Universidade Federal de Ouro Preto Escola de Minas Departamento de Engenharia Civil CIV 640 Saneamento Urbano Concepção de instalações para o abastecimento de água Prof. Aníbal da Fonseca Santiago
Universidade Federal de Ouro Preto Escola de Minas Departamento de Engenharia Civil CIV 640 Saneamento Urbano Objetivo da aula 3: Apresentar conceitos e aspectos ligados ao estudo de concepção de instalações para o abastecimento de água
Concepção de Sistemas de Abastecimento de Água Conjunto de estudos e conclusões referentes ao estabelecimento de todas as diretrizes parâmetros e definições necessárias para a caracterização completa do sistema a projetar (TSUTIYA, 2004) 3
Concepção de Sistemas de Abastecimento de Água A melhor solução para um problema de abastecimento de água não é necessariamente a mais econômica, a mais segura ou a mais moderna, mas sim aquela mais apropriada a realidade social em que será aplicada. (HELLER, 2010) 4
O porquê dos estudos de concepção: 5
Concepção de Sistemas de Abastecimento de água Segundo a UNICEF (1978): definição da tecnologia apropriada para o saneamento: Higienicamente segura Técnica e cientificamente satisfatória Social e culturalmente aceitável Inócua ao ambiente Economicamente viável 6
Modalidades a Abrangência do Abastecimento Segundo Portaria n 2914/2011: Sistema de abastecimento de água: instalação composta por um conjunto de obras civis, materiais e equipamentos, desde a zona de captação até as ligações prediais, destinada à produção e ao fornecimento coletivo de água potável, por meio de rede de distribuição; 7
Modalidades a Abrangência do Segundo Portaria n 2914/2011: Abastecimento Solução alternativa coletiva de abastecimento de água para consumo humano: modalidade de abastecimento coletivo destinada a fornecer água potável, com captação subterrânea ou superficial, com ou sem canalização e sem rede de distribuição; Solução alternativa individual de abastecimento deágua para consumo humano: modalidade de abastecimento de água para consumo humano que atenda a domicílios residenciais com uma única família, incluindo seus agregados familiares; 8
Soluções Alternativas Fontes e poços comunitários 9
Soluções Alternativas Cisternas: Água de Chuva 10
Soluções Alternativas 11
Soluções Alternativas Cisternas: Local de Construção Evitar risco de contaminação Localizada em ponto baixo do terreno Próximo as cozinhas Local isento ou afastado de árvores 12
Soluções Alternativas Abastecimento por veículo transportador 13
Soluções Alternativas Instalações Condominiais 14
Sistema de Abastecimento de Água Fonte : VERCELLI (2012). 15
Solução para abastecimento de água deve buscar: Água canalizada fornecida até sua moradia; Fornecimento ininterrupto de água; Quantidade superior ao mínimo para atendimento de suas necessidades básicas; Qualidade da água de acordo com os padrões de potabilidade. Fonte: Heller, 2010 16
Sistema de Abastecimento de Água Manancial Subterrâneo freático (não confinado) Subterrâneo confinado Superficial com acumulação Superficial sem acumulação Água de chuva 17
Sistema de Abastecimento de Água Captação: Subterrânea ou Superficial 18
Sistema de Abastecimento de Água Adução 19
Sistema de Abastecimento de Água Estação elevatória de água 20
Sistema de Abastecimento de Água Tratamento 21
Sistema de Abastecimento de Água Reservatórios 22
Sistema de Abastecimento de Água Redes de distribuição Fonte: http://www.scielo.br/img/revistas/esa/v9n4/a07fig01.gif 23
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Porte de população Diâmetros das adutoras Característica do manancial Complexidade do sistema de tratamento Impacto Ambiental das obras 24
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Influência do porte da localidade no diâmetro da adutora População (hab.) Consumo per capita (L/hab.dia) Vazão de Produção (L/s) Diâmetro (mm) 2.000 100 4,17 ¹ 75 20.000 200 55,56 ² 250 200.000 250 694,44 ³ 1.000 ¹ Adução por 16 h/dia ² Adução por 24 h/dia ³ Adução por 24 h/dia Fonte: Heller (2010). 25
Elementos condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Sistemas de maior porte podem se caracterizar por: Mais de um manancial Implantação de barragem de acumulação Aduções com comprimentos elevados Distribuição com diversas zonas de pressão 26
Elementos condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Densidade Demográfica A forma como a população se distribui no território pode ser importante condicionante da concepção, podendo influenciar na decisão da solução individual ou coletiva, provida de rede ou não (HELLER, 2010). 27
Elementos condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Mananciais Consulta à comunidade local Inspeções de campo Alternativas de tratamento Águas superficiais - rios, córregos, lagos e reservatórios Águas Subterrâneas - aquíferos freáticos e aquíferos artesianos 28
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Mananciais Tipos de Estudos a realizar Mapa geográfico Vazões máximas e mínimas Levantamento sanitário da bacia hidrográfica a montante dos possíveis pontos de captação Conhecimento dos usos da água a jusante Características físicas, químicas e biológicas da água Avaliação do transporte de sedimentos Levantamento de informações e de dados planialtimétricos, batimétricos e geotécnicos, entre outros. 29
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Mananciais Fonte: Heller (2010). 30
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Avaliação comparativa entre os mananciais Fator de comparação Alternativa A (manancial de superfície sem acumulação) Alternativa B (manancial de superfície com acumulação) Alternativa C (manancial subterrâneo) Custo da implantação da tomada de água Baixo Alto Médio Fonte: Adaptado de Heller (2010). Número de equipamento eletromecânicos, exigindo manutenção Baixo Baixo Alto Custo de aquisição das bombas Médio Baixo Alto Consumo de energia elétrica Médio Baixo Alto Custo de implantação da Adutora Alto Médio Baixo Custo e implantação do tratamento Alto Médio Baixo Consumo de produto químicos Alto Médio Baixo Geração de resíduos (lodo) no tratamento Alto Médio Baixo Riscos potenciais a saúde devido a presença de microorganismos Alto Médio Baixo Impacto ambiental Médio Alto Baixo 31
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Características Topográficas Características da adutora Necessidade de Estações Elevatórias Consumo de energia elétrica Possível ocorrência de golpes de aríete e seu controle 32
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Alternativas de zoneamento na distribuição condicionadas pela topografia Fonte: Heller (2010). 33
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Características Geológicas e Geotécnicas Influenciam nas condições do subsolo sobre o qual tubulações e estruturas (captações, adutoras, etc.) serão assentadas e as soluções mais adequadas para as fundações, com repercussões sobre o custo das construções (HELLER, 2010). 34
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Aproveitamento de Instalações Existentes Dificilmente, a comunidade sobre a qual se está planejando uma solução deixa de ter unidades, a partir das quais o abastecimento é atualmente realizado. Uma avaliação cuidados dessas unidades, visando o seu aproveitamento constitui uma tarefa central em um estudo de concepção (HELLER, 2010). 35
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Abandono de Unidades existentes: Deficiência de quantidade ou comprometimento da qualidade Adutoras e redes com diâmetros inferiores ao necessário Estações de tratamento incompatíveis com a qualidade da água Reservatórios posicionados em cotas inadequadas Estruturas em péssimo estado de conservação Tubulações em péssimo estado, com incrustação excessivas 36
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Energia Elétrica Disponibilidade Ausência em comunidades distantes Interrupções no abastecimento Maior parcela das despesas operacionais Busca por soluções alternativas Estrutura tarifária da concessionaria local 37
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Energia Elétrica soluções alternativas Fonte: COPASA (1998). 38
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Recursos Humanos Os serviços de abastecimento de água necessita de equipe com uma quantidade mínima de pessoal e com um nível mínimo de qualificação, para atender serviços como o de construção civil, hidráulicos, operação do tratamento e administrativos (HELLER, 2010). 39
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Condições econômico financeiras da população abastecida Cuidado com o conceito Capacidade de pagamento dos beneficiários Resulta em serviços de qualidade diferente, em função do poder aquisitivo da população beneficiada. 40
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Localização da ETA: Vantagens a localização junto a cidade: Redução das despesas com o transporte de funcionários Redução de despesas com transporte de produtos químicos Possível economia na implantação das vias de acesso Maior visibilidade do sistema junto a população Menores perdas de adução de água tratada 41
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Localização da ETA: Vantagens a localização junto a captação: Redução no custo de mão de obra Redução dos custos de adução de água até a cidade Possível redução de despesas com aquisição de terreno para ETA Possível redução nos gastos com o esgotamento da ETA 42
Elemento condicionantes na concepção de instalações de abastecimento Alcance de projeto Projeção populacional Desempenho econômico Projetos de expansão do sistema 43
Sequência do projeto de concepção 1. Levantamento das características físicas 2. Levantamento das características socioeconômicos 3. Levantamento das características demográficos 4. Levantamento do sistema existente 5. Pesquisa de mananciais 6. Cálculo da demanda e estimativa das vazões 7. Definição do alcance de projeto 44
Sequência do projeto de concepção 8. Definição das alternativas 9. Avaliação econômico-financeira das alternativas 10. Avaliação das vantagens e desvantagens das alternativas 11. Escolha da concepção do projeto 12. Estudo econômico-financeiro da solução escolhida 13. Descrição da solução adotada 45
Arranjos de instalações para abastecimento de água Solução Individual com poço raso Fonte: Heller (2010). 46
Arranjos de instalações para abastecimento de água Solução individual com captação de água de chuva e cloração domiciliar Fonte: Heller (2010). 47
Arranjos de instalações para abastecimento de água Fornecimento de água por caminhão pipa Fonte: Heller (2010). 48
Arranjos de instalações para abastecimento de água Captação em manancial superficial Fonte: Heller (2010). 49
Arranjos de instalações para abastecimento de água Captação em nascente Fonte: Heller (2010). 50
Arranjos de instalações para abastecimento de água Bateria de poços e tanque de contato Fonte: Heller (2010). 51
Arranjos de instalações para abastecimento de água ETA junto a captação com reservatório único Fonte: Heller (2010). 52
Norma da ABNT 12.211/1989 Estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água. estudo de arranjos, sob o ponto de vista qualitativo e quantitativo, das diferentes partes de um sistema, organizadas de modo a formarem um todo integrado, para a escolha da concepção básica. 53
Obrigado! anibal@em.ufop.br 54