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Abastecimento de Água Aula 1 e 2 Eng. Monica Maria Pena Disciplina: Abastecimento de Água EEH-605 /EP/UFRJ 1º semestre de 2018 1 Abastecimento de Água 3 Abastecimento de Água Abastecimento de Água 4 Referências Bibliográficas: NETTO, J. M. A.. Manual Hidráulica. 10 ed. São Paulo. Ed Blucher, 2012. CETESB. Técnica de abastecimento e tratamento de água. 2 ed. São Paulo. BNH/ ABES/ CETESB. Volume 1, 1976. TSUTIYA, M. T.. Abastecimento de Água. 3 ed. São Paulo. Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2006. MACINTYRE, A. J. M.. Bombas e Instalações de Bombeamento. 2 ed. São Paulo. LTC, 1997. MACINTYRE, A. J. M.. Manual de Instalações - Hidráulicas e Sanitárias. 1 ed. São Paulo. LTC, 1990. PORTO, R. M.. Hidráulica Básica. 4 ed. São Carlos, SP. EESC-USP, 2006. 5 Captação Reservação Tratamento EEAB Elevação EEAT Distribuição Adução AAB AAT plani altimetria Abastecimento de Água 6 NORMAS DA ABNT – Abastecimento de Água NBR 12.211: Estudos de Concepção de SAA (1992) NBR 12.212: Projetos de Poços Tubulares de Captação de Água Subterrânea (1992) NBR 12.213: Projetos de Captação de Água de Superfície (1992) NBR 12.214: Projetos de Sistemas de Bombeamento de Água (1992) NBR 12.215: Projetos de Adução de Água para Abastecimento (1991) NBR 12.216: Projetos de Sistemas de Tratamento de Água (1992) NBR 12.217: Projetos de Reservatório de Distribuição de Água (1994) NBR 12.218: Projetos de Rede de Distribuição de Água (1994) Abastecimento de Água HIDRÁULICA – hydor aulos condução de água Hidráulica Aplicada Hidráulica Urbana Sistemas de Abastecimento de Água Sistemas de Esgotamento Sanitário Drenagem Urbana -- GAP Hidráulica Geral ou Teórica Aplicada ou Hidrotécnica Hidrostática Hidrodinâmica Hidráulica Marítima Hidráulica Fluvial Instalações Hidráulicas Industriais Hidráulica Rural ou Agrícola Hidrelétrica Irrigação , Drenagem Portos, Obras Marítimas Rios, Canais 7 Sistemas de Abastecimento de Água A ÁGUA NA TERRAA ÁGUA NA TERRA Total de água Aqüífero 30% Reservatórios 1% Calotas polares 68,7% Rios e lagos 0,3% Água salgada 97,5% Água doce 2,5% Total de água doce (2,5%) Água doce acessível (< 1%) Indústria 8% Doméstico 2% Não usada 46% Agricultura 23% Outros usos 21% 9 Saneamento - história Concepção de Sistemas de Abastecimento de Água Partes de Sistemas de Abastecimento de Água Estudo de Demanda Custos Implantação proporção País Definição Objetivos Principais Atividades Conceitos Hidráulica Situação do Abastecimento de Água Tipos de Consumidores E st ru tu ra d a A p re se n ta çã o Hidráulica dos Condutos Concepção Elementos Componentes Consumo de Água saneamento - história relação Saneamento - Saúde - os gregos possuíam preocupações sanitárias comprovadas pelo suprimento de água e a eliminação de esgotos - interesses estéticos ou religiosos - o culto e a funcionalidade - a água pura ou a água purificada - afastamento dos dejetos de seu convívio - idade média retrocesso na relação saneamento-saúde (água e esgoto) - prioridade era a segurança em meio à barbárie, desconhecimento da microbiologia até meados do século XIX - elevado número de mortes e epidemias e combates - revolução industrial novos padrões de saneamento foram introduzidos com a riqueza mercantil dos Estados Nacionais Absolutistas e o surgimento da burguesia ~ 1800 - fluxo grande da população rural para as cidades - condições de vida precárias dos trabalhadores - grande avanço tecnológico - saneamento passou a ser encarado como aliado do sistema produtivo, garantindo a manutenção da saúde do trabalhador 10 EVOLUÇÃO HISTÓRICA DOS SISTEMAS DE CAPTAÇÃO, TRANSPORTE E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO • 4 a 14 d.C. – Distribuição de água por tubos – Cidade de Ephesus, Turquia • 1500 a.C. – Primeira tubulação de distribuição de água – Cidade de Knossos, na ilha de Creta EVOLUÇÃO HISTÓRICA • 1237 – Primeiro sistema de abastecimento de água encanada de Londres, Inglaterra • 1455 – Primeira tubulação de ferro fundido no Castelo de Dillenburgh, Alemanha • 1652 – Adutora de ferro fundido em Boston, Estados Unidos • 100 d.C. – Aquedutos romanos EVOLUÇÃO HISTÓRICA • 1664 – Palácio de Versailles na França – Adutora em ferro fundido com mais de 22 km • 1754 – Pennsylvania – Primeiro sistema de abastecimento de água nos Estados Unidos Elevatórias de águas com bombas tocadas a vapor EVOLUÇÃO HISTÓRICA - BRASIL Rio de Janeiro • 1561 – Primeiro sistema de abastecimento de água no Brasil • 1723 – Construção do primeiro aqueduto • 1750 – Aqueduto Carioca, com 13 km • 1810 – 20 chafarizes públicos • 1860 – Distribuição de 8 milhões de litros por dia ≅ 93 L/s • 1876 – Primeiro sistema de abastecimento de água encanada SANEAMENTO NO BRASILSANEAMENTO NO BRASIL � Aproximadamente a população das áreas urbanas (44% do total) não dispõem de coleta de esgoto � Cerca da população das cidades (7% do total) não tem acesso à água encanada (e uma parcela da população que têm ligação domiciliar não conta com abastecimento diário e nem de água potável com qualidade) � Quase 60% de todo o esgoto sanitário coletado nas cidades é despejado "in natura", poluindo os cursos d'água � De acordo com a OMS, 80% das doenças e 65% das internações hospitalares, implicando gastos de US$ 2,5 bilhões por ano, estão relacionadas com água contaminada e falta de esgotamento sanitário Um quadro geral desafiador Internações hospitalares pela falta de saneamento no Brasil Doenças infecciosas intestinais: - Cólera, diarréia, gastroenterite, febre tifóide, shiguelose, amebíase, infecção alimentar, infecções intestinais mal definidas Doenças transmitidas por vetores e reservatórios: - Dengue, esquistossomose, malária, leptospirose, doença de Chagas Saneamento no Brasil 400 mil casos internação por diarréias em 2011, sendo 53% de crianças de 0 a 5 anos - muito disso devido à falta de saneamento. 65% das internações em hospitais de crianças com menos de 10 anos são provocadas por males oriundos da deficiência ou inexistência de esgoto e água limpa. Instituto Trata Brasil BNDES 17 - que pode ser definido como conjunto de serviços, infraestruturas e instalações operacionais de abastecimento de água potável, esgotamento sanitário, limpeza urbana e manejo de resíduos sólidos, drenagem e manejo das águas pluviais urbanas. Saneamento no Brasil - estabelece as diretrizes nacionais para o saneamento básico e para a política federal de saneamento básico - A Constituição Federal brasileira assegura o direito ao saneamento básico, que, de acordo com a Lei nº. 11.445/2007 18 Os serviços de água tratada, coleta e tratamento dos esgotos levam à melhoria da qualidade de vida da população, principalmente na Saúde Infantil com redução da mortalidade infantil, melhorias na Educação, expansão do Turismo, valorização dos Imóveis, na Renda do trabalhador, na Despoluição dos rios e Preservação dos recursos hídricos. Saneamento no Brasil saneamento básico reflete diretamente nos critérios utilizados pelo IDH: educação, longevidade e renda, sendo assim, torna-se essencial para que um país seja considerado desenvolvido. SANEAMENTO NO BRASILSANEAMENTO NO BRASIL Distribuição regional de atendimento em saneamento no Brasil SANEAMENTO NO BRASILSANEAMENTO NO BRASIL Déficits em saneamento no Brasil 82,5% dos brasileiros são atendidos com abastecimento de água tratada, o que significa que mais de 35 milhões de brasileiros não têm acesso a este serviço básico. A cada 100 litros de água coletados e tratados, em média, apenas 67 litros são consumidos. Ou seja 37% da água no Brasil é perdida, seja com vazamentos, roubos e ligações clandestinas, falta de medição ou medições incorretas no consumode água, resultando no prejuízo de R$ 8 bilhões. A média de consumo per capita de água no Brasil em três anos é de 165,3 litros por habitante ao dia. Em 2014, este valor foi 162 l/hab.dia. SNIS 2014 e Estudo Trata Brasil “Perdas de Água: Desafios ao Avanço do Saneamento Básico e à Escassez Hídrica – 2015 http://www.tratabrasil.org.br/estudos-trata-brasil SANEAMENTO NO BRASILSANEAMENTO NO BRASIL 48,6% da população têm acesso à coleta de esgoto, o que significa que mais de 100 milhões de brasileiros não tem acesso a este serviço. Mais de 3,5 milhões de brasileiros, nas 100 maiores cidades do país, despejam esgoto irregularmente, mesmo tendo redes coletoras disponíveis. A média das 100 maiores cidades brasileiras em tratamento dos esgotos foi de 50,26%, apenas 10 delas tratam acima de 80% de seus esgotos. Em termos de volume, as capitais brasileiras lançaram 1,2 bilhão de m³ de esgotos na natureza em 2013. SNIS 2014, Estudo Trata Brasil “Ranking do Saneamento – 2015” e Censo Escolar 2014 Déficits em saneamento no Brasil SANEAMENTO NO BRASILSANEAMENTO NO BRASIL Brasil – Investimentos necessários em sistemas de água e esgotos visando a universalização Expansão e Reposição (milhões de reais) Estima-se que seja possível universalizar o atendimento da população urbana e rural em 20 anos, investindo cerca de 0,45% do PIB (R$ 13,44* bi ao ano) * Valor em dez/2007 Regiões/Investimentos Em 2000 Em 2010 Em 2015 Em 2020 Norte 6.753 11.274 13.835 16.307 Nordeste 16.888 27.318 32.267 37.324 Sudeste 27.165 50.349 62.416 74.404 Sul 12.984 23.211 28.098 33.055 Centro-Oeste 6.320 11.470 14.506 17.314 Brasil 70.112 123.623 151.123 178.405 Fonte: ANA (2011) Situação do Abastecimento de Água no Brasil O Atlas Brasil – Abastecimento Urbano de Água revela que 3.059, ou 55% dos municípios, que respondem por 73% da demanda por água do País, precisam de investimentos prioritários que totalizam R$ 22,2 bilhões. As obras nos mananciais e nos sistemas de produção são fundamentais para evitar déficit no fornecimento de água nas localidades indicadas, que em 2025 vão concentrar 139 milhões de habitantes, ou seja, 72% da população. Concluídas até 2015, as obras podem garantir o abastecimento até 2025. 24 O Plano Nacional de Saneamento Básico – PLANSAB, promulgado em 2014 pela Presidência da República, apontou a necessidade de R$ 304 bilhões para que o Brasil tivesse os serviços de água tratada, coleta e tratamento de esgotos universalizados em 20 anos (até 2033). Saneamento no Brasil Brasil – Investimentos necessários em sistemas de água e esgotos visando a universalização Expansão e Reposição *Sendo que o Governo Federal, através do PAC, já destinou recursos da ordem de R$ 70 bilhões em obras ligadas ao saneamento básico. “Deveria ser cumprida em 2033, mas vai atrasar 21 anos.” É o que aponta estudo da Confederação Nacional da Indústria (CNI), denominado Burocracia e Entraves no Setor de Saneamento. No ritmo atual, a população só será plenamente atendida com água encanada em 2043 e com acesso à rede de esgoto em 2054. http://www.portaldaindustria.com.br/cni/imprensa/2016/01/1,79629/pais-so-atingira-meta-de-universalizacao-dos-servicos- de-saneamento-em-2054-diz-estudo-da-cni.html É o conjunto de estudos e conclusões referentes ao estabelecimento de todas as diretrizes, parâmetros e definições necessárias e suficientes para a caracterização completa do sistema a projetar DEFINIÇÃODEFINIÇÃO Concepção de Sistemas de Abastecimento de Água • Identificação e quantificação de todos os fatores intervenientes com o sistema de abastecimento de água • Diagnóstico do sistema existente • Estabelecimento de parâmetros básicos • Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas para as alternativas selecionadas • Escolha da alternativa mais adequada mediante comparação técnica, econômica e ambiental, entre as alternativas; • Estabelecimento das diretrizes gerais de projeto OBJETIVOSOBJETIVOS Concepção de Sistemas de Abastecimento de Água PARTES CONSTITUINTES DE UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Manancial Rede de Distribuição Reservatório Captação Estação de Tratamento de Água Adutora de água tratada Adutora de água bruta Estação elevatória de água bruta Captação Elevação EEAB EEAT Tratamento Adução AAB AAT Reservação Distribuição INDICADORES DE CUSTO DO SISTEMA CONVENCIONAL DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Partes constituintes do sistema Custo (%) P ≤ 10.000 10.000 < P ≤ 40.000 40.000 < P ≤ 100.000 P > 100.000 Captação 30 20 8 3 Adução 8 9 11 11 Bombeamento 6 5 5 1 Tratamento 12 9 9 5 Reservação 6 6 6 4 Distribuição 38 51 61 76 P = população em habitantes. 1. Caracterização da área de estudo – Características físicas – Uso e ocupação do solo – Aspectos sociais e econômicos – Sistemas de infra-estrutura 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 ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS PARA O ESTUDO DE CONCEPÇÃO ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS PARA O ESTUDO DE CONCEPÇÃO 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 – Rede de distribuição 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 ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS PARA O ESTUDO DE CONCEPÇÃO ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS PARA O ESTUDO DE CONCEPÇÃO CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Manancial superficial • Captação em curso de água • Captação em represas • Captação em manancial de serra Manancial subterrâneo • Captação através de caixas de tomada e drenos • Captação através de poços horizontais • Captação através de poços profundos CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA a) Planta b) Perfil Curso de água Rede de Distribuição Reservatório Captação Estação de Tratamento de Água Adutora de água tratada Adutora de água bruta Estação elevatória de água bruta Curso de água Cidade Reservatório Estação de Tratamento de Água Adutora de água tratada Adutora de água tratadaA duto ra d e águ a br uta Estação elevatória de água bruta Sistema de abastecimento de água com captação em curso de água e com reservatório apoiado CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Sistema de abastecimento de água com captação em curso de água e com reservatório enterrado e elevado Curso de água Cidade Reservatório elevado Reservatório enterrado Estação de Tratamento de Água Adutora de água tratada Adutora de água bruta Estação elevatória de água bruta Estação elevatória de água tratada CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Sistema de abastecimento de água que atende a zona baixa e a zona alta Rio Reservatório da zona baixa Reservatório da zona alta Rede da zona alta Rede da zona baixa Captação por poços profundos ETA Captação superficial Estação elevatória Estação elevatória plani altimetria 35 plani altimetria Airton Senna Senna 36 plani altimetria Áreas de Reservação Estudo Regional de Saneamento Básico Sistema de abastecimento de água CONCEPES de Sistemas de Abastecimento de Água CONCEPÇÕES https://pm sbguanabara.w ordpress.com /ersb/ Estudo Regional de Saneamento Básico Sistema de abastecimento de água CONCEPES de Sistemas de Abastecimento de Água CONCEPÇÕES https://pm sbguanabara.w ordpress.com /ersb/ MANANCIAL SUPERFICIAL: Captação em cursode água Sistema de abastecimento de água da cidade de Boituva, interior do Estado de São Paulo Sistema de abastecimento de água da cidade de Franca, interior do Estado de São Paulo MANANCIAL SUPERFICIAL: Captação em curso de água MANANCIAL SUPERFICIAL: Captação em curso de água MANANCIAL SUPERFICIAL: Captação em curso de água Sistema principal de distribuição de água da cidade de Ubatuba, litoral do Estado de São Paulo MANANCIAL SUBTERRÂNEO Captação através de caixas de tomadaMANANCIAL SUBTERRÂNEO Captação através de caixas de tomada b) Perfil NA Caixa de reunião - Cloração Para consumoCx4 Cx3 Cx2 Cx1 100 101 102 103 a) Planta MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de drenosMANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de drenos Caixa de inspeção Corte A-A A A Tubo circular Leito drenante areia e pedra Tubos perfurados MOTOR AREIA BOMBA CAMADA IMPERMEÁVEL AREIA VAI PARA DISTRIBUIÇÃO ÁREA DE CAPTAÇÃO MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de drenosMANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de drenos MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação de água subterrâneaMANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação de água subterrânea Poço Artesiano Jorrante Linha Piesométrica do Aquífero Artesiano Poço Freático Recarga do Aquífero Freático Poço Artesiano Aquífero Freático Aquífero Artesiano Tipos de aqüíferos e de poços. Captação de água subterrânea. Linha Piezométrica do MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação em poços profundos MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação em poços profundos Sistema de abastecimento de água da cidade de Jales, interior do Estado de São Paulo 46 MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação em poços profundosMANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação em poços profundos Sistema de abastecimento de água da cidade de Terra Roxa, interior do Estado de São Paulo 47 CAPTAÇÃO EM MANANCIAL SUPERFICIAL E SUBTERRÂNEOCAPTAÇÃO EM MANANCIAL SUPERFICIAL E SUBTERRÂNEO Rio Reservatório da zona baixa Reservatório da zona alta Rede da zona alta Rede da zona baixa Captação por poços profundos ETA Captação superficial Estação elevatória Estação elevatória 48 Sistemas de Abastecimento de Água demanda do consumidor/população Q = vazão L/s Qmed = P q k1 e k2 3600 h Qmed = P q k1 e k2 86.400 P = população abastecível hab q = taxa de consumo per capita L/hab.dia h = horas de funcionamento do sistema Coef. variação de consumo 49 50 Sistemas de Abastecimento de Água consumo per capita fatores climáticos fatores sociais – hábitos e padrão de vida fatores técnicos – pressão excessiva, inexistência da micromedição fatores econômicos – tarifa da água e natureza da cidade 51 ÁGUA ESGOTO CONTRIBUIÇÃO PER CAPITA CONSUMO EFETIVO PER CAPITA CONSUMO PER CAPITA SAA PERDAS DE ÁGUA LAVAGEM DE CARROS, DE CALÇADOS E RUAS, REGA DE JARDINS E HORTAS, IRRIGAÇÃO DE PARQUES PÚBLICOS, LAVAGEM DE QUINTAIS, TERRAÇOS DE RESIDÊNCIAS, etc. macromedido micromedido q qef q = taxa de consumo per capita L/hab.dia hidrômetro doméstico - área interna + área externa comercial industrial público - irrigação, lavagem, chafarizes, incêndio, prédios públicos PERDAS CONSUMO TOTAL = CONSUMO ÚTIL + PERDAS DO SISTEMA Classificação de Consumidores de Água •Doméstico •Comercial •Industrial •Público CLASSIFICAÇÃO DE CONSUMIDORES DE ÁGUACLASSIFICAÇÃO DE CONSUMIDORES DE ÁGUA LIGAÇÕES DE ÁGUA NA RMSP Industrial 0,9% Pública 0,2% Comercial 9,2% Residencial 89,7% CLASSIFICAÇÃO DE CONSUMIDORES DE ÁGUACLASSIFICAÇÃO DE CONSUMIDORES DE ÁGUA q = taxa de consumo per capita L/hab.dia • Características físicas • Renda familiar • Características da habitação • Características do abastecimento de água • Forma de gerenciamento do sistema de abastecimento • Características culturais da comunidade USO DOMÉSTICOUSO DOMÉSTICO Fatores que influem no consumo de água: CONSUMO DOMÉSTICO DE ÁGUA Uso Consumo de água (L/hab.dia) Bebida 2 Preparo de alimentos 6 Lavagem de utensílios 2 – 9 Higiene pessoal 15 – 35 Lavagem de roupas 10 – 15 Bacia sanitária 9 – 10 Perdas 6 – 13 Total 50 – 90 Uso Unidade Consumo de água (L/hab.dia) Apartamento Pessoa 200 Residência Pessoa 150 Escola – internato Pessoa 150 Escola – externato Pessoa 50 Casa popular Pessoa 120 Alojamento provisório Pessoa 80 Pontos de utilização de água Consumo diário por habitação (L/habitação) Consumo diário per capita (L/dia.habitante) 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 CONSUMO DOMÉSTICO DE ÁGUA Sem conservação de água Com conservação de água Banho 5 5 Chuveiro 50 42 Lavagem de pratos 4 4 Lavagem de roupas 64 45 Torneira 43 42 Banheiro 73 35 Perdas 36 18 Outros usos domésticos 6 6 Total 281 197 Consumo (L/hab.dia ) Uso Valores de consumo doméstico de água nos Estados Unidos, sem e com práticas de conservação de água ÁGUA PARA USO COMERCIAL Consumo de água em estabelecimentos comerciais Estabelecimento Unidade Consumo (L/dia) Escritório Pessoa 50 Restaurante Refeição 25 Hotel (sem cozinha e lavanderia) Pessoa 120 Lavanderia kg de roupa seca 30 Hospital Leito 250 Garagem Automóvel 50 Cinema, teatro e templo Lugar 2 Mercado m² de área 5 Edifício comercial Pessoa 50 Alojamento provisório Pessoa 80 ÁGUA PARA USO COMERCIAL Consumo típico de água em estabelecimentos comerciais nos Estados Unidos Variação Valor típico Aeroporto Passageiro 11 – 19 15 Apartamento Quarto de dormir 380 – 570 450 Veículo servido 30 – 57 40 Empregado 34 – 57 50 Assento 45 – 95 80 Empregado 38 – 60 50 Pensão Pessoa 95 – 250 170 Centro de conferência Pessoa 40 – 60 50 Banheiro 1300 – 2300 1500 Empregado 30 – 57 40 Hóspede 150 – 230 190 Empregado 30 – 57 40 Prédio industrial (somente uso doméstico) Empregado 57 – 130 75 Lavanderia (self-service) Máquina 1500 – 2100 1700 Camping Unidade 470 – 570 530 Hospedaria (com cozinha) Hóspede 210 – 340 230 Hospedaria (sem cozinha) Hóspede 190 – 290 210 Escritório Empregado 26 – 60 50 Lavatório público Usuário 11 – 19 15 Restaurante convencional Cliente 26 – 40 35 Restaurante com bar Cliente 34 – 45 40 Empregado 26 – 50 40 Estacionamento 4 – 11 8 Teatro Assento 8 – 15 10 Consumo (L/unidade.dia) Estabelecimento Unidade Posto de serviço de automóvel Bar Loja Hotel Shopping center ÁGUA PARA USO INDUSTRIAL • Uso humano • Uso doméstico • Água incorporada ao produto • Água utilizada no processo de produção • Água perdida ou para usos não rotineiros Categorias de uso para instalação industrial: CONSUMO DE ÁGUA EM ESTABELECIMENTOS INDUSTRIAIS Estabelecimento Unidade Consumo (L/dia) Indústria – uso sanitário Operário 70 Matadouro – animais de grande porte Cabeça abatida 300 Matadouro – animais de pequeno porte Cabeça abatida 150 Laticínio kg de produto 1 – 5 Curtumes kg de couro 50 – 60 Fábrica de papel kg de papel 100 – 400 Tecelagem – sem alvejamento kg de tecido 10 – 20 CONSUMO DE ÁGUA EM INDÚSTRIA DE DETERGENTES Produto Consumo de água/Produção (m³/kg) Sabonete 2,58 Detergente 0,93 Shampoo 4,48 Desodorante 0,044 Cozinha/ Confeitaria 39% Copa 20% Panificação 7% Outros 2% Banheiros 32% CONSUMO DE ÁGUA EM INDÚSTRIA DE ARTEFATOS DE BORRACHA Parâmetro Unidade Indústria 1 Indústria 2 Consumo médio mensal m³ 56.000 78.000 Número de funcionários Pessoa 1.800 3.500 Produção média mensal ton(1)/peça(2) 5.000(1) 1.000.000(2) Consumo por funcionário m³ 6,89 3,09 Consumo por produção m³ 8,72(1) 0,0672(2) Consumo humano 22% Produção de vapor 29% Processo produtivo 49% Produção de vapor 65% Consumo humano 14% Processo produtivo 21% Indústria 1 Indústria 2 ÁGUA PARA USO PÚBLICO Estabelecimento Unidade Consumo (L/unidade.dia) Edifício público Pessoa 50 Quartel Pessoa 150 Escola pública Pessoa 50 Jardim público m² 1,5 Uso público - geral Pessoa 25 MODELOS PARAPREVISÃO DE CONSUMO DE ÁGUA Categoria de consumidor Consumo médio (m³/mês) Condomínios residenciais –21,7 + 0,0177 x (área total construída) + 2,65 x (nº de banheiros) + 3,97 x (nº de dormitórios) (prédio de apartamentos) – 50,2 x (nº de dormitórios > 3(sim/não))(1) + 46 x (nº vagas de garagem/apartamento) (1) Parâmetro que assume valor 1 ou 0 (há mais de 3 dormitórios por apartamento: 1; caso contrário:0) Clubes esportivos (*) 26 x nº de chuveiros Creches 5,96 x (área total construída)0,0417 x (nº de bacias x nº de vagas oferecidas)0,352 Escolas pré, 1º e 2º graus -28,1 + 0,0191 x (área total construída) + 2,85 x (nº de bacias) + 4,37 x (nº de duchas/chuveiros) + 0,430 x (volume da(s) piscina(s)) + 1,05 x (nº de funcionários) Edifícios comerciais 0,0615 x (área total construída) Faculdades com mais de 100 bacias –22,3 + 0,0247 x (área total do terreno) + 286 x (torres de resfriamento(sim/não))(1) + 608 x (número de bacias > 100(sim/não))(2) + 6,32 x (nº de mictórios) + 0,721 x (nº de funcionários) (1) Parâmetro que assume valor 1 ou 0 (há torres de resfriamento: 1, caso contrário: 0) (2) Parâmetro que assume valor 1 ou 0 (há mais de 100 bacias: 1; caso contrário: 0) Faculdades com menos de 100 bacias 34,7 + 0,168 x (área de jardim) + 0,724 x (nº de vagas de estacionamento) + 0,0246 x (nº de vagas oferecidas) + 2,06 x (nº de bacias) + 0,368 x (nº de funcionários) Hospitais (2,9 x nº de funcionários) + (11,8 x nº de bacias) + (2,5 x nº de leitos) + 280 MODELOS PARA PREVISÃO DE CONSUMO DE ÁGUA Hotéis de 1 a 3 estrelas –29,8 + 0,0353 x (área total construída) + 2,99 x (nº de leitos ocupados)(1) + 48,9 x (bar(sim/não))(2) + 2,96 x (nº de vagas de estacionamento) + 5,43 x (volume de piscinas(3)) (1) estimativa de ocupação média (2) parâmetro que assume valor 1 ou 0 (há bar: 1; caso contrário: 0) (3) para hotéis 3 estrelas Hotéis de 4 a 5 estrelas -46,2 + 1,97 x (área de jardim) + 2,19 x (nº de restaurantes/bares) x (capacidade total de restaurantes/bares) + 0,987 x (nº de vagas de estacionamento) + 6,6 x (nº de funcionários) Lavanderias industriais (0,02 x quantidade de roupas lavadas) Motéis (0,35 x área total construída) Padarias –6,8 + 3,48 x (nº de funcionários) + 43,4* (lanchonete(sim/não)) (1) (1) Parâmetro que assume valor 1 ou 0 (há lanchonete: 1; caso contrário: 0) Postos de gasolina 18,8 + 12,2 x (nº de funcionários) – 3,55 (nº de bicos para abastecimento) Prontos socorros (**) (10 x nº de funcionários) - 70 Restaurantes (7,5 x nº de funcionários) + (8,4 x n de bacias) Shopping centers –1692 + 0,348 x (área bruta locável) – 0,0325 x (área total do terreno) + 0,0493 x (área total construída) – 468 x (nº salas de cinema) (*) Estabelecimentos com quadra esportiva e/ou piscina e no mínimo 5 chuveiros. (**) Estabelecimentos com mais de 20 funcionários. Área construída, área do terreno, área de jardim, m². Volume de piscina, m³. CONSUMO DE ÁGUA Consumo doméstico 40% Retrolavagem dos filtros 5% Setor de utilidades 55% Padaria CONSUMO DE ÁGUA Lojas Âncoras 5% Academias 3% Playland 2% Lavanderia 1% Cinema 2% Ar condicionado 14% Lojas em geral+Bancos 1% Mercado 1%Cabeleireiros 1% Praça de alimentação 38% Público Lavagem geral 32% Shopping Center CONSUMO DE ÁGUA a) Consumo total Consumo doméstico 40% Retrolavagem dos filtros 5% Setor de utilidades 55% b) Consumo no setor de utilidades Cozinha 44% Lavanderia 43% Outros consumos 13% Hospital CONSUMO PER CAPITA DE ÁGUA • Leitura de hidrômetros (m) • Leitura do macromedidor (M) instalado na saída do reservatório • Quando não existirem medição Métodos para a determinação do consumo per capita de água: Manancial Rede de Distribuição Reservatório Captação Estação de Tratamento de Água Adutora de água tratada Adutora de água bruta Estação elevatória de água bruta M CONSUMO PER CAPITA DE ÁGUA mM 72 ÁGUA ESGOTO CONTRIBUIÇÃO PER CAPITA CONSUMO EFETIVO PER CAPITA CONSUMO PER CAPITA SAA PERDAS DE ÁGUA LAVAGEM DE CARROS, DE CALÇADOS E RUAS, REGA DE JARDINS E HORTAS, IRRIGAÇÃO DE PARQUES PÚBLICOS, LAVAGEM DE QUINTAIS, TERRAÇOS DE RESIDÊNCIAS, etc. macromedido micromedido q qe q = taxa de consumo per capita L/hab.dia Hidrômetro CONSUMO PER CAPITA DE ÁGUA M m CONSUMO PER CAPITA DE ÁGUA • Consumo no período por tipo de economia (domiciliar, industrial, comercial e público) • Número de cada tipo de economia Leitura dos hidrômetros CONSUMO PER CAPITA DE ÁGUA onde: 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 Determinação do consumo efetivo per capita (qe) = × ×e Vc q NE ND NH/L CONSUMO PER CAPITA DE ÁGUA onde: qe = consumo efetivo per capita de água I = índice de perdas Determinação do consumo per capita (q) = − eqq 1 I CONSUMO MÉDIO EFETIVO PER CAPITA NO BRASIL CONSUMO MÉDIO EFETIVO PER CAPITA NO ESTADO DE SÃO PAULO Região Metropolitana de São Paulo Municípios da Baixada Santista Municípios do Interior Unidade de Negócio Consumo micromedido Per capita (L/hab.dia) Por economia (L/economia.dia) MC 246 563 MN 145 483 MS 130 430 ML 144 460 MO 273 487 Vice-Presidência Metropolitana 221 510 Município Consumo por economia (m³/econ.mês) Verão Restante do ano Peruíbe, Itanhaém, Mongaguá, Praia Grande, Bertioga, Guarujá e Vicente de Carvalho 20 15 São Vicente 21 19 Santos e Cubatão 23 21 Número de Municípios Consumo micromedido Per capita (L/hab.dia) Por economia (L/economia.dia) Por ligação (L/ligação.dia) 53 140,2 410,3 421,1 62 173,2 504,7 520,4 29 157,0 459,7 491,0 47 149,0 446,0 466,0 83 162,8 446,8 464,1 24 158,0 496,4 550,9 298 156,3 463,7 489,8 CONSUMO DE ÁGUA • Condições climáticas • Hábitos e nível de vida da população • Natureza da cidade • Medição de água • Pressão na rede • Rede de esgoto • Preço da água Fatores que afetam o consumo: CONSUMO DE ÁGUA • Variação anual • Variação mensal • Variação diária • Variação horária • Variação instantânea Variações no consumo: CONSUMO DE ÁGUA Variações diárias Coeficientes do dia de maior consumo (K1) Consumo máximo Consumo médio C on su m o ( /h ab .d ia ) l Meses do ano J F M A M J J A S O N D Variações do consumo no ano K1= VOLUME CONSUMIDO NO DIA DE MAIOR CONSUMO, NO ANO VOLUME MÉDIO DIÁRIO, NO ANO CONSUMO DE ÁGUA Autor/Entidade Local Ano Coeficiente K1 Condições de obtenção do valor DAE São Paulo – Capital 1960 1,5 Recomendação para projeto FESB São Paulo – Interior 1971 1,25 Recomendação para projeto Azevedo Netto Brasil 1973 1,1 – 1,5 Recomendação para projeto Yassuda e Nogami Brasil 1976 1,2 – 2,0 Recomendação para projeto CETESB Valinhos e Iracemápolis 1978 1,25 – 1,42 Medições em sistemas operando há vários anos PNB-587-ABNT Brasil 1977 1,2 Recomendação para projeto Orsini Brasil 1996 1,2 Recomendação para projeto Azevedo Netto et al. Brasil 1998 1,1 – 1,4 Recomendação para projeto Tsutiya RMSP – Setor Lapa 1989 1,08 – 3,8 Medições em sistema operando há vários anos Saporta et al. Barcelona – Espanha 1993 1,10 – 1,25 Medições em sistema operando há vários anos Walski et al. EUA (*) 2001 1,2 – 3,0 Recomendação para projeto Hammer EUA (*) 1996 1,2 – 4,0 Medições em sistemas norte-americanos AEP Canada (*) 1996 1,5 – 2,5 Recomendação para projeto (*) Nesses sistemas não há reservatórios domiciliares. Coeficiente do dia de maior consumo (K1) PNB-587 Elaboração de Estudo de Concepção de Sistemas Públicos de Abastecimento de Água >> norma anterior CONSUMO DE ÁGUA Variações horárias Coeficiente da hora de maior consumo (K2) Variações no consumo diário Vazão máxima Horas do dia 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Vazão médiaV az ão ( /s ) l K2= VOLUME CONSUMIDO NA HORA DE MAIOR CONSUMO, NO ANO VOLUME MÉDIO DIÁRIO, NO MESMO DIA CONSUMO DE ÁGUA Coeficiente dodia de maior consumo (K2) (*) Nesses sistemas não há reservatórios domiciliares. Autor/Entidade Local Ano Coeficiente K2 Condições de obtenção do valor Azevedo Netto Brasil 1973 1,5 Recomendação para projeto Yassuda e Nogami Brasil 1976 1,5 – 3,0 Recomendação para projeto CETESB Valinhos e Iracemápolis 1978 2,08 – 2,35 Medições em sistemas operando há vários anos PNB-587-ABNT Brasil 1977 1,5 Recomendação para projeto Orsini Brasil 1996 1,5 Recomendação para projeto Azevedo Netto et al. Brasil 1998 1,5 – 2,3 Recomendação para projeto Tsutiya RMSP – Setor Lapa 1989 1,5 – 4,3 Medições em sistemas operando há vários anos Saporta et al. Barcelona – Espanha 1993 1,3 – 1,4 Medições em sistemas operando há vários anos Walski et al. EUA (*) 2001 3,0 – 6,0 Recomendação para projeto Hammer EUA (*) 1996 1,5 – 10,0 Medições em sistemas norte-americanos AEP Canada (*) 1996 3,0 – 3,5 Recomendação para projeto PNB-587 Elaboração de Estudo de Concepção de Sistemas Públicos de Abastecimento de Água >> norma anterior Proj. de Sistema de Abastecimento de Água K1 = coeficiente de máxima vazão diária K2 = coeficiente de máxima vazão horária Captação Elevação Tratamento M Adução Reservação Distribuição k1.k2 M m k1 CONSUMO DE ÁGUA Curvas de consumo de água na Região Metropolitana de São Paulo 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 0 4 8 12 16 20 24 Hora C o n su m o a d im en si o n al ( l /s ) 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0 5 10 15 20 24 Hora C o n su m o s (l /s ) domingo segunda terça quarta quinta sexta sábado 400 600 800 1000 1200 1400 0 5 10 15 20 24 Hora domingo segunda terça quarta quinta sexta sábado C on su m o (l /s ) 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 0 5 10 15 20 24 hora domingo segunda terça quarta quinta sexta sábado média C o n su m o a d im en si o n al ( l /s ) Comportamento da curva típica de 22 setores de abastecimento de água da RMSP. Variação do perfil de consumo em função do dia da semana para o setor Itaim Paulista, predominantemente residencial. Variação do perfil de consumo em função do dia da semana para o setor Avenida, com ocupação predominantemente comercial. Curvas adimensionais de consumo do setor Itaim Paulista. ESTUDO DA POPULAÇÃO • Período de projeto: 20 anos • Estudo da população da área de projeto - Dados populacionais do município e distrito dos últimos censos - Setores censitários da área de projeto - Cadastro imobiliário - Pesquisa de campo - Planos e projetos existentes - Plano Diretor do município - Situação sócio-econômica do município - Elaboração de projeções da população ESTUDO DA POPULAÇÃO • Método dos componentes demográficos • Métodos matemáticos • Método de extrapolação gráfica Métodos para o estudo demográfico Sistemas de Abastecimento de Água demanda do consumidor/população Q = vazão L/s Qmed = P q k1 e k2 3600 h Qmed = P q k1 e k2 86.400 P = população abastecível hab q = taxa de consumo per capita L/hab.dia h = horas de funcionamento do sistema Coef. variação de consumo 89 ÁGUA ESGOTO CONTRIBUIÇÃO PER CAPITA CONSUMO EFETIVO PER CAPITA CONSUMO PER CAPITA SAA PERDAS DE ÁGUA LAVAGEM DE CARROS, DE CALÇADOS E RUAS, REGA DE JARDINS E HORTAS, IRRIGAÇÃO DE PARQUES PÚBLICOS, LAVAGEM DE QUINTAIS, TERRAÇOS DE RESIDÊNCIAS, etc. macromedido micromedido • CONDUTOS FORÇADOS HIDRÁULICA DOS CONDUTOS P. ATM. P. ATM. P. ATM. Posição limite Embora o conduto funcione cheio, em um ponto interno existe uma PRESSÃO igual a P. ATM. PRESSÃO ≠ P. ATM. CONDUTO FORÇADO . Linhas de recalque Adutoras Redes de Distribuição adutoras - condutos livres ou forçados 91 Estimativa Vazões Estudo Populacional E st ru tu ra d a A p re se n ta çã o Estimativa Vazões Estudo Populacional Métodos para o estudo demográfico método dos componentes demográficos métodos matemáticos método de extrapolação gráfica exemplo CÁLCULO DAS VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO Abastecimento de Água 92 EXEMPLO 1 Uma cidade terá um Sistema de Abastecimento de Água conforme esquematizado na figura. A população futura p/ fim de projeto foi estimada em 45.000 hab. Uma indústria localizada entre o Reservatório e a cidade terá um consumo diário regularizado de 2.200 m 3 . Proj. de Sistema de Abastecimento de Água K1 = coeficiente de máxima vazão diária K2 = coeficiente de máxima vazão horária Captação Elevação Tratamento M Adução Reservação Distribuição k1.k2 M m k1 CÁLCULO DAS VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO Abastecimento de Água 94 EXEMPLO 1 a) determinar as vazões para o dimensionamento (em L/s) nos diferentes trechos de canalização admitindo os seguintes dados: - consumo médio per capita anual 200 L/d - coeficiente de variação diária K1 = 1,25 - coeficiente de variação horária K2 = 1,50 - água necessária p/ a lavagem dos filtros da ETA 4 % do volume tratado b) se a ETA tiver que funcionar somente 16 h/d, quais serão as alterações decorrentes nas vazões de dimensionamento? CÁLCULO DAS VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO Abastecimento de Água 95 EXEMPLO 1 solução a) Q med = P * q / 86.400 = = 45.000 hab * 200 (L/ hab*d) / 86.400 (s/d) = 104 L/s Qc = Qd + Qc = 195 + 25,5 = 221 L/s Qb = 104 * 1,25 + 25,5 = 156 L/s Qa = 1,04 * Qb Qa = 162 L/s Qe = 104 * 1,25 * 1,5 = 195 L/s Qd = 2.200.000 L/d = = 2.200.000 (L/ d) / 86.400 (s/d) = 25,5 L/s b) Q'a = 162 * 24/16 = 243 L/s Q'b = 156 * 24/16 = 234 L/s Q'c = Qc = 221 L/s Q'd = Qd = 25,5 L/s Q'e = Qe = 195 L/s 96 Estimativa de Vazões uso da água pelo homem em seus hábitos higiênicos e necessidades fisiológicas população da área de projeto consumo per capita coeficientes de variação de vazão Abastecimento de Água demanda do consumidor/população Q i; f = vazão L/s Qmed = P q k1 k2 86.400 P i; f = população da área de projeto hab q = taxa de consumo água per capita L/hab.dia k1 = coeficiente de variação máxima diária k2 = coeficiente de variação máxima horária 97 Abastecimento de Água Estimativa de Vazões ESTUDO DA POPULAÇÃO • Período de projeto: 20 anos • Estudo da população da área de projeto - Dados populacionais do município e distrito dos últimos censos - Setores censitários da área de projeto - Cadastro imobiliário - Pesquisa de campo - Planos e projetos existentes - Plano Diretor do município - Situação sócio-econômica do município - Elaboração de projeções da população 99 para o estudo da projeção populacional dos municípios e distritos – projeto de sistemas de abastecimento de água e sistemas de esgotos sanitários população da área de projeto qualidade das informações que servirão de base para a projeção populacional efeito do tamanho da área de projeto -> áreas pequenas podem levar a erros maiores de projeção populacional compatibilização das diversas projeções realizadas, para diferentes níveis geográficos período de tempo alcançado pela projeção -> quanto mais longo, maiores serão os erros esperados aspectos Abastecimento de Água 100 de forma complementar e harmônica ao estudo de uso e ocupação do solo -> considerando o município como um todo levantamento, nos últimos quatro censos, dos dados populacionais da sede do município e distritos, quanto à população residente urbana e rural e número de habitantes por domicílio considerando população residente e domicílios ocupados levantamento e mapeamento dos setores censitários da área de projeto, sua população residente e número de domicílios ocupados no últimos dois censos levantamento dos dados mais atuais do número de ligações de luz e ligações de água (residenciais, comerciais, industriais e públicas), bem como, os respectivosíndices de atendimento metodologia estudo da projeção populacional Abastecimento de Água população da área de projeto 101 levantamento de planos e projetos - industriais, habitacionais, transportes, agropecuários, etc., que existam para a região, municípios e/ou distritos, que possam afetar a dinâmica populacional e os usos e ocupação do solo análise do Plano Diretor do Município quanto a sua real utilização e atualidade, bem como as diretrizes futuras metodologia cont. levantamento na prefeitura do número de contribuintes do imposto predial pesquisa de campo com amostra representativa da área de projeto, para definir os parâmetros urbanísticos e demográficos da ocupação atual, assim como: diferentes usos, padrão econômico, tamanho médio do lote, domicílios por lote, habitantes por domicílio, índice de verticalização, percentual de área institucional, etc. estudo da projeção populacional análise sócio-econômica do município e seu papel na região e/ou sub-região em que se insere Abastecimento de Água população da área de projeto 102 dados censitários + população atual -> deduzida das ligações de luz, água e imposto predial estudo da projeção populacional projeção da população expressão matemática que melhor se ajustar aos dados históricos levantados -> usar como parâmetro a população total do município por distrito por área de projeto Abastecimento de Água população da área de projeto 103 estudo da projeção populacional método dos componentes demográficos Métodos para o estudo demográfico métodos matemáticos método de extrapolação gráfica Abastecimento de Água população da área de projeto 104 estudo da projeção populacional método dos componentes demográficos considera a tendência verificada pelas variáveis demográficas -> fecundidade, mortalidade e migração -> são formuladas hipóteses de comportamento futuro expressão geral da população de uma comunidade em função do tempo 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 Abastecimento de Água população da área de projeto Métodos para o estudo demográfico 105 estudo da projeção populacional Métodos para o estudo demográfico - Tendências sócio-econômicas do processo de metropolização - Tendências demográficas globais - Tendências da mortalidade - Tendência da fecundidade - Tendência migratória e população recenseada da RMSP parte de uma divisão da população de base em grupos ou subgrupos homogêneos ex: aplicação do método dos componentes demográficos para a RMSP estudo período 1995 a 2015 Abastecimento de Água população da área de projeto Métodos para o estudo demográfico método dos componentes demográficos 106 estudo da projeção populacional Métodos para o estudo demográfico métodos matemáticos método aritmético método geométrico método da curva logística Abastecimento de Água população da área de projeto Métodos para o estudo demográfico 107 estudo da projeção populacional Métodos para o estudo demográfico Integrando entre os limites definidos - considera uma taxa de crescimento constante ka - a partir, por exemplo, da população do último censo dP / dt = ka P1 -> população do penúltimo censo ano t1 P2 -> população do último censo ano t2 Abastecimento de Água população da área de projeto Métodos para o estudo demográfico métodos matemáticos método aritmético ( )2 1 a 2 1P P k t t− = − 108 estudo da projeção populacional Métodos para o estudo demográfico Equação do método aritmético ( )2 a 2P P k t t= + − onde t representa o ano da projeção/desejado onde P representa a população da projeção/desejada Previsão populacional para um período pequeno de 1 a 5 anos Abastecimento de Água população da área de projeto Métodos para o estudo demográfico métodos matemáticos método aritmético 2 1 a 2 1 P P k t t −= − 109 estudo da projeção populacional Métodos para o estudo demográfico Integrando a equação - considera crescimento da população função da população existente - a partir, por exemplo, da população do último censo dP / dt = kg P P1 -> população do penúltimo censo ano t1 P2 -> população do último censo ano t2 2 1 g 2 1 lnP lnP k t t −= − o que varia é o crescimento logarítmico de P Abastecimento de Água população da área de projeto Métodos para o estudo demográfico métodos matemáticos método geométrico 110 estudo da projeção populacional Métodos para o estudo demográfico onde t representa o ano da projeção/desejado onde P representa a população da projeção/desejada Previsão populacional para um período pequeno de 1 a 5 anos ( )g 2k t t 2P P e −= P = P2 (1 + i) (t-t 2 ) i = e kg - 1 P = P2 (q) (t-t 2 ) q =ou √ (t 2 -t 1 ) P2 / P1 Abastecimento de Água população da área de projeto Métodos para o estudo demográfico métodos matemáticos método geométrico ex: q = 1,035 taxa de 3,5 % a.a. 111 estudo da projeção populacional Métodos para o estudo demográfico a equação logística é da seguinte forma - considera que a população cresce assintoticamente em função do tempo para um valor limite de saturação (K) P -> população saturação igualmente espaçados no tempo -> a bT k P 1 e − = +a, b -> são parâmetros determinados a partir de três pontos conhecidos da curva Po (to), P1 (t1) e P2 (t2) os pontos devem ser Po < P1 < P2 Po * P2 < P1 2e t1 - to = t2 - t1 e = 2,718 Abastecimento de Água população da área de projeto Métodos para o estudo demográfico métodos matemáticos método da curva logística estudo da projeção populacional Métodos para o estudo demográfico os parâmetros da equação da curva logística são definidas por2 0 1 2 1 0 2 2 0 2 1 2P PP (P ) (P P ) K P P (P ) − += − ( ) ( ) 0 1 1 0 P K P1 b log 0,4343d P K P − = − − 0 0 K P1 a log 0,4343 P −= sendo d intervalo constante entre os anos to t1 e t2 equidistantes base 10 112 Abastecimento de Água população da área de projeto Métodos para o estudo demográfico métodos matemáticos método da curva logística 113 curva logística Ano População de saturação K P op ul aç ão T = a b K 2 ponto de inflexão mudança no sentido da curvatura I I b razão de crescimento da populaçãocrescimento acelerado crescimento retardado crescimento à estabilização/ assintótico K limite de P ->P Abastecimento de Água 114 estudo da projeção populacional Métodos para o estudo demográfico método de extrapolação gráfica método de prolongamento manual no prolongamento do crescimento, podem ser utilizados como elementos auxiliares, os dados de populações de outras comunidades que já tenham maior número de habitantes obtêm-se prolongando a curva, de acordo com a tendência geral verificada este método requer uma escolha criteriosa dos dados a serem usados como elementos de comparação, levando-se em consideração as condições de semelhança entre os respectivos fatores de desenvolvimento Abastecimento de Água população da área de projeto Métodos para o estudo demográfico 115 previsão da população por extrapolação gráfica P op ul aç ão Ano A B C D E Comunidade em estudo População em referência População projetada da comunidade A B, C, D e E representam curvas de crescimento das comunidade maiores com características semelhantes a A método de extrapolação gráfica B, C, D e E no período estudado de A Abastecimento de Água duas ou + cidades c/ características semelhantes q apresentam população superior à cidade em estudo 116 estudo da projeção populacional população que se estabelece no núcleo urbano por curtos períodos de tempo, como no caso dos municípios de veraneio, estâncias climáticas e hidrominerais PopulaçãoFlutuante a avaliação pode ser feita a partir das informações do censo demográfico discriminando os domicílios por tipo de ocupação – residencial, ocasional, fechado e vago, permitindo estimar a proporção entre os domicílios de uso ocasional e os de uso residencial séries de informações sobre o consumo de energia elétrica faixas de consumo -> uso ocasional e de uso residencial Abastecimento de Água população da área de projeto 117 estudo da projeção populacional variação do consumo de energia elétrica População Flutuante variação do consumo de água variação do fluxo de veículos no sistema Anchieta - Imigrantes crescimento da capacidade instalada para alojamento na região exemplo na estimativa da população flutuante na Baixada Santista/ SP -> indicadores ref. condições de saturação das praias m2/banhista domicílios permanentes consid. como parte pot p/ abrigar população flutuante Abastecimento de Água população da área de projeto Municípios da Baixada Santista: • Domicílios permanentes: 3 habitantes/domicílio • Domicílios de uso ocasional: 6,5 habitantes/domicílio Municípios do Litoral Norte: • Domicílios permanentes: 4 habitantes/domicílio • Domicílios de uso ocasional: 7 habitantes/domicílio População Flutuante população da área de projeto Abastecimento de Água 119 estudo da projeção populacional dados dos setores censitários Distribuição demográfica deve-se conhecer a distribuição da população atual da área de projeto e a evolução dessa distribuição em termos de adensamentos e ocupação de novas áreas, ao longo do período do projeto - espacial para estimativa de densidade demográfica atual considerar de ligações de energia elétrica ou por pesquisas em campo com amostras representativas de contagem de domicílios e do número de habitantes por domicílio de ligações de água Abastecimento de Água população da área de projeto 120 estudo da projeção populacional parâmetros da ocupação atual - diferentes usos, padrão econômico, tamanho médio do lote, área institucional, índice de verticalização, habitantes por domicílio, etc Distribuição demográfica planos e projetos aprovados e em estudo na Prefeitura Municipal características da área: topografia, facilidades de expansão e preço do terreno existência de infra-estrutura – água, esgoto, águas pluviais, transporte, comunicação, etc para estimativas de densidades demográficas futuras considerar aspectos Abastecimento de Água população da área de projeto 121 estudo da projeção populacional como as redes de água são normalmente projetadas para população de saturação, as densidades de saturação das áreas podem ser definidas pela lei de zoneamento da cidade, caso exista Distribuição demográfica com base na análise da ocupação atual definir as áreas homogêneas, -> para as previsões futuras deve-se -> aplicar os métodos de previsão demográficas Abastecimento de Água população da área de projeto 122 Características urbanas dos bairros Densidade demográfica de saturação (hab/ha) Extensão média de arruamentos/ha (m) Bairros residenciais de luxo com lote padrão de 800 m² 100 150 Bairros residenciais médios com lote padrão de 450 m² 120 180 Bairros residenciais populares com lote padrão de 250 m² 150 200 Bairros mistos residencial-comercial da zona central, com predominância de prédios de 3 e 4 pavimentos 300 150 Bairros residenciais da zona central com predominância de edifícios de apartamentos com 10 e 12 pavimentos 450 150 Bairros mistos residencial-comercial-industrial da zona urbana com predominância de comércio e indústrias artesanais e leves 600 150 Bairros comerciais da zona central com predominância de edifícios de escritórios 1000 200 Distribuição demográfica ex: Densidades demográficas e extensões médias de arruamentos por hectare estimados para a Região Metropolitana de São Paulo. Abastecimento de Água CÁLCULO DAS VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO Proj. de Sistema de Abastecimento de Água vazão máxima de fim de plano dimensionamento da tubulação DN Procedimento qd não existem medições de vazão utilizáveis no projeto Procedimento qd existirem hidrogramas utilizáveis no projeto 123 CÁLCULO DAS VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO Cálculo das vazões totais Procedimento qd não existem medições de vazão utilizáveis no projeto para o início de plano para o final de plano dimensionamento da tubulação DN Qf 124 Qi = K1 (K2) Qi + Σ Qcon.esp i Qf = K1 (K2) Qf + Σ Qcon.esp f Proj. de Sistema de Abastecimento de Água verificação de velocidade e pressão Qi; Qf CETA consome 1 a 5% do volume tratado Procedimento qd não existem medições de vazão utilizáveis no projeto 125 Qcon.esp i = vazão consumo especial inicial, L/s grandes escolas, hospitais, clubes, quartéis, estações rodoviárias, shopping centers, grandes edificações comerciais e residenciais, indústrias, etc. Qcon.esp f = vazão consumo especial final, L/s novos empreendimentos, áreas de expansão, etc. Proj. de Sistema de Abastecimento de Água Proj. de Sistema de Abastecimento de Água K1 = coeficiente de máxima vazão diária K2 = coeficiente de máxima vazão horária Captação Elevação Tratamento M Adução Reservação Distribuição k1.k2 M m k1 Q inicial Q final situação projeto Sistemas de Abastecimento de Água demanda do consumidor/população Q = vazão L/s Qmed = P q k1 e k2 3.600 h Qmed = P q k1 e k2 86.400 P = população abastecível hab q = taxa de consumo per capita L/hab.dia h = horas de funcionamento do sistema Coef. variação de consumo 128 EXEMPLO 2 Dados IBGE P 1970 = 30.000 hab P 1980 = 40.000 hab P 1990 = 60.000 hab P 2000 = 85.000 hab P 2030 = ??? hab Abastecimento de Água população da área de projeto método matemático método da curva logística 129 EXEMPLO 2 Dados IBGE P 1970 = 30.000 hab P 1980 = 40.000 hab P 1990 = 60.000 hab P 2000 = 85.000 hab P 2030 = ??? hab Abastecimento de Água população da área de projeto método matemático método da curva logística Po < P1 < P2 t1 - to = t2 - t1 Po * P2 < P1 2 130 EXEMPLO 2 Dados IBGE Abastecimento de Água população da área de projeto método matemático método da curva logística solução então A não atende a condição Verificar a condição para B, C, D -> P0, P1 e P2 P 0 = 40.000 hab P 1 = 60.000 hab P 2 = 85.000 hab A P 1970 = 30.000 hab B P 1980 = 40.000 hab C P 1990 = 60.000 hab D P 2000 = 85.000 hab P 2030 = ??? hab a bT k P 1 e − = + e = 2,718 Verificar a condição para A, B e C B 2 = 1.600.000.000 A * C = 1.800.000.000 B2 > A * C C 2 = 3.600.000.000 B * D = 3.400.000.000 C2 > B * D B, C, D atende a condição estudo da projeção populacional Métodos para o estudo demográfico os parâmetros da equação da curva logística são definidas por2 0 1 2 1 0 2 2 0 2 1 2P PP (P ) (P P ) K P P (P ) − += − ( ) ( ) 0 1 1 0 P K P1 b log 0,4343d P K P − = − − 0 0 K P1 a log 0,4343 P −= sendo d intervalo constante entre os anos to t1 e t2 equidistantes base 10 131 Métodos para o estudo demográfico métodos matemáticos método da curva logística população da área de projeto 132 EXEMPLO 2 Dados IBGE Abastecimento de Água população da área de projeto método matemático método da curva logística solução P 2030 = 210.000/ (1 + 2,713)^(1,447 - 0,053 * 50) P 2030 = 161.500 hab K = 210.000 hab a ≅ 1,447 b ≅ 0,053 A P 1970 = 30.000 hab B P 1980 = 40.000 hab C P 1990 = 60.000 hab D P 2000 = 85.000 hab P 2030 = ??? hab a bT k P 1 e − = + e = 2,718 TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO PLANEJAMENTO PROJETO CADASTRO MANUTENÇÃO SISTEMA DE ÁGUA AUTOCAD MANUTENÇÃO DOCUMENTOS SUPERVISÓRIO TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO GIS MODELO HIDRÁULICO GERENCIAMENTO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Modelagem Hidráulica – Epanet Traçado da redeem planta Dimensionamento • Determinação dos diâmetros • Determinação das vazões • Determinação das pressões GERENCIAMENTO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Sistema de Informações Geográficas - GIS GERENCIAMENTO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA LICENCIAMENTO AMBIENTAL Procedimento administrativo pelo qual o órgão ambiental licencia a localização, instalação e operação de empreendimentos e atividades utilizadoras de recursos ambientais, consideradas efetivamente poluidoras ou daquelas que, sob qualquer forma, possam causar degradação ambiental LICENCIAMENTO AMBIENTAL Sistema de abastecimento de água: • Utilizam recursos ambientais • Podem causar modificações ambientais • Contém unidades de tratamento geradoras de resíduos LICENCIAMENTO AMBIENTAL Sistema de abastecimento de água: −Captação (eventuais barragens) −Adução − Tratamento −Reservação −Distribuição Licenciamento ambiental: − Para todo o sistema − Partes do sistema LEGISLAÇÃO FEDERAL Resolução CONAMA 001/1986: • Estudo de Impacto Ambiental – EIA • Relatório de Impacto Ambiental – RIMA LEGISLAÇÃO ESTADUAL • Relatório Ambiental Preliminar – RAP • Termo de Referência – TR • Licenciamento ambiental: − Licença Prévia (LP) − Licença de Instalação (LI) − Licença de Operação (LO) LICENÇA PRÉVIA - LP • Deve ser solicitada na fase de planejamento para aprovação da concepção • Atesta a viabilidade ambiental do sistema • Obtenção da LP através do RAP Relatório Ambiental Preliminar ou exigências do EIA – RIMA RELATÓRIO AMBIENTAL PRELIMINAR - RAP • Objeto do licenciamento; • Justificativa do empreendimento • Caracterização do empreendimento • Diagnóstico ambiental preliminar • Identificação e avaliação dos impactos ambientais • Medidas mitigadoras e compensatórias • Manifestações e/ou autorizações de outros órgãos ou parceiros LICENÇA DE INSTALAÇÃO - LI • Solicitada após emissão da LP • Autoriza a instalação do empreendimento • Pré-requisitos para emissão da LI − Autorização de Implantação do Empreendimento pelo órgão gestor de Recursos Hídricos (DAEE) − Outorga Prévia (ANA) • Prazo de validade da LI: 3 anos (pode ser renovada) LICENÇA DE OPERAÇÃO - LO • Solicitada após a conclusão das obras • Comprovação das exigências nas LP e LI • Prazo de validade determinado LICENCIAMENTO AMBIENTAL Lei de Crimes ambientais – Lei nº 9065 – fevereiro/1998: • Dispõe sobre as sanções penais e administrativas derivadas de condutas e atividades lesivas ao meio ambiente • Implantação de componentes de sistemas de abastecimento sem licenças ambientais são caracterizados como infração administrativa 146 147 Ciclo do Saneamento Básico
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