GRANDE DO SUL – UNIJUI
MARIA EDUARDA MÖTKE WRUBLESKI
APRESENTAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA E
ANÁLISE DA DEMANDA ATENDIDA PELO PONTO DE CAPTAÇÃO
DE ÁGUA PARA ABASTECIMENTO HUMANO NO MUNICÍPIO DE
IJUÍ-RS
Ijuí /RS 2018
MARIA EDUARDA MÖTKE WRUBLESKI
APRESENTAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA E
ANÁLISE DA DEMANDA ATENDIDA PELO PONTO DE CAPTAÇÃO
DE ÁGUA PARA ABASTECIMENTO HUMANO NO MUNICÍPIO DE
IJUÍ-RS
Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Civil apresentado como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil
Orientadora: Prof. Me Joice Viviane de Oliveira
Ijuí /RS 2018
MARIA EDUARDA MÖTKE WRUBLESKI
APRESENTAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE
ÁGUA E ANÁLISE DA DEMANDA ATENDIDA PELO PONTO DE
CAPTAÇÃO DE ÁGUA PARA ABASTECIMENTO HUMANO NO
MUNICÍPIO DE IJUÍ-RS
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado para a obtenção do título de ENGENHEIRO CIVIL e aprovado em sua forma final pelo professor orientador e pelos membros da banca examinadora.
Ijuí (RS), 12 de julho de 2018.
Prof. Joice Viviane de Oliveira
Mestre pela Universidade Federal do Rio de Janeiro - Orientador
Prof. Lia Geovana Sala
Coordenador do Curso de Engenharia Civil/UNIJUÍ
BANCA EXAMINADORA
Prof. Lia Geovana Sala (UNIJUÍ)
Aos meus pais, Glacir Mötke e Arno Wrubleski, ao meu namorado Lucas Bagetti Nogueira e aos meus irmãos Márcio, Pedro e Eduardo.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus por me permitir concluir esta etapa da minha vida acadêmica com sucesso, por me guiar e estar comigo.
Aos meus pais e meus irmãos que sempre me apoiaram durante toda a vida acadêmica em todos os sentidos e se privaram de muitas coisas para me ajudar e estarem comigo. Ao meu namorado que me ajudou durante todo este processo dando total apoio e dedicação, me incentivando a cada etapa e comemorando comigo cada conquista. A minha orientadora que dedicou tempo e paciência para me auxiliar nos prazos, nas coletas de dados, em manter o foco no tema e que acima de tudo contribuiu de maneira muito significativa no conhecimento adquirido.
Agradeço ainda a CORSAN e o DEMASI com a coleta de dados necessárias para a elaboração deste trabalho.
“Só se pode alcançar um grande êxito quando nos mantemos fiéis a nós mesmos.”
RESUMO
Wrubleski, M.E.M. APRESENTAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE
ÁGUA E ANÁLISE DA DEMANDA ATENDIDA PELO PONTO DE CAPTAÇÃO DE ÁGUA PARA ABASTECIMENTO HUMANO NO MUNICÍPIO DE IJUÍ-RS. 2018. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil,
Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2018.
O acesso ao saneamento básico aumentou nos últimos anos. Isso é reflexo das políticas ambientais e leis impostas pelo governo federal. Essas leis têm por objetivo elaborar o mapeamento da situação atual e auxiliar na elaboração de planos para melhorias no saneamento do município. O objetivo do presente trabalho é estudar uma das metas impostas pelo Plano Municipal de Saneamento do município de Ijuí-RS, a qual determina uma melhoria no sistema de abastecimento de água do município. A partir dessa meta foi desenvolvido um estudo do sistema de água do município. O principal foco foi o ponto de captação de água atual, para uma análise se o mesmo tem capacidade de atender a demanda atual do município e se o mesmo está preparado para um futuro crescimento populacional do município.
Palavras-chave: Sistema de Abastecimento de Água, demanda hídrica, captação de
ABSTRACT
Wrubleski, M.E.M. WATER SUPPLY SYSTEM AND WATER CONSUMPTION
PROVIDED BY THE ACTUAL WATER CATCHMENT POINT FOR THE CITY OF IJUÍ-RS. 2018. Completion of course work. Civil Engineering Course,
Regional University of the Northwest of the State of Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Ijuí, 2018.
Basic sanitation increased over the past few years mainly because of the federal government politics and laws imposed. These laws intend to map the current sanitation situation and help to plan investments in basic sanitation. The current paper intends to study one of the goals of the “Municipal Sanitation Plan for the city of Ijuí-RS”, which imposes an improvement in the city’s water supply system. This goal’s first task is to study the current water catchment point to evaluate if it can attend the current water demand and if it is ready for future gowns in the city’s population.
Keywords: Water supply system, water demand, water catchment, population grown,
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Divisores de bacia hidrográfica...21
Figura 2: Sistema de captação de água em curso d’água...22
Figura 3: Manancial Subterrâneo...23
Figura 4: Classificação dos reservatórios...26
Figura 5: Captação de água direta...30
Figura 6: Captação de água com barragem...30
Figura 7: Esquema de trechos de um sistema de abastecimento de água...35
Figura 8: Fluxograma da metodologia...37
Figura 9 – Região Hidrográfica do Rio Uruguai e a Bacia do Rio Ijuí...39
Figura 10 - Ponto de captação de água de Ijuí/RS, margem Rio Potiribú...42
Figura 11: Sistema de captação de Ijuí...43
Figura 12: Estação de Tratamento de Água de Ijuí-RS...44
Figura 13: Fluxograma do sistema de tratamento de água...45
Figura 14: Floculador da ETA...45
Figura 15: Amostra do filtro da ETA...46
Figura 16: Esquema do sistema de abastecimento do município...49
Figura 17: Posição do local de captação e as lavouras à montante...51
LISTA DE GRÁFICOS
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Consumo per capita por faixa de população...34
Tabela 2: Distribuição dos reservatórios de água tratada de Ijuí-RS...48
Tabela 3: Estimativa populacional aritmética de Ijuí com base em dados do IBGE...54
Tabela 4: Estimativa populacional geométrica com base em dados do IBGE...55
Tabela 5: Consumo industrial de Ijuí...56
Tabela 6: Vazões atuais nos trechos do SAA...58
Tabela 7: Vazões estimadas para 2050 no SAA...59
LISTA DE SIGLAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
CORSAN Companhia Riograndense de Saneamento
DEMASI Departamento Municipal de Águas e Saneamento de Ijuí
ETA Estação de Tratamento Água
FUNASA Fundação Nacional de Saúde
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
NBR Norma Brasileira
PLAMSAB-Ijuí Plano Municipal de Saneamento Básico Participativo do Município de Ijuí
PMSB Plano Municipal de Saneamento Básico
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 15 1.1 JUSTIFICATIVA ... 15 1.2 OBJETIVOS ... 17 1.2.1 OBJETIVO GERAL ... 17 1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 17 1.3 TÉCNICAS DE PESQUISA ... 17 2 EMBASAMENTO TEÓRICO ... 18 2.1 SANEAMENTO BÁSICO ... 18
2.2 PLANO MUNICIPAL DE SANEAMENTO BÁSICO ... 19
2.3 BACIA HIDROGRÁFICA ... 20
2.4 SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA ... 21
2.4.1 Mananciais ... 22
2.4.2 Captação ... 23
2.4.3 Estação Elevatória ... 24
2.4.4 Adutora ... 24
2.4.5 Estação de Tratamento de Água (ETA) ... 25
2.4.6 Reservatório ... 26
2.4.7 Rede de distribuição ... 27
2.5 PERDAS DE ÁGUA EM UM SAA ... 27
2.6 SISTEMA DE CAPTAÇÃO DE ÁGUA SUPERFICIAL ... 28
2.6.1 Concepções para escolha do local ... 28
2.6.2 Equipamentos necessários para a captação de água ... 30
2.7 ANÁLISE DE DEMANDA DE UM SAA ... 31
2.7.1 População atual e população futura ... 31
2.7.2 Consumo e demanda de água em uma cidade ... 33
3 METODOLOGIA ... 36
3.1 MÉTODO DE ABORDAGEM ... 37
4 CARACTERIZAÇÃO DO MUNICÍPIO DE IJUÍ ... 38
4.1 HISTÓRICO DO MUNICÍPIO ... 38
4.2 BACIA HIDROGRÁFICA DO MUNICÍPIO ... 39
4.3 PLANO MUNICIPAL DE SANEAMENTO BÁSICO DE IJUÍ – PLAMSAB 40 5 COLETA DE DADOS SOBRE O SAA DO MUNICÍPIO ... 41
5.1 CAPTAÇÃO DE ÁGUA DE IJUÍ ... 41
5.2 ADUÇÃO DE ÁGUA BRUTA E TRATAMENTO ... 44
5.3 RESERVAÇÃO ... 47
5.4 REDE DE DISTRIBUIÇÃO ... 48
5.5 CONTROLE DE QUALIDADE ... 49
5.6 ABASTECIMENTO NA ZONA RURAL ... 50
5.7 CONTAMINAÇÃO DO MANANCIAL ... 50
6 DEMANDA DE ÁGUA NO MUNICÍPIO ... 53
6.1 CRESCIMENTO POPULACIONAL ... 54
6.2 DEMANDA HÍDRICA DO ATUAL SAA ... 57
6.3 PREVISÃO DA DEMANDA HÍDRICA DO SAA PARA PERÍODO FUTURO ... 58
7 PROGNÓSTICO DO SAA DE IJUÍ-RS ... 59
7.1 ANÁLISE DA DEMANDA ... 59
7.2 ANÁLISE DAS PERDAS ... 61
7.3 ANÁLISE DA DEMANDA COM FUNCIONAMENTO 24 HORAS ... 61
8 CONCLUSÃO ... 62
REFERÊNCIAS ... 65
ANEXO A - Projeto de ampliação da estação de tratamento de água de Ijuí-RS .. 69
1 INTRODUÇÃO
Conforme descoberto por historiadores, alguns povos antigos descobriram meios de criar um sistema de abastecimento de água, com captação, condução, armazenamento e utilização da água. Principalmente os egípcios, que possuíam técnicas de irrigação e armazenagem, que dependiam das cheias do rio Nilo. Mesmo com pouca tecnologia, a água era armazenada aproximadamente um ano para que a sujeira fosse depositada no fundo do recipiente. Mesmo não tendo conhecimento que as doenças eram transmitidas por micro-organismos patogênicos, no entanto seu processo de filtragem e armazenagem removia grande parte deles (CAVINATTO, 1992).
Segundo Freitas (2011) a água potável é necessária para a sobrevivência humana, sendo sua qualidade e quantidade capaz de suprir as necessidades do homem de maneira econômica e em relação à saúde. No Brasil, segundo o censo do IBGE 2010 cerca de 77,82% dos domicílios possuíam ligação com a rede de abastecimento de água, no Rio Grande do Sul o percentual era um pouco superior, sendo 79,66% domicílios atendidos.
As concepções de um sistema de abastecimento são resultado de fatores como tipo de manancial, topografia da área escolhida e população que será atendida. O tipo de captação influencia diretamente no sistema escolhido, e a análise para a escolha do ponto de captação depende das características hidráulicas do manancial e da geologia da região (TSUTIYA, 2006).
É neste contexto, que se coloca este trabalho monográfico ao apresentar o Sistema de Abastecimento de Água (SAA) da Zona Urbana do município de Ijuí-RS e analisar o ponto de captação de água, verificando-se há necessidade de novas alternativas. Serão demonstrados dados e informações sobre o histórico da cidade em relação ao sistema de abastecimento de água.
1.1 JUSTIFICATIVA
Segundo a Companhia Riograndense de Saneamento (CORSAN, 2018) um sistema de abastecimento de água tem como finalidade transformar a água captada, geralmente de rios, riachos e lagos, em água potável. Esses sistemas são compostos
pelos processos de captação, estação de tratamento de água (ETA), redes de distribuição e conexões domiciliares.
A captação de água é a primeira etapa do sistema de abastecimento, tendo como função criar condições para retirada da água do manancial. Para que isso ocorra de maneira a otimizar o processo são analisadas as seguintes condições: a quantidade e a qualidade da água retirada, garantia de funcionamento ininterrupto, economia nas instalações e sua localização com menor percurso de adução (GUIMARÃES, CARVALHO e SILVA, 2007).
Para fazer uma análise do sistema de abastecimento existente é necessária a identificação e descrição de todos os elementos do sistema com plantas, croquis e detalhamentos. Então, é efetuado o diagnóstico das unidades, através de cálculos, para melhor identificação do desempenho e dificuldades operacionais (TSUTIYA, 2006).
Ainda, Tsutiya (2006) afirma que as obras de captação de água necessitam ser projetadas para um funcionamento sem interrupções em todos os períodos do ano, permitir a retirada de água em quantidade e qualidade suficiente e que seja de fácil acesso para manutenção e operação.
O Plano Municipal de Saneamento Básico de Ijuí (PLAMSAB, 2011. vol. 5) organizou, através de metas e ações, as propostas para melhoria nos diversos eixos do saneamento básico, incluindo, o abastecimento de água no município. Dentre as ações propostas, identifica-se a ação 12-A que indica a necessidade de “Estudo de concepção para a otimização do SAA[1] - novas captações, Plano Diretor de Água, detalhado estudo técnico sobre a viabilidade econômica. ”. Esta ação foi projetada para ser executada em curto prazo, ou seja, para ser cumprida em até 4 (quatro) anos da elaboração do referido documento, elaborado em 2011. Porém, até a presente data não se avançou neste item.
Neste contexto, considerando a meta exposta pelo PLAMSAB – Ijuí, propõe-se o desenvolvimento de um estudo para avaliação do ponto de captação de água para abastecimento público no município de Ijuí/RS. Para tanto, será necessário analisar o atual sistema de abastecimento e ponto de captação, considerando o manancial e local atualmente explorado.
O município de Ijuí passou por grandes alterações populacionais e territoriais nas últimas décadas, de 1961 até 2001 houve algumas emancipações dos distritos, reduzindo o território em 65,58%. No entanto, a população não reduziu com estas emancipações, entre 1920 e 2007 houve um crescimento de 171,16%. Ainda, levando em consideração a população, a cidade começou a ter um perfil com mais empreendimentos, fortificando o comércio nas últimas décadas o que mostra que a população urbana no município em 2007 é de 90,05% (LOPES, 2014).
Com o crescimento populacional no município o projeto do sistema de captação de água para abastecimento pode se tornar insuficiente ou não atender mais a demanda na sua plenitude. Analisar a necessidade de melhorias no atual sistema ou a instalação de um novo ponto de captação de água são atividades que a meta do PLAMSAB propõe para o município.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 OBJETIVO GERAL
Desenvolver um estudo que avalie o atual projeto de captação de água para abastecimento público da Zona Urbana do município de Ijuí-RS e demonstrar o funcionamento do sistema de abastecimento.
1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Apresentar o sistema de abastecimento de água do município de Ijuí-RS;
Coletar dados do sistema de captação de água do município de Ijuí-RS;
Revisar a bibliografia sobre captação de água para fins potáveis;
Revisar normativas e legislações municipais sobre saneamento básico;
Comparar a estrutura existente com a demanda atual;
Verificar a demanda futura de projeto e as melhorias necessárias.
1.3 TÉCNICAS DE PESQUISA
As técnicas utilizadas para a realização da coleta de dados da pesquisa são: plantas, croquis, legislação municipal e entrevistas com os responsáveis pelo ponto de
captação e tratamento água no município de Ijuí/RS. Os dados coletados serão analisados em comparação com revisão bibliográfica e a legislação vigente. A partir disso, a proposta é avaliar as condições estruturais e de funcionamento que se encontra atualmente o sistema de abastecimento e quais as melhorias necessárias para atendimento da atual demanda, caso isto não esteja ocorrendo.
2 EMBASAMENTO TEÓRICO
2.1 SANEAMENTO BÁSICO
Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), o saneamento é o controle dos fatores do meio físico do homem, os quais podem ou exercem efeitos nocivos sobre o bem estar físico, mental ou social. Sendo assim ele abrange as ações socioeconômicas que tem almejam a Salubridade Ambiental, esta sendo o estado de saúde normal de uma população, tanto no que se considera a prevenção de endemias e epidemias pelo meio ambiente (GUIMARÃES, CARVALHO e SILVA, 2007).
O saneamento tem como função promover a saúde pública preventiva, para reduzir a busca por postos de saúde e hospitais. Isso coloca o saneamento como uma possibilidade de uma qualidade de vida melhor e redução dos índices de mortalidade, principalmente a infantil (GUIMARÃES, CARVALHO e SILVA, 2007).
A Lei Federal nº 11.445, de 5 de janeiro de 2007, Art. 3º, define o saneamento básico como infraestrutura, serviços e instalações operacionais de abastecimento de água potável, esgotamento sanitário, limpeza urbana e manejo de resíduos sólidos, drenagem e manejo de águas pluviais, gestão, universalização e controle social. Igualmente, esta legislação estabelece todas as diretrizes e política nacional de saneamento básico.
O Artigo 49º da referida Lei determina alguns dos objetivos da Política Federal de Saneamento Básico, como priorizar planos, programas e projetos de implantação ou ampliação dos serviços de saneamento básico, incentivar o planejamento, regularização e fiscalização para assegurar que sejam executadas de acordo com o meio ambiente, uso e ocupação do solo e da saúde humana.
A Lei Estadual 12.037/2003 caracteriza as diretrizes do saneamento básico para o Estado do Rio Grande do Sul e trás como objetivos:
I - assegurar os benefícios da salubridade ambiental à totalidade da população do Estado do Rio Grande do Sul;
II - promover a mobilização e a integração dos recursos institucionais, tecnológicos, econômico-financeiros e administrativos disponíveis, visando à consecução do objetivo estabelecido no inciso anterior;
III - promover o desenvolvimento da capacidade tecnológica, financeira e gerencial dos serviços públicos de saneamento no Estado do Rio Grande do Sul; e
IV - promover a organização, o planejamento e o desenvolvimento do setor de saneamento no Estado do Rio Grande do Sul.
2.2 PLANO MUNICIPAL DE SANEAMENTO BÁSICO
No Brasil a partir da formulação e execução do Plano Nacional de Saneamento em 1971, houveram enormes avanços na ampliação dos serviços. Os principais objetivos estabelecidos foram: acabar com o déficit no saneamento básico, manutenção entre demanda e oferta, instituição de políticas tarifárias, desenvolvimento de programas de pesquisas e atender a todas as cidades brasileiras em todas as classes (ALMEIDA, 1977).
A Lei Federal 11445/2007 foi uma maneira de acelerar o desenvolvimento do saneamento a nível municipal, tornando obrigatório às prefeituras elaborarem seu Plano Municipal de Saneamento Básico (PMSB), sendo que a partir de 2014 se não o fizer não receberá recurso federal para custear os projetos relacionados ao saneamento básico.
Ainda sobre a referida Lei, o PMSB é um documento que abrange todas as áreas relacionadas ao saneamento básico, sendo que após sua aprovação ele é um instrumento do município para análise, planejamento e gestão participativa. Deve ser elaborado por técnicos da prefeitura em apoio com a sociedade, e sua aprovação deve ser em audiência pública na Câmara de Vereadores.
A Fundação Nacional de Saúde (FUNASA) (2018) estabelece através de um Termo de Referência as diretrizes necessárias para a elaboração do PMSB, este documento tem como objetivo auxiliar os municípios e orientá-los na universalização dos serviços, inclusão social e sustentabilidade das ações.
O PMSB trata do diagnóstico dos serviços de saneamento prestados à comunidade, utilizando de análise ambiental, epidemiológica, sanitária e socioeconômica como indicadores. A partir disso são propostas metas para o alcance de um sistema ideal, estabelecendo projetos, ações e índices mínimos para os serviços prestados e determinando os mecanismos de avaliação para averiguar os resultados obtidos com a implantação do Plano (FUNASA, 2018).
O PMSB é, em resumo, um pacto social, que promove a inclusão social por meio de ações de saneamento. Uma das estratégias é unir planos setoriais para integração da região e da bacia hidrográfica, o qual não se encerra na elaboração do plano, mas segue em ações, acompanhamento e análise dos resultados. O Plano cria uma oportunidade de colocar o saneamento em pauta como assunto público, sendo incentivado em programas, projetos e ações, criando assim condições de solicitar recursos do governo, fortificar a participação popular, tornando-se uma ferramenta também de informações (FUNASA, 2018).
Segundo o Instituto Trata Brasil (2018) em janeiro de 2018 o Governo Federal através do Decreto 9.254 adiou a exigência do PMSB para dezembro de 2019. Segundo uma pesquisa própria realizada pelo Instituto no ano de 2017 das 5.570 cidades brasileiras apenas 1.693 (30,4%) já realizaram o Plano, e outros 38% declararam que está em andamento.
2.3 BACIA HIDROGRÁFICA
Uma bacia hidrográfica é uma área definida pela topografia, onde as águas provenientes das precipitações (chuvas, neve, etc.) convergem pelo escoamento para um único ponto de saída. Em resumo a bacia faz com que o volume de água que entra na bacia em relação ao tempo seja menor do que a quantidade de água que sai (CARVALHO E SILVA, 2006).
Os divisores de águas de uma bacia são classificados como superficiais e subterrâneos, conforme figura 2, os divisores superficiais são os topográficos, eles delimitam as fronteiras da bacia hidrográfica com a cota mais elevada. Já o subterrâneo é difícil de localizar e varia com o passar do tempo e dependo do lençol freático (CARVALHO E SILVA, 2006).
Figura 1: Divisores de bacia hidrográfica
Fonte: (CARVALHO E SILVA, 2006).
Segundo Schiavetti e Camargo (2002) a precipitação é dividida a partir de várias formas de escoamento, a trajetória feita pela água depende da natureza de drenagem. O escoamento superficial mantem a vazão dos cursos d’água de maneira direta, e o escoamento subterrâneo mantem as vazões durante os períodos de secas.
O estudo sobre a hidrologia de uma bacia e o seu comportamento tem importância fundamental para o abastecimento de água, as vazões dos cursos d’água definem sua capacidade para a captação de água. Cada curso d´água da bacia contribui com a vazão de saída da mesma, sendo muitas vezes utilizado este manancial principal para captação (SCHIAVETTI e CAMARGO, 2002).
2.4 SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Segundo Medeiros Filho (2009), um sistema de abastecimento de água é um conjunto de sistemas hidráulicos e instalações responsáveis pelo atendimento público. A partir da captação de um manancial, a água passa por um tratamento para tornar-se
potável e em seguida é encaminhada para reservatórios para posterior distribuição, através das redes que conduzem a água para a comunidade a qual atende.
Tsutiya (2006) afirma que o sistema de abastecimento não é uniforme, algumas caraterísticas os diferenciam, de um modo mais amplo os sistemas convencionais de abastecimento de água possuem as seguintes etapas:
Manancial;
Captação;
Estação elevatória;
Adutora;
Estação de tratamento de água;
Reservatório;
Rede de distribuição.
O sistema de abastecimento é um conjunto de serviços, obras e equipamentos para suprir a necessidade de água das comunidades de todas as finalidades, como uso doméstico, industrial e público (GOMES, 2004).
Figura 2: Sistema de captação de água em curso d’água
Fonte:Tsutiya (2006) 2.4.1 Mananciais
Para Tsutiya (2006) o manancial é o corpo d’água onde é retirada a água para o abastecimento, e pode ser ele superficial ou subterrâneo. Este manancial para atender os
requisitos deve fornecer vazão suficiente para a demanda durante o período de projeto, e ter boa qualidade de água segundo a visão sanitária.
Os mananciais superficiais abrangem os rios, lagos e riachos, e os subterrâneos são os lençóis subterrâneos, dentre estas, as águas superficiais são as mais escolhidas como manancial abastecedor, devido sua captação ser mais facilitada (GUIMARÃES, CARVALHO e SILVA, 2007).
Figura 3: Manancial Subterrâneo
Fonte: http://claudiatorales.blogspot.com/2011/11/. Acessado em 06/04/2018.
O manancial abastecedor deve fornecer condições sanitárias de qualidade e vazão suficiente para cobrir a demanda. Quando é possível escolher mais do que um manancial, não é considerado apenas a qualidade e a quantidade, mas também os aspectos econômicos desta escolha (MEDEIROS FILHO, 2009).
2.4.2 Captação
A captação é o conjunto de ações que tem como fim criar condições de retirada da água do manancial abastecedor em qualidade e quantidade capaz de atender ao consumo, e que necessite de menor tratamento (GUIMARÃES, CARVALHO e SILVA, 2007).
A captação subterrânea é feita com galerias filtrantes, drenos, fontes ou poços freáticos. Em terrenos permeáveis há o emprego de galerias filtrantes, que são tubos
furados que convergem para um poço, onde a água é retirada com as bombas, geralmente (MEDEIROS FILHO, 2009).
Quando a captação é realizada de maneira superficial, a escolha no manancial deve ser feita de maneira que atenda as condições sanitárias de maneira satisfatória, com vazão suficiente para a demanda estimada. Alguns fatores precisam ser observados durante a escolha, como: Fornecimento em qualidade e quantidade suficiente, próximo ao centro de consumo, local que seja favorável a construção da estrutura de captação, quantidade de transporte de sedimentos pelo curso d’água (TSUTYIA, 2006).
As instalações do sistema de captação de água variam principalmente em relação ao curso d’água, nível da água e topografia. Sendo, portanto, as partes constituintes do sistema principalmente: barragem, tomada de água, grade, desarenador, dispositivo de controle, canais e tubulações (TSUTYIA, 2006).
Segundo a Lei Federal 9.984/2000, compete a Agência Nacional de Águas (ANA) obedecer os fundamentos, objetivos, diretrizes e instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos, sendo sua função regular e fiscalizar a adução de água bruta, tendo direito de outorga sobre isto.
2.4.3 Estação Elevatória
Segundo Araújo (2014) as estações elevatórias é onde ocorre o bombeamento ou recalque da água captada e são definidas pelo tipo de bombas. São também chamados de poços de bombeamento, e permitem que a água seja conduzida independente da topografia do local, sendo possível a ligação com outras estações.
As estações elevatórias fazem parte do sistema de abastecimento de água e podem ser utilizadas na etapa de captação, adução, tratamento e distribuição. Os valores gastos com estações são bem elevados devido ao consumo de energia elétrica, portanto o seu uso deve ser com cuidado para não gerar tantos gastos (TSUTIYA, 2006).
2.4.4 Adutora
Adutoras são canalizações dos sistemas de abastecimento e destinam-se a conduzir a água entre as unidades que precedem a rede distribuidora. Não possuem derivações para alimentar distribuidores de rua ou ramais prediais. Há, entretanto, casos
em que da adutora principal partem ramificações (subadutoras) para levar água a outros pontos fixos do sistema.
No sistema de abastecimento de água elas possuem a função de conduzir a água pelas unidades antecessoras da rede de distribuição de água. Geralmente não fazem a distribuição, mas têm como função principal fazer a conexão entre a captação, o sistema de tratamento e os reservatórios (TSUTIYA, 2006).
2.4.5 Estação de Tratamento de Água (ETA)
Faz parte da saúde pública o consumo de água, no entanto, ela pode conter elementos ou micro-organismos que devem ser eliminados ou reduzidos. As ETAs foram criadas para eliminar os riscos presentes na água através dos processos de tratamento (CORSAN, 2018).
A água bruta que chega na ETA recebe o devido tratamento, composto por: coagulação, floculação, decantação, filtração, cloração e fluoretação. Estes processos fazem com que a água captada do manancial se torne adequada e potável para abastecimento da cidade e principalmente para o consumo humano (CORSAN, 2018).
Após a chegada da água bruta na ETA a primeira etapa é a adição de um produto químico na água, chamado de coagulante. No Brasil geralmente é usado o sulfato de alumínio líquido, este composto faz com que as partículas coloidais, materiais pequenos dissolvidas na água, se aglutinem (MEDEIROS FILHO, 2009)
A floculação é a etapa seguinte após a adição do agente coagulante, que faz com que as impurezas se aglutinem formando flocos que facilitam sua remoção. A partir daí começa a decantação, que devido aos flocos serem maiores, eles ficam mais pesados e depositam-se no fundo pela ação da gravidade (CORSAN, 2018).
Então a água passa pela fase de filtração, onde várias camadas filtrantes removem os flocos e outras impurezas que não decantaram. Após estas etapas a água está límpida, restando o processo de cloração, que é a adição de cloro para extermínio dos microrganismos presentes, e a fluoretação, que consiste em adicionar flúor para a redução de incidência de cárie dentária (MEDEIROS FILHO, 2009).
2.4.6 Reservatório
Segundo Silva (2016) o reservatório é responsável por assegurar a distribuição constante de água, regulando vazão e pressão no sistema de distribuição. Após o tratamento a água é conduzida por adutoras para um reservatório principal, que após é redistribuída em reservatórios setoriais que alimentam a rede de distribuição.
O posicionamento dos reservatórios é feito para abastecer durante as horas de maior consumo, contribuindo para a redução de custos com rede de distribuição. São importantes pois dão continuidade ao abastecimento mesmo quando há interrupções para manutenção das outras unidades do sistema (BARROS, 1995).
Os reservatórios são classificados como: enterrado, enterrado ou semi-apoiado, semi-apoiado, elevado e stand pipe. Os mais comuns são os semi-enterrados e os elevados, sendo estes últimos usados para usado para garantir uma pressão mínima na rede ou quando o terreno não permite o uso de outro tipo (MEDEIROS FILHO, 2009).
Figura 4: Classificação dos reservatórios
:
Fonte: https://www.geocaching.com/geocache/GC3G5DM_o-deposito?guid=672be16d-6feb-474f-bbad-84b54e9afc1e. Acessado em: 05/06/2018.
2.4.7 Rede de distribuição
É a parte do sistema de abastecimento de água que tem a função de conduzir a água tratada para edifícios e outros pontos de consumo. A condução é feita por tubulações instaladas nas vias públicas (RIBEIRO E ROOKE, 2010).
Segundo a NBR 12.218/1994 as redes de distribuição são tubulações e órgãos acessórios que levam água potável em qualidade, pressão e quantidade suficiente aos consumidores de maneira contínua.
Segundo Tsutyia (2007) as redes de distribuição são constituídas por canalizações, sendo diferenciadas pelas principais, de maior diâmetro, que conduzem a água por tubulações secundárias até o ponto consumidor.
2.5 PERDAS DE ÁGUA EM UM SAA
A perda de água é considerada como o somatório da perda real e da aparente. A perda real é aquela perda física de água, como vazamentos, extravasamento em reservatórios, entre outros. Já a perda aparente é não-física, consiste nos valores que foram consumidos e não foram contabilizados e nem autorizados, pode-se considerar as ligações clandestinas, falhas de cadastro, equipamentos defeituosos, entre outros (TOMAZ, 2009).
O valor da perda total pode ser obtido com a diferença entre o volume total que entra no sistema com o volume total autorizado. Ou seja, é o percentual de toda a água que é produzida e não é faturada (TOMAZ, 2009).
Existem na perda real dois tipos de vazamentos, o ativo e o passivo. O ativo é aquele que ocorre na rua, pelo qual a concessionária normalmente é avisada por algum habitante que viu o ocorrido, seu tempo de reparo é o mínimo possível. Já o vazamento passivo é aquele que necessita de técnicas para encontrar, pois geralmente são vazamentos invisíveis, encontrados a partir de pesquisas cotidianas. Esta detecção de vazamentos invisíveis deve ser tratada como prioridade, usando das tecnologias disponíveis para sua execução (TOMAZ, 2009).
As perdas e desperdícios ocorridos são evidentes em vários processos do sistema de abastecimento de água. Ocorrem perdas durante a adução, tratamento, rede de distribuição, perdas domiciliares e desperdícios de consumo. A demanda de água é influenciada, além dos tipos de economias, pelas perdas de água (ANDRADE, 2009).
2.6 SISTEMA DE CAPTAÇÃO DE ÁGUA SUPERFICIAL
2.6.1 Concepções para escolha do local
Em caso de haver disponibilidade de mais de um manancial na comunidade que se pretende atender, Medeiros Filho (2009) afirma que a qualidade e a quantidade de água que será necessária não são os únicos parâmetros de escolha do ponto de captação, mas sim os aspectos econômicos do empreendimento. Um custo inicial menor não garante que os custos de operação e manutenção posteriores sejam menores também, é necessário um estudo prévio para análise do melhor custo x benefício.
Algumas atividades devem ser realizadas para a escolha do ponto de captação de água, como: consulta a comunidade local, inspeções de campo para avaliação do uso da água e sua ocupação, estudos hidrogeológico, estudos hidrológicos para verificação das vazões e análise físico-química e microbiológica dos possíveis locais a serem selecionados (HELLER e PÁDUA, 2010).
A quantidade de água disponível no manancial para abastecimento pode ter três situações, a vazão ser suficiente mesmo em épocas de estiagem, ser insuficiente na estiagem, porém suficiente na média ou existe vazão, mas esta não atender ao consumo previsto. A primeira situação é a ideal, pois tendo vazão suficiente o passo seguinte seria criar uma captação direta da correnteza. No caso de não atender a vazão em todos os períodos do ano, seria ideal aproveitar épocas de maior vazão e armazenar através de barragens de acumulação o excesso para suprir o déficit que ocorre em período de secas (MEDEIROS FILHO, 2009).
A captação de água deve ser projetada conforme a qualidade, segundo Medeiros Filho (2009), a água bruta é sempre suspeita de contaminação e poluição, e o ideal é captá-la na melhor qualidade possível. O local deve ser escolhido adequadamente com
medidas preventivas da condição sanitária, como por exemplo, instalar a captação de água a montante de descargas poluidoras e da comunidade que vai ser abastecida.
Para que não ocorram interrupções no processo do sistema de maneira imprevisível durante a captação de água são necessários alguns cuidados na elaboração do projeto. O nível mínimo e máximo da entrada de sucção para que a entrada fique sempre submersa em todas as épocas do ano, sem que ocorram danos às instalações, e a determinação da velocidade de deslocamento da água no manancial, são algumas observâncias que devem ser tomadas para o dimensionamento das estruturas de captação que estarão em contato com a correnteza, ondas e impactos de corpos flutuantes (MEDEIROS FILHO, 2009).
Além do controle para estabilidade das estruturas é necessário ter uma preocupação com correntezas, inundações, desmoronamentos e outros tipos de desastres naturais, bem como medidas de prevenção contra objetos sólidos e peixes que podem levar a obstrução da entrada de sucção. Esta última proteção pode ser feita com a colocação de grades, telas ou crivos, sem que ocorra alteração na quantidade de água que entra na canalização (MEDEIROS FILHO, 2009).
Medeiros Filho (2009) ainda destaca que a escolha do ponto no manancial para que haja um maior rendimento nas operações seja em algum percurso retilíneo do curso d’água, pois em curvas a margem côncava terá uma maior correnteza, sendo a velocidade da água maior, e na margem convexa há a maior possibilidade de acúmulo de sedimentos. Caso um ponto necessite ser instalado em um local curvo, é preferível então que seja instalado na parte côncava, pois os problemas erosivos causados nesta margem podem ser neutralizados com proteção estrutural, enquanto que o assoreamento seria um problema contínuo no sistema.
O objetivo econômico do projeto e das instalações de captação de água é propor soluções que obtenham um menor custo sem alterar a capacidade funcional do sistema. Ainda, é importante pensar no tempo que de projeto a ser desenvolvido, ou seja, até quando as instalações vão ser úteis no seu dimensionamento para atender a demanda solicitada. (HELLER e PÁDUA, 2010).
Segundo Medeiros Filho (2009) a localização do ponto de captação deve ser escolhida de maneira que possibilite um menor percurso de adução, que é de onde a
água é captada até a ETA, e ainda que tenha poucas diferenças de altura. A função do projetista é estudar e analisar várias alternativas para que a escolha do ponto de captação ocorra de maneira a otimizar o sistema.
Figura 5: Captação de água direta
Fonte: Medeiros Filho (2009) Figura 6: Captação de água com barragem
Fonte: Medeiros Filho (2009) 2.6.2 Equipamentos necessários para a captação de água
Segundo a NBR 12.213 (1992) as estruturas e dispositivos que constituem um projeto de captação de água de uma manancial superficial para abastecimento público são constituídos por:
Barragem de nível: Obra para elevar o nível de água do manancial para cota desejada;
Enrocamento: Barragem de nível feita de blocos de rocha assentados diretamente sob o curso d’água;
Tomada de água: Dispositivos que conduzem a água do manancial para as demais etapas do sistema;
Grade: Barras paralelas que protegem contra entrada de materiais grandes em suspensão;
Tela: Fios em forma de malha para reter objetos que a grade não reteve;
Desarenador: Removedor de partículas com velocidade igual ou superior a valores pré-fixados como transporte intenso;
Transporte intenso: Transporte de sólidos sedimentáveis suspensos que possuam concentração superior à 1,0g/L.
Ainda a referida NBR menciona que a barragem é solicitada quando o nível mínimo de projeto não é atendido normalmente, respeitando o memorial de projeto e o comportamento hidráulico. O estudo das condições da seção do curso d’água é fundamental para o dimensionamento dos dispositivos que o compõe.
A tomada de água possui algumas condições mínimas necessárias para ser executada, como: a velocidade em condutos forçados ou livres para que ocorra a tomada de água não deve ser menor que 0,60m/s e se caso tenha possibilidade de ocorrer remoinhos deverá ser instalado dispositivo que o evite (TSUTYIA, 2006).
Ainda Tsutyia (2006) explica que os dispositivos de grades e telas tem a função de retenção de objetos durante a captação da água. A grades tem como função a retenção de materiais grosseiros, composto de barras paralelas espaçadas de 7,5 a 15cm na primeira retenção e de 2 a 4cm na segunda, chamada esta de grade fina. Após ainda possui a tela, composta de 8 a 16 fios por decímetro.
O desarenador segundo Heller e Pádua (2010) é também chamado de caixa de areia, sua função é reter pequenas partículas que não foram retidas com as grades e telas, geralmente areias de densidade igual ou superior à 1,0g/L. É projetado de maneira retangular, com o comprimento mínimo de três vezes maior que a largura, em seu interior ocorre a sedimentação das partículas.
2.7 ANÁLISE DE DEMANDA DE UM SAA
2.7.1 População atual e população futura
O desenvolvimento de um projeto para abastecimento de água requer algumas informações indispensáveis para sua concepção, dentre as quais inicia-se pela exigência
mínima de vazão a ser transportada, esta por sua vez depende da população e da demanda de água necessária para atendimento (BABBITT, DOLAND e CLEASBY, 1962).
As obras de abastecimento de água são projetadas para atender a uma população superior a atual, considerando o crescimento populacional num período específico de anos, chamado de período de projeto, que é estimado geralmente em 20 a 30 anos. Estas obras já devem ser executadas projetando melhorias futuras para aumento de produção, como espaço para novas bombas, ou novas unidades de tratamento, entre outras (TSUTYIA, 2006).
Os métodos utilizados para previsão da população futura são modelos matemáticos, com base em informações de populações anteriores, geralmente dados obtidos por órgãos do setor público, muito usual atualmente os dados dos censos obtidos pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Os modelos mais conhecidos são o aritmético e o geométrico (TSUTYIA, 2006).
Guimarães, Carvalho e Silva (2007) explicam como desenvolver estes dois modelos matemáticos principais para o cálculo da população futura. O modelo aritmético considera um crescimento constante da população, com caraterísticas lineares, sendo expresso pela equação:
Onde:
P: população futura (habitantes)
Po: população atual (habitantes) Δt: tempo de projeto (anos)
a: taxa de crescimento aritmético ( habitantes / ano)
P2-P1: Variação populacional em determinado período de anos (habitantes)
Já o modelo geométrico considera um crescimento inconstante a cada ano, é o modelo mais utilizado no Brasil, muitas vezes pela dificuldade de obtenção de dados confiáveis sobre o histórico populacional, sendo expresso pela equação:
( )
Onde:
P: população futura (habitantes)
Po: população atual (habitantes) Δt: tempo de projeto (anos)
g: taxa de crescimento geométrica (percentual)
P2-P1: Variação populacional em determinado período de anos (habitantes)
T2-T1: Variação anual do período populacional considerado (anos)
2.7.2 Consumo e demanda de água em uma cidade
Para a elaboração de um projeto de abastecimento de água são necessários alguns dados técnicos, como a vazão de dimensionamento. O calculo desta vazão é em função da demanda de água da comunidade a ser atendida, obtida através do número de habitantes e da quantidade média de água consumida individualmente. A dificuldade no dimensionamento ocorre em função das variações da demanda que ocorre por diversos motivos, como localização, clima, padrão de vida, qualidade e custos da água, etc. (BABBITT, DOLAND e CLEASBY, 1962)
A classificação dos consumidores se dá geralmente pelas prestadoras de serviços de saneamento, sendo elas divididas em quatro categorias: doméstico, comercial, industrial e público. Esta divisão é baseada na fácil identificação e na cobrança diferenciada de tarifas para cada categoria (TSUTYIA, 2006).
Segundo Guimarães, Carvalho e Silva (2007) o consumo médio de água por pessoa diário é chamado de consumo per capita, em uma comunidade este índice é obtido pelo total de água consumido pelo número total da população atendida. Para as populações estabelecidas com ligações domiciliares o consumo pode ser adotado conforme tabela 1.
Tabela 1:Consumo per capita por faixa de população População - nº de habitantes Per capita - L/(hab.d)
até 6.000 de 100 a 150
de 6.000 até 30.000 de 150 a 200
de 30.000 até 100.000 de 200 a 250
acima de 100.000 de 250 a 300
Obs.: para população flutuante adotar o consumo de 100L/(hab.dia) Fonte: Adaptado de Guimarães, Carvalho e Silva (2007)
Há vários fatores que afetam o consumo, dentre eles estão: as condições climáticas, hábitos e estilo de vida da população, características da natureza da cidade, a presença de medidores de água, pressão na rede, existência de rede coletora de esgoto, valor da água, variação anual, variação das estações do ano, variações de consumo diárias, horários de pico, e variações instantâneas que ocorrem em extremidades da rede onde não há o uso de reservatório domiciliar (TSUTYIA, 2006).
As variações diárias apresentam o coeficiente k1 do dia de maior consumo, que
leva em consideração o maior consumo diário e a vazão média diária anual. Os valores estão classificados entre 1,2 e 2,0, sendo usual no Brasil adotar para esse coeficiente 1,2 nos cálculos de projeto (GUIMARÃES, CARVALHO E SILVA, 2007).
Para Heller e Pádua (2010) o coeficiente da hora de maior consumo (k2) é obtido
através da divisão entre a vazão máxima e a vazão média ocorrida no dia de maior consumo. Caso não haja dados específicos a ABNT recomenda uso de 1,5 para o coeficiente k2.
Para verificação do atendimento da demanda de água para consumo em todas as etapas do sistema de abastecimento são utilizados métodos que permitem verificar a vazão em cada trecho. Conforme a figura abaixo Yassuda e Nogami (1978) demonstra o esquema do sistema completo e seus trechos:
Figura 7: Esquema de trechos de um sistema de abastecimento de água
Fonte: Adaptado de Yassuda e Nogami (1978)
O cálculo de vazão dos trechos começa na extremidade, na rede de distribuição, conforme Yassuda e Nogami (1978), :
Trecho e: considera os coeficientes k1 e k2, pois é um trecho posterior ao
reservatório.
Trecho d: utiliza o consumo destinado a indústria.
Trecho c: soma das vazões dos trechos d e e.
Trecho b: como o trecho antecede a reservação somente o coeficiente de variação diária é considerado (k1), e a vazão destinada à indústria se constante é
simplesmente somada.
Trecho a: igual o trecho b com a contribuição do consumo próprio da ETA.
Sendo:
Qe: vazão no trecho e (litros / segundo)
Cm: consumo médio per capita (litros / habitante x dia)
k1: coeficiente de variação diária
k2: coeficiente de variação horária
Qd: vazão no trecho d (litros / segundo)
Q ind: consumo da indústria (litros / dia)
Qc: vazão no trecho c (litros / segundo)
Qb: vazão no trecho b (litros / segundo)
cETA: consumo da ETA ( litros / dia)
Qa: vazão no trecho a (litros / segundo)
Caso o funcionamento da estação de captação não tenha duração de 24 horas são realizados alguns ajustes nos cálculos de vazão dos trechos a e b, além de isso contribuir para o aumento da capacidade de reserva da estação de tratamento. Os ajustes são feitos em relação ao Qa e Qb já calculados conforme abaixo (YASSUDA E NOGAMI, 1978).
Sendo:
Q’a: vazão no trecho a quando não possui funcionamento de 24 horas (litros / segundo)
Q’b: vazão no trecho b quando não possui funcionamento de 24 horas (litros / segundo)
tf: tempo de funcionamento da estação (horas)
3 METODOLOGIA
Estudar, avaliar e compreender as maneiras para realizar uma pesquisa acadêmica, nisso consiste a disciplina de Metodologia. De modo aplicado é como se descreve os métodos e técnicas utilizados para que se obtenha sucesso durante a coleta de dados e processamento de informações obtidas. Portanto, é a aplicação de processos para
alcançar o conhecimento, verificando sua validade e utilidade para a sociedade (PRODANOV e FREITAS, 2013).
O método utilizado é um procedimento que têm como propósito um fim, ou seja, um conhecimento. O método de abordagem é a forma de pensamento utilizada para alcançar o objetivo, eles esclarecem procedimentos lógicos seguidos na investigação científica dos fatos. Os métodos são vinculados à correntes filosóficas sendo eles: o dedutivo, o indutivo, o hipotético-dedutivo, o dialético e o fenomenológico (PRODANOV e FREITAS, 2013).
3.1 MÉTODO DE ABORDAGEM
O método de abordagem da pesquisa é dedutiva, tendo como ponto de partida os conhecimentos gerais sobre o sistema de abastecimento e o ponto de captação de água para consumo humano, aplicados na análise da demanda proposta pelo município de Ijuí/RS.
Para atender aos objetivos propostos, serão seguidos os seguintes passos conforme Figura 3 do fluxograma.
Figura 8: Fluxograma da metodologia
4 CARACTERIZAÇÃO DO MUNICÍPIO DE IJUÍ
4.1 HISTÓRICO DO MUNICÍPIO
Em 19 de outubro de 1890 foi fundada a “Colônia de Ijuhy” por Manuel da Siqueira Couto, sendo este o primeiro Diretor. A emancipação político-administrativa veio em 1912 quando o governador do Rio Grande do Sul, Dr. Carlos Barboza Gonçalves por meio do decreto nº 1814 separou o 5º distrito do município de Cruz Alta (SCHWERZ, 2014).
Segundo dados disponíveis no Município de Ijuí – Poder Executivo (2018), este é um município brasileiro do estado do Rio Grande do Sul está localizado na latitude 28º23’16” sul e a uma longitude 53º54'53" oeste, e altitude de 328 metros em relação ao nível do mar.
O município de Ijuí possui uma população estimada em 2017 de 83.330 habitantes, em relação ao último censo de 2010, dentre estes 57,5% possui sistema de esgotamento sanitário adequado (IBGE, 2018)
Gráfico 1: Economia de Ijuí por setores
Fonte: Autoria Própria
O Município de Ijuí – Poder Executivo (2018) mostra que seu crescimento econômico é em diversos setores, o setor primário (agricultura e pecuária) representa até 2003 um percentual de 12,9% da economia do município, a indústria 13,51%, o comércio atacadista e varejista 55% e os prestadores de serviços 18,54%. Pode-se
Agricultura Indústria Comércio Serviços
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%
observar no Gráfico 1 que o comércio é o mais influente no município, sendo o que está em maior crescimento.
Com a grande quantidade de imigrações e colonizações durante o período de abertura dos portos para recepção de trabalhadores para as lavouras de café, Ijuí reuniu vários grupos étnicos, sendo por isso considerado "Terra das Culturas Diversificadas". Dentre as culturas que foram recebidas na cidade estão: índios, portugueses, franceses, italianos, alemães, poloneses, austríacos, letos, holandeses, outros (SCHWERZ, 2014).
4.2 BACIA HIDROGRÁFICA DO MUNICÍPIO
O estudo da bacia hidrográfica é de fundamental importância, pois eles que determinam os cursos de água existentes e seus percursos ao longo do território. O Brasil segundo o Conselho Nacional de Recursos Hídricos é subdividido em 12 regiões hidrográficas (PLAMSAB, 2011. Vol. 1).
De acordo com a Fundação Estadual de Proteção Ambiental (FEPAM, 2018) o estado do Rio Grande do Sul possui três regiões hidrográficas: Rio Guaíba, do Litoral e do Rio Uruguai. A região hidrográfica do Rio Uruguai contempla algumas bacias, dentre as quais a bacia do Rio Ijuí, situada entre as coordenadas 27º45' e 26º15' de latitude Sul e 53º15' e 56º45' de longitude Oeste. Esta bacia abrange 20 municípios, um deles é o município de Ijuí.
Figura 9 – Região Hidrográfica do Rio Uruguai e a Bacia do Rio Ijuí
De acordo com o PLAMSAB (2011) a Bacia Hidrográfica do Rio Ijuí possui diversos tipos de uso, como geração de energia, turismo, navegação, lazer e pesca. A situação atual de qualidade das águas superficiais do rio Ijuí apresentapara a demanda bioquímica de oxigênio (DBO), indicando uma situação favorável da água, exceto em alguns pontos próximo as áreas urbanas.
A hidrografia do município de Ijuí abrange rios médios, córregos e arroios, totalizando uma área de 11,35km², incluindo áreas de açudes. A disposição dos cursos d’água se dá em função do relevo, este por ser levemente ondulado e aplainado faz com que os cursos tenham curvas acentuadas (PLAMSAB, 2011. Vol. 1).
4.3 PLANO MUNICIPAL DE SANEAMENTO BÁSICO DE IJUÍ – PLAMSAB
O PLAMSAB de Ijuí é uma ferramenta do município que foi elaborado de acordo com a Lei Federal nº 11.445 de 05/01/2007 e o Decreto nº 7.127 de 21/06/2010 os quais se referem a Política Nacional de Saneamento Básico do Brasil. Este plano foi elaborado para orientar e assessorar o município na organização das políticas e serviços de saneamento básico (PLAMSAB, 2011. Vol. 1).
O PLAMSAB é composto por dez volumes: diagnóstico da situação atual de todo o sistema de saneamento básico do município de Ijuí/RS; avaliação do sistema de esgotamento sanitário; proposta de novas metas para melhorias no município; acompanhamento de desempenho do saneamento básico, verificação das situações de emergência, além de contar com mapas que detalham o saneamento básico municipal (PLAMSAB, 2011)
O Volume 5 do PLAMSAB propõe as ações de melhorias, dentre essas na área de abastecimento de água, que visa ampliar e melhorar os serviços prestados nessa área com qualidade. Conforme visto anteriormente dentre as ações temos as 12-A, que propõem uma atitude de curto prazo para otimização do sistema de abastecimento de água do município.
Segundo dados obtidos no DEMASI (Departamento Municipal de Águas e Saneamento de Ijuí, 2018) está sendo desenvolvido um diagnóstico novo do PLAMSAB, onde há novas metas e ações e manutenção das ainda não desenvolvidas no
Plano de 2011. Também contempla dados técnicos sobre os sistemas, para assim considerar as demandas atendidas e a necessidade de melhorias e ampliações no sistema de saneamento do município.
5 COLETA DE DADOS SOBRE O SAA DO MUNICÍPIO
A prestação de serviços de abastecimento de água e esgotamento sanitário na região noroeste colonial do estado do RS é de responsabilidade da CORSAN (Companhia Riograndense de Saneamento). Sendo o principal sistema de abastecimento de água atendido o do município de Ijuí, que faz a captação no rio Potiribú, conforme apresentado na sessão 5.1 (PLAMSAB, 2011).
Dentro da bacia do Rio Ijuí, somente os municípios de Santo Ângelo, Panambi e Ijuí possuem sistema de captação de água superficial. Estes mais suscetíveis à contaminação por lançamentos de efluentes, contaminação de agrotóxicos, entre outros. Parte dos município desta bacia hidrográfica possuem sistema de captação de maneira subterrânea (PLAMSAB, 2011).
5.1 CAPTAÇÃO DE ÁGUA DE IJUÍ
Segundo o PLAMSAB (2011, vol.1) A captação de água para abastecimento humano no município de Ijuí é realizada em manancial superficial, localizado no Rio Potiribú, na BR 285 KM 454, na lateral da ponte do referido Rio, próximo ao Parque de Exposições Wanderlei Burmann, nas coordenadas 28º22’40,6” Sul e 53º52’Oeste.
Conforme mostra na Figura 10 este é um dos locais onde a tubulação de captação de água entra no leito do referido rio para que ocorra a retirada de água do manancial. Conforme podemos verificar, a canalização é feita de maneira a ser de fácil inspeção visual, com grades no fundo, e ainda contando com guarda-corpo para maior segurança.
Figura 10 - Ponto de captação de água de Ijuí/RS, margem Rio Potiribú
Fonte: Autoria própria
De acordo com o Processo de Planejamento dos Usos da Água na Bacia Hidrográfica do Rio Ijuí (2012), o rio Potiribú pertence a gestão da Bacia do Rio Ijuí, possuindo uma área de 725,7 m² e com seu curso d’água passando por seis município integrantes, são eles: Pejuçara, Cruz Alta, Boa Vista do Cadeado, Bozano, Ijuí e Coronel Barros.
Ainda sobre este processo, o rio Potiribú possui uma vazão acumulada de 5,4m³/s e não é enquadrado por outro rio, ou seja, ele não recebe água de nenhum outro curso d’água. Sua extensão é dividida em trecho baixo, que é do arroio Cambará até a pequena central hidrelétrica (PCH) Andorinha, e trecho alto e médio, que se estende da PCH Andorinhas até sua foz no Rio Ijuí.
A captação no município é realizada em dois pontos do rio, distantes em torno de 100 metros um do outro, as adutoras de ferro possuem diâmetro de 700mm e a captação é feita de forma horizontal. Nas pontas da tubulação de captação que permanecem dentro do rio está disposto um crivo para evitar a entrada de materiais junto com a água. Após a captação, a água segue para um conjunto de três câmaras de permanência conectadas com volume em torno de 60m³ de água, estas câmaras são também chamadas de poços de sucção, onde a água é conduzida até as bombas.
Atualmente a captação conta com três GMB (grupo-motor-bomba), conforme a Figura 11, uma delas sendo feita manutenção no dia da foto. Estas bombas responsáveis pelo recalque desde a captação até a estação de tratamento. Normalmente funcionam duas bombas com potência de 500cv, o tempo de funcionamento diário médio é de 19 horas. A outra bomba de potência 450cv é a reserva, caso alguma das outras tenha algum problema, ou esteja em manutenção.
Figura 11: Sistema de captação de Ijuí
Fonte: Autoria própria
Somente duas bombas permanecem em operação contínua, pois a pressão suportada pelas tubulações é dimensionada para esta condição. A tubulação de recalque segue das bombas para a superfície com uma tubulação de ferro 500mm sendo então dividida em duas adutoras de água bruta que vão até a ETA, uma de 300mm e outra de 500mm mais nova, de acordo com funcionários, de 1998.
Logo após a bifurcação, ambas as adutoras possuem válvula de alívio de pressão, que serve para desviar o sistema da água pressurizada. Além da válvula de alívio ao longo da adutora de água bruta possui sistema de retenção, que permite a redução da velocidade, mantendo controlada a mesma para chegada até a ETA.
5.2 ADUÇÃO DE ÁGUA BRUTA E TRATAMENTO
A partir da captação a água bruta é conduzida pelas adutoras de água bruta até a estação de tratamento, conforme visto a anteriormente a condução ocorre por duas adutoras, ambas com extensão de 3.600 metros e capacidade de aproximadamente 401 litros por segundo (PLAMSAB, 2011). No entanto, de acordo com dados da ETA, a vazão afluente é de 406 litros por segundo.
Figura 12: Estação de Tratamento de Água de Ijuí-RS
Fonte: Google Maps (2018)
A Figura 12 mostra a vista superior da estação de tratamento de água. Atualmente o sistema de abastecimento de água de Ijuí não possui sistema de reserva de água bruta da captação até a estação de tratamento, necessitando cada vez que a estação está cheia, ou que necessite fazer processo de limpeza ou manutenção, paralisar a captação.
A Estação de Tratamento de Água (ETA) de Ijuí foi ampliada junto com a reforma da captação em 1998, baseado em um projeto elaborado em novembro de 1991,
conforme a planta no Anexo A. A capacidade de tratamento de água duplicou com a reforma,
Após chegar na ETA a água bruta recebe o tratamento para potabilidade, composto pela floculação, decantação, filtração, cloração e fluoretação. Conforme demonstrado na Figura 13.
Figura 13: Fluxograma do sistema de tratamento de água
Fonte: Autoria própria
O tratamento inicia com a floculação, onde é adicionado de maneira dosada na calha parshall o agente coagulante, sendo usado o sulfato de alumínio. Este faz com que as impurezas microscópicas se aglutinem formando flóculos. Ainda na calha é adicionada uma dosagem de cloro gás, para auxiliar no início da remoção dos micro-organismos existentes, esta chamada de pré-cloração.
Figura 14: Floculador da ETA
A mistura realizada na calha parshall segue para os blocos floculadores, conhecido como câmaras de chicanas, como pode-se observar na Figura 14, onde seu tempo de detenção é de 20 minutos. Nesta etapa a velocidade é mais moderada para que possa ocorrer a formação do flóculo. O antigo bloco dos floculadores possui capacidade de 186,69m³, e o novo 443,36m³, totalizando 630,05m³.
A próxima etapa é a decantação. Os flóculos, que por meio da aglutinação, ficaram maiores e mais “pesados” sedimentam para o fundo do reservatório, ocorrendo assim o processo de decantação. Atualmente segundo o PLAMSAB (2011, vol. 1) possui quatro módulos de decantadores, dois deles com volume de 750m³ cada e os outros de 1357,56m³ cada, totalizando 4.215,12m³.
As impurezas que ainda não decantaram ao passar pelo processo de filtração ficam retidas nessa etapa. O sistema de filtro da estação é realizado com filtro de areia, com diversas granulometrias, conforme Figura 15. Este exemplo está disponível na ETA Ijuí sendo que os filtros mais novos apresentam uma camada de carvão. Segundo o PLAMSAB (2011, vol. 1) a filtração na ETA era realizada em quatro filtros de 12,5m², após a reforma foram acrescentados mais quatro de 22,8m² de área, totalizando 141,20m³.
Figura 15: Amostra do filtro da ETA
Os filtros são lavados com o sistema de retrolavagem, para que continuem desempenhando a sua função de maneira adequada. A retrolavagem consiste em injetar água de baixo para cima no sistema de filtros, sendo que esta ação é realizada diariamente.
Após a filtração ocorre a adição de cloro gás, chamada de pós cloração. O cloro gás é armazenado pressurizado em cilindros de 900kg, sua adição é feita por meio de canalizações, diretamente na água. A estação conta com 4 cilindros, que são repostos de acordo com o uso, mantendo sempre todos disponíveis para funcionamento. O gás ao entrar em contato com a água elimina muitos microorganismos, como as bactérias. Sua quantidade é dosada de maneira que ao ser inserido na água chegue em quantidade suficiente no ponto mais extremo da rede de distribuição.
Ainda após a adição de cloro é adicionada uma quantidade dosada de flúor, chamada de fluoretação. Esta adição possui apenas a finalidade de reduzir a incidência de cárie dentária na população.
5.3 RESERVAÇÃO
A água tratada na ETA segue para o armazenamento em reservatórios distribuídos de maneira a toda a população ser atendida pela rede por gravidade, ou seja, sem a necessidade de bombeamento de recalque. (PLAMSAB, 2011. Vol. 1).
A CORSAN atualmente possui doze reservatórios de água tratada que possuem uma capacidade total de 10.575m³, eles são distribuídos em pontos estratégicos da cidade de acordo com a Tabela 2. Existem alguns problemas com a reserva nos horários de pico de consumo, devido ao fato da recuperação do sistema ser demasiada lenta (PLAMSAB, 2011. Vol. 1).
Tabela 2: Distribuição dos reservatórios de água tratada de Ijuí-RS
Fonte: PLAMSAB (2011, vol. 1)
5.4 REDE DE DISTRIBUIÇÃO
O PLAMSAB (2011, Vol. 1) mostra ainda, que em 2008 a extensão da rede de distribuição de água do município era de 368km, sendo considerada extensa, visto que em 2010 o percentual de atendimento da zona urbanacorrespondia a 93,92% do total de residências e empreendimentos. Parte da rede de distribuição é composta por tubulações de fibro-cimento, o que ocasiona a necessidade de reparos frequentemente.
A Figura 16 mostra como é a organização do sistema de abastecimento de água de Ijuí. Identificando desde a captação, o tratamento e principalmente o posicionamento dos reservatórios dentro do sistema.
Figura 16: Esquema do sistema de abastecimento do município
Fonte: Adaptado de CORSAN apud PLAMSAB (2011, vol. 1)
A CORSAN classifica os usuários de abastecimento de água como: residenciais “A” e “B”, comerciais, industriais e do setor público. O consumo até 10m³ é considerado residencial. Em 2008, 88,86% de todos os usuários da rede consumidora de água eram considerados industriais.
Os usuários estão em crescente aumento. Observa-se que de 2004 para 2008 o número de usuários passou de 25.552 para 27.198, o que representa um crescimento médio de 1,29% ao ano (PLAMSAB, 2011. Vol. 1).
5.5 CONTROLE DE QUALIDADE
Para avaliar a qualidade da água, a ETA possui laboratórios especializados que fazem exames desde a água bruta até o seu tratamento finalizado. Há parâmetros que são analisados diariamente, semanalmente ou com periodicidade definida, com amostras coletadas na ETA.
Para conferência dos parâmetros da água distribuída são realizadas mensalmente análises de 71 amostras em toda a rede, em todos os bairros abastecidos pelo sistema.
Os parâmetros analisados nas amostras coletadas são: quantidade de cloro, turbidez, escherchia coli (coliformes fecais), coliformes totais, odor, gosto, presença de bactérias heterotróficas e a cor.
A qualidade da água é acompanhada pela Vigilância Sanitária do município e do Estado. No entanto, segundo funcionários da ETA, de todas as amostras coletadas nos últimos anos, não houve a detecção de presença dos coliformes.
A partir dos dados da CORSAN (2017) sobre a qualidade da água existente no município, mostra que os o tratamento executado na ETA atende de maneira satisfatória toda a comunidade, mantendo os padrões de potabilidade exigidos.
5.6 ABASTECIMENTO NA ZONA RURAL
Na zona rural de Ijuí/RS o abastecimento de água se dá por captação em manancial subterrâneo, que se apresentam como uma fonte alternativa de água. Atualmente são quantificados cento e três poços artesianos na zona urbana e cinquenta e cinco na zona rural do município, de uso particular e coletivo. A responsabilidade do controle da qualidade da águas destes sistema é do(s) usuário(s) (PLAMSAB, 2011. Vol. 1).
Segundo a CORSAN (2017), as águas subterrâneas provenientes de poços artesianos que são atendidas pela Companhia geralmente só necessitem de desinfecção e fluoretação.
Mesmo com o Plano considerando o sistema de abastecimento de água do município satisfatório, ele também faz a recomendação para que ocorram melhorias no sistema de abastecimento do município, como: avaliar posicionamento dos reservatórios, plano de redução de perdas, substituição de redes de água, redução de consumo de energia elétrica, otimização dos equipamentos de captação de água, manutenções de rede, entre outras.
