Aula 02 - Consumo de Água e Crescimento Populacional

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CONSUMO DE ÁGUA E 
ESTUDO POPULACIONAL
Fortaleza - 2020
Curso de Engenharia Civil
Disciplina: Abastecimento de Água
Profª. Dra. Jéssyca de Freitas Lima Brito
04/03/2020 10:08:55
Sistema de Abastecimento de Água
?
?
Profª. Dra. Jéssyca Brito
04/03/2020 10:08:55
Consumo de Água
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04/03/2020 10:08:55
Consumo de Água
*Demanda de água para ETA
**Perdas
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04/03/2020 10:08:55
Consumo de Água
Pode ser determinado por:
• Micromedição – leitura dos hidrômetros 
• Macromedição – leitura na saída do 
reservatório 
• Ausência de medições – valores de consumo médio ou valores de 
áreas semelhantes 
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04/03/2020 10:08:52
Fatores que afetam o consumo de água
• Condições climáticas;
• Hábitos e nível econômico da população;
• Porte, características e topografia da cidade;
• Preço da água;
• Administração do SAA.
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Variações no Consumo de Água
Em um sistema de abastecimento de água, a quantidade consumida varia
em função do tempo.
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• Variação diária
A relação entre o maior consumo diário verificado no período de
um ano e o consumo médio diário neste mesmo ano.
𝐾1 =
𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙
𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑚é𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙
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Variações no Consumo de Água
Recomendação ABNT : K1 = 1,2 
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𝐾1 =
𝑄𝑚𝑎𝑥 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙
𝑄𝑚𝑒𝑑 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙
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Variações no Consumo de Água
Recomendação ABNT : K1 = 1,2 
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A relação entre a maior vazão horária observada em um dia e a
vazão média horária do mesmo dia.
𝐾2 =
𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 𝑣𝑎𝑧ã𝑜 ℎ𝑜𝑟á𝑟𝑖𝑎 𝑛𝑜 𝑑𝑖𝑎
𝑣𝑎𝑧ã𝑜 𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑜 𝑑𝑖𝑎
04/03/2020 10:08:55
Variações no Consumo de Água
• Variação horária
Recomendação ABNT : K2 = 1,5 
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𝐾2 =
𝑄𝑚𝑎𝑥 ℎ𝑜𝑟á𝑟𝑖𝑎
𝑄𝑚𝑒𝑑 ℎ𝑜𝑟á𝑟𝑖𝑎
04/03/2020 10:08:55
Variações no Consumo de Água
Recomendação ABNT : K2 = 1,5 
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Vazões de Dimensionamentos
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04/03/2020 10:08:55
Vazões de Dimensionamentos
𝑸
𝑳
𝒔
=
𝑷 𝒉𝒂𝒃 × 𝒒𝒑𝒄 (
𝑳
𝒉𝒂𝒃
. 𝒅)
𝟖𝟔. 𝟒𝟎𝟎 (
𝒔
𝒅
)
Vazão média
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Vazões de Dimensionamentos
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Se as obras previstas no projeto forem construídas para atender o
horizonte do projeto, nos anos iniciais haverá grande ociosidade o que
significa onerar a população atual.
Para que isso não aconteça, as obras geralmente são executadas em
etapas.
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Vazões de Dimensionamentos
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04/03/2020 10:08:55
Vazões de Dimensionamentos
Vazões nas diferentes unidades de um SAA
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04/03/2020 10:08:55
Vazões de Dimensionamentos
Exemplo 01:
Calcular a vazão das unidades de um sistema de abastecimento de
água, considerando os seguintes parâmetros:
• P para dimensionamento das unidades de produção, exceto adutoras
(alcance = 10 anos) = 20.000 hab;
• P para dimensionamento de adutoras e rede de distribuição (alcance = 20
anos) = 25.000 hab;
• qpc = 200 L/hab.dia;
• t = 16 horas;
• qETA = 3%;
• k1 = 1,2;
• k2 = 1,5;
• Qs = 1,6 L/s.
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As obras de abastecimento de água devem ser projetadas para atender a
uma determinada população, maior do que a atual (crescimento
demográfico).
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
O período de crescimento previsto é
chamado de horizonte de projeto.
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Plano de saneamento básico de Fortaleza. Disponível em:
https://urbanismoemeioambiente.fortaleza.ce.gov.br/infocidade/364-plano-municipal-de-saneamento-basico
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
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Estudo Populacional 
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Estudo da população da área de projeto:
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Estudo Populacional 
•Dados populacionais dos últimos censos
•Setores censitários da área de projeto
•Cadastro imobiliário
•Pesquisa de campo
•Planos e projetos existentes
•Planos diretores do município
•Situação socioeconômica do município
•Elaboração de projeções da população
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Estudo Populacional 
Principais métodos de estudos demográficos:
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Método dos Componentes Demográficos
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Estudo Populacional 
Profª. Dra. Jéssyca Brito
Método dos Componentes Demográficos
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
𝑷 = 𝑷𝟎 + 𝑵−𝑴 + (𝑰 − 𝑬)
Em que:
P = população do horizonte;
P0 = população inicial;
N = nascimentos;
M = óbitos;
I = imigrantes;
E = emigrantes.
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Métodos Matemáticos
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
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• Métodos Aritmético
Método que se baseia em uma taxa de crescimento constante (linear) ao
longo dos anos.
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
Utilizado para períodos
de 1 a 5 anos.
Em que: t representa o ano de projeção e P a população 
𝑑𝑃
𝑑𝑡
= 𝐾𝑎
𝑃𝑡 = 𝑃0 + 𝑘𝑎. 𝑡 − 𝑡0
𝐾𝑎 =
𝑃2−𝑃0
𝑡2 − 𝑡0
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• Métodos Geométrico
Método que se baseia em função da população existente a cada instante
(crescimento exponencial).
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
Indicado para horizontes
maiores.
Em que: t representa o ano de projeção e P a população 
𝑑𝑃
𝑑𝑡
= 𝑘𝑔. 𝑃
𝑃𝑡 = 𝑃0.𝑒
𝑘𝑔. 𝑡−𝑡0
𝑘𝑔 =
ln(𝑃2) − ln(𝑃0)
𝑡2 − 𝑡0
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• Métodos da Curva Logística
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
Para aplicação do método da curva logística é necessário que sejam
conhecidos três pontos da curva P0 (t0); P1 (t1); e P2 (t2) igualmente
espaçados e que P0 < P1 < P2 e P0.P2 < P1
².
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• Métodos da Curva Logística
Nesse método considera-se que o crescimento da população obedece a
uma relação matemática do tipo curva logística, nos quais a população
cresce em função do tempo para um valor limite de saturação (k).
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
Indicado para horizontes
maiores.
Em que: t representa o ano de projeção e P a população 
𝑑𝑃
𝑑𝑡
= 𝑘𝑙 . 𝑃. (
𝑃𝑠 −𝑃
𝑃𝑠
)
𝑃𝑡 =
𝑃𝑠
1 + 𝑐. 𝑒𝑘𝑙. 𝑡−𝑡0
𝑃𝑠 =
2. 𝑃0. 𝑃1 . 𝑃2 − 𝑃1
2. (𝑃0 + 𝑃2)
𝑃0. 𝑃2 − 𝑃1
2
𝑐 =
𝑃𝑠 − 𝑃0
𝑃0
𝑘𝑙 =
1
𝑡2 − 𝑡1
. ln
𝑃0. (𝑃𝑠 − 𝑃1)
𝑃1. (𝑃𝑠 − 𝑃0)
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04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
Exemplo 02:
Com base nos dados censitários apresentados a seguir, elaborar a
projeção populacional, utilizando-se os métodos baseados em
equações matemáticas:
Ano População (hab)
1980 10.585
1990 23.150
2000 40.000
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04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
Exemplo 02:
Ano População medida
População estimada
Aritmética Geométrica Logística
1980 10.585 (P0) 10.585 10.585 10.585
1990 23.150 (P1) 25.293 20.577 23.150
2000 40.000 (P2) 40.000 40.000 40.000
2005 -
2010 -
2015 -
2020 -
Profª. Dra. Jéssyca Brito
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
Exemplo 02:
Ano População medida
População estimada
Aritmética Geométrica Logística
1980 10.585 (P0) 10.585 10.585 10.585
1990 23.150 (P1) 25.293 20.577 23.150
2000 40.000 (P2) 40.000 40.000 40.000
2005 - 47.355 55.809 47.725
2010 - 54.708 77.758 53.930
2015 - 62.061 108.414 58.457
2020 - 69.415 151.157 61.534
Profª. Dra. Jéssyca Brito
PROJEÇÃO POPULACIONAL
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
ANO
P
O
P
U
L
A
Ç
Ã
O
 
(h
a
b
)
CENSO
LOGIST
ARITM
GEOM
DECRESC
saturação 
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
Exemplo 02:
Profª. Dra. Jéssyca Brito
População que se estabelece no núcleo urbano por curtos períodos de
tempo.
Fatores
Turismo;
Festa;
Romarias, etc.
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
População FlutuanteProfª. Dra. Jéssyca Brito
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
Profª. Dra. Jéssyca Brito
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
Consumo Doméstico
Profª. Dra. Jéssyca Brito
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
Consumo Comercial
Profª. Dra. Jéssyca Brito
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
Consumo Público
Profª. Dra. Jéssyca Brito
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
Consumo Industrial
Profª. Dra. Jéssyca Brito
04/03/2020 10:08:55
Estudo Populacional 
Perdas
Profª. Dra. Jéssyca Brito
04/03/2020 10:08:55
QUIZ
Profª. Dra. Jéssyca Brito
https://www.onlinequizcreator.com/pt/02-abastecimento-de-agua/quiz-439442
https://www.onlinequizcreator.com/pt/02-abastecimento-de-agua/quiz-439442
04/03/2020 10:08:55
Exercício de Fixação
1) Determinar a vazão total requerida por uma rede de abastecimento
de água, a partir dos seguintes dados:
População no alcance do plano = 98.110 habitantes
Consumo per capita = 200 l/hab/dia
Coeficiente do dia de maior consumo k1 = 1,2
Coeficiente da hora de maior consumo k2 = 1,5
Profª. Dra. Jéssyca Brito
04/03/2020 10:08:55
Exercício de Fixação
2) A tabela abaixo mostra dados da população de uma cidade para os
anos de 1980, 1990 e 2000. Faça uma projeção desta população para o
ano de 2020 utilizando os métodos algébrico, geométrico e a curva
logística.
Ano População (hab)
1980 18600
1990 36549
2000 61290
Profª. Dra. Jéssyca Brito
04/03/2020 10:08:55