligada a implatação de sistemas e modelos públicos, que promovam o abastecimento de água, o esgotamento sanitário, o manejo das aguas pluviais, a limpeza urbana e a coleta do lixo, mitigando o risco de doenças e aumentando a qualidade de vida da população.
No Brasil, a partir da rápida urbanização dos últimos 50 anos, a demanda por serviços de saneamento básico cresceu muito. Apesar de progressos importantes neste período, o atual quadro dos serviços apresenta grandes déficits, com uma injusta distribuição dos benefícios gerados pela prestação dos serviços. Cerca de 14,7 milhões de pessoas, em 2010, não tinham acesso à água encanada atendida, que é uma necessidade básica
Os serviços de saneamento básico para a saúde e bem-estar da população são fundamentais. Sabe-se que o saneamento básico adequado torna a população menos vulnerável a doenças de veiculação hídrica. Dessa forma, a ausência desses serviços constitui riscos à saúde pública. Sua prestação é uma obrigação do Estado, que pode executá-la diretamente, ou mediante concessão ou permissão assegurando que todos os cidadãos tenham acesso aos serviços em quantidade e qualidade que garantam sua saúde e bem-estar.
2.OBJETIVOS
O presente trabalho tem por objetivo principal projetar uma estação de tratamento de água do tipo convencional hidráulica, para o município de Barreias-BA, bem como a descrição e dimensionamentos hidráulicos de cada etapa dos processos e operações de tratamento da água. O estudo se baseará em projeções futuras de crescimento da população, dentro de um horizonte temporal e sua respectiva vazão de projeto. Além disso elencar todos os requisitos um sistema de abastecimento de água, de forma a ter o conhecimento das técnicas de potabilização da água, para que esta não ofereça riscos sanitários a população. E também comparar os resultados com os levantamentos atuais e futuros de crescimento da atual gestora do local, a companhia Embasa.
3.METODOLOGIA 
3.1 Localização
O município de Barreiras está situado no Estado da Bahia, região nordeste do Brasil. Possui uma área geográfica de 7.895,0 km² e população de 131.849 habitantes, sendo o município mais populoso da região oeste do estado (IBGE, 2010). Faz limites com o município de Riachão das Neves, Catolândia, Angical, São Desiderio, Luís Eduardo Magalhães e com o estado de Tocantins
Figura.1: Localização Geográfica de Barreias. 
(Fonte: Google Maps)
3.2 Estação de Tratamento de Água (ETA)
As ETAs são consideras o conjunto de instalações e equipamentos que são dimensionados de acordo com as normas exigidas, que a partir disso, são destinadas a obter água para consumo humano em conformidade com os padrões de qualidade.
Figura.2: Etapas de uma ETA
Nas ETA’s o tratamento de água se dá por vários processos até chegar a sua distribuição. Esse processo é composto pelo bombeamento, coagulação, floculação, decantação, filtração, desinfecção e distribuição 
3.3.1 Captação
 A água pode ser captada em rios ou lagos. Essa água vem com folhas, bactérias, lodo e muita sujeira. Essa captação é levada por adutoras onde será levada para o centro de tratamento. 
3.3.2 Coagulação
A água que foi captada, entra na estação, e já sofre a adição de coagulantes, reduzindo as forças que tendem a manter separadas as partículas de suspensão 
3.3.3 Floculação
Nos tanques de floculadores, motores agitam a água em velocidade controlada e causam aglutinação das partículas sólidas em suspensão, formando flocos maiores.
3.3.4 Decantação
No processo de decantação ocorre a separação por gravidade. As impurezas sólidas são depositadas no fundo, onde irá se separar da água.
3.3.5 Filtração
Logo após a decantação da água, vem a filtração que tem o objetivo de promover a remoção do material particulado que não foi removido na decantação. A água decantada passa por um filtro que leva carvão, areia e cascalho 
3.3.6 Desinfecção
Na desinfecção, a água filtrada passa por 3 processos que são: cloração, alcalinização e fluoretação. A cloração serve para manter a água livre de micro-organismos patogênicos, causadores de doenças, quando chegarem a casa dos consumidores. A alcalinização serve para evitar a corrosão dos canos das redes de abastecimento. E por ultimo a fluoretação que tem o objetivo de prevenir caries na população.
EVOLUÇÃO POPULACIONAL
Para a elaboração dos estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água são necessárias algumas definições, sendo uma delas a de população e sua evolução. De acordo com a NBR 12211/92 existem três tipos de população, a população residente, flutuante e a temporária.
1 População residente - É classificada como população que é formada por cidadãos que possuem residência de forma habitual, ainda que a pessoa estivesse ausente no dia do censo, em um período inferior a doze meses. 
2 População flutuante - É conceituada como população que oriunda de outros locais, se deslocam para a área em questão não sendo permanente, tendo em vista a necessidade de ser considerada nos cálculos de determinação da vazão local.
3 População temporária - É considerada como população vinda de outras localidades, se destina ao local abastecível gerando ao sistema um consumo inferior ao que lhe é atribuído quando se está presente na área, devido às atividades que são exercidas. 
De acordo com o projeto em questão, a classificação da população da cidade de Barreiras – BA é dada como população residente, mesmo que a população tenha algumas oscilações em épocas festivas e afins, a maioria que prevalece é da classificação residente.
5. MÉTODOS UTILIZADOS PARA O CÁLCULO DE PROJEÇÕES POPULACIONAIS.
Para o sistema de abastecimento de água, é essencial que haja o estudo da população final e a sua evolução ao longo dos anos. Os principais métodos utilizados para o cálculo de projeções populacionais são aritméticos, geométrico e curva logística. 
Tendo como base os dados censitários do IBGE nos anos de 1990, 2000 e 2010 apresentados abaixo, torna-se viável a estimativa das populações futuras, considerando uma projeção para um total de 25 anos, analisando a partir de 2011 até 2036.	
Cidade: Barreiras – Bahia
População1990: 90.000 habitantes 
População 2000: 92.640 habitantes
População 2010: 131.849 habitantes
Método Geométrico
É o crescimento populacional em função da existência de uma população a cada instante, também sendo utilizada para estimativas de menor prazo, utilizando, como no método aritmético o ajuste de curva por regressão.
Onde:
Pt = População final (do ano projetado);
Po = População inicial do censo;
P2 - População final do censo;
t = Ano projetado;
t0 = Ano inicial do censo;
t2 = Ano final do censo;
Kg = Taxa de crescimento aritmético.
Cálculo do coeficiente (Kg) - Utilizando a Equação 2.3, temos:
 
Cálculo da população futura – Utilizando a Equação 2.3, temos:
 (Expressão para estimativa de um ano qualquer)
Análise gráfica do crescimento exponencial do ano de 2011 até 2036:
	Ano
	População
	2024
	168817,97
	2025
	171824,05
	2026
	174883,67
	2027
	177997,77
	2028
	181167,32
	2029
	184393,31
	2030
	187676,74
	2031
	191018,64
	2032
	194420,05
	2033
	197882,02
	2034
	201405,65
	2035
	204992,01
	2036
	208642,24
	Ano
	População
	2011
	134205,34
	2012
	136595,09
	2013
	139027,4
	2014
	141503,01
	2015
	144022,712016
	146587,28
	2017
	149197,51
	2018
	151854,22
	2019
	154558,24
	2020
	157310,41
	2021
	160111,59
	2022
	162962,65
	2023
	165864,47
 Tabela 1: Projeção da população em 25 anos 
Gráfico.1: Curva geométrica
Método Aritmético
É o crescimento populacional com uma taxa constante, sendo um método utilizado para estimativas de menor prazo. Para ajustar a curva também é utilizada a regressão
Pt = População final (do ano projetado);
Po = População inicial do censo;
P2 - População final do censo;
t = Ano projetado;
t0 = Ano inicial do censo;
t2 = Ano final do censo;
Ka = Taxa de crescimento aritmético.
Coeficiente Aritmético (Ka) = 2092,45.
	Ano
	População
	 2011
	133941,5
	2012
	136033,9
	2013
	138126,4
	2014
	140218,8
	2015
	142311,3
	2016
	144403,7
	2017
	146496,2
	2018
	148588,6
	2019
	150681,1
	2020
	152773,5
	2021
	154866
	2022
	156958,4
	2023
	159050,9
	Ano
	População
	2024
	161143,3
	2025
	171824,05
	2026
	174883,67
	2027
	177997,77
	2028
	181167,32
	2029
	184393,31
	2030
	187676,74
	2031
	191018,64
	2032
	194420,05
	2033
	197882,02
	2034
	201405,65
	2035
	204992,01
	2036
	208642,24
 Tabela.2: Projeção da população em 25 anos.
Método da Curva Logística
É o crescimento populacional que possui uma curva em forma de “S”, seguindo uma relação matemática, tendo em vista que a população tende assintoticamente a um valor de saturação. Para realizar este método, condições devem ser satisfeitas pois os dados censitários devem ser equidistantes no tempo.
1 Condição = P0<P1<P2 = 90.000<92.640<131.849 ok!
2 Condição = P0XP2<P1² = 90000X131849<92640^² não atende.
Para o caso da cidade de Barreiras – BA o método mais aplicável é o método geométrico, tendo em vista que esta é uma cidade em constante crescimento, concomitantemente a uma verdadeira revolução tecnológica da produção agropecuária e agroindustrial. Nesta região ocorreu uma revolução demográfica e urbana, marcada pelo crescimento populacional, particularmente urbano (IBGE, Censos Demográficos, 2010).
População de Projeto (2036) = 208642,24
Vazões de Projeto Para Tratamento
Para que o sistema de abastecimento de água atenda de forma satisfatória os consumidores finais, é necessário compreender algumas grandezas para o dimensionamento desse sistema, dentre elas, as vazões do sistema, que consiste em grandezas fundamentais nessa primeira fase do projeto, pois, a partir desses dados, será possível dimensionar diversos outros parâmetros dentro do sistema. 
O dimensionamento deve ser feito para as condições de demanda máxima, para que o sistema não funcione com deficiência durante algumas horas do dia ou dias do ano. A partir disso é necessário estabelecer a vazão de produção, vazões médias de adução e distribuição. Para esses cálculos serão utilizados os seguintes valores: K1 (coeficiente do dia de maior consumo) = 1,2 e K2 (coeficiente da hora de maior consumo) = 1,5; q (contribuição per capita) = 150 L/hab.dia; Qs (vazão de consumo singular) = 2,5, valor estipulado para o projeto; t (tempo de utilização da ETA) = 20 horas; qETA (Coeficiente de consumo da ETA) = 3%.
Vazão Média
Onde:
 = Vazão média (L/s);
P = População de projeto (ano 2040);
q = Contribuição per capita (L/hab.dia).
Resultado: = 362,23 L/s ou 0,36223 m3/s;
Vazão de Produção
Onde:
QPROD = Vazão de Produção (L/s);
 = Vazão Média (L/s);
t = Tempo de utilização da ETA (horas); 
QETA = Consumo da ETA (porcentagem);
Qs - Vazão de consumo singular (L/s).
Resultado: QPROD = 539,75 L/s ou 0,53975 m3/s;
Vazão de Adução
Onde:
QAAT = Vazão de adução (L/s);
 = Vazão Média (L/s);
t = Tempo de utilização da ETA (horas);
QS = Vazão de consumo singular (L/s).
Resultado: QAAT = 524,11 L/s ou 0,52411 m3/s;
Vazão de Distribuição
Onde: 
QDIST = Vazão de distribuição (L/s);
= Vazão Média (L/s);
Qs = Vazão de consumo singular (L/s).
Resultado: QDIST = 654,51 L/s ou 0,65451 m3/s.
COAGULAÇAO
Operação destinada a dispersar produtos químicos na água a ser tratada e controlar a vazão que chega a estação de tratamento. Os coagulantes comumente empregados nas ETAs são o sulfato de alumínio, o cloreto férrico e o sulfato férrico. A escolha do tipo de coagulante dependerá da uma criteriosa avaliação técnica e econômica. 
Unidades de Mistura Rápida 
As misturas rápidas podem ser realizadas por sistemas hidráulicos, mecanizados ou dispositivos especiais”, que são compostos por:
Misturadores hidráulicos: Calha Parshall ou Vertedores 
Misturadores mecanizados: Turbinas ou Hélices
Difusores ou malhas difusoras
	Neste projeto será dimensionada a Calha Parshall do tipo aberta, em virtude de suas vantagens. 
 Tabela 3: Calha Parshall – Dimensionamento
Memorial de cálculo e dimensionamento:
Escolha da Calha Parshall (W) – É determinada pela escolha da garganta da calha, baseado na vazão mais próxima a vazão de projeto, tendo ao final dos cálculos a confirmação se a escolha atendeu aos critérios estabelecidos por norma. Para: 
QPROD = 539,75 L/s ou 0,53975 m3/s;		
A garganta da calha que mais se aproxima é: 1 1/2 (45,7 cm = 0,457m)
Largura da Calha no ponto de medição (D’) – sendo W=0,61m e D=1,207= valores tabelados e apresentados na Tabela 3.1 temos:
		 						 
 
Altura da água no ponto de medição () - sendo W um valor tabelado apresentado na Tabela 3.1 e para Qprod =0,53975 m³/s temos:
			
	 
0,499m
Cálculo da velocidade (V0) – Compreende na velocidade no ponto de medição e considerando Qprod =0,53975m³/s; D’=0,84m; Ha=0,499m temos:
								 
 
Energia total disponível () – sendo N=0,229m um valor tabelado apresentado na Tabela 3.1, a aceleração da gravidade (g=9,81m/s) e Ha=0,499m; V0= 0,70m/s temos:
			 			 
0,766 
Ângulo fictício no ressalto (α) – sendo W um valor tabelado apresentado na Tabela 3.2 e a aceleração da gravidade (g=9,81m/s) e para Qprod= 0,53975m³/s; Ea= 0,766m temos:
						 
133,48 
g)	Velocidade de escoamento na garganta do ressalto (V1) – Este parâmetro que estabelece o 1º Critério, onde a velocidade deve ser maio que dois e define os padrões mínimos para que o coagulante consiga neutralizar as partículas negativas e permitir a formação do floculo. Para a aceleração da gravidade (g=9,81m/s); α= 139,59º; Ea=0,98m temos:
						 
3,193 
Portanto, a Velocidade V1= 3,193m/s atendeu ao critério preestabelecido por norma, podendo continuar o dimensionamento da calha Parshall.
Altura mínima de água no início do ressalto (Y1) - Para a aceleração da gravidade (g=9,81m/s); Ea= 0,766m; V1=3,193m/s temos:
							 	 
0,246m
Número de Froude (Fr) – Esse parâmetro estabelece o 2º Critério para efetivação da escolha da calha, permitindo apenas ressaltos fracos e estáveis. Para a aceleração da gravidade (g=9,81m/s); V1=3,193m/s; Y1=0,246m temos:
								 
2,054
Assim, o número de Froude enquadra-se em ressalto fraco (1,7 - 2,5), atendendo ao segundo critério.
Altura do ressalto (Y2) e altura do ressalto no final do trecho (Y3) – sendo K= 0,076m e N=0,229m, ambos valores tabelados e apresentados na Tabela 3.1; Fr=2,054; Y1=0,246m temos:
						 
 
 							 
 
Velocidade de escoamento na saída do ressalto (V2) – Sendo C=0,915m, um valor tabelado apresentado na Tabela 3.1; Y2=0,450m; Qprod=0,53975m³/s temos:
 	
					 		 
 
k)	Perda de carga (En) – Para N= 0,229m, um valor tabelado, apresentado na Tabela 3.1; Ha=0,499m; Y3=0,603m temos:
					 
		0,125m	
Tempo médio de detenção da água no trecho do ressalto ou tempo de mistura (Tm) – Segundo a NBR 12216/92, o tempo de mistura não pode passar de 1min. Considerando G= 0,915m, um valor tabelado, apresentado na Tabela 3.1; V1= 3,193 m/s; V2= 1,056 m/s temos:
								 
Verifica-se que o tempo de mistura atende as recomendações de norma.
Gradiente de velocidade (Gm) –Esta grandeza estabelece o 3º e último parâmetro para escolha da calha Parshall, que determina que o grau de agitação da água deve estar compreendido entre 700s-1 e 3500s-1, conforme NBR 12216/92 para parâmetro inferior e alguns autores renomados definiram o parâmetro superior através de experimentos.
Para Tm=0,431s; En=0,12m e considerando:
Peso especifico da água () = 9779N/m³
	Viscosidade absoluta da água () = 0,894x10-3 N.s/m²
	Temperatura (T) = 25ºC
						 
1779,47
	Gm= 1.779,47 s-¹ < 3500 s-¹. Atende ao terceiro critério de verificação
Canal de Água Coagulada
	Consiste no canal que irá ligar as unidades de coagulação e floculação. Tem por finalidade acalmar a água do misturador rápido de forma que não deixe as impurezas sedimentarem. Esta componente da estação enquadra-se dentro do detalhamento executivo, porém será dimensionada para verificar se atende os critérios normatizados.
O canal de água coagulada deve atender a dois critérios:
1ª Critério: A NBR 12216/92 determina que após a mistura do coagulante, o tempo (TDH) máximo de percurso da água até o floculado deve corresponder a 1minuto
2º Critério: O gradiente de velocidade (Gm) de ser maior que 100s-1 no canal de água coagulada, pois na próxima etapa o gradiente de velocidade é reduzido drasticamente. Esse parâmetro é baseado em experimentos e no parâmetro de entrada do floculador que deve ser de no máximo 70s-1, sendo este estabelecido pela norma NBR 12216/92.
Memorial de cálculo e dimensionamento:
Profundidade real do canal de água coagulada (Ht) 
Considera-se uma folga de 25% da borda da altura, sendo a profundidade de lamina de água do canal H=0,603m, que corresponde à altura no final do trecho da calha (Y3), temos:
 
Onde:
 = Profundidade total do canal (m);
 = Profundidade da lâmina de água (m).
 = 0,735 m ≈ 0,8 m
Largura (B) e Comprimento (L) do canal 
Para esse projeto estimaremos uma largura B=0,70m e comprimento L=20m. 
Velocidade no interior do canal (V)
Utilizando a equação da continuidade tem-se: 
Onde:
Q = Vazão de produção (m³/s);
0,539 m³/s
V = 0,9638 m/s 
Tempo de detenção hidráulica no interior do canal de água coagulada (TDH)
Esse parâmetro é importante para que os flóculos não sedimentem no canal e consiste numa premissa para efetivação da escolha das dimensões do canal. Para Q=0, 539m³/s; B=0,70m; L=20m e Ht=0,8m temos:
 					 		 
 < 1min (NBR 12216/92) 
Raio hidráulico (Rh) - Para: B=0,70m e Ht=0,8m temos:
								 
 
Perda de carga unitária (J) 
O canal de água coagulada terá como material o concreto, em possui um coeficiente de rugosidade ῃ=0,013. E para Q=0,539m³/s; B=0,70; Ht=0,8; Rh=0,24m temos:
 						 
 
Gradiente de velocidade do canal (Gm) - Para: V=0,387m/s; J=1,69x10-3 e considerando:
Peso especifico da água () = 9779N/m³
	 Viscosidade absoluta da água () = 0,894x10-3 N.s/m²
 	Temperatura da água = 25ºC
						 
 
Esse parâmetro está em conformidade com as recomendações da norma e, portanto, as dimensões adotadas para o canal foram atendidas.
FLOCULAÇÃO
As reações químicas que se iniciam na unidade de mistura rápida possibilitam que as impurezas presentes na água possam se aglomerar, formando os flocos. Nesta unidade não ocorre remoção de impurezas; a finalidade é acondicionar a água que será encaminhada aos decantadores, aumentando o tamanho das partículas.
Neste projeto ser á projetado uma unidade de floculação hidráulica, que apresenta menor custo de construção e de manutenção e maior simplicidade operacional.
Nos floculadores hidráulicos, a agitação deve ser obtida por meio de chicanas ou outros dispositivos direcionais de fluxo que confiram à água movimento horizontal, vertical ou helicoidal; a intensidade de agitação resulta da resistência hidráulica ao escoamento e é medida pela perda de carga.
	Será projetado chicanas com fluxo vertical em detrimento da elevada vazão de projeto. Assim, para o correto dimensionamento é preciso atender aos seguintes critérios da NBR 12216/92.
1º Critério: A velocidade da água ao longo dos canais deve ser de 10cm/s e 30cm/s;
2º Critério: Tempo de detenção entre 20 min e 30 min
3º Critério: O gradiente de velocidade deve ser no máximo de 70 s-1 no início e mínimo de 10 s-1 no último.
A mesma norma ainda recomenda seguir algumas recomendações no que tange ao dimensionamento:
Os tanques de floculação devem ser pelo menos 3 compartimentos em série.
Declividade mínima de 1%;
O espaçamento mínimo entre chicanas deve ser de 0,60 m, podendo ser menor, desde que elas sejam dotadas de dispositivos para sua fácil remoção;
Memorial de cálculo e dimensionamento:
Dimensões dos canais
As dimensões foram adotadas em função do arranjo e profundidade das demais unidades da ETA.
 4,0m (Usualmente valores ≥ 3,5)
 (Devido a declividade final de 0,15m)
 (Varia de 6m a 30m)
 (Usualmente são valores ≤ 3)
Gradiente de velocidade (G) e tempo de detenção da água (t)
Os valores adotados para o gradiente de velocidade estão em conformidade com a norma e escolheu-se tempo de detenção de 30min.
 
 
Volume do Floculador (Vt)
Para: Q=0,539m³/s e TDH=1800s.
 								 
		 	
Área superficial () 
Para: Vt= 971,56m³ e H=4,0m temos:
 								 
Número de compartimento nos canais ()
 		
			
	Canal 1
	Q=0,539m³/s; B=1,50m; L=20m; G1=60s-1 e t1=10min
	 22 compartimentos
	Canal 2
	Q=0,539m³/s; B=1,50m; L=20m; G2=40s-1 e t2=10min
	17 compartimentos
	Canal 3
	Q=0,539m³/s; B=1,50m; L=20m; G3=15s-1 e t3=10min
	compartimentos
Espaçamento entre chicanas () 
 								 	
	
	Variáveis
	e
	Canal 1
	L=20m; n1= 22 compartimentos
	0,90m
	Canal 2
	L=20m; n2= 17 compartimentos
	1,17m
	Canal 3
	L=20m; n3= 15 compartimentos
	2,22m
Cálculo das velocidades ()
	 							 	 
								 
	
	Variáveis
	V1
	V2
	Canal 1
	Q=0,539m³/s; B=1,50m; e1=0,90m
	0,39m/s
	0,26m/s
	Canal 2
	Q=0,539m³/s; B=1,50m; e2=1,17m
	0,30m/s
	0,20m/s
	Canal 3
	Q=0,539m³/s; B=1,50m; e3=2,22m
	0,16m/s
	0,10m/s
Extensão percorrida pela água
 			
					 
	
	
	Variáveis
	Lt
	Canal 1
	t1=600s; V1=0,39m/s
	237m
	Canal 2
	t2=600s; V1=0,30m/s
	183m
	Canal 3
	t3=600s; V1=0,16m/s
	97m
Raio Hidráulico ()
								
	
	Variáveis
	Rh
	Canal 1
	B=1,50m; e1=0,90m
	0,28m
	Canal 2
	B=1,50m; e2=1,17m
	0,33m
	Canal 3
	B=1,50m; e3=2,22m
	0,44m
Perda de carga distribuída ()
 							 (Equação 3.28)
	
	
	Variáveis
	
	Canal 1
	Lt=237m; Rh=0,28m; V1=0,39m/s; =0,013
	0,034m
	Canal 2
	Lt=183m; Rh=0,33m; V1=0,30m/s; =0,013
	0,013m
	Canal 3
	Lt= 97m; Rh=0,44m; V1=0,16m/s; =0,013
	0,001m
Perda de carga localizada ()
 						 (Equação 3.29)
	
	
	Variáveis
	
	Canal 1
	n1=22; V1=0,39m/s; V2=0,26m/s; g=9,81m/s2
	0,250m
	Canal 2
	n2=17; V1=0,30m/s; V2=0,20m/s; g=9,81m/s2
	0,115m
	Canal 3
	n3=15; V1=0,16m/s; V2=0,10m/s; g=9,81m/s2
	0,017m
Perda de Carga total 
 						 	 (Equação 3.30)
	
	
	Variáveis
	
	Canal 1
	=0,250m; =0,034m
	0,284m
	Canal 2
	=0,115m; =0,013m
	0,128m
	Canal 3
	=0,017m; =0,001m
	0,018m
Gradiente de Velocidade ()
 						
		
	Variáveis
	
	Canal 1
	=9779N/m³; =0,894x10-3N.s/m² (25ºC); =0,284m; t=600s
	66,52s-1 
	Canal 2
	=9779N/m³; =0,894x10-3N.s/m² (25ºC); =0,128m; t=600s
	44,60s-1
	Canal 3
	=9779N/m³; =0,894x10-3N.s/m² (25ºC); =0,018m; t=600s
	16,76s-1
DECANTADORES
Segundo a NBR 12216/1992, “decantadores São unidades destinadas à remoção de partículas presentes na água, pela ação da gravidade. Podem ser convencionais, ou de baixa taxa, e de elementos tubulares,ou de alta taxa.” O número de decantadores depende do número de filtros e a partir disso é adotado um decantador para cada dois filtros.
Número de decantadores
Onde:
NF = Número de filtros;
Q = Vazão de produção (m3/dia) = 46.634,40 m3/dia.
NF = 9,560514≈ 10 filtros.
Logo,serão necessários 5 decantadores.
Dimensões do decantador
Área
Onde: 
A = Área total dos decantadores (m2);
Q = Vazão de produção (m3/dia);
TAS = Taxa de aplicação superficial (m3/m2.dia). De acordo com a NBR 12216 para Q > 10.000 m3/dia – TAS = 40 m3/m2.dia.
A = 1165,86 m2.
Onde:
Adec = Área de cada decantador (m2)
Adec = 233,17 m2.
Comprimento (L) e Largura (B)
L = 5B → Adec = L*B → 233,17 = 5B*B → B = 6,828 ≈ 6,8 m → L = 34
m
Recalculando Adec = 6,8 *34 = 231,2m2
Taxa de Aplicação Superficial (TAS)
Com a Adec recalculada é necessário calcular a TAS.
TAS = 201,71m3/m2.dia.
Velocidade longitudinal (VL) e tempo de detenção hidráulica (TDH)
Onde: 
Q = Vazão de produção (m3/s);
H = Profundidade do decantador (m);
 VL = 0,0191m/s = 1,91 cm/s.
TDH = 1777,63 s = 0,493 horas.
Como a velocidade é maior que 0,75 cm/s, é recomendado a utilização de um sistema mecanizado.
Raio hidráulico (Rh), Número de Reynolds (Re) e Número de Froude (Fr)
N.s/m2.
Rh = 1,87 m.
Re = 357,45– Regime Laminar – De acordo com a NBR 12216/92.
Fr = 2,0*10-5. Fr < 1 – Regime subcrítico.
O intervalo 10-7 < Fr < 2,6*10-5 é considerado a condição ideal para o decantador.
Entrada do decantador (cortina distribuidora)
Vazão unitária (Q) = 539,75L/s = 0,53975 m3/s = 46634.4 m3/dia.
Área transversal (Atransv)
Atransv = 28,22 m2.
Espaçamento entre orifícios (So)
So = 0,50 m = 50 cm
Adotado de acordo com a NBR 12216/92, que recomenda o máximo de 0,50m de espaçamento.
Área ocupada por um orifício (a)
a = 0,25 m2.
Número total de orifícios (N)
N = 112,88 ≈ 112 orifícios.
Vazão por orifício (q)
q = 0,0048 m3/s.
Área do orifício (aorifício)
Onde:
Vor = Velocidade no orifício. Adotado 0,20 m/s. 
A velocidade nos orifícios deve ser inferior a 0,30 m/s, preferencialmente igual ou inferior a 0,25 m/s (NBR 12216/92).
aorifício = 0,0241 m2.
Diâmetro do orifício (d)
d = 0,07833 m ≈ 0,078 m = 7,8 cm.
Relação entre áreas
Condição ideal.
Distância da cortina à parede do decantador (D)
A norma recomenda a seguinte fórmula:
Porém esta fórmula esta errada, então será utilizada a literatura técnica:
D = 5,95 m.
Gradiente de velocidade nos orifícios (Gm)
Onde:
Cd = Coeficiente de descarga (adotar 0,61);
μ = viscosidade da água = 1,007*10-6 m/s;
Xo = Alcance dos jatos (m).
Gm= 9,63 s-1
Cálculo do número de Reynolds (Re)
Re = 15492 – Entrar no gráfico.
Gráfico 2: Variação de Xo/So em função de Re.
Xo = 2,175 m.
Gm = 9,63 ≈ 9,6 s-1. 
Como Gm < 20 s-1, está de acordo com a NBR 12216/92.
Calhas coletoras de água decantada
Vazão linear nas calhas
Quando não se tem uma Eta piloto o valor que a norma sujere é 1,8 m/sm (NBR 12216/92).
qL = 1,8 L/s.
Comprimento das calhas (Lcalha)
Lcalha = 6,8 m.
 Comprimento do vertedor (Lv)
Lv = 299,86 m ≈ 300 m.
 Número de calhas (Nc)
Nc = 22,05 calhas ≈ 23 calhas.
FILTRO
Segundo a NBR 12216/1992, os filtros são unidades destinadas a remover partículas em suspensão, em caso de a água a tratar ser submetida a processo de coagulação, seguido ou não de decantação, ou quando comprovado que as partículas capazes de provocar turbidez indesejada possam ser removidas pelo filtro, sem necessidade de coagulação. Os filtros podem ser de camada filtrante simples ou dupla, de fluxo ascendente ou descendente, sendo os de fluxo ascendente sempre de camada simples. 
Dados:
Camada simples: areia e camada de seixo
Taxa de filtração: 180m³/m²dia 
O valor da taxa de filtração, sem a presença de uma ETA piloto, foi adotado de acordo com sua usualidade.
Área Total de filtração (AT):
						
	
Número de unidades de filtração (N) 
O número de filtros foi dimensionado para cálculos do Decantador sendo Nf=10 filtros
b.1) Área de cada unidade filtrante (Af)
								
b.2) Dimensões dos filtros: comprimento (B) e largura (L) 
	De acordo com a relação , tem-se: 
Admitindo aspectos construtivos de forma retangular, consideramos o produto de B e L como a área de cada unidade filtrante (Af)
 							(Equação 3.34)	
Pela relação acima, admitiu-se , e substituiu na Equação 3.34.
Assim, B= 3,77 m. 
	Recalculando a área (Af) com maior precisão, teremos:
Af = BL = 6,9*3,8 Af = 26,22m²
Entretanto, como previsto anteriormente no item (x) do decantador, e considerando aspectos construtivos, cada conjunto de dois filtros terá uma largura máxima de 8,30m, o que admitirá 4,15m de largura para cada filtro. Desse modo, mantivemos fixo o valor da largura (L) e compensamos no valor do comprimento (B), sem alterações na área calculada com maior precisão (Af = 46,5m²). Desse modo:
c) Vazão afluente de cada unidade de filtração (Qf) - sendo Qproj= 0,539m³/s e N= 10 filtros, tem-se:
							
d)Altura do filtro (HTOTAL) – para calcular levamos em consideração os 4 itens seguintes:
Altura da camada suporte ou fundo falso (HF) = 0,50m 
Altura do leito filtrante (HLF) – sendo a soma da altura da camada de areia (HAREIA) mais a altura da camada suporte (HF).
Segundo a NBR 12216/1992, a altura da camada de areia para filtros rápidos descendentes de camada simples, deve seguir o critério:
A camada filtrante simples deve ser constituída de areia, com espessura e características granulométricas determinadas com base em ensaios em filtro-piloto; quando os ensaios não são realizados, pode-se utilizar camada filtrante com espessura mínima de 45 cm.
Desse modo, adotamos altura da areia (HAREIA) = 0,80m.
Assim, HLF = HAREIA + HF
			HLF = 0,80 + 0,50 HLF = 1,30m
Altura da água sobre o leito filtrante (HS) = 1,40m (Pádua, 2012)
Altura adicional (Ha) = 0,40m (maior quanto menor o número de filtro)
Logo, a altura do Filtro (HTOTAL) será: 
						
	Subcamada
	Tamanho dos grãos (mm)
	Espessura (cm)
	1
	1,7 a 3,2
	7,5
	2
	3,2 a 6,4
	7,5
	3
	6,4 a 12,7
	10
	4
	12,7 a 25,4
	10
	5
	25,4 a 50
	15
DESINFECÇÃO
As ETA’s tem o objeto de transforma a água sem tratamento (água bruta), que é inadequada para o tratamento, em água potável de qualidade. A desinfecção é um dos processos cruciais para a obteção de uma água no estado desejado, ela é composta por três processos: Fluoretação, Correção do Ph e Cloração.
CONCLUSÃO
A partir do estudo realizado, a estação de tratamento da cidade de Barreiras foi projetada para garantir o abastecimento e a qualidade de água tratada por um período de 25 anos. Todos os cálculos foram seguidos segundo a NBR 12226/95
A estação que foi adotada foi do tipo convencional, que é composta por diversos processos unitários, como a unidade de mistura rápida, floculador, decantador, filtros e os processos de desinfecção e a fase final de distribuição, que em conjunto atuam para garantirem a qualidade da água. Na realização deste projeto não houve a concepção de uma ETA Piloto. Vale ressaltar, que cada etapa tem suas particularidades para enquadrar nos requisitos exigidos pelas normatizações e portarias.
O projeto da estação trouxe grande aprendizado para os alunos, pois proporcionou o desenvolvimento crítico e teórico no que se refere ao dimensionamento básico de uma estação de tratamento de água. E se as projeções se confirmarem, no ano de 2036, a ETA de Barreias precisará estar compatível o projeto em questão, para atender a demanda com fornecimento de água com qualidade e quantidade, promovendo ainda, saneamento e saúde à população abastecida.
BIBLIOGRAFIA
-ABNT NBR 12216. Associação Brasileira de Normas Técnicas- Norma Brasileira Regulamentadora: Projeto de estação de tratamento de água para abastecimento público. ABR 1992.
- Slides que foram propostos em sala de aula
ABNT NBR 12211. Associação Brasileira de Normas Técnicas- Norma Brasileira Regulamentadora: Estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de agua ABR 1992.
IBGE, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. 
https://cidades.ibge.gov.br/brasil/a/barreiras.
IBGE, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. CensosDemográficos 2010. https://memoria.ibge.gov.br/sinteses-historicas/historicos-dos-censos/censos-demograficos.html