aula 01

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Sistemas Hidráulicos Sanitários
Aula 1 – Apresentação da disciplina.
Sistemas de Abastecimento de 
Água – Consumo e Mananciais
Apresentação da Disciplina
Saneamento e Fatos Históricos
• Na antiguidade, o homem aprendeu que
a água suja e o acúmulo de lixo
disseminam doenças.
• Técnicas para obter água limpa e livrar-
se dos resíduos. Foi assim que se deu
início a ideia de saneamento básico.
• “Sanear” é uma palavra que vem do
latim e significa tornar saudável,
higienizar e limpar.
• No século V d.C., o homem desenvolveu
algumas técnicas importantes como
irrigação, construção de diques e
canalizações superficiais e subterrâneas.
Idade antiga
As grandes cidades ou Cidades-Estado era 
construídas estrategicamente próximas a 
corpos-hídricos.
• Em Roma, as ruas com encanamentos
serviam de fonte pública e, com o
intuito de prevenir doenças, separava a
água para consumo da população.
• Na Grécia antiga, havia-se o costume de
enterrar as fezes ou deslocarem para um
local bem distante de suas residências.
• Uso de sulfato de alumínio para
clarificação da água pelos egípcios em
200 a.C.
Idade antiga
• Com a queda de Roma, o conhecimento ficou arquivado em mosteiros
religiosos.
• Só foi revelado algo sobre saneamento em 1425. Assim, os ensinamentos
sobre hidráulica, saneamento e sua gestão ficaram ignorados durante toda
a Idade Média.
• Parte do consumo de algumas famílias era garantido por meio de compra
transportada por carregadores. A maioria, escavavam poços dentro de suas
casas, próximas a fossas e esterco de animais.
• Proliferação em massa de doenças como cólera, lepra e tifo em um período
de grandes epidemias. Na época, a peste negra, transmitida através da
pulga de ratos, infectou metade da população e dizimou cerca de 1/3 da
população Europeia.
Idade média
• Na Idade Moderna (1453 a 1789), desenvolveu-se a medição de velocidade de
escoamentos e das vazões. Estabeleceu-se ainda, que os rios, as fontes e as
águas subterrâneas eram formadas pela chuva.
• O Brasil entra no mapa do saneamento em 1620. Nesse período, iniciou-se as
obras do aqueduto do Rio Carioca para abastecimento do Rio de Janeiro.
Em 1664, a distribuição de água canalizada foi incrementada com a fabricação
de tubos de ferro fundido, por Johan Jordan, na França, e sua instalação no
palácio de Versailles. Pouco depois, Johan inventou a bomba centrífuga e em
1775, Joseph Bramah inventou o vaso sanitário, na Inglaterra.
Idade moderna
• Em 1829, a França intensificou o combate à poluição das águas criando leis.
• Na Inglaterra, os resíduos industriais foram incluídos na lei britânica de controle
da poluição das águas.
• A visão higienista tornou-se dominante ao final do século XIX.
• Industrialização: rápida degradação das águas continentais.
• Percepção dos impactos: pegada ecológica.
• Países com bons índices de saneamento e outros com avanços pífios.
Idade contemporânea
No Brasil, 83,3 % da população são atendidos com fornecimento de água tratada e 35 
milhões de brasileiros ainda não possuem acesso a este serviço.
• A falta de planejamento adequado;
• O volume insuficiente de investimentos;
• Deficiência na gestão das companhias de saneamento;
• A baixa qualidade técnica dos projetos e a dificuldade para obter
financiamentos e licenças para as obras.
Obstáculos para o saneamento no Brasil
• 1971 – Plano Nacional de Saneamento - disputa entre governos federal,
estadual e municipal sobre quem deveria gerenciar essas diretrizes.
• 1997 – Política Nacional de Recursos Hídricos;
• 2007 – Lei Federal 11.445 – Política Nacional de Saneamento Básico –
municípios obtém a titularidade dos serviços de saneamento.
Legislação Brasileira
• Art. 1º A Política Nacional de Recursos Hídricos baseia-se nos seguintes
fundamentos:
• I - a água é um bem de domínio público;
• II - a água é um recurso natural limitado, dotado de valor econômico;
• III - em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o
consumo humano e a dessedentação de animais;
• IV - a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso múltiplo das
águas;
• V - a bacia hidrográfica é a unidade territorial para implementação da Política
Nacional de Recursos Hídricos e atuação do Sistema Nacional de
Gerenciamento de Recursos Hídricos;
• VI - a gestão dos recursos hídricos deve ser descentralizada e contar com a
participação do Poder Público, dos usuários e das comunidades.
Política Nacional de Recursos Hídricos
• Art. 5º São instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos:
• I - os Planos de Recursos Hídricos;
• II - o enquadramento dos corpos de água em classes, segundo os usos
preponderantes da água;
• III - a outorga dos direitos de uso de recursos hídricos;
• IV - a cobrança pelo uso de recursos hídricos;
• V - o Sistema de Informações sobre Recursos Hídricos.
Política Nacional de Recursos Hídricos
Sistemas de Abastecimento de Água
Conceitos
1. ABNT-NBR 12211 – Estudos de concepção de Sistemas Públicos de
Abastecimento de Água, 1992.
2. ABNT-NBR 12212 – Projeto de Poço para Captação de Água Subterrânea, 1992.
3. ABNT-NBR 12213 – Projeto de Captação de Água de Superfície para
Abastecimento Público, 1992.
4. ABNT-NBR 12215 – Projeto de Adutora de Água para Abastecimento Público.
1991.
5. ABNT-NBR 12217 – Projeto de Reservatório de Distribuição de Água para
Abastecimento Público, 1994.
6. ABNT-NBR 12218 – Projeto de Rede de Distribuição de Água para
Abastecimento Público, 1994.
Normas Técnicas
Composição dos SAAs
1. Manancial
2. Captação
3. Estação Elevatória
4. Adutora Água
Bruta
5. Tratamento
6. Adutora Água
Tratada
7. Reservatório
8. Rede de
Distribuição
Composição dos SAAs
Composição dos SAAs
Custo SAA
Fases de Projeto SAA
1. Caracterização da área de estudo
• Características físicas
• Uso e ocupação do solo
• Aspectos sociais e econômicos
• Sistemas de infraestrutura e condições sanitárias 
2. Análise do sistema de abastecimento de água existente
• Descrição
• Diagnóstico 
3. Levantamento dos estudos e planos existentes 
4. Estudos demográficos e de uso e ocupação do solo.
5. Critérios e parâmetros de projeto
6. Demanda de água
• Estudo de demanda
• Cálculo das demandas
7. Estudo de mananciais
• Manancial superficial
• Manancial subterrâneo
• Seleção de mananciais
8. Formulação das alternativas de concepção
9. Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas
• Captação
• Estação elevatória e linha de recalque
• Adutoras
• Estação de tratamento de água
• Reservatório e redes de distribuição
Fases de Projeto SAA
10. Estimativa de custo das alternativas propostas 
11. Análise das alternativas propostas
Análise técnica
Análise econômica
Análise Ambiental
Comparação técnica, econômica e ambiental 
12. Concepção escolhida
13. Licenciamento Ambiental
Fases de Projeto SAA
Consumo e Mananciais
Nas obras de saneamento, definido o alcance do projeto, podemos estimar a
população a ser atendida pela obra e calcular o consumo de água, para o
dimensionamento das diversas partes constituintes do sistema, com os menores
erros possíveis.
Definições:
População residente: é a população que têm o domicílio localizado na área em
estudo como residência habitual;
População temporária: é aquela que, proveniente de outras comunidades ou de
outras áreas da comunidade em estudo, se transfere para a área abastecível,
impondo ao sistema um consumo unitário inferior ao atribuído à população,
enquanto presente na área, e em função das atividades que aí exerce.
Estimativa de Consumo
População flutuante: é aquela que, proveniente de outras comunidades, se
transfere ocasionalmente para a área em estudo e aí impõe um consumo igual ou
superior ao dapopulação residente.
População total: é a soma das populações residente, temporária e flutuante.
População abastecida: é a população atendida pelo sistema de distribuição
existente.
População abastecível: é a parcela da população total, em uma área da
comunidade, a ser abastecida pelo sistema de distribuição.
Alcance de projeto ou horizonte de projeto: é a data prevista para o sistema
passar a operar com utilização plena de sua capacidade.
Estimativa de Consumo
• Método aritmético: Neste método supõe-se que o crescimento irá se
processar segundo uma taxa constante, evoluindo a partir da população inicial,
em progressão aritmética.
Estimativa de Consumo
• Método aritmético:
Estimativa de Consumo
• Exemplo:
• P0 = 12.000
• t0 = 2013
• P1 = 13.500
• T1 = 2015
• P em 2020?
-------------------------------------------------
r = 750
P = 12.000+750(2020-2013)
P = 17.250
• Método geométrico: Admite-se que nesse caso o crescimento de uma cidade
se processe segundo uma progressão geométrica.
Estimativa de Consumo
• Método geométrico:
Estimativa de Consumo
• Exemplo:
• P0 = 12.000
• t0 = 2013
• P1 = 13.500
• T1 = 2015
• P em 2020?
-------------------------------------------------
q = 1,06
P = 12.000x1,06(2020-2013)
P = 18.044
• Expressão Geral da População de uma Comunidade: A expressão que leva em
conta os nascimentos e mortes em uma determinada região, bem como o
crescimento social, ou saldo migratório é de grande complexidade face às
incertezas dos fatores envolvidos.
Estimativa de Consumo
P = P0 + (N-M) + (I-E)
P = População na data t;
P0 = População na data inicial t0;
N = Nascimentos no período (t - t0);
M = Óbitos;
I = Imigrantes no período;
E = Emigrantes no período;
(N − M) = Crescimento vegetativo no período; 
(I − E) = Crescimento social no período.
• Expressão Geral da População de uma Comunidade:
Estimativa de Consumo
• Exemplo:
• P0 = 12.000
• t0 = 2013
• t = 2020
• N(t-to) = 5000
• M(t-to) = 1000
• I = 800
• E = 200
• P em 2020?
-------------------------------------------------
P = 12.000+(5000-1000)+(800-200)
P = 18.600
• Método da curva logística: O crescimento da população depende da área
existente e dos recursos disponíveis. Após algum tempo, se não forem
alteradas as características de ocupação da área, a população deve atingir um
valor aproximadamente estável denominado população de saturação.
Estimativa de Consumo
Estimativa de Consumo
• Método da curva logística:
P0 = 12000
t0 = 2013
P1 = 13500
t1 = 2015
P2 = 15.100
t2 = 2017
Estimativa de Consumo
2015-2013=2017-2015
12.000<13.500<15.000
13500²>12.000*15.000
Ps=2*12.000*13.500*15.100-(13500²)(12.000+15.100)
12.000*15.100-13.500²
Ps= 44.200
• Método da curva logística:
P0 = 12.000
t0 = 2013
P1 = 13.500
t1 = 2015
P2 = 15.100
t2 = 2017
Estimativa de Consumo
a = (1/0,4343)*log(44.200-12.000)= 2,27
12.000
b = (1/0,4343)*log12.000(44.200-13.500) = -0,38
13.500(44.200-12.000)
• Método da curva logística:
P0 = 12.000
t0 = 2013
P1 = 13.500
t1 = 2015
P2 = 15.100
t2 = 2017
Estimativa de Consumo
P = 44.200
1 + e2,27-(-0,38(2020-2013))
EX 1: DE ACORDO COM OS DADOS POPULACIONAIS MOSTRADOS NA
TABELA ABAIXO, PEDE-SE PARA PROJETAR O TAMANHO DA POPULAÇÃO
PARA O ANO DE 2020, UTILIZANDO OS TRÊS MÉTODOS MATEMÁTICOS
(ARITMÉTICO, GEOMÉTRICO E CURVA LOGÍSTICA). QUE DADOS FALTAM
PARA DETERMINAÇÃO DO MELHOR MÉTODO DE ESTIMATIVA DE
CRESCIMENTO?
ANO NÚMERO DE HABITANTES
1980 24482
1990 50109
2000 82859
CONSUMO PER CAPITA EFETIVO - LEITURA DOS HIDRÔMETROS
CONSUMO PER CAPITA EFETIVO - LEITURA DOS HIDRÔMETROS
Exercício 2:
VC = 15.000.000 litros
NE = 1000
ND = 30
NH/L = 3
qe = ?
CONSUMO PER CAPITA –
CONSIDERANDO AS PERDAS
VARIAÇÕES NO CONSUMO – DIA DE MAIOR CONSUMO 
VARIAÇÕES NO CONSUMO – DIA DE MAIOR CONSUMO 
VARIAÇÕES NO CONSUMO – HORA DE MAIOR CONSUMO 
VARIAÇÕES NO CONSUMO – HORA DE MAIOR CONSUMO 
VARIAÇÕES NO CONSUMO – HORA DE MAIOR CONSUMO 
VARIAÇÕES NO CONSUMO
VARIAÇÕES NO CONSUMO
Exercício 3:
Considere os seguintes dados:
- população para o ano de 2035 igual 120.000 hab.;
- consumo per capita médio (perdas incluídas) de 220 L/hab.dia;
- a ETA utiliza para consumo próprio 3% da água produzida;
- K1=1,2 e K2=1,5;
- demanda de consumidores especiais iguais a 40 L/s.
- período de funcionamento da adução: 24 horas.
Determine:
(a) A vazão de projeto entre a captação e a ETA. [Resp. 418,86 L/s]
(b) A vazão de projeto para a adutora que abastece o reservatório da cidade.
[Resp. 406,67 L/s]
(c) A vazão de projeto para a rede de distribuição na cidade. [Resp. 590 L/s]