Esgoto Sanit. Ariovaldo Nuvolari.pdf

ESGOTO

ESGOTO

SANITÁRIO

SANITÁRIO

COLETA

COLETA

TRANSPORTE

TRANSPORTE

TRATAMENTO

TRATAMENTO

E RE

2

ESGOTO

SANITÁRIO

COLETA

TRANSPORTE

TRATAMENTO

E REÚSO AGRÍCOLA

2.ª edição revista, atualizada e ampliada

Coordenação:

ARIOVALDO NUVOLARI

Coautores:

ALEXANDRE MARTINELLI

ARIOVALDO NUVOLARI

DIRCEU D’ALKMIN TELLES

JOSÉ TARCÍSIO RIBEIRO

NELSON JUNZO MIYASHITA

ROBERTA BAPTISTA RODRIGUES

ROBERTO DE ARAUJO

FATEC - SP  CEETEPS 

Rua Pedroso Alvarenga, 1245, 4º andar 04531-012 – São Paulo – SP – Brasil Tel 55 11 3078-5366

contato@blucher.com.br www.blucher.com.br

Segundo Novo Acordo Ortográfico, conforme 5. ed. doVocabulário Ortográfico da Língua Portuguesa , Academia Brasileira de Letras, março de 2009.

É proibida a reprodução total ou parcial por quaisquer meios, sem autorização escrita da Editora.

Todos os direitos reservados pela Editora Edgard Blücher Ltda.

FICHA CATALOGRÁFICA

Esgoto sanitário: coleta, transporte, tratamento e reúso agrícola / coordenação Ariovaldo Nuvolari – 2ª ed. rev. atualizada e ampl. – São Paulo: Blucher, 2011.

Vários autores Bibliografia.

ISBN 978-85-212-0568-5

1. Engenharia sanitária 2. Esgotos sanitários I. Nuvolari, Ariovaldo.

10.11549 CDD-628.3

Índices para catálogo sistemático: 1. Esgotos sanitários: Engenharia sanitária 628.3

Esgoto Sanitário  – coleta, transporte,

tratamento e reúso agrícola © 2011 Alexandre Martinelli

Ariovaldo Nuvolari Dirceu D’Alkmin Telles José Tarcísio Ribeiro Nelson Junzo Miyashita Roberta Baptista Rodrigues Roberto de Araujo

1ª reimpressão – 2012 Editora Edgard Blücher Ltda.

AUTORES

 ALEXANDRE MARTINELLI

Biólogo (UNESP), Mestre em Biologia Celular e Molecular (UNESP), professor da graduação e professor da pós-graduação (FATEC-SP), ex-funcionário do DAIA-SMA-SP. Atualmente atua em consultoria ambiental. E-mail: am.martinelli@gmail.com

 ARIOVALDO NUVOLARI

Tecnólogo (FATEC-SP), doutor em Saneamento (FEC-UNICAMP), pro-fessor da graduação e da pós-graduação (FATEC-SP), com atuação em engenharia civil em empresas mistas e privadas: THEMAG Engenharia Ltda., Paulo Abib Engenharia S/A., SEMASA e PETROBRAS.

E-mail: nuvolari@fatecsp.br

DIRCEU D’ALKMIN TELLES

Engenheiro civil USP), doutor em Engenharia Hidráulica (POLI-USP), ex-professor da graduação e professor da pós-graduação (FATEC-SP), professor convidado da pós-graduação (POLI-USP). Foi presidente da ABID, Diretor da FATEC-SP, membro da ABNT, com maior vivência em Recursos Hídricos no DAEE-SP, tendo prestado consultoria para diversas empresas.

E-mail: dirceu.telles@fatgestao.org.br

JOSÉ TARCÍSIO RIBEIRO _{(in memorian)}

Tecnólogo (FATEC-SP), mestre em saneamento (FEC-UNICAMP), foi professor da graduação e da pós-graduação (FATEC-SP), com maior  vivência em obras de saneamento na SABESP.

NELSON JUNZO MIYASHITA 

Engenheiro civil (POLI-USP) e de Segurança do Trabalho (MACKENZIE), ex-professor (FATEC-SP), com maior vivência em gerenciamento de pro- jetos (THEMAG Engenharia).

E-mail: nelson.junzo@gmail.com

ROBERTA BAPTISTA RODRIGUES

Tecnóloga (FATEC-SP), doutora em Recursos Hídricos (POLI-USP), di-retora da empresa RB Recursos Hídricos.

E-mail: roberta@rbrecursoshidricos.com

ROBERTO DE ARAUJO _{(in memorian)}

Engenheiro civil (Mackenzie), mestre em Saneamento (POLI-USP), especialista em Saúde Pública (FSP-USP), foi professor da graduação (FATEC-SP), membro da ABNT, com maior vivência em projetos na área de saneamento (SABESP).

PREFÁCIO

DA 2ª EDIÇÃO

Decorridos 7 anos da publicação da 1ª edição deste livro, os seus autores  verificaram a necessidade de atualização. Durante os trabalhos, infelizmente,

também foram detectadas algumas incorreções, devidamente corrigidas nesta 2ª edição. Aproveitou-se a oportunidade para incluir os assuntos mais recen-tes, relacionados, principalmente, às novas técnicas de tratamento de esgoto surgidas nos últimos anos.

As principais mudanças em relação à 1ª edição ocorreram nos seguintes capítulos:

• Proêmio: correções, atualizações e inclusões de dados mais recentes; • Capítulo 1: inclusão de uma tabela de conversão de unidades;

• Capítulo 5: o item 5.1 foi totalmente reescrito;

• Capítulo 7: foram feitas correções, atualizações, principalmente

relacio-nadas com a substituição da Resolução CONAMA 20/1986 pela Resolução CONAMA 357/2005;

• Capítulo 8: foi totalmente reescrito;

• Capítulo 9: foram feitas correções, atualizações e inclusão do item 9.10

– Outras técnicas de tratamento mais recentes;

• Capítulo 11: correções e atualizações; • Referências bibliográficas: inclusões.

Os autores agradecem à Editora Blucher pela pronta acolhida da proposta desta 2ª edição, e a coordenação agradece o empenho dos autores na exe-cução do trabalho.

 Prof. Dr. ARIOVALDO NUVOLARI  Coordenador 

PREFÁCIO

DA 1ª EDIÇÃO

Este livro Esgoto sanitário : coleta, transpor te, tratamento e reúso agrí-cola é publicado em momento oportuno: o governo e a sociedade brasileira

estão empenhados em melhorar a qualidade de vida dos cidadãos. Tal objetivo requer empenho e competência; daí a conveniência desta publi cação, que, entre outros assuntos, aborda a despoluição de rios, lagos, praias e bacias.

Os técnicos que trabalham na área de esgoto estarão bem assessorados com esta obra. Seus autores, um grupo de profissionais de alto nível técnico e intelectual, envolvidos em atividades da área educacional, demonstram seu interesse e sua desenvoltura na abordagem de tema tão atual.

São seus autores Dr. Dirceu D’Alkmin Telles, Mestre Roberto de Araujo, Dr. Ariovaldo Nuvolari, Mestre José Tarcísio Ribeiro, Mestre Roberta Baptista Rodrigues e Eng. Nelson Junzo Miyashita, professores do Departamento de Hidráulica da Faculdade de Tecnologia de São Paulo, que tive a honra de chefiar por muitos anos; foram meus alunos ou na Escola Politécnica da USP ou da FATEC-SP. Conheço-os suficientemente bem para poder afirmar que conciliam uma formação teórica profunda com uma vivência prática intensa.

Tais elementos acentuam as qualidades desta obra, elaborada com tanto esmero.

Há uma ausência, o Prof. Roberto de Araujo. Ele faleceu em 5 de maio de 2000. Esteja onde estiver, há de estar feliz com a realização de um sonho.

O autor deste prefácio está gratificado ao compartilhar da publicação deste excelente livro, que, sem dúvida, auxiliará na resolução de problemas do meio ambiente, sobretudo na área de saneamento, elaborado por seus discípulos e companheiros nesta árdua tarefa da construção de um mundo melhor.

 KOKEI UEHARA  Professor Emérito da EPUS P  Professor Emérito da FATEC-SP

APRESENTAÇÃO

A FATEC-SP, Faculdade de Tecnologia de São Paulo, uma das unidades de ensino superior do CEETEPS, Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza, vem há mais de trinta anos formando profissionais competentes por meio de seus cursos concebidos e desenvolvidos para atender os segmentos atuais e emergentes da atividade industrial e do setor de serviços, tendo em vista a constante evolução tecnológica. Seu ensino é compromissado com o sistema produtivo, seus currículos são flexíveis, compostos por disciplinas básicas, humanísticas, de apoio tecnológico e de formação específica em cada área de atuação do tecnólogo, graduado, em seus dez cursos. A aprendizagem se faz por meio de projetos práticos, estudos de casos e em laboratórios específicos que reproduzem as condições do ambiente profissional, fornecendo condições ao futuro tecnológo de participar, de forma inovadora, dos trabalhos de sua área. Esta proposta exige um corpo docente formado por especialistas em suas áreas de conhecimento e por professores integralmente dedicados ao desen- volvimento do ensino e da investigação científica. Grande parte dos docentes

da nossa instituição alia à experiência prática da aplicação da tecnologia a  vivência acadêmica e a pesquisa.

Um grupo de especialistas em recursos hídricos e em saneamento ambiental, professores de nossos cursos de graduação e de pós-graduação, com prática profissional em atividades públicas e privadas, reuniu seus conhecimentos e experiências para produzir este livro. Ele foi concebido e desenvolvido de forma global, com aberturas de espaços para a inclusão das vivências dos autores de cada um de seus capítulos. Assim sendo, espera atender à demanda de estudan-tes de graduação e de pós-graduação, de consultores, projetistas, construtores e operadores de obras e serviços de coleta, de transporte e de tratamento de esgotos sanitários, bem como de reúso agrícola.

Sugestões e colaborações serão bem-vindas. Os autores e a FATEC-SP agradecem as colaborações do CEETEPS, Centro Estadual de Educação Tec-nológica Paula Souza e da FAT, Fundação de Apoio à Tecnologia que tornaram possível a edição desta publicação.

 Prof. Dr. Dirceu D’Alkmin Telles  Diretor da FATEC-SP

CONTEÚDO

0

Proêmio — Um pouco de história

1

As grandezas e suas unidades

1.1 Sistema métrico decimal ... ... 29

1.2 Sistema internacional de unidades (SI) ... ... 30

1.3 Grandezas e unidades do escoamento ... ... 30

1.4 Prefixos SI ... ... ... 30

2

O esgoto sanitário

2.1 Origem e destino... ... 37

2.2 Contribuições indevidas para as redes de esgotos ... 38

2.3 Características físicas do esgoto ... ... 43

2.4 Escoamento livre ... ... ... 47

3

O sistema de esgoto sanitário

3.1 Sistema Separador Absoluto ... ... 59

3.2 Finalidades do sistema ... ... 60

3.3 Estudo de concepção do sistema ... ... 61

3.4 Partes do sistema... ... 61

4

As unidades do sistema

4.1 Rede coletora ... ... ... 65

4.2 Interceptor e emissário ... ... 79

4.3 Sifão invertido ... ... ... 87

4.4 Estação elevatória de esgoto ... ... 94

5

A preparação para execução das obras

5.1 AIA — Avaliação de Impacto Ambiental ... 107

5.2 Providências preliminares para execução da obra ... 112

5.3 Instalação do canteiro de serviços ... ... 118

5.4 Gestão da obra ... ... ... 124

5.5 A contratação de obras e serviços... ... 153

6

A construção das redes de esgoto sanitário

6.1 Locação da vala ... ... ... 165

6.2 Remoção do pavimento ... ... 166

6.3 Escavação convencional de vala (a céu aberto) ... 166

6.4 Escavações especiais ... ... 168

6.5 Escoramento das paredes laterais da vala ... 174

6.6 Drenagem e rebaixamento de lençol freático ... 178

6.7 Tipos de base de assentamento de tubulação ... 180

6.8 Regularização do fundo da vala e controle da declividade ... 181

6.9 Tipos de materiais e respectivas juntas para esgoto sanitário 182 6.10 Execução de serviços complementares ... ... 185

6.11 Reaterro e compactação da vala ... ... 186

6.12 Repavimentação... ... 187

14

7

O lançamento

 e seus impactos

7.1 Composição química e biológica do esgoto sanitário ... 189

7.2 Microrganismos e sua importância ambiental... 192

7.3 Oxigênio dissolvido na água e sua importância ambiental ... 197

7.4 Demanda Bioquímica de Oxigênio – DBO... 199

7.5 Demanda Química de Oxigênio – DQO ... ... 201

7.6 Resíduos sólidos nas águas e sua importância ambiental... 202

7.7 O nitrogênio e sua importância ambiental ... . 203

7.8 O fósforo e sua importância ambiental ... ... 207

7.9 O enxofre e sua importância ambiental ... . 207

7.10 O gás natural e sua importância ambiental ... 208

7.11 A alcalinidade das águas e sua importância ambiental... 209

7.12 Óleos e graxas e sua importância ambiental ... 210

7.13 Cloretos e sua importância ambiental ... ... 210

7.14 Os metais e sua importância ambiental ... . 210

7.15 Os fenóis e sua importância ambiental ... ... 213

7.16 Leis, regulamentações e normas ... ... 214

8

Comportamento dos poluentes orgânicos em corpos d’água

superficiais e sistema ALOCSERVER

8.1 Degradação aeróbia em rios e córregos ... . 225

8.2 O modelo QUAL2E ... ... . 234

8.3 Modelo de balanço de vazão de diminuição – RM1... 235

8.4 Modelo de balanço de cargas – RM2 ... ... 237

8.5 AlocServer – Sistema de planejamento e gestão de recursos hídricos e bacias hidrográficas ... . 240

9

As diversas opções de tratamento do esgoto sanitário

9.1 Como e quando se deve tratar o esgoto sanitário ... 255

9.2 O que se pode fazer nos casos mais simples ... 256

9.3 O sistema de lodos ativados ... ... 264

9.4 Tratamento e disposição final da fase sólida (lodos primários e secundários) ... ... 335

9.5 Lagoas aeradas ... ... ... 377

9.6 Lagoas de estabilização ... ... 381

9.7 Filtros biológicos ... ... .. 398

9.8 Tratamento de esgoto por escoamento superficial no solo — método da rampa ... ... 400

9.9 Reator anaeróbio de fluxo ascendente (UASB, RAFA, DAFA)... ... ... 401

9.10 Outras técnicas de tratamento mais recentes ... 403

9.11 Tabelas-resumo de áreas de ocupação... ... 427

10 Desinfecção de efluentes das ETEs

10.1 Introdução... ... 431

10.2 Necessidade de desinfecção das águas residuárias ... 432

10.3 Desinfecção com cloro... ... 437

10.4 Desinfecção com ozônio ... ... 449

10.5 Desinfecção com dióxido de cloro (ClO₂) ... . 467

10.6 Permanganato de potássio ... ... 479

10.7 Cloraminas ... ... ... 484

10.8 Ozônio/peróxido de hidrogênio (peroxona) ... 492

11.4 Utilização na agricultura irrigada ... ... 523

12 Controle de odores em sistemas de esgoto sanitário

12.1 Introdução... ... 529

12.2 Causa dos odores ... ... ... 530

12.3 Efeito dos odores ... ... ... 530

12.4 Diretrizes para avaliação dos odores... 530

12.5 Classificação dos odores ... ... 531

12.6 Concentração e caracterização dos odores... 532

12.7 Medição dos odores ... ... 534

12.8 Controle dos odores... ... 535

12.9 Tratamento de gases odoríferos ... ... 537

12.10 Oxidação química de compostos odoríferos ... 539

Proêmio

UM POUCO DE

HISTÓRIA

Ariovaldo Nuvolari

Proêmio

Já nos tempos mais remotos, desde que os homens começaram a se assentar em cidades, a coleta das águas servidas, que hoje chamamos de esgoto sanitário, passava a ser uma preocupação daquelas civilizações. Em 3750 a.C., eram cons-truídas galerias de esgotos em Nipur (Índia) e na Babilônia. Em 3100 a.C. já se tem notícia do emprego de manilhas cerâmicas para essa finalidade (Azevedo Netto, 1984). Na Roma Imperial, eram feitas ligações diretas das casas até os canais. Porém, por se tratar de uma iniciativa individual de cada morador, nem todas as casas apresentavam essas benfeitorias (Metcalf e Eddy, 1977).

Na Idade Média, não se tem notícia de grandes realizações, no que diz respeito ao saneamento e em especial aos esgotos. Esse aparente desleixo e o desconhecimento da microbiologia até meados do século XIX certamente fo-ram as causas das grandes epidemias ocorridas na Europa, no período entre os séculos XIII e XIX, coincidindo com o caótico crescimento de algumas cidades (Sawyer e McCarty, 1978).

A história registra, entre os anos de 1345 e 1349, uma terrível pandemia de peste bubônica na Europa, com 43 milhões de vítimas fatais, numa época em que a população mundial não chegava aos 400 mil hões. Sabe-se hoje que a peste bubônica é transmitida por pulgas infectadas por ratos, o que demons-tra que a limpeza não era exatamente um atributo daquelas populações. Um outro exemplo é o crescimento populacional em algumas cidades inglesas no século XIX (Tab. PR-1) e as ocorrências trágicas de epidemias nesse período (Tab. PR-2).

18

A correlação entre o crescimento populacional e o recrudescimento dos problemas com a saúde pública hoje fica fácil de perceber, quando se apresentam os números desse crescimento.

Pela Tab. PR-3, pode-se perceber que população mundial demorou cerca de 10.000 anos para atingir a cifra de 1 bilhão de habitantes. Percebe-se ainda que o crescimento populacional acentua-se nos séculos XIX e XX, nos quais, em apenas 80 anos (1850-1930), a cifra de 1 bilhão foi duplicada. Hoje, estima-se um crescimento mundial em torno de 43 milhões de pessoas ao ano, o que determina um acréscimo de 1 bilhão de pessoas em apenas 23 anos. O fato considerado mais grave é que a maior percentagem de crescimento se dá nos países “em desenvolvimento”, justamente aqueles em que a infraes-trutura urbana é geralmente deficiente e, portanto, mais sujeitos à degradação ambiental e a problemas de saúde pública (EMBRAPA, 1996).

Em Londres (Inglaterra), somente a partir de 1815 os esgotos começaram a ser lançados em galerias de águas pluviais; em Hamburgo (Alemanha), a partir de 1842, e em Paris (França), a partir de 1880 (Metcalf e Eddy, 1977), originando o chamado sistema unitário. A Inglaterra certamente foi um dos países europeus mais castigados por epidemias. As causas dos surtos epidêmicos naquele país hoje parecem bem evidentes, podendo-se citar:

• tendo sido o berço da Revolução Industrial, a Ingla

-terra sofreu intensa migração populacional do campo em direção às cidades;

• as cidades ainda não contavam com a necessária

infraestrutura urbana para atender a esse novo con-tingente populacional;

• nos rios ingleses, de curta extensão, contavam-se

diversas cidades ao longo de seus cursos, não apre-sentando, portanto, condições naturais propícias à autodepuração;

• não somente os ingleses mas o mundo desconheciam

a microbiologia e a relação entre certas doenças e a qualidade das águas.

Certamente, também pelos motivos apontados, a Inglaterra foi o primeiro país a iniciar pesquisas e adotar as necessárias medidas saneadoras (Tab. PR-4).

Concomitantemente, em 1872 na França, Jean Louis Mouras descobre as vantagens de se acumular o lodo dos esgotos em um tanque, antes de lançá-lo numa fos-sa absorvente; surge o tanque séptico (Andrade Neto, 1997).

Com o grande crescimento das cidades em todo o mundo, ocorrido a partir do final do século XIX e início do século XX, outros países seguiram o exemplo inglês e começaram a se preocupar com o tratamento de seus

TABELA PR-2 Algumas epidemias registradas na Europa do século XIX

Ano Ocorrência

1826 Terrível pandemia de cólera em toda a Europa 1831 Epidemia de cólera na Inglaterra com 50.000_{vítimas fatais} 1848 Epidemia de cólera na Inglaterra com 25.000_{vítimas fatais}

Fonte: Metcalf e Eddy (1977)

TABELA PR-3 Evolução da população mundial

Ano Países desenvolvidos (em bilhões) Países em desenvolvimento (em bilhões) Total (em bilhões) 8000 a.C. - - 0,005 1d.C. - - 0,2 1650d.C. - - 0,5 1850d.C. - - 1,0 1930d.C. - - 2,0 1950 d.C. 0,8 1,6 2,4 1960 d.C. 0,9 2,0 2,9 1970 d.C. 1,0 2,6 3,6 1980 d.C. 1,2 4,0 5,2 1990 d.C. 1,2 4,2 5,4 2000 d.C. 1,2 4,8 6,0 Provisões futuras 2010 d.C. 1,3 5,9 7,2 2025 d.C. 1,4 7,0 8,4

Fontes: Adaptado de Reichardt (1985) e EMBRAPA (1996)

TABELA PR-1 Crescimento populacional em cidades inglesas no século XIX

Cidades inglesas

População (1.000 hab.) _Crescimento (%) ano de 1801 ano de 1841 Manchester 35 353 909 Birminghan 23 181 687 Leeds 53 152 187 Sheffield 46 111 141 Fonte: Huberman (1976)

TABELA PR-5 Primeiras estações de tratamento de esgotos

Ano

Inglaterra Estados Unidos

E.T.E _(mVazão3_/dia) E.T.E _(mVazão3_/dia)

1914 Salford 303 1915 Davyhulme 378 1916 Worcester

Sheffield 7.5703.028 San Marcos - TexasMilwaukee - Wiscosin Cleveland - Ohio

454 7.570 3.787 1917 Withington

Stanford 946378 Houston North - Texas 20.817 1918 Houston South - Texas 18.925 1920 Tunstall Sheffield 3.1041.340 1921 Davyhulme Bury 2.5091.363 1922 Desplaines - Illinois Calumet - Indiana 20.8175.677 1925 Milwaukee - Wiscosin Indianápolis - Indiana 170.325189.250 1927 Chicago North - Illinois 662.375

Fonte: Jordão e Pessoa (1995)

esgotos. Em 1887, por exemplo, foi construída a Estação Experimental Lawrence, em Massachusetts, nos EUA (Metcalf e Eddy, 1977).

O sistema separador absoluto, caracterizado pela construção de canalizações exclusivas para os esgotos, foi concebido em 1879 e implantado pela primeira vez na ci-dade de Memphis no Tenessee, EUA (Azevedo Netto, 1973).

Pode-se afirmar que, a partir des-sas primeiras experiências, os países mais desenvolvidos, em especial a Inglaterra, a maioria dos outros países europeus, os EUA, o Canadá, a extinta União Soviética e mais re-centemente o Japão, começaram a tratar os esgotos de suas cidades. Na Tab. PR-5 são listadas as primeiras ETEs construídas.

Nas cidades brasileiras, salvo alguns casos isolados, somente a partir da década de 1970 começou a ocorrer um maior avanço na área do saneamento. No entanto, já em 1933, o engenheiro J. P. de Jesus Netto, funcionário da Repartição de Águas e Esgotos de São Paulo, apresentou um estudo no qual de-monstrava a intensa degradação das águas do Rio Tietê, tendo utilizado

Rio Tâmisa.

1848 Editadas as primeiras leis de saneamento e saúde pública.

1854 John Snow prova cientificamente a relação entre certas doenças e a qualidade das águas.

1857 Criado o Conselho de Proteção das Águas do Rio Tâmisa.

1865 Primeiros experimentos sobre microbiologia de degradação de lodos.

1882 Início das investigações sobre os fundamentos biológicos que deram origem ao processo de lodos ativados para o tratamento de esgotos.

1914 Ardern e Lockett apresentam o processo de lodos ativados para tratamento de esgotos.

Fonte: Metcalf e Eddy (1977)

sendo palco de competições de remo, com vários clubes situados nas suas margens.

O trecho estudado por Jesus Neto (Tab. PR-6) foi de Guarulhos (km 0 do estudo) até Itu (km 155). Pode-se  verificar que, já naquela época, o Rio Tietê apresentava--se, nas épocas de estiagem, praticamente sem nenhum oxigênio dissolvido, desde a sua confluência com o Rio Pinheiros até a Represa de Santana do Parnaíba, numa extensão de aproximadamente 33 quilômetros. A partir da Represa de Santana do Parnaíba e após a confluên-cia com o Rio Juqueri, os dados mostram uma franca recuperação dos níveis de O.D. até Itu. Pelos dados apresentados na Tab. PR-7, em 1933 a cidade de São Paulo estaria com cerca de 900 mil habitantes.

Nas décadas de 1950 a 1970, foi possível acompanhar o que ocorria na periferia das grandes cidades paulis-tas. Enquanto a densidade demográfica era baixa, com terrenos grandes (600 a 1.000 m2) e casas distantes umas das outras, não existiam redes públicas de abas-tecimento de água potável e nem de coleta de esgotos. Os moradores desses bairros abasteciam-se de água extraída de poços rasos e depositavam seus esgotos em

20

fossas negras, construídas dentro dos limites de seus próprios terrenos. Com o crescimento demográfico, os lotes diminuíram de tamanho (passando a ter 500, 250 e até 125 m2_{). Com a distância entre os poços e fossas}

bem menor, o esquema anterior tornou-se perigoso, em termos de saúde pública. Aumentava a probabilidade de contaminação das águas dos poços pelos esgotos depositados nas fossas. A opção dos órgãos públicos res-ponsáveis foi a distribuição de água potável à população, de início quase sempre desacompanhada da coleta dos esgotos, estes ainda continuando a ser depositados nas fossas. Mesmo nos locais onde já havia rede de coleta de esgotos, na maioria das vezes, estas despejavam no corpo d’água mais próximo, sem nenhum tipo de t ratamento, o que decretou a degradação dos rios e córregos da Re-gião Metropolitana de São Paulo, dificultando a coleta de água para abastecimento, nessa região de nascentes e, portanto, pequenas vazões fluviais.

Na Tab. PR-7, é apresentado o crescimento popula-cional da cidade de São Paulo e de sua Região Metropo-litana, que abrange mais 38 municípios vizi nhos. Pode--se perceber que, apesar do crescimento populacional ser considerado crítico nas décadas de 1960 e 1970, já no final do século XIX, São Paulo apresentara taxa de crescimento populacional bem superior.

Na Tab. PR-8 são apresentados alguns dados publi-cados pela Cetesb referentes aos seus pontos de coleta e análise no Rio Tietê, abrangendo o trecho que vai da nascente até a Barragem de Barra Bonita. Para os pos-tos antigos, as médias foram calculadas para o período de 1986 a 2005, e para os mais novos, a partir do ano de instalação (Paganini, 2008). Para fins comparativos, foram apresentados os dados de julho de 1992, ano em que ainda não haviam sido iniciadas as ob ras do projeto Tietê, bem como os valores medidos em julho de 2008 (obras em andamento). Por ser o mês de julho

consi-derado pouco chuvoso (ou de baixas vazões), teorica-mente os valores deveriam apresentar-se mais críticos do que a média, o que nem sempre acontece, pois as  variáveis são muitas (vazão, carga orgânica lançada

etc). Pode-se observar que a partir da nascente até a captação do Semae, o rio Tietê apresenta condições aceitáveis de qualidade da água (baixos valores de DBO e de Coliformes, além de níveis razoáveis de OD). Ao adentrar a RMSP, a partir do posto situado a jusante da ETE de Suzano, as condições vão se tornando mais críticas, não atendendo aos padrões de qualidade para as respectivas classes. Os valores de DBO nesse tre-cho do rio podem ser considerados como sendo de um esgoto a céu aberto. O rio volta novamente a se recu-perar a partir do posto TIBT02500, situado a 568 km da nascente. Ressalte-se ainda que, apesar de ter sido executado um recente aprofundamento da calha do rio, na RMSP, teoricamente aumentando as velocidades de escoamento, além de ampliada a capacidade de trata-mento das ETEs situadas na RMSP (antes tratava-se cerca de 5,0 m3 /s e atualmente elas têm capacidade instalada de 18,0 m3 _{/s), não houve grandes avanços}

em relação à melhoria da qualidade das águas do rio Tietê, o que mostra que há ainda muito a ser feito para se conseguir tal objetivo.

Hoje, apesar de várias cidades brasileiras já conta-rem com Estações de Tratamento de Esgoto, a grande maioria nem coleta e nem trata seus esgotos. Fatalmente terão que fazê-lo, sob pena de ficarem sem mananciais de água apropriada para abastecimento público, e amargarem sérios problemas de saúde pública. Na Tab. PR-9, apresenta-se um breve histórico do saneamento no Brasil, com maior ênfase para a Região Metropolitana de São Paulo.

Quanto à Região Metropolitana de São Paulo, a SABESP propôs, em 1991, um plano (ver Tab. PR-10),

TABELA PR-6 Dados sobre o Rio Tietê, entre Guarulhos e Itu — estiagem de 1933 Local _{aprox. (km)}Curso

% do teor de esgoto bruto

O. D. (mg/L) Observações Coliformes germes (Agar 37º-24 h) Guarulhos 0,0 0,12 0,0016 7,3 O teor de saturação de OD,

para água limpa, na altitude média de 720 m e à temperatura de 20 °C é cerca de 8,4 mg/L. Instituto Disciplinar 13,0 0,25 0,003 7,0 Ponte Grande 21,6 0,90 0,40 5,8 Casa Verde 26,0 8,20 0,8 3,5

Confl. Rio Pinheiros 43,0 10,00 0,87 0,2

Santana do Parnaíba 72,0 16,50 0,06 0,0

Pirapora 94,0 0,05 0,016 6,5

Itu 155,0 — — 9,4

para o denominado “Programa de Despoluição do Rio Tietê”, que iniciado em 1992, foi paralisado no final de 1994, por falta de recursos.

Esse programa previa a divisão da RMSP em duas grandes áreas (vide Fig. PR-1). Uma área central den-samente urbanizada, que engloba as bacias vertentes aos Rios Tietê, Pinheiros e Tamanduateí, e algumas sub-bacias vertentes aos Reservatórios Guarapiranga e Billings, para a qual foram previstas 5 ETEs: Barueri, Suzano, ABC, Parque Novo Mundo e São Miguel Pau-lista, prevendo-se tratar, ao final do plano, 52,4 m3 _/s.

As áreas periféricas, de menor grau de urbanização seriam servidas por sistemas isolados (SABESP, 1993; Rev. Engenharia, 1998). O Programa de Despoluição do Rio Tietê foi retomado em 1995 e uma das suas maiores dificuldades de implantação não foi propriamente a construção das ETEs previstas, e, sim, das redes, dos coletores-troncos e dos interceptores para a coleta e transporte do esgoto até elas. O plano teve de ser re-formulado em 1995, em função das citadas paralisações nas obras. Ao final de 1998, novamente, as obras do Programa de Despoluição do Rio Tietê foram parali-sadas. É preocupante essa descontinuidade dos pro-gramas de saneamento, muito comum em nosso País, sempre à mercê de injunções político-econômicas. A principal consequência da descontinuidade é sempre a crescente defasagem entre o crescimento populacional das cidades e a necessária infraestrutura urbana para atendimento dessas populações, além do desperdício de dinheiro com a eventual perda de serviços realizados, problemas contratuais com empreiteiras, necessidade de novos planejamentos etc.

1900 240 433,3(em14anos) - -1910 314 30,8 - -1920 579 84,4 - -1930 888 53,4 - -1940 1.326 49,3 1.568 -1950 2.199 65,8 2.663 69,7 1960 3.709 40,7 4.739 80,0 1970 5.886 58,6 8.140 71,8 1980 8.475 44,0 12.589 54,7 1990 9.611 13,4 -

-1996 9.809 2,1 (em 6 anos) 16.500 31,0 (em 16 anos)

2008 - - 19.697 19,4(em12anos)

2009 11.038 12,5(em13anos) -

-Fonte: Adas (1980) e IBGE (1996 e 2009), Fundação SEADE (2009)

As previsões apresentadas na Tab. PR-10, não se confirmaram. Segundo dados divulgados pela SABESP (2007), a situação naquele ano ainda era a seguinte:

• ETE Barueri: com capacidade instalada de 9,5 m3 /s,

em processo de ampliação para 12,5 m3 /s, com vazão média efetivamente tratada de 7,76 m3 _{/s (durante o}

ano de 2007) e produção de lodo de 220 ton/dia.

• ETE Suzano: com capacidade instalada de 1,5 m3 /s,

com vazão média efetivamente tratada de 0,70 m3 /s (durante o ano de 2007) e produção de lodo de 40 ton/dia.

• ETE São Miguel: com capacidade instalada de

1,5 m3 _{/s, com vazão média efetivamente tratada de}

0,65 m3 /s (durante o ano de 2007) e produção de lodo de 50 ton/dia.

• ETE Parque Novo Mundo: com capacidade instalada

de 2,5 m3 /s, com vazão média efetivamente tratada de 2,14 m3 _{/s (durante o ano de 2007) e produção de}

lodo de 100 ton/dia.

• ETE ABC: com capacidade instalada de 3,0 m3 /s, com

 vazão média efetivamente tratada de 1,55 m3 _/s

(duran-te o ano de 2007) e produção de lodo de 70 ton/dia. Conforme se pode observar pelos dados apresenta-dos, a capacidade instalada total, nas 5 ETEs, no ano de 2007 era de 18,0 m3 _{/s. No início de 2010, em termos de}

capacidade instalada, a situação ainda era a mesma. Já a  vazão média total efetivamente tratada em 2007, segundo os dados acima apresentados, foi de 12,8 m3 /s, com uma

1876 Projetada e construída por ingleses a primeira rede de esgotos na cidade de São Paulo. 1887 Constituída a Cia. Cantareira de Água e Esgotos de São Paulo.

1893 Criada a Repartição de Água e Esgotos de São Paulo (houve rescisão com a Cia. Cantareira). 1897 Inaugurada a cidade de Belo Horizonte (já projetada com redes de água e esgoto).

1898 Projeto de aproveitamento das águas do Rio Cotia, para abastecimento da cidade de São Paulo. 1898 Realizado exame bacteriológico das águas do Rio Tietê.

1903 Realizados estudos para aproveitamento das águas do Rio Claro, para abastecimento da cidade de São Paulo.

1905 Saturnino de Brito é contratado pelo governo do Estado de São Paulo para estudos sobre o sistema de drenagem e de esgotos da cidade de Santos, SP.

1907 Saturnino de Brito inicia as obras de saneamento em Santos, SP.

1911 Brado de alerta sobre a crescente poluição do Rio Tietê, a jusante de São Paulo, pelo fiscal de rios da capital, Sr. José J. Freitas. 1912 Introdução do sistema separador absoluto na cidade de São Paulo.

1913 Proposto o aproveitamento das águas do Rio Tietê, para abastecer São Paulo (Roberto Hottinger, Geraldo H. Paula Souza e Robert_Mange). 1913 Primeiro estudo sobre a poluição do Rio Tietê a jusante de São Paulo – tese de Geraldo H. Paula Souza.

1923 Realizado o 1.º Congresso Brasileiro de Higiene.

1928 Proposto o plano da RAE para os esgotos da cidade de São Paulo. Já previa a construção da ETE de Vila Leopoldina, tendo sido_{construído o antigo emissário do Tietê (entre a Elevatória de Ponte Pequena e Vila Leopoldina).} 1933 Realizado levantamento sanitário do Rio Tietê a jusante de São Paulo.

1936 Criada a Revista DAE. Hoje DAE/SABESP.

1938 Inaugurada a ETE Ipiranga – São Paulo, a 1.ª da cidade. Hoje funciona como ETE-escola para os funcionários da SABESP. 1940 Decreto 10.890, de 10/01/40, cria a Comissão de Investigação da Poluição das Águas em São Paulo (1.ª legislação específica no_Brasil). 1945 Proposta a criação da OMS – Organização Mundial de Saúde, por iniciativa do brasileiro Geraldo H. Paula Souza.

1948 Fundada a AIDIS – Associação Interamericana de Engenharia Sanitária.

1953 Criado o Conselho Estadual de Controle de Poluição das Águas – Lei Estadual Paulista n. 2.182 de 23/07/53. 1954 Criado o Departamento de Água e Esgotos da cidade de São Paulo – DAE-SP.

1955 Plano Greeley-Hansen para os esgotos da RMSP.

1958 Estabelecidos os padrões de potabilidade das águas (ABNT).

1959 Início de operação da ETE Leopoldina – São Paulo (tratamento primário). 1963 Estabelecidos os padrões internacionais para água potável (da OMS). 1966 Fundação da ABES – Associação Brasileira de Engenharia Sanitária. 1967 Propostos os planos HIBRACE e Hazen-Sawyer para os esgotos da RMSP.

1968 Estabelecido o Plano Nacional de Saneamento, sendo criadas a COMASP – Companhia Metropolitana de Águas de São Paulo e a FESB, atual CETESB.

24

TABELA PR-10 Estimativa de vazões tratadas (em m3 /s) e de produção de lodo (em t/dia de sólidos secos), nas ETEs da R.M.S.P.

ETE

Previsões para os anos de

1994 1997 2000 2005

vazões lodo vazões lodo vazões lodo vazões lodo Barueri 9,5 141 14,3 212 24,0 316 28,5 422 ABC 3,0 63 4,5 68 6,0 125 8,5 129 Pq. Novo Mundo 2,5 62 5,0 125 7,5 187 7,5 187 São Miguel 1,5 31 3,0 63 4,5 94 6,0 125 Suzano 1,5 22 1,5 22 1,5 22 1,9 28 Totais 18,0 319 28,3 490 43,5 744 52,4 891 Fonte: SABESP (1993)

1972 Início de operação da ETE Pinheiros, em São Paulo (tratamento em nível primário). Hoje desativada.

1973 Criadas as Companhias Estaduais de Saneamento. Em São Paulo, a SABESP. No Paraná, a SANEPAR… e assim por diante. 1973 Proposto o plano “Solução Integrada para os esgotos da RMSP”.

1974 Recuperação/ampliação da ETE Leopoldina, São Paulo (tratamento em nível primário). Hoje desativada. 1980 Proposto o plano SANEGRAN para os esgotos da RMSP.

1981 Inaugurada a ETE Suzano, São Paulo (tratamento secundário).

1986 Resolução CONAMA n. 001/86 – estabelece diretrizes para elaboração de EIA-RIMA no Brasil. 1988 Inaugurada a ETE Barueri, São Paulo (tratamento secundário).

1990 Revisados os padrões de potabilidade das águas de abastecimento – Portaria n. 36 do Ministério da Saúde.

1991 Lançado o Programa de Despoluição do Rio Tietê, SP, na RMSP, com previsão de implantação/ampliação de 5 ETEs: Suzano e Barueri_{(já estavam em operação); ABC, São Miguel e Parque Novo Mundo.} 1992 Dos 583 municípios paulistas (até então existentes), apenas 302 eram conveniados com a SABESP. Os demais (281) possuiam

serviços autônomos de água e esgoto.

1998 Inauguradas as Estações de Tratamento de Esgotos: ABC, São Miguel Paulista e Parque Novo Mundo, todas com tratamento em nível_{secundário e integrantes do Programa de Despoluição do Rio Tietê, na cidade de São Paulo.} 2000 Revisados os padrões de potabilidade das águas de abastecimento – Portaria n.1469 do Ministério da Saúde, editada em 29 de

dezembro de 2000.

2004 Novamente revisados os padrões de potabilidade das águas de abastecimento, através da Portaria n. 518/2004, do Ministério da_{Saúde, em substituição à Portaria 1469/2000.} 2005 Editada a Resolução CONAMA 357/2005, que estabelece a classificação dos corpos d’água e as diretrizes ambientais para o seu

enquadramento. Substituiu a Resolução CONAMA 20/1986.

2005 Aprovada a lei estadual paulista n.12.183/2005 que dispõe sobre a cobrança pela utilização dos recursos hídricos no Estado de São_Paulo.

Fontes: Azevedo Neto (1973, 1984); Botafogo (1998) e dados coletados pelos autores

média total de lodo produzido de 480 t/dia. Assim, pode-se constatar que muito ainda tem de ser feito para atingir o objetivo de se tratar todo o esgoto produzido na RMSP (a  vazão atualmente estimada está em cerca de 40 m3 _{/s). Já}

se pode perceber que esse trabalho é lento, e enquanto isso não se concretiza, face aos resultados das análises

apresentadas na Tab. PR-8, a melhoria da qualidade das águas do Rio Tietê, no trecho que este corta a RMSP, só seria possível com ações diretas no próprio rio. Talvez se pudesse estudar a instalação de aeradores por difusão, seguidos de sistemas de flotação em vários trechos do rio,  visando à remoção do excesso de carga orgânica que ainda

é nele lançada. O lodo resultante poderia ser lançado nos interceptores que levam às ETEs existentes.

Os inconvenientes citados tornam-se evidentes quando são analisados os dados apresentados nas Tabs. PR-11 e PR-12. Na Tab. PR-11, pode-se constatar, a partir de 1940, uma crescente tendência de concentração da população brasileira nas áreas urbanas. Para uma média mundial em torno de 40%, a média brasileira já era de 75,6% (dados do censo de 1991). No entanto, em alguns estados essas percentagens estão bastante acima da média: São Paulo (92,8%), Rio de Janeiro (95,2%) e o Distrito Federal (94,7%). Percebe-se também que todos os estados brasileiros apresentam população urbana maior do que a rural, com uma única exceção: o Estado do Maranhão, que apresenta apenas 40% da população  vivendo em áreas urbanas.

Conforme se viu anteriormente, o censo realizado pelo IBGE, em 1991 apontava que a população urbana no nosso País já era de 75,6%. Em termos mundiai s, se-gundo estimativas feitas por especialistas e divulgadas nos principais jornais do País, em maio de 2007, a po-pulação urbana mundial teria ultrapassado a popo-pulação

Figura PR-1 Localização das Estações de Tratamento de Esgotos na Região Metropolitana de São Paulo. Fonte: Revista Engenharia, 1998.

Rodovia Castelo Branco

Barueri

Jandira

Itapevi       _R       i    o      C    o      t        i    a Estação de tratamento de Barueri       R      i      o       P      i      n       h      i      r      e       o      s R i o T  i e t ê  Interceptores Airton Sena Estação de  tratamento São Miguel Parque ecológico Tietê Estação de  tratamento Suzano Ferraz de Vasconcelos Cotia Taboão da Serra S.B. do Campo Embu Estação de tratamento ABC Represa Guarapiranga Rio  Tamanduateí  Represa Billings  Rodovia Regis Bittencourt Rodovia Anchieta Rodovia Imigrantes Diadema Córrego  Meninos  Sto. André Mauá Mogi das Cruzes Rodovia Mogi-Bertioga Rio  Jundiaí  Represa Tabaçupeba

rural. O censo realizado pelo IBGE no ano 2000 mostrou que a população urbana brasileira já era de 81,2 % do total e as projeções da ONU, para o Brasil de 2005, indicavam uma população urbana de 84,2 % do total, o que mostra que realmente no nosso País ainda há uma tendência de crescimento da população urbana em detrimento da rural. O problema da concentração da população nas áreas urbanas deve merecer um estudo de planejamento do governo federal, com incentivos a projetos

agroindus-TABELA PR-11 Distribuição total das populações urbana e rural no Brasil

Ano População urbana

(% do total) População rural(% do total)

1940 31,6 68,4 1950 36,8 63,2 1960 46,5 53,5 1970 56,1 43,9 1980 68,4 31,6 1991 75,6 24,4 Fonte: EMBRAPA (1996)

26

TABELA PR-12 População urbana e rural nos estados brasileiros

Estado População urbana

(n. de habitantes) (n. de habitantes)População rural (n. de habitantes)População total População urbana(% do total)

Acre 258.520 159.198 417.718 61,9 Alagoas 1.482.033 1.032.067 2.514.100 57,0 Amapá 234.131 55.266 289.397 80,9 Amazonas 1.502.754 600.489 2.103.243 71,3 Bahia 7.016.770 4.851.221 11.867.991 59,1 Ceará 4.162.007 2.204.640 6.366.647 65,4 Distrito Federal 1.515.889 85.205 1.601.094 94,7 Espírito Santo 1.924.588 676.030 2.600.618 74,0 Goiás 3.247.676 771.227 4.018.903 80,8 Maranhão 1.972.421 2.957.832 4.930.253 40,0 Mato Grosso 1.485.110 542.121 2.027.231 73,3

Mato Grosso do Sul 1.414.447 365.926 1.780.373 79,4 Minas Gerais 11.786.893 3.956.259 15.743.152 74,9 Pará 2.596.388 2.353.672 4.950.060 52,4 Paraíba 2.052.066 1.149.048 3.201.114 64,1 Paraná 6.197.953 2.250.760 8.448.713 73,4 Pernambuco 5.051.654 2.076.201 7.127.855 70,9 Piauí 1.367.184 1.214.953 2.582.137 52,9 Rio de Janeiro 12.199.641 608.065 12.807.706 95,2 Rio Grande do Norte 1.669.267 746.300 2.415.567 69,1 Rio Grande do Sul 6.996.542 2.142.128 9.138.670 76,6

Rondônia 659.327 473.365 1.132.692 58,2 Roraima 140.818 76.765 217.583 64,7 Santa Catarina 3.208.537 1.333.457 4.541.994 70,6 São Paulo 29.314.861 2.274.064 31.588.925 92,8 Sergipe 1.002.877 488.999 1.491.876 58,9 Tocantins 530.636 389.227 919.863 57,7 Brasil total 110.990.990 35.834.485 146.825.475 75,6

Fonte: IBGE, Censo de 1991 (apud IBGE, 1992).

triais planejados e integrados, incentivando o aumento nos assentamentos agrários para reverter essa migra-ção, visando fixar a população rural no campo e, com isso, minimizar os problemas sociais nas cidades. Esses

indivíduos vêm para as cidades sem nenhum preparo ou profissão e acabam tendo que viver em condições lamentáveis.

Foto PR-3 Estação de tratamento de esgotos do ABC.

Cortesia da SABESP. Foto PR-4 Estação de tratamento de esgotos de São MiguelPaulista. Cortesia da SABESP. Foto PR-2 Estação de tratamento de esgotos de Barueri. Cortesia da SABESP.

Foto PR-1 RMSP — Foto de satélite. Fonte:Revista Engenharia(1998).

11

AS GRANDEZAS E

SUAS UNIDADES

Roberto de Araujo

1.1 Sistema Métrico Decimal

Instituído na França desde 1795, o sistema métrico tornou-se obrigatório naquele país, a partir de 1840, e no Brasil desde junho de 1862. Em 1889, na 1.ª Conferência Geral de Pesos e Medidas, reunindo os países signatários da Con- venção do Metro, adotaram-se as unidades do sistema métrico a serem usada s mundialmente na medida de grandezas físicas. O objetivo era estabelecer uma linguagem única, a mais universal, a mais completa e, ao mesmo tempo, a mais simples para a expressão quantitativa das diversas grandezas. Essas unidades pioneiras eram o metro, para comprimento; o grama, para massas (ou peso); e o segundo, para tempo. Os países de língua inglesa, liderados pela Inglaterra, opuseram-se a esse sistema, pois estavam interessados na universalização do sistema imperial britânico, cuja unidade de comprimento é a jarda, subdividida em 3 pés de 12 polegadas(1 jarda = 0,9144 m), e a unidade de peso é a libra

(453,6 g).

Inicialmente, o metro foi definido como a fração 1/40.000.000 do compri-mento de um meridiano terrestre (0,025 × 10–6), e tal padrão foi materializado

em uma barra de platina, com certa porcentagem de irídio, na qual dois traços determinavam essa distância. Posteriormente essa barra, da qual havia cópias nos diversos países, passou a definir a unidade, referindo-a à medida entre os traços na temperatura de 0°.

O mesmo ocorreu em relação à unidade de massa, o grama, inicialmente definido como a massa de um centímetro cúbico de água à temperatu ra de 4 °C, cujo padrão materializado foi um múltiplo da unidade escolhida, o quilograma (103 g), representado por um bloco de platina e irídio, que igualmente passou a definir a unidade de massa (um cilindro com cerca de 39 mm de diâmetro e altura).

30

Também o segundo – inicialmente definido como a fração 1/86.400 do dia solar médio – veio a ser redefinido de forma mais exata, referindo essa unidade a períodos de radiação do átomo do césio 133.

Outras unidades originalmente definidas foram oare

(100 m2), para áreas; o estere (1 m3) e o litro (1 dm3) para volumes.

1.2 Sistema Internacional de Unidades

(SI)

Em 1948, a 9.ª Conferência Geral incumbiu o Comitê Internacional de Pesos e Medidas de estudar e propor o estabelecimento de uma regulamentação completa das unidades de medida, por um sistema prático de unidades que pudesse ser adotado por todos os países signatários.

 Após intensos estudos, consultas e pesquisas nos meios científicos, técnicos e pedagógicos de todos os paí-ses, foi possível propor a primeira versão de tal sistema, aprovada na 11.ª Conferência Geral de 1960. Desde então foi denominado Sistema Internacional de Unidades, ou simplesmente SI, oficializado no Brasil em 1962.

Para exemplificar a complexidade dos estudos,  visando à precisão e maior exatidão das unidades, são dadas a seguir as modificações verificadas na definição da unidade de comprimento, o metro:

• 11.ª CGPM de 1950 – “O metro é o comprimento igual

a 1.650.763,73 comprimentos de onda, no vácuo, da radiação correspondente à transmissão entre os níveis 2p10 e 5d5 do átomo de criptônio 86”.

Posteriormente, com as determinações mais exatas da velocidade da luz, tornou-se mais simples abando-nar essa definição baseada numa radiação específica, adotando-se a seguinte definição, atualmente vigente:

• 17.ª CGPM de 1983 – “O metro é o comprimento do

percurso da luz, no vácuo, no tempo de 1/299.792.458 de segundo.” Equivale dizer que a velocidade da luz é 299.792.458 m/s.

Como se vê, na medida em que a ciência evolui, a necessidade de máxima precisão e a definição de novas áreas de estudo e aplicações tecnológicas conduzem ao aperfeiçoamento na arte de medir, que resultam em mudanças nos conceitos vigentes e que certamente não são definitivos.

Esse sistema, pelo qual são definidas as unidades de base, a partir das quais são definidas todas as outras unidades derivadas e admite ainda unidades suplemen-tares, escapa um pouco do rigor científico, mas beneficia demais o sentido prático, tanto nas relações

internacio-TABELA 1.1 Unidades de base SI

Grandeza Unidade Símbolo

Comprimento metro m Massa quilograma kg Tempo segundo s Intensidade de corrente elétrica ampère A Temperatura termodinâmica kelvin K

Intensidade luminosa candela cd Quantidade de matéria mol mol

TABELA 1.2 Unidades suplementares SI Grandeza Unidade Símbolo

Ângulo plano radiano rad Ângulo sólido esteradiano sr

nais como no ensino e também no trabalho científico.  As unidades de base SI são apresentadas na Tab.1.1, e

as unidades suplementares na Tab.1.2.

1.3 Grandezas e unidades do

escoamento

 Além das unidades de base e suplementares vistas anteriormente, as grandezas físicas ligadas ao escoamen-to de líquidos são expressas pelas unidades derivadas apresentadas na Tab.1.3.

Na prática da tecnologia, são utilizadas outras uni-dades que não são do SI, sendo as mais comuns apre-sentadas na Tab. 1.4.

1.4 Prefixos SI

 As unidades SI (de base e derivadas com nome espe-cífico) devem ter seus múltiplos e submúltiplos expres-sos com o uso dos prefixos da Tab. 1.5, com exceção da unidade de massa (quilograma), em que os prefixos são aplicados à palavra grama.

 Apesar do acordo existente entre os países, para se utilizar apenas das unidades do Sistema Internacional (SI), ainda hoje são encontradas outras unidades não pertencentes ao SI, em livros e artigos científicos es-trangeiros. Por esse motivo, incluiu-se a Tab. 1.6 que estabelece a relação entre as diversas unidades, em especial aquelas mais utilizadas na área em questão.

Volume metro cúbico m3 _m3

-Velocidade - m/s m·s–1

-Aceleração - m/s2 _{m · s}–2

-Força,peso newton N kg·m·s–2

-Pressão, tensão pascal Pa kg · m–1· s–2 N/m2 Energia, trabalho joule J kg · m2_{· s}–2 _{N · m}

Potência watt W kg·m2_{· s}–3  _J/s

Tensãoelétrica volt V kg·m2 _{· s}–3 _{· A}–1 _W/A

Vazão - m3 _{/s m}3 _{· s}–1 Viscosidade cinemática - m2 _{/s m}2 _{· s}–1 -Viscosidade dinâmica - Pa · s kg · m–1 _{. s}–1 -Momento - N·m kg·m2 _{· s}–2 -Tensãosuperficial - N/m kg·s–2 _{Pa · m} Massa específica - kg/m3 _{kg · m}–3 -Volumeespecífico - m3 _{/kg m}3 _{· kg}–1 -Pesoespecífico - N/m3 _{kg · m}–2 _{· s}–2

-Nota: As unidades que têm nome de pessoas se escrevem com iniciais minúsculas, e seus símbolos, com maiúsculas. TABELA 1.4 Unidades em uso com o Sistema Internacional Grandeza Nome Símbolo Expressão em unidades

de base

Expressão em outras  unidades SI

Tempo minuto min 60s

-Tempo hora h 3.600s 60min

Tempo dia d 86.400s 24h

Comprimento milha marítima - 1.852 m

-Velocidade nó - 0,514m·s–1 _{1,852 km/h}

Superfície are a 102 _m2 _{1 dam}2

Superfície hectare ha 104 _m2 _{1 hm}2

Pressão atmosfera atm 101.325 kg · m–1 _s–2 _(≅ 105 _{Pa) 1 atm = 1 kg*/cm}2

Pressão metros de coluna d’água mca, mH2O 9.806,65 kg · m · s–1 (≅ 104 Pa) 1 atm = 10,33 mca

Pressão mm de mercúrio mmHg 133,322 kg · m–1_{· s}–2 _{(≅ 133 Pa) 1 atm = 760 mmHg}

Força, peso quilograma-força kgf, kg* 9,80665 kg · m · s–2 _{9,80665 N}

32

TABELA 1.5 Prefixos SI

Fator Prefixo Símbolo Fator Prefixo Símbolo

1024 _{yotta Y 10}–1 _{deci d} 1021 _{zetta Z 10}–2 _{centi c} 1018 _{exa E 10}–3 _{mili m} 1015 peta P 10–6 micro µ 1012 _{tera T 10}–9 _{nano n} 109 _{giga G 10}–12 _{pico p} 106 _{mega M 10}–15 _{femto f}   103 quilo k 10–18 atto a 102 _{hecto h 10}–21 _{zepto z} 101 _{deca da 10}–24 _{yocto y}

Nota: 40% desses prefixos SI já se incorporaram à linguagem comum no Brasil (de 10–6 _{a 10}6_{), ao passo que os outros 60% têm seu uso restrito às}

linguagens técnica e científica. Na linguagem comum, é usual a utilização do prefixo “quilo”, para indicar a unidade de peso “quilograma-força”, popularmente usada em lugar do “newton” (1 kgf ≅ 10N).

TABELA 1.4 Unidades em uso com o Sistema Internacional (Continuação) Grandeza Nome Símbolo Expressão em unidades

de base

Expressão em outras  unidades SI

Potência horse power HP 745 kg · m2 _{· s}–3 _{745 W}

Temperatura grau Celsius ºC 0º C = 273,15 K

-Ângulo plano grau º (p /180) rad

-Ângulo plano minuto ‘ (p /10.800) rad (1/60)º

Ângulo plano segundo “ (p /648.000) rad (1/60)’ = (1/3.600)º

Volume litro l, L* 10–3 · m3 1 dm3

Vazão - m3 /s m3 · s–1 ₁₀3_{l /s ou 10}3 _L/s

Massa tonelada t 103 kg -Veloc. angular rotação por minuto rpm p /30 rad · s–1

atmosfera atm 1,0332 quilogramas-força por centímetro quadrado kgf/cm2

atmosfera atm 10,33 metros de coluna d’água mca atmosfera atm 29,92 polegadas de mercúrio in Hg

atmosfera atm 33,90 pésdeágua ftH₂O

atmosfera atm 14,7 libras-força por polegada quadrada lbf/in2

centímetro cm 0,03281 pés ft

centímetro cm 0,3937 polegadas in

centímetro cm 0,01 metros m

centímetro cm 0,01094 jardas yd

centímetro cúbico cm3 3,531 x 10–5 pés cúbicos ft3 centímetro cúbico cm3 _{0,06102 polegadas cúbicas in}3

centímetro cúbico cm3 ₁₀–6 _{metros cúbicos m}3

centímetro cúbico cm3 _{1,308 x 10}–6  _{jardas cúbicas yd}3

centímetro cúbico cm3 2,642 x 10–4 galões gl

centímetro cúbico cm3 ₁₀–3 _{litros L}

centímetro quadrado cm2 _{1,076 x 10}–3 _{pés quadrados ft}2

centímetro quadrado cm2 _{0,1550 polegadas quadradas in}2

centímetro quadrado cm2 ₁₀–4 _{metros quadrados m}2

centímetro quadrado cm2 _{1,196 x 10}–4  _{jardas quadradas yd}2

centímetro de mercúrio cm Hg 0,01316 atmosferas atm centímetro de mercúrio cm Hg 0,4461 pés de água ft H2O

centímetro de mercúrio cm Hg 0,0136 quilogramas-força por centímetro quadrado kgf/cm2

centímetro de mercúrio cm Hg 27,85 libras por pés quadrados lb/ft2

centímetro de mercúrio cm Hg 0,1934 libras por polegada quadrada lb/in2 centímetro por segundo cm/s 1,969 pés por minuto ft/min centímetro por segundo cm/s 0,03281 pés por segundo ft/s centímetro por segundo cm/s 0,036 quilômetros por hora km/h centímetro por segundo cm/s 0,01 metros por segundo m/s

dia d 24 horas h

dia d 1.440 minutos min

dia d 86.400 segundos s

galão gl 3,785 litros L

galão gl 3,785 x 10–3 _{metros cúbicos m}3

grama g 10–3 _{quilogramas kg}

grama g 103 _{miligramas mg}

grama-força gf 0,03527 onças oz

grama-força gf 0,03215 onças-troy  Oz troy

grama-força gf 0,07093   poundals pdl

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TAB. 1.6 Conversão de unidades (Continuação)

Unidade Símbolo Multiplicar por Para obter Símbolo

grama-força p/centímetro cúbico gf/cm3 _{62,43 libras-força por pés cúbicos lbf/ft}3

grama-força p/centímetro cúbico gf/cm3 _{0,03613 libras-força por polegadas cúbicas lbf/in}3

grau (ângulo) º 60 minutos ‘

grau (ângulo) º 0,01745 radianos rd

grau (ângulo) º 3.600 segundos “

hectare ha 10.000 metros quadrados m2

hectare ha 2,471 acres A(*) hectare ha 1,076 x 105 _{pés quadrados ft}2  jarda yd 0,9144 metros m  jarda yd 3 pés ft  jarda yd 36 polegadas in  jarda yd 5,682 x 10–4 _{milhas mi}

 jarda cúbica yd3 _{0,7646 metros cúbicos m}3

 jarda cúbica yd3 _{202 galões gl}

 jarda cúbica yd3 _{764,6 litros L}

 jarda cúbica por minuto yd3 _{/min 0,45 pés cúbicos por segundo ft}3 _/s

 jarda cúbica por minuto yd3 /min 3,367 galões por segundo gl/s  jarda cúbica por minuto yd3 _{/min 12,74 litros por segundo L/s}

libra-força lbf 453,6 gramas-força gf  

libra-força lbf 16 onças oz

libra troy lb troy 0,8229 libras-força lbf  

libra-força por pé cúbico lbf/ft3 _{16,02 quilogramas-força por metro cúbico kgf/m}3

libra-força por pé quadrado lbf/ft2 _{4,882 quilogramas-força por metro quadrado kgf/m}2

litro L 10–3 _{metros cúbicos m}3

litro L 0,2642 galões gl

litro L 0,03531 péscúbicos ft3

litro por segundo L/s 0,2642 galões por segundo gl/s

metro m 3,281 pés ft

metro m 39,37 polegadas in

metro m 1,094 jardas yd

metro cúbico m3 ₁₀3 _{litros L}

metro cúbico m3 _{35,31 péscúbicos ft}3

metro cúbico m3 _{1,308 jardas cúbicas yd}3

metro cúbico m3 _{264,2 galões gl}

metro quadrado m2 10,76 pés quadrados ft2

metro quadrado m2 _{1550 polegadas quadradas in}2

metro quadrado m2 _{1,196 jardas quadradas yd}2

metro quadrado m2 ₁₀–4 _{hectares ha}

metro por segundo m/s 3,281 pés por segundo ft/s metro por segundo m/s 3,6 quilômetros por hora km/h metro por segundo m/s 2,237 milhas por hora mi/h

milha mi 1.609 metros m

milha mi 5.280 pés ft

milha náutica mi (naut) 1.852 metros m

milha por hora mi/h 1,609 quilômetros por hora km/h milha por hora mi/h 1,467 pés por segundo ft/s