AULA07_SA_-_SAA_Vazes_de_dimensionamento

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Professora Giovana Medeiros
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Civil
Disciplina: Saneamento Ambiental
Natal, RN
2020
Aula 07 – Sistema de Abastecimento 
de Água – Vazões de 
Dimensionamento
Adaptado de Heloise Knapik
EXEMPLOS DE SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
http://atlas.ana.gov.br/Atlas/forms/analise/Geral.aspx?est=19
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http://atlas.ana.gov.br/Atlas/forms/analise/Geral.aspx?est=19
Exemplo do SAA 
de Natal-RN
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Exemplo do SAA 
de Serra 
Caiada-RN
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DEMANDAS EM UMA INSTALAÇÃO PARA 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Qualidade, Quantidade, Pressão e Continuidade
Demanda atual e futura (alcance de projeto)
Consumo no próprio sistema (limpeza de ETAs)
Perdas no sistema
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DEMANDAS EM UMA INSTALAÇÃO PARA 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
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K1: 
𝑀𝑎𝑖𝑜𝑟 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜 𝑛𝑜 𝑎𝑛𝑜
𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑚é𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑜 𝑛𝑜 𝑎𝑛𝑜
Variação temporal da 
vazão
K2: 
𝑀𝑎𝑖𝑜𝑟 𝑣𝑎𝑧ã𝑜 ℎ𝑜𝑟á𝑟𝑖𝑎 𝑛𝑜 𝑑𝑖𝑎
𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑜 𝑑𝑖𝑎
Coeficientes de 
reforço (K1 e K2 )
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DOS 
COMPONENTES DE UM SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
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Unidades de produção Unidades de distribuição
Dimensionamento Demanda máxima
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DOS 
COMPONENTES DE UM SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
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Sistema de produção (montante do reservatório)
• Dimensionados para atender a vazão média do dia de maior consumo do 
ano (K1).
Sistema de distribuição
• Dimensionado para maior vazão de demanda, que é a hora de maior 
consumo do dia de maior consumo (K1 e K2).
Reservatório
• Recebe a vazão constante (média do dia de maior consumo) e equilibra as 
variações horárias da demanda.
ETA
• Consome cerca de 1 a 5% do volume tratado para lavagem dos filtros e 
decantadores.
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DOS 
COMPONENTES DE UM SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
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Vazão média
ത𝑄 =
𝑃 ∙ 𝑞𝑝𝑐
86400
ത𝑄 : vazão média (l/s);
P : população (hab);
qpc : consumo per capita (l/hab.dia).
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DOS 
COMPONENTES DE UM SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
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Consumo per capita 𝑞𝑝𝑐 =
𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎
𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎çã𝑜
Micromedição: leitura dos hidrômetros
Macromedição: leitura na saída do 
reservatório
Ausência de medições: valores de consumo 
médio ou valores de áreas semelhantes
qpc efetivamente consumido 
pelos usuários
qpc utilizado no 
dimensionamento das 
unidades de um SAA
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DOS 
COMPONENTES DE UM SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
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Macromedição Micromedição
𝑞𝑝𝑐 =
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜 (𝑚𝑎𝑐𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜)
𝑝𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑎𝑏𝑎𝑠𝑡𝑒𝑐𝑖𝑑𝑎
𝑞𝑚 =
𝑉𝑐 (𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜)
𝑁𝐸 ∙ 𝑁𝐷 ∙ 𝑁𝐻/𝐿
𝐼𝑃 (%) =
𝑞𝑝𝑐 − 𝑞𝑚
𝑞𝑝𝑐
∙ 100
qpc : consumo per capita (L/hab.dia);
𝑞𝑚 : consumo efetivo per capita de água (L/hab.dia);
Vc : volume consumido medido nos hidrômetros (micromedição) (L)
NE: número médio de economias;
ND: número de dias da medição pelos hidrômetros;
NH/L: número de habitantes por ligação;
IP : índice de perdas (%).
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DOS 
COMPONENTES DE UM SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
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𝑞𝑝𝑐 =
𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑢𝑚𝑎 𝑝𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎çã𝑜
𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑎𝑏𝑎𝑠𝑡𝑒𝑐𝑖𝑑𝑎
Macromedição: leitura na saída do 
reservatório
qpc utilizado no 
dimensionamento das 
unidades de um SAA
O valor do consumo per capita (qpc) representa a média diária, por indivíduo, 
dos volumes requeridos para satisfazer aos consumos doméstico, comercial, 
público e industrial, além das perdas do sistema. Unidade utilizada: L/hab.dia.
PERDAS DE ÁGUA: MACRO E 
MICROMEDIÇÃO
Exemplo:
Suponha que em um sistema tenha sido apurado um valor médio de consumo
per capita micromedido de 100 L/hab.dia.
Se tal sistema apresenta uma média histórica de perdas de 35%, o consumo per
capita macromedido, o qual a capacidade das unidades do sistema deve
comportar, deverá ser de quanto?
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𝐼𝑃 (%) =
𝑞𝑝𝑐 − 𝑞𝑚
𝑞𝑝𝑐
∙ 100
Resposta:
Consumo per capita macromedido
qpc = 154 l/hab.dia
PERDAS DE ÁGUA
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Fonte: Instituto Trata Brasil, 2006
Perdas físicas ou reais
• Vazamentos nas 
tubulações de distribuição 
e das ligações prediais;
• Extravasamento de 
reservatórios;
• Operação de descargas 
nas redes de distribuição e 
limpeza dos reservatórios.
Perdas não físicas ou 
aparentes
• Ligações clandestinas;
• By-pass irregular no ramal 
das ligações (“gato”);
• Problemas de 
micromedição 
(hidrômetros inoperantes 
ou com submedição, 
fraudes, erros de leitura, 
problemas na calibração).
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DOS 
COMPONENTES DE UM SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
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Unidades de produção Unidades de distribuição
𝑄𝐴𝐴𝑇 =
ത𝑄 ∙ 𝐾1 ∙ 24
𝑡
+ 𝑄𝐸𝑠𝑝
𝑄𝐷𝑖𝑠𝑡 = ത𝑄 ∙ 𝐾1 ∙ 𝐾2 + 𝑄𝐸𝑠𝑝𝑄𝑃𝑟𝑜𝑑 =
ത𝑄 ∙ 𝐾1 ∙ 24
𝑡
1 +
𝐶𝐸𝑇𝐴
100
+ 𝑄𝐸𝑠𝑝
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DOS 
COMPONENTES DE UM SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
- Vazão da captação, estação elevatória e adutora até a ETA (L/s):
- Vazão da ETA até o reservatório: Adutora de Água Tratada (L/s):
- Vazão do reservatório até a rede (L/s):
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𝑄𝑃𝑟𝑜𝑑 =
ത𝑄 ∙ 𝐾1 ∙ 24
𝑡
1 +
𝐶𝐸𝑇𝐴
100
+ 𝑄𝐸𝑠𝑝
𝑄𝐴𝐴𝑇 =
ത𝑄 ∙ 𝐾1 ∙ 24
𝑡
+ 𝑄𝐸𝑠𝑝
𝑄𝐷𝑖𝑠𝑡 = ത𝑄 ∙ 𝐾1 ∙ 𝐾2 + 𝑄𝐸𝑠𝑝
ത𝑄 =(P . qpc)/86400 = vazão média (L/s);
𝑞𝑝𝑐 = consumo per capita (L/hab.dia);
𝐾1 = coeficiente do dia de maior consumo;
𝐾2 = coeficiente da hora de maior consumo;
𝐶𝐸𝑇𝐴= consumo de água na ETA (%);
𝑄𝐸𝑠𝑝= vazão singular de grande consumidor (L/s);
𝑡 = período de funcionamento da produção (h) 
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DOS 
COMPONENTES DE UM SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Particularidades:
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Alcance do projeto: pode haver diferenças entre as 
unidades do sistema, resultando em valores 
diferentes de população utilizada no 
dimensionamento. 
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DOS 
COMPONENTES DE UM SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Exemplo:
Calcular a vazão das unidades de um sistema de abastecimento de água, considerando os
seguintes parâmetros:
•População para o ano de 2019 igual a 30.000 habitantes
•qpc = 180 L/hab.dia
•t = 18 horas
•qETA = 3%
•K1 = 1,2
•K2 = 1,5
•QEsp = 5,8 L/s
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Dúvidas?
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BIBLIOGRAFIA DA AULA
- Abastecimento de Água. Milton Tomoyuki Tsutiya. 3ª edição. São Paulo: Departamento de Engenharia
Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2006. 643 p.
- Abastecimento de Água para consumo humano. Léo Heller, Valter Lúcio de Pádua (organizadores).
Volume 1, Belo Horizonte: Editora UFMG, 2006.
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Até a próxima aula!
PROFª GIOVANA MEDEIROS
GIOVANACSM@YAHOO.COM.BR
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