PROJETO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO CIVIL

PROJETO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

Prof. José Reinolds Cardoso de Melo

Eng°. Civil e Sanitarista -MC

João Pessoa, julho de 2007

CAPÍTULO – I

Elementos Básicos

1. Conceituação

Sistema público de abastecimento de água é um conjunto integrado de obras e instalações de engenharia, composto por unidades de captação, tratamento, transporte e distribuição destinado ao atendimento da comunidade com água potável, de forma contínua, em quantidade e pressão recomendadas a partir de um manancial.

A NBR 12211 (abril de 1992) determina os procedimentos para a elaboração dos estudos de concepção destes sistemas.

2. Evolução a) Mundo Antiguidade

As civilizações que se destacaram nesse período, desenvolveram técnicas para o suprimento de água de suas cidades, construindo poços, cisternas, barragens, canais, aquedutos, chafarizes e tubulações.

Estabeleceram recomendações para armazenamento e utilizaram processos como a decantação e filtração de água para beber. Registros históricos comprovam estes conhecimentos em regiões da Índia, China, Mesopotâmia (Assíria e Babilônia), Egito, Grécia, Roma, América Latina (no Peru por exemplo, os povos Chavím e Nazca).

Roma sobressai-se pelo grau de desenvolvimento e dimensões das obras de abastecimento como aquedutos, termas, piscinas, fontes ornamentais e chafarizes, documentando inclusive a administração deste serviço.

Idade Média

Caracteriza-se esta época por baixo nível de entendimento sobre a importância da implantação de sistemas públicos de abastecimento de água, com conseqüente repercussão na saúde da população, através da ocorrência de grandes epidemias e a estagnação das cidades.

Idade Moderna

Retomada do desenvolvimento tecnológico dos sistemas de abastecimento de água, com a fabricação industrial de tubos de ferro fundido e bombas radiais, surgimento das análises físico- químicas e bacteriológicas de água e a constatação da necessidade de tratamento para sua distribuição.

Século XXI

Prossegue a evolução tecnológica dos sistemas de abastecimento de água, consolida-se a consciência da relevância deste serviço para a saúde, segurança e bem estar das populações e a necessidade da preservação permanente dos mananciais e do gerenciamento tecnicamente adequado e socialmente justo dos recursos hídricos.

Observa-se o destaque para a macro e micro-medição com o objetivo de reduzir perdas, desperdícios, custos e tarifas, assim como a introdução da operação automatizada controlada através de sistemas computacionais e telecomando.

b) Brasil 1500 a 1940

Ações isoladas dos Governos Federal e Estaduais, atendendo precariamente as cidades politicamente mais importantes. Empresas privadas também construíram e operaram sistemas de abastecimento de água, posteriormente retomados pelo poder público.

1941 a 1967

Ações de múltiplos órgãos ( DNOS- Departamento Nacional de Obras de Saneamento, DNOCS- Departamento Nacional de Obras Contra as Secas, DNER – Departamento Nacional de Endemias Rurais, FSESP- Fundação dos Serviços Especiais de Saúde Pública, CAENE- Companhia de Água e Esgotos do Nordeste, autarquias Estaduais e Municipais, etc.) sem coordenação e planejamento, com pulverização de recursos, resultando em baixos índices de atendimento e deficiente qualidade dos serviços, que continuavam atendendo apenas parcialmente as maiores cidades do país.

1968 a 1990

Instituição do PLANASA- Plano Nacional de Saneamento, utilizando os recursos do Fundo de Garantia por Tempo de Serviço- FGTS, tendo como órgão financiador o BNH- Banco Nacional de Habitação e as Companhias Estaduais de Saneamento para implantação e operação dos serviços. Elevou o atendimento em abastecimento de água para mais de 80% da população urbana. Em 1987 foi extinto o BNH passando os financiamentos a serem feitos através da Caixa Econômica Federal.

1991 a 200....

Período de indefinições para o setor que prosseguiu com a atuação das Companhias Estaduais e de algumas empresas e autarquias municipais. Surgem as primeiras privatizações de serviços municipais e é criada em 2000, pelo Governo Federal a Agência Nacional de Águas (ANA). Em 2003 é criado o Ministério das Cidades com uma Secretaria de Saneamento encarregada de coordenar as políticas setoriais .Finalmente, em 05 de janeiro de 2007, é promulgada a lei nº 11.445 que estabelece as diretrizes nacionais para o saneamento básico e para a política federal de saneamento básico, a qual define o principio da universalização do acesso e as regras para prestação e regulação do serviço.

O Brasil tem no ano 2000, de acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística- IBGE, 5507 municípios e um total de 9576 distritos. Segundo os dados do SNIS-Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento, em dezembro de 2004, 76,2% dos municipios, contavam com sistemas de abastecimento de água, atendendo 95,4% da população urbana nacional.

3. Importância do sistema de abastecimento de água 3.1 - Para a saúde pública

- controla e previne a instalação de doenças de veiculação hídrica - proporciona o desenvolvimento de hábitos higiênicos na população - facilita a limpeza pública e manutenção de praças e jardins

- permite as práticas desportivas e recreativas

- contribui para o conforto e segurança da comunidade

3.2 - Para o desenvolvimento econômico

- aumenta a vida média e a vida eficiente da população - facilita a implantação de indústrias

- contribui para o desenvolvimento das atividades de turismo e lazer

4. Água como veículo na transmissão de doenças 4.1 - Modos de transmissão

a) ingestão de água contaminada, ex.: febres tifóide e paratifóide b) ingestão de alimentos contaminados pela água, ex.: amebíase

c) contato da pele com a água infestada por certos parasitas. ex.: esquistossomose.

4.2 - Doenças veiculadas pela água

a) Doenças com maior freqüência de transmissão através da água cólera

febres tifóide e paratifóide disenteria, enterites e amebíase esquistossomose

b) Outras doenças passíveis de transmissão através da água ascaridíase

leptospirose (através da urina de rato) hepatite infecciosa

infecções de olhos, ouvidos, nariz e garganta (piscina) cárie dental e fluorose ( deficiência ou excesso de flúor) saturnismo, cianose, poliomielite, bócio (deficiência de iodo)

Várias outras provenientes de despejos de resíduos industriais tóxicos (ex: mercúrio que ataca o sistema nervoso central), pesticidas, herbicidas, etc.

5. Elaboração de Projeto

O projeto de um sistema de abastecimento de água é constituído das seguintes partes:

5.1 - Descrição geral da comunidade a) Situação geográfica

- localização no estado

- coordenadas geográficas, microregião, mapa - distâncias aos centros maiores (capital, etc.)

- principais ligações de acesso (estradas de ferro, rodovias, etc)

- outras características: altitude, geologia, relevo, principais acidentes geográficos, etc.

b) Clima

- tipo e características

- principais parâmetros (pluviometria, evaporação etc.) c) Urbanismo

- população (censos IBGE), distribuição, densidades, características

- plano diretor de desenvolvimento (existência, características, parâmetros) - áreas pavimentadas, praças, logradouros públicos, etc.

- expansão, loteamentos aprovados, etc.

- topografia - levantamento planialtimétrico e semi-cadastral, com curvas de nivel de metro em metro, em escala adequada

- fotos

d) Situação sanitária

Sistemas de Abastecimento de Água

- vida média, natalidade, mortalidade geral e infantil, etc.

- atendimento médico, disponibilidade de médicos, dentistas, etc.

- hospitais, clínicas, postos de saúde, etc.

- quadro de saúde da população, doenças prevalentes, etc.

- sistemas de abastecimento de água e esgotos sanitários (descrição detalhada dos sistemas existentes)

- coleta e disposição de lixo, drenagem urbana - poluição das águas, do ar e do solo

e) Energia elétrica

- características (voltagem, ciclagem, etc), custo, disponibilidade e confiabilidade f) Educação e cultura

- colégios de 10 e 20 graus - população estudantil - escolas técnicas - universidades - bibliotecas - museus - teatros g) Comunicações - jornais, revistas - serviços telefônicos - correios e telégrafos

- concessões de rádios e de televisão h) Perfil sócio-econômico

- índice de desenvolvimento humano (IDH) - distribuição e níveis de renda

- atividades econômicas

- disposição a pagar pelo serviço de água (DAP) i) Situação econômica

- produção, importação e exportação - setores primário, secundário e terciário - receita x despesa

j) Diagnóstico do sistema existente de abastecimento de água - dados básicos

- aspectos técnicos

- situação operacional, financeira, comercial e institucional

- tipo de solo

- mão-de-obra -disponibilidade, qualificação, custo - material -disponibilidade, custo, etc.

5.2 - Elementos básicos para concepção do sistema Neste segmento serão definidos os seguintes itens:

a) alcance do sistema b) população abastecível

c) coeficientes de variação de consumo d) demanda (consumo estimado)

5.3 - Alternativas técnicas de concepção

São apresentadas as diferentes alternativas técnicas para o sistema, a partir da definição dos mananciais disponíveis, com pré - dimensionamento das diversas unidades, descrição das suas principais características e estimado o custo de implantação de cada uma.

5.4 - Comparação e seleção de alternativa

Estudo comparativo entre as alternativas de concepção, sob o ponto de vista técnico, ambiental, econômico-financeiro e social, considerando custos de implantação, operação e manutenção à valores presente e demais parâmetros econômicos (período de amortização do investimento, taxa de juros, etc.) Os estudos ambientais deverão ser apresentados de acordo com a orientação do órgão estadual de meio ambiente e normas do CONAMA - Conselho Nacional de Meio Ambiente. A análise sócio-econômica através da aplicação de metodologia definida pelo contratante e órgão financiador determina a alternativa selecionada. Em geral, apresenta-se como Estudo de Concepção os itens 5.1 até 5.4 e como Projeto Básico àqueles a seguir relacionados (5.5 a 5.11).

5.5 - Memorial descritivo e justificativo

Neste capítulo são descritas e as unidades componentes do sistema projetado - manancial, captação, tratamento, elevação, adução, reservação, rede de distribuição e ramais prediais, com suas características e dimensões principais. São também detalhados os aspectos relativos à macro e micro medição, automatização e controle operacional.

5.6 - Memorial de cálculos

Apresentação detalhada dos cálculos de todas as unidades do sistema proposto, indicando, metodologia, fórmulas, tabelas, catálogos, programas de computador utilizados, etc.

5.7 - Especificações técnicas

Neste capítulo são especificados todos os elementos componentes do projeto, no que se refere a serviços, materiais e equipamentos.

5.8 - Orçamento e listas de materiais e equipamentos

Neste tópico, são orçadas todas as unidades componentes do sistema, no que se refere a serviços, materiais e equipamentos, apresentando-se ainda as listas de materiais (tubos, conexões e peças) e de equipamentos a serem adquiridos.

5.9 - Plano de obras

Descreve a metodologia proposta para execução das obras, apresenta os cronogramas físico e financeiro, a sistemática para fiscalização e acompanhamento, controle de qualidade etc.

5.10 - Desenhos

Desenhos em escala adequada com todas as vistas, cotas, dimensões e detalhes necessários para a perfeita execução e instalação das unidades componentes do sistema.

5.11 - Manuais de operação. controle e manutenção

Apresentação de manuais com todas as instruções necessárias para a adequada operação, controle e manutenção das várias unidades componentes do sistema. Consumo de água O consumo de água em uma comunidade é conseqüência dos hábitos, clima e nível sócio- econômico da sua população e classifica-se por categoria, inclusive para efeito de cobrança (tarifa), conforme sua utilização.

6 - Consumo da água

O consumo de água em uma comunidade é conseqüência dos hábitos, clima e nível sócio- econômico da sua população e classifica-se por categoria, inclusive para efeito de cobrança (tarifa), conforme sua utilização.

6.1 – Usos de água a) doméstico

Refere-se ao consumo residencial. A tabela 1.1, apresenta valores médios de consumo em diferentes usos domiciliares de água.

Tabela 1. 1 - Consumo doméstico

Uso doméstico Consumo (l/hab.dia) Bebida e cozinha

Lavagem de roupa Asseio corporal Vaso sanitário Outros

Perdas e desperdícios

10-20 10-20 25-55 15-25 15-30 25-30

Total 100-200

b) comercial

Ocorre em restaurantes, bares, hotéis, pensões, postos de gasolina e garagens, escritórios e lojas, etc. A tabela 1.2 relaciona os consumos característicos de alguns tipos de estabelecimentos comerciais.

Natureza do estabelecimento Consumo diário Escritórios

Restaurantes Hotéis Motéis Lavanderias Hospitais Garagens

Postos de serviços p/ veículos Cinema e teatro

Centros comerciais (shopping) Consultórios

Bares Lojas Lanchonetes

30-50 l/pessoa 20-30 l/refeição 150 a 400 l /hospede

300-600 apto 30 l/Kg de roupa

250 a 500 l/leito 50 l/automóvel 150-250 l/veículo

2-5 l/lugar 10 a 15 l/m² 20 l/cliente

40 l/m² 2 a 5 l/m² 4 a 8 l/assento

c) industrial

As indústrias usam água de formas diversas:

- no processo de produção (como matéria prima)

- lavagens de pisos, de embalagens, de matéria prima, etc.

- refrigeração, produção de vapor, etc.

- consumo normal ou sanitário: sanitários, cozinha, cantina, etc.

A tabela 1.3 - exemplifica alguns tipos de indústrias e respectivos consumos específicos.

Tabela 1. 3 - Consumo de água em estabelecimento industrial

Natureza do estabelecimento Consumo

Indústrias (uso sanitário)

Matadouro (Animais de grande porte) Matadouro (Animais de pequeno porte) Laticinios

Curtume Papel

Tecelagem (sem alvejamento) Canteiros de obras

Distritos industriais

50 l/operário x dia 300 l/cabeça abatida 150 l/cabeça abatida 5 l/Kg de produto 50-60 l/Kg de papel 100-400 l/Kg de papel

10-20 l/Kg de papel 60-100 l/operário

4-8 l/m² d) público

De responsabilidade (controle) do poder público

- irrigação de jardins e praças públicas (recomenda-se o uso de água bruta) - lavagens de ruas e passeios (recomenda-se água bruta)

- prédios públicos (colégios, repartições etc.) - fontes e piscinas públicas

- sanitários públicos

A tabela 1.4 - indica os consumos típicos de alguns locais de atendimento ou interesse do poder público:

Tabela 1.4 - Consumo público de água

Órgão/local Consumo diário

Quartel

Colégio (um turno) Universidade (Campus) Creche

Ambulatório Mercado

Templos e igrejas Jardins

Rodoviária e ferroviária Centros de convenções Camping

Piscinas públicas

100-200 l/soldado 10-30 l/aluno 50-100 l/aluno 60-80 l/criança 25 l/pessoa atendida

5-10 l/m² 2 l/pessoa

1,5 l/m² 15-40 l/passageiro

8 l/assento 70-100 l/frequentador

30-50 l/usuário

e) perdas

As perdas ocorrem em todas as partes do sistema devido a vazamentos em estrutura, tubos, conexões, peças e equipamentos. O nível de perdas admissível deve ser pré - determinado pelo contratante do projeto.

6.2 - Determinação de demanda de água 6.2.1 - Definições (NBR 12218 e 12211) a) Demanda

Estimativa de consumo de água para uma determinada comunidade em um determinado tempo.

b) Consumo

Quantidade de água utilizada pelos consumidores numa unidade de tempo.

c) Consumidor especial

Aquele que deve ser atendido independentemente de aspectos econômicos relacionados ao seu atendimento.

d) Economia

Imóvel ou subdivisão de um imóvel com ocupação independente e/ou razão social própria, dotado de instalações sanitárias privativas ou comuns, para uso dos serviços de abastecimento de água.

e) Consumidor singular

Aquele que ocupando parte de uma área específica, apresenta um consumo especifico significativamente maior que o produto da vazão específica da área, pela área por ele ocupada.