01 Abastecimento e Conrtcepcao 2015-2
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8/15/2019 01 Abastecimento e Conrtcepcao 2015-2
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Renato Carlos Zambon
Ronan Cleber Contrera
Theo Syrto Octavio de Souza
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental
PHD2412 - Saneamento II
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA DOS SISTEMAS DECAPTAÇÃO, TRANSPORTE E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA
DE ABASTECIMENTO
• 4 a 14 d.C. – Distribuição deágua por tubos – Cidade deEphesus, Turquia
• 1500 a.C. – 1ª tubulação dedistribuição de água – cidade
de Knossos, ilha de Creta
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA
• Entre 312 a.C. e 226 d.C. – 11 aquedutos romanos: 502 km
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA
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1. Captação2. Poços de queda
3. Decantação
4. Túnel e poços de visita
5. Trincheira coberta
6. Ponte em arcos7. Sifão invertido
8. Canal sobre aterro
9. Arcada
10. Castelo d’água
11. Distribuição (tubos dechumbo)
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA
• Séculos antes de Roma:
Persia (Qanats), India, Egito...
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA
•Incas (579 km e 4 m de profundidade), Maias e Astecas(Tenochtitlán: 100-200 mil habitantes em 1519)
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA
•1237 – Primeiro sistema de abastecimento de água encanadade Londres, Inglaterra
• 1455 – Primeira tubulação de ferro fundido no Castelo deDillenburgh, Alemanha
• 1652 – Adutora de ferro fundido em Boston, Estados Unidos
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1537 - Évora
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• 1664 – Palácio deVersailles na França –Adutora em ferro fundidocom mais de 22 km
• 1754 – Pennsylvania – 1ºsistema de abastecimentode água nos Estados Unidos
Elevatórias de águas com
bombas tocadas a vapor
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA - BRASIL
Rio de Janeiro:
• 1561 – 1º 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
• 1876 – 1º sistema de abastecimento de água encanada
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA - BRASIL
São Paulo:
• 1744 – Primeiro chafariz público• 1746 – Adutoras para os conventos de Santa Teresa e da Luz
• 1842 – Primeiro projeto de adução e distribuição de água
Implantação de sistemas de abastecimento em outras cidades
• 1861 – Porto Alegre, RS
• 1870 – Santos, SP
• 1880 – Campos, RJ
• 1891 – Campinas, SP
• 1892 – Bofete, SP
• 1897 – Belo Horizonte, MG
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DADOS DEMOGRÁFICOS DO BRASIL
Área: 8.511.965 km2
5.570 municípios
População total: 203milhões de habitantes(IBGE, 2015)
População urbana: 84%(31% em 1940)
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hab/km²
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HISTÓRICO E PROJEÇÃO DA POPULAÇÃO
0
50
100
150
200
250
1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060
m i l h õ e s d e h a
b i t a n t e s
ano
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RMSP, Taxa de crescimento demográfico 1991-1996(taxa geométrica média, por distritos e subdistritos censitários)
Crescimento Demográfico na RMSP
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Cobertura da Rede de Esgoto na RMSP
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SANEAMENTO NO BRASIL
REGIÃO
DÉFICIT - REDES DEABASTECIMENTO DE ÁGUA
(% de domicílios)
DÉFICIT - REDESCOLETORAS DE ESGOTOS
(% de domicílios)
2000 2008 2000 2008
Norte 55,7 54,7 97,6 96,2
Nordeste 47,1 31,7 85,3 77,6
Sudeste 29,5 12,5 47,0 30,2
Sul 30,9 15,8 77,5 69,8C. Oeste 33,7 18,0 71,9 66,3
Brasil 46,1 21,4 66,5 56,0
Distribuição regional dos déficits em saneamento
Fonte: PNSB 2008
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• 21% de brasileiros sem água encanada (e mais o crescimento dapopulação nos próximos anos)
• Uma parcela da população não conta com abastecimentocontínuo e nem com água potável de qualidade
• 56% dos domicílios não tem coleta de esgoto
• Dos 44% coletados, apenas 69% recebem algum tipo detratamento
R$ 420 bilhões até 2030 para a universalização dosserviços de saneamento básico (PLANSAB, 2011)
(água, esgotos, drenagem e lixo)
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SANEAMENTO NO BRASIL - DESAFIOS
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PARTES CONSTITUINTES DE UM SISTEMADE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Manancial Rede deDistribuição
ReservatórioCaptação
Estação deTratamento
de Água
Adutorade água tratada
Adutora deágua bruta
Estaçãoelevatória
de água bruta
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INDICADORES DE CUSTO DO SISTEMACONVENCIONAL DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Partesconstituintesdo sistema
Custo (%)
P 10.000 10.000 < P 40.00040.000 < P
100.000P > 100.000
Captação 30 20 8 3Adução 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.
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NORMAS PARA PROJETOS DE SISTEMAS DEABASTECIMENTO DE ÁGUA
NBR 12211:1992 – Estudos de concepção de sistemas públicos de
abastecimento de água; NBR 12212:2006 – Poço tubular - Projeto de poço tubular para captação de
água subterrânea;
NBR 12213:1992 – Projeto de captação de água de superfície paraabastecimento público;
NBR 12214:1992 – Projeto de sistema de bombeamento de água paraabastecimento público;
NBR 12215:1991 – Projeto de adutora de água para abastecimento público; NBR 12216:1992 – Projeto de estação de tratamento de água para
abastecimento público;
NBR 12217:1994
–Projeto de reservatório de distribuição de água paraabastecimento público;
NBR 12218:1994 – Projeto de rede de distribuição de água para abastecimentopúblico.
As companhias de saneamento também possuem normas e especificaçõespróprias que devem ser consultadas. (ex.: NTS – Normas Técnicas da Sabesp)
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CONCEPÇÃO - DEFINIÇÃO
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.
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CONCEPÇÃO - OBJETIVOS
Identificação e quantificação de todos os fatoresintervenientes com o sistema de abastecimento de água
Diagnóstico do sistema existente
Estabelecimento de parâmetros básicos de projeto
Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas para asalternativas selecionadas
Escolha da alternativa mais adequada mediante comparaçãotécnica, econômica e ambiental
Estabelecimento das diretrizes gerais de projeto
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Modelagem Hidráulica: CRedeTraçado da rede em planta Dimensionamento
• Determinação dos diâmetros• Determinação das vazões
PLANEJAMENTO, PROJETO E OPERAÇÃO DESISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
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Modelagem Hidráulica: CRede
PLANEJAMENTO, PROJETO E OPERAÇÃO DESISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
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ModelagemHidráulica:
Rede
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ModelagemHidráulica:
Adut
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Modelagem Hidráulica: WaterCAD
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Modelagem Hidráulica: EPANET
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ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDASPARA O ESTUDO DE CONCEPÇÃO
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 existentes4. Estudos demográficos e de uso e ocupação do solo5. Critérios e parâmetros de projeto6. Demanda de água
– Estudo de demanda – Cálculo das demandas
7. Estudo de mananciais – Manancial superficial
– Manancial subterrâneo
– Seleção de mananciais
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ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDASPARA O ESTUDO DE CONCEPÇÃO
8. Formulação das alternativas de concepção9. Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas
– Captação
– Estação elevatória e linha de recalque
– Adutoras
– Estação de tratamento de água
– Reservatórios
– Rede de distribuição
10. Estimativa de custo das alternativas propostas11. Análise comparativa das alternativas propostas
– Análise técnica
– Análise econômica
– Análise ambiental – Análise social
12. Concepção escolhida
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CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DEABASTECIMENTO DE ÁGUA
Mananciais:Manancial superficial
Captação em curso de água
Captação em represasCaptação em manancial de serra
Manancial subterrâneo
Captação através de caixas de tomada e drenosCaptação através de poços horizontaisCaptação através de poços profundos
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CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DEABASTECIMENTO DE ÁGUA
a) Planta
b) Perfil
Curso de água Rede deDistribuição
ReservatórioCaptação
Estação deTratamento
de Água
Adutora
de água tratada
Adutora de
água brutaEstaçãoelevatória
de água bruta
Cursode água
CidadeReservatório
Estação deTratamento
de Água
Ad u t o r a d e á g u a t r a t a d a
A d u t o r a d e
á g u a t r a t a d a A d u
t o r a d e
á g u a b
r u t a
Estaçãoelevatóriade água bruta
Com captação em curso de água e reservatório apoiado
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CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DEABASTECIMENTO DE ÁGUA
Com captação em curso de água ecom reservatório enterrado e elevado.
Curso deágua
Cidade
Reservatórioelevado
Reservatórioenterrado
Estação deTratamentode Água
Adutora deágua tratada Adutora deágua bruta
Estaçãoelevatória deágua bruta
Estaçãoelevatória deágua tratada
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CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DEABASTECIMENTO DE ÁGUA
Atendendo zona baixa e zona alta
Rio
Reservatórioda zona baixa
Reservatório
da zona alta
Rede dazona alta
Rede dazona baixa
Captação por poços profundos
ETACaptaçãosuperficial
Estaçãoelevatória Estação
elevatória
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Sistema de abastecimento de água de
Peruíbe, litoral do Estado de São Paulo
MANANCIAL SUPERFICIAL:Captação em manancial de serra
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MANANCIALSUPERFICIAL:Captação emcurso de água
Sistema deabastecimento
de água dacidade de
Boituva, interiordo Estado de São
Paulo
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Sistema de abastecimentode água da cidade de Franca,
interior do Estado de SãoPaulo
MANANCIALSUPERFICIAL:
Captação em curso de
água
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Principais sistemas produtores na RMSP: 2013 2014
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Principais sistemas produtores na RMSP: 2013-2014
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Vazões afluentes Cantareira
Cantareira (33 m³/s):
V.U.: 982 hm³
1ª cota: 182 hm³ (-18.5%) 2ª cota: 105 hm³ (-29.2%)
3ª cota: 41 hm³ (-33.4%)
4ª cota: 40 hm³ (-37.5%)
Alto Tietê (15 m³/s):
V.U.: 519 hm³
“Reserva” : 39 hm³
Guarapiranga (14 m³/s):
V.U.: 189 hm³
RG/RC/AC/BC/RE (11 m³/s)
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Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
v a z ã o a f l u e n t e ( m ³ / s )
MLT 1953
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Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
v a z ã o a f l u e n t e ( m ³ / s )
MLT 1953 2013
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50
60
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Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
v a z ã o a f l u e n t e ( m ³ / s )
MLT 1953 2013 2014
0
10
20
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60
70
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
v a z ã o a f l u e n t e ( m ³ / s )
MLT 1953 2013 2014 2015
0
200
400
600
800
1 000
1 200
1 400
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
V o l u m e A r m a z e n a d o
( h m ³ )
Cantareira Alto Tietê Guarapiranga
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Histórico e uso do V.M. no sistema Cantareira
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mesmo reduzindo de30 m³/s para 13-14 m³/s SP
“-11%”, a “RT”viável vai até -37%
MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de caixas de tomada
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MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de caixas de tomada
a) Planta
b) Perfil
NA
Caixa de reunião- Cloração
Para consumoCx4
Cx3
Cx2Cx1
100101
102
103
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MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de drenos
Caixa deinspeção
Corte A-A A
A
Tubo circular
Leito drenante
areia e pedra
Tubos
perfurados
43
MANANCIAL SUBTERRÂNEO C t ã t é d d
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MOTOR
AREIA
BOMBA
CAMADA IMPERMEÁVEL
AREIA
VAI PARA DISTRIBUIÇÃO
ÁREA DE CAPTAÇÃO
MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de drenos
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MANANCIAL SUBTERRÂNEO C t ã d á bt â
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MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação de água subterrânea
Poço ArtesianoJorrante
Linha Piesométrica do
Aquífero Artesiano
Poço Freático
Recarga do AquíferoFreático
Poço Artesiano
Aquífero Freático
Aquífero Artesiano
Tipos de aquíferos e de poços.
Captação de água subterrânea.45
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MANANCIALSUBTERRÂNEO:
Captação empoços profundos
Sistema de abastecimentode água da cidade de
Jales, interior do estado deSP
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à Â
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CAPTAÇÃO EM MANANCIAL SUPERFICIAL E SUBTERRÂNEO
Rio
Reservatórioda zona baixa
Reservatórioda zona alta
Rede dazona alta
Rede dazona baixa
Captação por poços profundos
ETACaptaçãosuperficial
Estaçãoelevatória Estação
elevatória
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LICENCIAMENTO AMBIENTAL
Sistema de abastecimentode água:
− Captação (eventuais
barragens)− Adução
− Tratamento
−
Reservação− Distribuição
Licenciamento ambiental:
− Para todo o sistema
− Partes do sistema
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Lembrete 2:slide não ématerial de
estudo!!!
Lembrete 1: omaterial das aulas éatualizado durante o
semestre...
http://www.pha.poli.usp.br Graduação > Disciplinas > PHA2412
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BIBLIOGRAFIA
Lição de casa:
ler páginas 1 a 34
50
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Exercício
logo depois do intervalo!