Sistemas de Abastecimento de Águas (SAA)

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CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
Disciplina: Saneamento básico e tratamento de resíduos 
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA 
INTRODUÇÃO 
	Lei nº 11.445 de 
2007 – Diretrizes 
Saneamento 
Básico 
	
	Constituído pelas atividades, infraestruturas e instalações necessárias ao abastecimento público de água potável, desde a captação até as ligações prediais e respectivos instrumentos de medição. 
Visão geral do Sistema de Abastecimento de Água
 
COMPONENTES DO SISTEMA 
	ESTAÇÃO ELEVATÓRIA 
	CAPTAÇÃO 
	MANANCIAL 
	SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO 
DE ÁGUA POTÁVEL 
	REDE DE DISTRIBUIÇÃO 
	ADUÇÃO 
	RESERVATÓRIO DE ÁGUA 
	ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA 
COMPONENTES DO SISTEMA 
COMPONENTES DO SISTEMA: MANANCIAL 
Fonte de fornecimento de água, onde é retirada água em volume e vazões suficientes para suprir a demanda do sistema de abastecimento. Pode ser um corpo d’água superficial (rio, represa, 
...) ou subterrâneo (poço artesiano, poço de lençol freático...) 
COMPONENTES DO SISTEMA: MANANCIAL 
	QUALIDADE DA ÁGUA DO MANANCIAL 
Define a complexidade do sistema de tratamento a ser implantado. 
Resolução CONAMA n° 357 / 2005 com alterações da 430/2011: Classifica as águas e, dentre elas, a classe de água adequada ao abastecimento urbano. 
Classe especial: Água adequada ao abastecimento sem tratamento prévio; 
Classe - 1: Adequada ao abastecimento após tratamento simplificado; 
Classe - 2: Adequada ao abastecimento após tratamento convencional; Classe - 3: Adequada ao abastecimento após tratamento avançado; Classe - 4: Não adequada. 
Portaria do Ministério da Saúde 2914/2011: Estabelece os padrões de potabilidade (físicos, químicos e biológicos) da água para consumo humano. 
Organização Mundial da Saúde – OMS: Estabelece os padrões de potabilidade da água para consumo humano por meio do Guia para a Qualidade da Água Potável. 
	SUPERFICIAL 
	
	SUPERFICIAL 
	
	SUBTERRÂNEA 
COMPONENTES DO SISTEMA: CAPTAÇÃO 
Unidade construídas junto ao manancial destinadas a retirada de água para o sistema de abastecimento público. 
COMPONENTES DO SISTEMA: CAPTAÇÃO 
ELEVATÓRIA 
	
	Unidade destinada ao recalque (bombeamento) de água do 
	de água bruta (EEAB) 
	manancial (água bruta) para a unidade seguinte do sistema de abastecimento de água, normalmente uma estação de tratamento de água. 
	Unidade destinada ao recalque (bombeamento) de água tratada entre demais unidades do sistema de abastecimento de água. 
	de água tratada (EEAT) 
Podem ser necessárias quando a água necessita atingir alturas mais elevadas. Existem sistemas que não apresentam estações elevatórias, sendo a água transportada por gravidade. 
As estações elevatórias podem ser: 
ELEVATÓRIA 
ELEVATÓRIA 
	
	Unidade destinada ao recalque (bombeamento) de água do 
	de água bruta (EEAB) 
	manancial (água bruta) para a unidade seguinte do sistema de abastecimento de água, normalmente uma estação de tratamento de água. 
	Unidade destinada ao recalque (bombeamento) de água tratada entre demais unidades do sistema de abastecimento de água. 
	de água tratada 
(EEAB) 
Podem ser necessárias quando a água necessita atingir alturas mais elevadas. Existem sistemas que não apresentam estações elevatórias, sendo a água transportada por gravidade. 
As estações elevatórias podem ser: 
COMPONENTES DO SISTEMA: ESTAÇÃO 
COMPONENTES DO SISTEMA: ESTAÇÃO 
COMPONENTES DO SISTEMA: ESTAÇÃO 
COMPONENTES DO SISTEMA: ADUÇÃO 
Tubulações que conduzem água bombeada ou por gravidade entre as unidades do sistema de abastecimento de água. Não distribuem água diretamente aos consumidores. 
COMPONENTES DO SISTEMA: ADUÇÃO 
COMPONENTES DO SISTEMA: ETA 
Unidade destinada a tratar a água bruta de modo a adequá-la aos padrões de potabilidade estabelecidos pela Portaria n° 518/2004 do Ministério da Saúde. 
COMPONENTES DO SISTEMA: 
ETA 
Estação de Tratamento de Água 
RESERVATÓRIO ÁGUA 
Unidade destinada a armazenar água em volume suficiente para regularizar as variações entre vazões de adução (produção) e de distribuição (consumo). Também condiciona as pressões na rede de distribuição de água (RDA). 
DISTRIBUIÇÃO 
Tubulações que levam água potável de forma contínua e, em quantidade e pressões adequadas até as unidades de consumo. 
DISTRIBUIÇÃO 
	VÁLVULA 
REDUTORA 
DE PRESSÃO 
DISTRIBUIÇÃO 
	
	
	VENTOSA 
COMPONENTES DO SISTEMA: 
COMPONENTES DO SISTEMA: REDE DE 
COMPONENTES DO SISTEMA: REDE DE 
DIMENSIONAMENTO DO 
SISTEMA DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
 
ALCANCE OU HORIZONTE DE PROJETO 
	Por quanto tempo meu sistema de abastecimento de água deverá funcionar? 
	
	· É o intervalo de tempo durante o qual o sistema a ser implantado estará atendendo a população de maneira satisfatória. 
· Pode ser definido em função do período de atendimento das obras civis e/ou equipamentos. influenciado por diversos fatores. tais como: 
▫	disponibilidade hídrica; 
▫	dificuldade de execução; 
▫ disponibilidade e qualidade dos equipamentos e obras civis; 
▫	disponibilidade de recursos; 
▫	custo x ociosidade inicial ("bom senso"). 
ALCANCE OU HORIZONTE DE 
PROJETO
 
ESTUDO DA POPULAÇÃO 
	Quantas pessoas o meu sistema de abastecimento de água irá atender? 
	
	PERÍODO
Estudo ▫
▫
▫
▫ ▫
▫
	 DE PROJETO: 20 ANOS da população da área de projeto: 
Dados populacionais do município e distrito dos últimos censos; 
Setores censitários da área de projeto; 
Dados atuais do n° de ligações de água, bem como o índice de atendimento divulgado; 
 Cadastro imobiliário; 
Pesquisa de campo; 
Planos e projetos existentes; 
	
	
	▫
	Plano Diretor do município; 
	
	
	▫
	Situação socioeconômica do município; 
	
	
	▫
	 Elaboração de projeções da população. 
ESTUDO DA POPULAÇÃO 
	Quantas pessoas o meu sistema de abastecimento de água irá atender? 
	
	MÉTODOS PARA O ESTUDO DEMOGRÁFICO • Métodos dos componentes demográficos. 
· Métodos matemáticos: 
▫	Método aritmético 
▫	Método geométrico 
▫	Método da curva logística 
· Métodos da extrapolação gráfica; 
· População flutuante; 
· Distribuição demográfica. 
ESTUDO DA POPULAÇÃO 
	
	Métodos dos componentes demográficos 
	
ESTUDO DA POPULAÇÃO 
	
	Métodos matemáticos: 
MÉTODO 
ARITMÉTICO 
	
ESTUDO DA POPULAÇÃO 
	
	Métodos matemáticos: MÉTODO 
GEOMÉTRICO 
	
ESTUDO DA POPULAÇÃO 
	
	Métodos matemáticos: 
MÉTODO DA 
CURVA 
LOGÍSTICA 
	
	Para utilização desse método são necessários: 
• três pontos conhecidos da curva P0 (t0), P1 (t1), P2 (t2), devendo estar equidistantes no tempo, ou seja, t1 – t0 = t2 – t1 
	· P0 < P1 < P2 
· P0P2 < P1² 
	
ESTUDO DA POPULAÇÃO 
Métodos matemáticos: MÉTODO DA CURVA LOGÍSTICA 
onde
:
 
 
P
 
=
 
População
 
num
 
determinado
 
ano
;
 
k
 
=
 
População
 
de
 
saturação
;
 
e
 
=
 
base
 
dos
 
logaritmos
 
neperianos
 
=
 
2
,
7182845
;
 
a
 
=
 
parâmetro
 
da
 
curva,
 
sendo
 
que
 
a
 
é
 
um
 
valor
 
tal
 
que
 
T
 
=
 
a/b
 
há
 
uma
 
inflexão
 
na
 
curva
;
 
b
 
=
 
parâmetro
 
da
 
curva
 
que
 
é
 
a
 
razão
 
de
 
crescimento
 
da
 
população
;
 
T
 
=
 
intervalo
 
de
 
tempo
 
entre
 
o
 
ano
 
do
 
alcance
 
de
 
projeto
 
e
 
t
0
;
 
d
 
=
 
intervalo
 
constante
 
entre
 
os
 
anos,
 
t
0
,
 
t
1
 
e
 
t
2
.
 
EXEMPLO 1 
Calcular
 
a
 
população
 
de
 
uma
 
cidade
 
para
 
o
 
ano
 
2020
 
e
 
2030
,
 
utilizando
 
os
 
seguintes
 
métodos
 
de
 
previsão
 
populacional
:
 
 
a)
Aritmético
 
b)
Geométrico
 
c)
Curva
 
logística
 
 
São
 
conhecidos
 
os
 
dados
 
da
 
população
 
urbana
 
da
 
cidade
 
referente
 
aos
 
censos
 
de
 
1990
,
 
2000
 
e
 
2010
,
 
apresentados
 
na
 
Tabela
 
1
.
 
CONSUMO DE ÁGUA 
	
	Qual a quantidade de água que essas pessoas irão consumir? 
	
CONSUMO DE ÁGUA 
	
	Qual a quantidade de água que essas pessoas irão consumir? 
	
	• Consumo 	per 	capita 	por 	porte 	da comunidade: 
	
	
EXEMPLO 2 
	a)
	Considerando uma população de 200 mil habitantes calcular o consumo per capita para um volume consumido de 44.233 m3/dia. 
	b)
	Qual é o consumo per capita de uma população de 2 mil habitantes que consumiu
116.800 m3 de água no ano de 2009? 
	c)
	O volume micromedido de um setor foi de 108.240 m3 no mês de julho de 2010. Sabendo que o setor apresenta 3.245 ligações com 4.100 economias, e que a média é de 4 habitantes por economia, qual o consumo per capita desse setor? 
	d)
	Um setor apresenta, num período de 30 dias um volume macromedido 220.150 m3. O número de economias é igual ao de ligações, ou seja, 6.000 ligações. Determine o consumo per capita macromedido para essa situação onde existem 3,5 habitantes por economia. 
	Tradicionalmente, os consumidores são classificados em quatro categorias: 
· DOMÉSTICO 
· COMERCIAL 
· INDUSTRIAL 
· PÚBLICO 
Por que é feita essa classificação? 
· Essas 	categorias 	são 	claramente identificáveis. 
· Existe a necessidade de estabelecimento de políticas tarifárias e de cobrança diferenciadas. 
CLASSIFICAÇÃO DOS 
CONSUMIDORES 
 
VARIAÇÕES NO CONSUMO DE ÁGUA 
	
	VARIAÇÃO ANUAL 
	
	O consumo de água tende a crescer com o decorrer do tempo, devido ao aumento da população. 
	
VARIAÇÕES NO CONSUMO DE ÁGUA 
	
	VARIAÇÃO MENSAL 
	
	As variações mensais ocorrem e variam de ano para ano. Tem influências sazonais. 
	
VARIAÇÕES NO CONSUMO DE ÁGUA 
	
	VARIAÇÃO MENSAL 
	
	As variações mensais ocorrem e variam de ano para ano. Tem influências sazonais. 
	
VARIAÇÕES NO CONSUMO DE ÁGUA 
	
	VARIAÇÕES DIÁRIAS 
	
VARIAÇÕES NO CONSUMO DE ÁGUA 
	
	VARIAÇÕES DIÁRIAS 
	
	CONSIDERAÇÕES 	PARA 	DETERMINAÇÃO 	DO 
COEFICIENTE K1 
· Analisar leituras diárias dos macromedidores ou volumes estimados; 
· leitura zero deve-se verificar a possibilidade de considerar o consumo médio diário; 
· descartar leituras de dias onde ocorreram grande vazamentos (estouro de rede); 
· consumos elevados, verificar se houve manobras entre setores; 
· verificar perfil do consumo da cidade (residencial comercial, turística, etc...); 
· verificar confiabilidade da leitura do macromedidor. 
VARIAÇÕES NO CONSUMO DE ÁGUA 
	VARIAÇÕES DIÁRIAS 
	
VARIAÇÕES NO CONSUMO DE ÁGUA 
	VARIAÇÕES DIÁRIAS 
	
VARIAÇÕES NO CONSUMO DE ÁGUA 
	VARIAÇÕES DIÁRIAS 
	
EXEMPLO 3 
	a)
	Uma cidade distribuiu 26.605.848 m3 de água no ano de 2007. Em agosto foi registrado 74.008 m3/dia, o maior consumo diário médio mensal. O maior consumo diário foi registrado no dia 5 de outubro, sendo de 93.785 m3. Determinar o valor de K1. 
	b)
	Considerando uma população de 200 mil habitantes calcular o consumo per capita para um volume consumido de 16.144.849 m3/ano. Calcular o índice de perda considerando o volume distribuído do exercício da letra (a). 
VARIAÇÕES NO CONSUMO DE ÁGUA 
	
	VARIAÇÕES HORÁRIAS 
	
VARIAÇÕES NO CONSUMO DE ÁGUA 
VARIAÇÕES HORÁRIAS 
EXEMPLO 4 
a)
Calcular
 
o
 
valor
 
de
 
K
2
 
para
 
os
 
dados
 
a
 
seguir
:
 
CÁLCULO DE VAZÕES 
Q
1
 
Q
2
 
Q
3
 
Q
1
 
CÁLCULO DE VAZÕES 
	
	VAZÃO DA 
CAPTAÇÃO, 
ESTAÇÃO 
ELEVATÓRIA E 
ADUTORA ATÉ A 
ETA 
	
CÁLCULO DE VAZÕES 
	
	VAZÃO DA ETA 
ATÉ O 
RESERVATÓRIO 
	
CÁLCULO DE VAZÕES 
	
	VAZÃO DE 
DISTRIBUIÇÃO (do reservatório até a rede) 
	
EXEMPLO 5 
	a)
	Calcular as vazões de dimensionamento de um sistema de abastecimento de água, para atender uma população de 100.000 habitantes com vazão industrial de 25 l/s, sendo o consumo per capita de 200 l/hab.dia e um consumo na ETA de 3%. Adotar para K1 = 1,2 e K2=1,5. 
	
	
EXEMPLO 6 
No ano de 2008 foram aduzidos para a cidade A 1.200.000 m3 de água proveniente do único manancial que abastece o município. No dia 20 de janeiro de 2008 observou-se o consumo de 3.600 m3, que foi o maior consumo diário do ano. Sabe-se que a população abastecida pelo sistema era de 10.500 habitantes que ocupavam 3.000 domicílios, sendo que o maior e menor consumo horário no período foi, respectivamente, 200 e 40 m3. Calcular: 
a) A vazão média diária para a cidade.; 
b) O consumo médio per capita no ano, em l/hab.dia; 
c) Os coeficiente de consumo K1 e K2.