01 abastecimento e conrtcepcao 2015-2

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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4/51


4


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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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• Séculos antes de Roma:

Persia (Qanats), India, Egito...

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•Incas (579 km e 4 m de profundidade), Maias e Astecas(Tenochtitlán: 100-200 mil habitantes em 1519)

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•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

8

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 - 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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15

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

31

Õ


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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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Õ


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a) Planta

b) Perfil

Curso de água Rede deDistribuição

ReservatórioCaptação


de Água

Adutora

de água tratada

Adutora de

água brutaEstaçãoelevatória

de água bruta

Cursode água

CidadeReservatório


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

33

Õ


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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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Õ


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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

37


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Sistema de abastecimentode água da cidade de Franca,

interior do Estado de SãoPaulo

MANANCIALSUPERFICIAL:

Captação em curso de

água

38


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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)

0

10

20

30

40

50

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

0

10

20

30

40

50

60

70



MLT 1953 2013

0

10

20

30

40

50

60

70



MLT 1953 2013 2014

0

10

20

30

40

50

60

70



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

42


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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

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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

46

Ã 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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49

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

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Exercício

logo depois do intervalo!

01 abastecimento e conrtcepcao 2015-2

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