Abastecimento de guaCarlos Fernandes de Medeiros FilhoUniversidade Federal de Campina Grande UFCG Campina Grande PB

Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCG CAPTULO I A GUA NA NATUREZA ........................................................................................... 1 I.1. GENERALIDADES ........................................................................................................... 1 I.1.1. Quantificao ............................................................................................................... 1 I.1.2. O ciclo hidrolgico ...................................................................................................... 1 I.2. PRINCIPAIS PROPRIEDADES DA GUA ..................................................................... 3 I.2.1. Composio qumica .................................................................................................... 3 I.2.2. Massa especfica .......................................................................................................... 4 I.2.3. Densidade relativa ........................................................................................................ 4 I.2.4. Peso especfico ............................................................................................................. 4 I.2.5. Viscosidade dinmica .................................................................................................. 4 I.2.6. Viscosidade cinemtica ................................................................................................ 5 I.2.7. Coeso, adeso e tenso superficial ............................................................................. 5 I.2.8. Compressibilidade........................................................................................................ 6 I.2.9. Presso de vapor .......................................................................................................... 6 I.2. IMPUREZAS DAS GUAS NATURAIS ......................................................................... 7 I.3. CARACTERSTICAS QUMICAS DA GUA NATURAIS ........................................... 7 I.3.1. Principais caractersticas .............................................................................................. 7 I.3.2. pH................................................................................................................................. 8 I.3.3. Dureza .......................................................................................................................... 8 I.3.4. Acidez ........................................................................................................................ 10 I.3.5. Alcalinidade ............................................................................................................... 10 I.3.6. Slidos ....................................................................................................................... 10 1.3.7. Cloretos ..................................................................................................................... 11 I.3.8. Condutividade eltrica ............................................................................................... 11 I.3.9. Elementos e compostos qumicos especiais ............................................................... 11 I.3.10. Gases dissolvidos mais comuns ............................................................................... 13 I.4. Qualidade natural .............................................................................................................. 13 1.4.1. Potabilidade ............................................................................................................... 13 I.4.2. Padres de potabilidade ............................................................................................. 14 1.4.3. Portaria Ministerial .................................................................................................... 14 I.4.4. Teor da Portaria do Ministrio da Sade ................................................................... 15 I.4.5. Componentes.............................................................................................................. 15 CAPTULO II - OBJETIVOS ............................................................................................................. 17 II.1. INTRODUO ............................................................................................................... 17

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCG II.2. ABASTECIMENTO RUDIMENTAR ............................................................................ 17 II.3. ABASTECIMENTO URBANO DE GUA ................................................................... 17 II.3.1. Fornecimento de gua ................................................................................................... 17 II.3.2. Objetivos do abastecimento .......................................................................................... 17 II.3.3. Doenas relacionadas com a gua ............................................................................ 18 II.3.4. Ganhos econmicos ...................................................................................................... 19 II.3.5. Usos da gua ................................................................................................................. 19 II.3.6. Fatores que influem no consumo .............................................................................. 19 II.3.7. Abastecimento convencional .................................................................................... 20 II.3.8. Consumo de gua...................................................................................................... 20 II.3.9. Populao de projeto ................................................................................................ 21 CAPTULO III - REVISO DE HIDRULICA ..................................................................................... 28 III.1. CLASSIFICAO DOS MOVIMENTOS.................................................................... 28 III.2. EQUAO DA CONTINUIDADE .............................................................................. 28 III.3. EQUAO DA ENERGIA ........................................................................................... 28 III. 4. PERDA DE CARGA - HF ............................................................................................. 30 III. 4.1. Expresso Geral para Seo Circular ..................................................................... 30 III. 4.2. Expresso de Darcy (1850) ........................................................................................ 31 III.4.3. Expresses Empricas .............................................................................................. 34 CAPTULO IV - CAPTAO ........................................................................................................ 36 IV.1. FONTES DE GUA PARA ABASTECIMENTO ....................................................... 36 IV.2. TIPOS DE MANANCIAIS ............................................................................................ 36 IV.3. GUAS SUPERFICIAIS .............................................................................................. 36 IV.3.1. Condies para captao ......................................................................................... 37 IV.3.2. Exemplos de captao (com figuras auto-explicativas) .............................................. 39 IV.4. GUAS SUBTERRNEAS.......................................................................................... 45 IV.4.1. Mananciais .............................................................................................................. 45 IV.4.2. Captaes em lenol fretico .................................................................................. 45 IV.4.2. Captaes em lenol cativo ..................................................................................... 48 CAPTULO V - ADUO ................................................................................................................ 49 V.1. DEFINIO ................................................................................................................... 49 V.2. CLASSIFICAO .......................................................................................................... 49 V.3. VAZO DE DIMENSIONAMENTO ............................................................................ 49

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCG V.4. DIMENSIONAMENTO HIDRULICO PARA ESCOAMENTO LIVRE (lquido escoando com superfcie livre a presso atmosfrica local - canais a cu aberto, galerias, etc) ................................................................................................................................................. 50 V.5. DIMENSIONAMENTO HIDRULICO PARA ESCOAMENTO FORADO ............ 50 V.6. EXEMPLOS .................................................................................................................... 51 V.7. MATERIAIS E PEAS ESPECIAIS DAS CANALIZAES ..................................... 53 V.7. 1. Categorias ................................................................................................................ 53 V.7. 2. Tubulaes............................................................................................................... 53 V.7. 3. Conexes ................................................................................................................. 55 V.7. 3. Peas especiais ........................................................................................................ 55 V.8. EXERCCIOS ................................................................................................................. 56 CAPTULO VI - BOMBAS CENTRFUGAS ....................................................................................... 58 VI.1. MQUINAS HIDRULICAS ...................................................................................... 58 VI. 1.1. Definio ................................................................................................................ 58 VI.1.2. Classificao ........................................................................................................... 58 VI.2. BOMBAS ....................................................................................................................... 58 VI.2.1. Definio ................................................................................................................. 58 VI.2.2. Classificao ........................................................................................................... 58 VI.2.3. Bombas Centrfugas ................................................................................................ 59 VI. 2.4. Cavitao................................................................................................................ 74 VI.3. OPERACIONALIDADE DAS BOMBAS CENTRFUGAS ........................................ 78 VI.3.1. Ocorrncias ............................................................................................................. 78 VI.3.2. Procedimentos de manuteno preventiva .............................................................. 79 VI.4. INFORMAES COMPLEMENTARES .................................................................... 79 VI.4.1. Nmero de conjuntos .............................................................................................. 79 VI. 4.2. Seleo ................................................................................................................... 79 VI. 4.3. Manual de instrues ............................................................................................. 79 VI. 4.4. Casa de bombas ...................................................................................................... 80 VI. 4.5. Acessrios e dispositivos complementares ............................................................ 80 CAPTULO VII - CARACTERSTICAS DO ENCANAMENTO DE GUA .............................................. 81 VII.1. CURVAS CARACTERSTICAS DO ENCANAMENTO .......................................... 81 VII.1.1. Definio................................................................................................................ 81 VII.1.2. Associao de tubulaes .......................................................................................... 81 VII.1.2.1. Associaes em srie ........................................................................................... 81 VII.2. PONTO DE TRABALHO DAS BOMBAS ................................................................. 84

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCG VII.3. NOES SOBRE MOTORES .................................................................................... 85 VII.3.1. Motores .................................................................................................................. 85 VII.3.2. Motores eltricos ................................................................................................... 86 VII.3.3. Classificao motores de corrente contnua........................................................... 86 VII.3.4. Motores eltricos de corrente alternada ................................................................. 86 VII.3.5. Freqncia.............................................................................................................. 88 VII.3.6. Potncia a instalar .................................................................................................. 88 VII.4. RECOMENDAES PARA PROJETOS DE ELEVATRIAS ................................ 90 VII.4.1. Nmero de conjuntos ............................................................................................. 90 VII.4.2. Seleo ................................................................................................................... 90 VII.4.3. Manual de instrues ............................................................................................. 90 VII.4.4. Casa de bombas ..................................................................................................... 90 VII.4.5. Acessrios e dispositivos complementares ............................................................ 90 CAPTULO VIII - NOES SOBRE TRATAMENTO DE GUA .......................................................... 92 VIII.1. INTRODUO........................................................................................................... 92 VIII.2. PROCESSOS DE TRATAMENTO FSICO-QUMICOS E DE DESINFECO ... 92 VIII.3. ESQUEMA DE UMA ETA CONVENCIONAL........................................................ 93 VIII.4. TRATAMENTOS PRELIMINARES ......................................................................... 95 VIII.4.1. Grades e crivos (TRECHO EM REDAO) ...................................................... 95 VIII.4.2. Aerao................................................................................................................. 95 VIII.4.3. Sedimentao simples .......................................................................................... 97 VIII.5. SEDIMENTAO COM COAGULAO QUMICA ............................................ 98 VIII.5.1. Mistura rpida ou Coagulao .............................................................................. 98 VIII.5.2. Mistura lenta ou Floculao ............................................................................... 101 VIII.5.3. Decantao ......................................................................................................... 103 VIII.7. FILTRAO ............................................................................................................ 106 VIII.7.1. Filtrao lenta ..................................................................................................... 106 VIII.7.2. Filtrao rpida ................................................................................................... 108 VIII.8. DESINFECO ....................................................................................................... 113 VIII.8.1. Clorao.............................................................................................................. 113 VIII.9. O CLORO ................................................................................................................. 116 VIII.9.1. Histria ................................................................................................................... 117 VIII.9.2. O Cloro e seus compostos .................................................................................. 117 VIII.10. TRATAMENTOS ESPECIAIS .............................................................................. 117

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCG VIII.10.1. Fervura.............................................................................................................. 117 VIII.10.2. Correo da dureza ........................................................................................... 117 VIII.10.3. Remoo de ferro ............................................................................................. 118 VIII.10.4. Correo de acidez excessiva ........................................................................... 118 VIII.10.5. Remoo de odor e sabor desagradveis .......................................................... 119 VIII.10.6. Fluoretao das guas ....................................................................................... 119 VIII.10.7. Dessalinizao de gua ..................................................................................... 120 VIII.11. TRATAMENTOS PARA OUTROS FINS ............................................................. 120 VIII.11.1. guas de refrigerao ....................................................................................... 120 VIII.11.2. guas de produo de vapor ............................................................................ 120 VIII.11.3. guas de processo ............................................................................................ 121 CAPTULO IX - RESERVATRIOS DE GUA................................................................................. 122 IX.1. DEFINIO E FINALIDADES ................................................................................. 122 IX.2. CLASSIFICAO ...................................................................................................... 122 IX.3. VOLUME A ARMAZENAR ...................................................................................... 124 IX.3.1. Reservas ................................................................................................................ 124 IX.3.2. Reserva de equilbrio ............................................................................................ 124 IX.3.3. Reserva antiincndio ............................................................................................. 127 IX.3.4. Reserva de emergncia.......................................................................................... 128 IX.4. FORMAS MAIS ECONMICAS ............................................................................... 128 IX.5. COMPONENTES CONSTRUTIVOS ......................................................................... 128 IX.5.1. Dimenses ............................................................................................................. 128 IX.5.2. Estruturas de apoio ................................................................................................ 128 IX.5.3. Estruturas de elevao ........................................................................................... 129 IX.5.4. Cobertura............................................................................................................... 129 IX.6. PRECAUES ESPECIAIS ....................................................................................... 129 CAPTULO X - REDES DE DISTRIBUIO..................................................................................... 130 X.1. DEFINIES................................................................................................................ 130 X.2. REA ESPECFICA ..................................................................................................... 130 X.3. ZONAS DE PRESSO ................................................................................................. 130 X.4. CLASSIFICAO ........................................................................................................ 130 X.5. TRAADOS DOS CONDUTOS .................................................................................. 131 X.6. CONDIES PARA DIMENSIONAMENTO ............................................................ 131 X.7. LOCALIZAO E DIMENSIONAMENTO DOS RGOS ACESSRIOS ........... 132

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCG X.8. SECIONAMENTO FICTCIO...................................................................................... 133 X.8.1. Aplicao ................................................................................................................ 133 X.8.2. Metodologia............................................................................................................ 133 X.8.3. Seqncia de clculos ............................................................................................. 133 X.9. HARDY-CROSS ........................................................................................................... 136 X.9.1. Fundamento ............................................................................................................ 136 X.9.2. Seqncia de clculos ............................................................................................. 137 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................................................. 143 ANEXO I - Portaria no. 1469 de 29/12/2000 .............................................................................. 146

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CAPTULO I A GUA NA NATUREZAI.1. GENERALIDADES I.1.1. Quantificao A gua a substncia simples mais abundante no planeta Terra e pode ser encontrada tanto no estado lquido, gasoso ou slido, na atmosfera, sobre ou sob a superfcie terrestre, nos oceanos, mares, rios e lagos. Tambm o constituinte inorgnico mais presente na matria viva: cerca de 60% do peso do homem constitudo de gua e em certos animais aquticos esta porcentagem alcana 98% (SPERLING, 1996, p. 12). Cientistas estimam que o nosso planeta tem trs quartos de sua massa s de gua (1,36 x 1018 m3 segundo SPERLING, 1996, p. 12), ou seja, 1 trilho e 360 bilhes de quilmetros cbicos, com 1,5 x 10 12 metros cbicos em estado livre no planeta (A. NETTO et alli, 1998, p. 536). Os mares e os oceanos contm cerca de 97,4 % de toda essa massa, formada pela gua salgada. 2 % da gua total est estocada sob a forma de neve ou gelo, no topo das grandes cadeias de montanhas ou nas zonas polares. Assim apenas cerca de 0,6 % do total encontra-se disponvel como gua doce nos aqferos subterrneos (0,5959 %), os rios e lagos superficiais (0,0140 %) e na atmosfera na forma de vapor dgua (0,001 %). A maior parte das guas subterrneas encontra-se em condies inadequadas ao consumo ou em profundezas que inviabilizam sua explorao. Diante desta situao de importncia fundamental para o futuro da humanidade, e sua prpria sobrevivncia, que se valorize a preservao dos recursos hdricos do planeta em suas condies naturais. I.1.2. O ciclo hidrolgico Conhecida a distribuio da gua na Terra, importante tambm que se saiba como ela se movimenta no planeta. Ao seu permanente movimento de mudanas de estado (slido, lquido ou gasoso) ou de posio (superficial, subterrnea ou atmosfrica) em relao superfcie da Terra, denominou-se de ciclo hidrolgico. Por definio, ento, ciclo hidrolgico a descrio do comportamento natural da gua em volta do globo terrestre. Essencial para o desenvolvimento da vida na Terra, composto de trs fenmenos principais: evaporao para a atmosfera, condensao em forma de nuvens e precipitao, mais freqentemente em forma de chuva, sobre a superfcie terrestre, onde ela se dispersa sobre as mais variadas maneiras, de acordo com a superfcie receptora, escoando sobre a superfcie, infiltrando-se e/ou evaporando-se. A cada ano, a energia do Sol faz com que um volume de aproximadamente 500.000 Km 3 de gua se evapore, especialmente dos oceanos, embora tambm de guas e rios. Essa gua retorna para os continentes e ilhas, ou para os oceanos, sob a forma de precipitaes: chuva ou neve. Os continentes e ilhas tm um saldo positivo nesse processo. Estima-se que eles retirem dos oceanos perto de 40.000 Km3 por ano. esse saldo que alimenta as nascentes dos rios, recarrega os depsitos subterrneos, e depois retorna aos oceanos pelo desge dos rios. A gua encontrada na atmosfera mais freqentemente sob a forma de vapor ou de partculas lquidas, embora no seja raro sob a forma de neve ou de gelo. Para que ocorra uma precipitao necessrio que o vapor atmosfrico sofra condensao em gotculas que, ao atingir determinado peso, no podem continuar em suspenso, caindo em forma de chuva. Se durante essa precipitao essas gotas atravessarem camadas atmosfricas com temperaturas negativas poder ocorrer o congelamento e a precipitao ocorrer na forma de partculas de gelo, o granizo. Se essa condensao ocorrer sob temperaturas de congelamento, a precipitao se dar em forma de neve. Embora sem importncia para estudos de abastecimento de gua, em funo de sua insignificante contribuio para a formao de escoamentos superficiais, ainda se pode registrar que quando a condensao for originada do contato do vapor atmosfrico com uma superfcie slida, o solo por exemplo, e em temperaturas do ar circundante muito baixas, no necessariamente de congelamento, ocorre a formao do orvalho ou das geadas. A ocorrncia destes tipos de condensao de extrema importncia em reas agrcolas, assim como a precipitao em forma de granizo.

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGResumindo, as precipitaes pluviomtricas podem ocorrer tanto da forma mais comum conhecida como chuva, como em formas mais moderadas como neblinas, garoas ou geadas, ou mais violentas como acontecem nos furaces, precipitaes de granizo, nevascas, etc. Quando a chuva alcana o solo, parte da gua se infiltra e parte fica temporariamente sobre a superfcie, em funo da intensidade da chuva e da capacidade de infiltrao do solo. Da parcela superficial parte retida, passa do estado lquido para o gasoso pelo processo de evaporao natural, e volta a atmosfera. A intensidade desse fenmeno natural depende da temperatura ambiente, da ventilao e da umidade relativa do ar. O restante escoa sobre a superfcie livre do terreno indo abastecer os corpos receptores naturais como rios lagos e oceanos. Da parcela infiltrada, a que fica retida nos interstcios prximos superfcie volta a atmosfera na forma de vapor e o restante penetra mais profundamente e vai abastecer o lenol fretico e outros aqferos subterrneos. A Figura III.1 representa esquematicamente o ciclo hidrolgico com seus principais componentes.

Figura III.1 Principais fases do ciclo hidrolgico Em reas cobertas por densa vegetao o volume de gua que transferido para a atmosfera, atravs do fenmeno de transpirao, pode ser bastante significativo, em funo da dimenso dessa rea. Nesse processo a gua retirada do solo pelas razes, transferida para as folhas e, ento, evaporada. Assim, numa rea de floresta, por exemplo, a superfcie de exposio das folhas muito grande e em funo da temperatura ambiente e da insolao, pode se tornar o fator determinante do teor de umidade atmosfrica (numa rea equatorial, por exemplo). Evidentemente o ciclo hidrolgico, embora seja um fenmeno contnuo da natureza, no tem comportamento uniforme em cada uma de suas fases, principalmente quanto evaporao e precipitao, Essas variam de intensidade aleatoriamente com o tempo, principalmente ao longo das estaes climticas. Na realidade qualquer observao sistemtica de chuvas em determinado local caracterizar-se- por notveis variaes nas quantidades precipitadas anualmente e no mostrar ocorrncias cclicas dos fenmenos. A maior quantidade de observaes ao longo de um tempo mais longo (mais de trinta anos) permitir condies de se apurar valores mdios mais consistentes.

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGA fase atmosfrica do fenmeno das precipitaes de interesse dos meteorologistas, porm a partir do momento em que ela atinge o solo, torna-se o elemento fundamental dos estudos ligados Hidrologia. Segundo o United States Federal Council of Science and Tecnology, Committee for Scientific Hidrology (1962), Hidrologia a cincia que estuda a gua da terra, sua ocorrncia, circulao e distribuio, suas propriedades fsicas e qumicas, e suas reaes com o meio-ambiente, incluindo suas relaes com a vida (Villela & Mattos, 1975, p. 1), ou seja, a cincia que estuda a presena da gua na natureza. Ainda denomina-se de Hidrologia de superfcie o estudo referente ao movimento da gua sobre o solo, isto , do escoamento superficial das guas, que o que interessa para projetos de drenagem superficial. Pode-se dizer que como cincia um estudo recente, pois seus fundamentos tericos s comearam a se formar nos tempos do cientista italiano Leonardo da Vinci (1452-1519), com a concepo do ciclo hidrolgico, e s foi aceita como disciplina especfica em fins do sculo XIX, embora os antigos egpcios j ensaiassem o controle das cheias do Rio Nilo, a cerca de 3000 anos antes de Cristo (Pinto et alli, 1976, p. 2). No entanto, o ritmo acelerado de desmatamentos das ltimas dcadas, e o crescimento urbano e industrial, que necessita sempre de mais gua, vem alterando esse ciclo hidrolgico. Estudos da ONU mostraram que o desmatamento e o pastoreio excessivo diminuem a capacidade do solo em atuar como uma grande esponja, absorvendo guas das chuvas e liberando seus contedos lentamente. Na ausncia de coberturas vegetais, e com solos compactados, a tendncia das chuvas escorrer pela superfcie e escoar rapidamente pelos cursos de gua, o que traz como conseqncia as inundaes, acelerao no processo de eroso e diminuio das estabilidade dos cursos de gua, que ficam diminudos fora do perodo de cheias, comprometendo assim a agricultura e a pesca. No faltam sinal de escassez de gua doce. O nvel dos lenis freticos baixa constantemente, muitos lagos encolhem e pntanos secam. Na agricultura, na indstria e na vida domstica, as necessidades de gua no param de aumentar, paralelamente ao crescimento demogrfico e ao aumento nos padres de vida, que multiplicam o uso da gua. Nos anos 50, por exemplo, a demanda de gua por pessoa era de 400 m3 por ano, em mdia no planeta, ao passo que hoje essa demanda j de 800 m3 por indivduo. Em pases cada vez mais populosos, ou com carncia em recursos hdricos, j se atingiu o limite de utilizao de gua. Constatou-se que atualmente 26 pases, a maioria situada no continente africano, totalizando 235 milhes de pessoas, sofrem de escassez de gua. As outras regies do mundo tambm no so poupadas. Sintomas de crises j se manifestam em pases que dispem de boas reservas. Nos locais onde o nvel de bombeamento (extrao) das guas subterrneas mais intenso que sua renovao natural, se constata um rebaixamento do nvel de lenis freticos, que, por esse motivo, exigem maiores investimentos para serem explorados e ao mesmo tempo vo se tornando mais salinos. I.2. PRINCIPAIS PROPRIEDADES DA GUA Conhecer as propriedades da gua, quer ela esteja em repouso ou em movimento, fundamental para a soluo correta dos vrios problemas do dia a dia do engenheiro hidrulico. Estes problemas envolvem princpios e mtodos de armazenamento, conservao, controle, conduo, utilizao, etc, e esto presentes desde a elaborao dos projetos at o ltimo dia de sua operao. Entre as peculiaridades da gua est a de ser uma substncia encontrada no estado slido, lquido e gasoso na superfcie da terra, ou seja, ela pode ser facilmente encontrada em trs fases na natureza, a saber, no estado slido (neve e gelo), no gasoso (vapor dgua e umidade) e na sua forma mais comum, a lquida (reservatrios de acumulao, lenis subterrneos, mares e oceanos, etc). Fisicamente quando pura, um lquido transparente e levemente azulado, praticamente incolor, sem gosto e sem sabor (a clssica qualificao das primeiras aulas de cincias: lquido incolor, inodoro e inspido) e apresenta reflexo e refrao da luz.. I.2.1. Composio qumica A gua uma substncia composta resultante da combinao de dois tomos de hidrognio com um de oxignio que na forma mais elementar de representao temos H2O. Esta composio foi descoberta em 1879, por Henry Cavendish, procedendo a queima de hidrognio na presena de oxignio. NOTA: Henry Cavendish (1731 - 1810), fsico e qumico experimentador ingls, nascido em Nice, Frana, filho de famlia nobre e abastada inglesa.

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGI.2.2. Massa especfica Massa especfica (density) de uma substncia a massa por unidade de volume. Depende da dimenso e da estrutura de ligao das molculas entre si. Devido a esta dependncia e a sua estrutura molecular peculiar que a gua uma das poucas substncias que aumentam de volume quando passam a temperaturas inferiores a 4oC, reduzindo, portanto, sua massa especfica a partir desta temperatura, a medida que aquecida ou resfriada. Esta propriedade se no analisada com o mximo de acuidade em fase de projeto, pode trazer problemas irreparveis de ordem estrutural s unidades do sistema na fase de operao. Tambm denominada de densidade absoluta geralmente simbolizada pela letra grega minscula " " e sua unidade no S.I. o quilograma/metro cbico (kg/m3). Usualmente em clculos de escoamentos com gua sob temperatura de at 30oC, trabalha-se com = 102 kgf.s2/m4 (Tabela 1). I.2.3. Densidade relativa Denomina-se de densidade relativa (specific gravity) a relao entre a densidade da gua a uma determinada temperatura e sua densidade a 4C, neste ponto definida como igual a unidade. geralmente simbolizada pela letra grega minscula " ". Como uma relao entre grandezas de mesma unidade , portanto, adimensional. Freqentemente emprega-se = 1,0 para soluo de problemas com gua, principalmente nos pr-dimensionamentos (Tabela 1). A gua cerca de 830 vezes mais pesada que o ar seco, porm 133 vezes mais leve na forma de vapor, sob condies normais de presso. Quando vaporiza-se ocupa um volume cerca de 1640 vezes maior que na fase lquida. Quando congela expande-se aproximadamente 9% ocupando um volume de cerca de 1,11 vezes o da fase lquida na mesma temperatura. I.2.4. Peso especfico Peso especfico (density) o peso por unidade de volume, ou seja, o valor da massa especfica multiplicada pela acelerao de gravidade local, ou seja, = .g. geralmente simbolizado pela letra grega minscula " ". No S.I. peso especfico sempre expresso em Newtonpor metro cbico (N/m3). NOTA: Newton uma homenagem a Sir Isaac Newton (1642-1727) primeiro cientista ingls de renome internacional, nascido em Woolsthorpe e graduado em Cambridge. Nos clculos hidrulicos habituais com gua, utiliza-se = 1000 kgf/m3 sem muitas reservas, pois como podemos observar na Tabela 1, para temperaturas no intervalo de 0 oC a 30 oC, no h uma sensvel alterao nos valores da densidade (menos de 5%). NOTA: Enquanto um quilograma a massa do prottipo internacional do quilograma, quilograma-fora o peso do prottipo internacional do quilograma quando submetido a ao da gravidade normal (1 kgf = 9,80665 N). I.2.5. Viscosidade dinmica A gua em escoamento reage tenso de cisalhamento, sofrendo uma deformao angular que proporcional a essa tenso. Coeficiente de viscosidade, viscosidade dinmica, viscosidade absoluta ou somente viscosidade, a constante de proporcionalidade definida como a razo entre essa tenso de cisalhamento e o gradiente de velocidade. geralmente simbolizada pela letra grega minscula " " e tem a dimenso de fora por unidade de rea. Sua unidade no S.I. poise (1 poise = 0,1N.s/m2). Em termos prticos com gua fria, freqentemente trabalha-se com = 1,03.10-4 kgf.s/m2(Tabela 1). NOTA: Poise uma homenagem ao fsico francs, de Paris, Jean Louis Poiseuille (1799-1869) estudioso do escoamento em microtubos, com dimetros inferiores a 0,2mm.

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGI.2.6. Viscosidade cinemtica Em estudos hidrulicos muitas vezes conveniente utilizarmos o conceito de viscosidade cinemtica, que uma grandeza definida a partir da relao entre a viscosidade e a densidade ( / ) e geralmente simbolizada pela letra grega minscula " ". Sua unidade no S.I. stoke (1stoke = 1cm2/s). Habitualmente trabalhamos com = 1,01.10-6m2/s, que corresponde a viscosidade da gua a 20 oC, aproximadamente (Tabela II.1). NOTA: Stoke uma homenagem ao matemtico britnico, nascido em Skreen, Irlanda, e educado em Cambridge, George Gabriel Stokes (1819-1903) especialista em viscosidade de fluidos. Tabela II.1. Densidades e viscosidades da gua sob condies normais de temperatura e presso Temperatura (C) 0 (gelo) 0(gua) 4 5 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100 Densidade absoluta (kg/m3)* 917,0 999,8 1000,0 1000,0 999,7 999,1 998,2 997,0 995,7 992,2 988,0 983,2 977,8 971,8 965,3 958,4 Viscosidade dinmica (10-3 N.s/m2) 1,781 1,558 1,518 1,307 1,139 1,002 0,890 0,798 0,653 0,547 0,466 0,404 0,354 0,315 0,282 Viscosidade cinemtica (10-6m2/s) 1,785 1,558 1,519 1,308 1,140 1,003 0,893 0,801 0,658 0,553 0,474 0,413 0,364 0,326 0,294 Densidade relativa 0,9170 0,9998 1,0000 1,0000 0,9997 0,9991 0,9982 0,9970 0,9967 0,9922 0,9880 0,9832 0,9788 0,9728 0,9653 0,9584

(*) para se obter em kgf.s2/m4 divide-se o valor tabelado por 9,80665 I.2.7. Coeso, adeso e tenso superficial Em um lquido as molculas da superfcie esto submetidas a uma fora de atrao para o interior devido a foras eletrolticas. Este fenmeno d origem a uma tenso tangencial a superfcie ao longo de toda rea livre do lquido que faz com que o mesmo adira ou no a superfcie em contato em volta. Diz-se que coeso a propriedade que uma substncia tem de conservar-se unida resistindo a separao. Num comportamento contrrio a adeso a propriedade do lquido fixar-se na superfcie de outros corpos. Por exemplo, a gua tende a aderir a superfcie em volta molhando esta superfcie ou subindo acima do nvel de repouso pelo efeito chamado de capilaridade, enquanto que com o mercrio ocorre o fenmeno inverso. No caso da gua temos que a adeso superior a coeso e no do mercrio a coeso maior. A tenso superficial o fenmeno que se verifica na superfcie de separao entre dois fluidos no miscveis. Esta tenso depende da natureza dos fluidos em contato e da temperatura. determinada pela tenso por unidade de comprimento numa linha qualquer de separao e geralmente simbolizada pela letra grega minscula " " e expressa em unidades de fora por unidade de comprimento, por exemplo no C.G.S. em dyn/cm. Para obteno de resultados menos precisos emprega-se freqentemente o valor de 0,007 Kgf/m (Tabela II.2).

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGTabela II.2 - Tenso superficial entre a gua e o ar (oC) (dyn/cm) (10-3kgf/m) 0 74,16 7,69 10 72,79 7,54 20 71,32 7,40 30 69,75 7,23 40 68,18 7,07 50 67,16 6,96 60 66,11 6,86 70 64,36 6,67 80 62,60 6,49 90 60,71 6 ,30 100 58,25 6,04

I.2.8. Compressibilidade Embora seguidamente se trabalhe com a gua como se ela fosse incompressvel, na realidade em algumas situaes isto pode levar a erros grosseiros, como por exemplo no caso de estudos referentes a questes que envolvam transmisso de ondas de presso, como no caso de golpe de arete. Define-se como mdulo de compressibilidade ou de elasticidade, tambm conhecido como mdulo volumtrico de elasticidade ou mdulo global de elasticidade, a relao entre o aumento de presso e o de massa especfica para uma dada temperatura, sendo geralmente simbolizado pela letra maiscula "E" (h autores que preferem a letra grega minscula " "). Usualmente adota-se E = 2,18 x 108Kgf/m para pr-dimensionamentos com gua (Tabela II.3). Tabela II.3 - Mdulo de compressibilidade para gua em funo da temperatura (oC) E (10 kgf/m2)8

0 1,98

5 2,02

10 2,07

20 2,15

30 2,19

40 2,21

50 2,22

60 2,23

I.2.9. Presso de vapor Como qualquer outro lquido, a gua tambm tem a propriedade de vaporizar-se em determinadas condies de temperatura e presso. E assim sendo temos que ela entra em ebulio sob a presso atmosfrica local a uma determinada temperatura. Por exemplo, no nvel do mar (presso atmosfrica normal) a ebulio acontece a 100oC. A medida que a presso diminui a temperatura de ebulio tambm se reduz. Assim, quanto maior a altitude do local menor ser a temperatura de ebulio. Presso de vapor , pois, a presso exercida pelo vapor em determinado espao. Geralmente simbolizada por hv. Em condies de clculos expeditos podemos adotar o valor de 0,024 kgf/cm (Tabela II.4). Tabela II.4 - Tenso de vapor em funo da temperatura Temperatura (C) 0 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 Tenso de vapor (mm Hg) 4,56 6,11 6,50 9,19 12,7 17,4 23,6 31,5 41,8 54,9 71,4 92,0 117,5 148,8 186,9 233,1 288,5 354,6 433,0 525,4 Tenso de vapor (kg/cm2) 0,0062 0,0084 0,0089 0,0125 0,0174 0,0238 0,0322 0,0429 0,0572 0,0750 0,0974 0,1255 0,1602 0,2028 0,2547 0,3175 0,3929 0,4828 0,5894 0,7149 Densidade relativa 0,9998 1,0000 1,0000 0,9997 0,9991 0,9982 0,9970 0,9967 0,9945 0,9922 0,9901 0,9880 0,9867 0,9832 0,9811 0,9788 0,9759 0,9728 0,9693 0,9653

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGTemperatura (C) 95 100 105 110 115 120 Tenso de vapor (mm Hg) 633,7 760,0 906,0 1075,0 1269,0 1491,0 Tenso de vapor (kg/cm2) 0,8620 1,0333 1,2320 1,4609 1,7260 2,0270 Densidade relativa 0,9619 0,9584 0,9549 0,9515 0,9474 0,9430

I.2. IMPUREZAS DAS GUAS NATURAIS No h gua pura na natureza devido a seu alto poder de dissoluo de gases, corantes, colides, sais, etc. Este poder qumico faz com que a gua seja denominada de solvente universal. Devido a esta efetiva propriedade de solvncia e ao seu alto poder de transportar partculas em seu meio, podem ser encontrados diversas impurezas que normalmente definem sua qualidade. Essas impurezas podem ser agrupadas da seguinte forma: em suspenso: algas, protozorios, fungos e vrus; vermes e larvas; areia, argila e silte; resduos industriais e domsticos; estado coloidal: corantes vegetais, slica e vrus; em dissoluo: sais de clcio e magnsio (bicarbonatos, carbonatos, sulfatos ou cloretos), sais de sdio (bicarbonatos, carbonatos, sulfatos fluoretos e cloretos), xidos de ferro e mangans, chumbo, cobre, zinco, arsnico, selnio e boro, iodo, flor e compostos fenlicos; substncias albuminides: nitratos e nitritos, gases (O2 , CO2 , H2S, N). Estas impurezas na realidade e de uma forma conceitual mais ampla, conferem a gua suas caractersticas qumicas, fsicas e bacteriolgicas, caractersticas estas que informam os parmetros de qualidade da gua. As caractersticas qumicas so conferidas atravs da presena em maior ou menor intensidade tanto de matria orgnica como de inorgnica, enquanto que as fsicas so conseqncia da presena de slidos, que podem estar em suspenso (exemplo silte e argila), dissolvidos (exemplo colides) ou em soluo (exemplo sais e corantes). As caractersticas biolgicas so inerentes a presena de seres vivos ou mortos, principalmente de vida microscpica animal e vegetal, moneras, protistas e vrus. NOTA: Robert Harding Whittaker (1924 - 1980), bilogo, botnico e ecologista americano nascido em Wichita, Kans, props (1969) a nova classificao dos organismos em cinco reinos: Monera (as bactrias e os cianfitos, ou seja, todos os procariontes), Protista (protozorios, euglenfitos, pirrfitos, crisfitos e mixomicetos), Fungi (todos os fungos), Plantae ou Metaphyta ou Reino Vegetalia (todos os vegetais) e Metazoa ou Animalia (todos os animais). Os vrus (em latim = veneno) por suas particularidades to incomuns, no foram at hoje definidos como seres vivos ou no. H uma tendncia de consider-los como organismos sem estrutura celular. I.3. CARACTERSTICAS QUMICAS DA GUA NATURAIS I.3.1. Principais caractersticas A importncia qumica da gua est no fato do seu poder de dissolver em maior ou menor intensidade de quase todas as substncias. Aps a precipitao, especialmente na forma de chuva, gua escoa superficialmente ou se infiltra. Por isso todas as guas naturais contm gases e sais minerais em soluo adquiridos atravs do contato da gua com o ar e, principalmente, com o solo. As guas subterrneas tm sua qualidade afetada pelas condies naturais do solo, em funo da incorporao de impurezas ocorridas durante a precipitao, ao longo do escoamento superficial e no processo de infiltrao e percolao, mesmo que as condies naturais da bacia sejam as mais preservadas possveis ou mesmo inexploradas. Neste caso os principais fatores de influncia so a cobertura e a composio do solo. Em reas j habitadas ou exploradas pelo homem a qualidade da gua est sujeita ao uso e ocupao do solo. A presena humana normalmente gera despejos domsticos e de processos de transformao, Mesmo que a ocupao seja eminentemente rural, esses tipos de impurezas estaro presentes, embora na

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGmaioria das vezes mais dispersas. Em reas agrcolas a qualidade natural da gua pode ser perigosamente alterada pela incorporao de defensivos que atingem o solo e so carreados pelo escoamento superficial, especialmente quando da ocorrncia de precipitaes atmosfricas. As caractersticas mais importantes para se qualificar quimicamente uma gua so: pH, acidez, alcalinidade, cloretos, dureza, slidos, condutividade eltrica, elementos e compostos qumicos especiais e gases dissolvidos. I.3.2. pH As molculas de gua quando se ionizam dividem-se em ons H+ e OH-. Define-se ento pH como o cologartmo decimal da concentrao efetiva ou atividade dos ons hidrognio (pH = - log aH+ ). O desequilbrio entre a quantidade desses ons no interior da massa dgua far com que esta tenha um pH superior a 7,0 (mais hidroxilas) ou inferior (mais ctions H+). A relao dixido de carbono-bicarbonatos presentes nas guas naturais o principal fator de definio do nvel do pH, pois o dixido dissolvido transforma-se em cido carbnico. Apresenta relaes fundamentais com acidez e alcalinidade de modo que praticamente impossvel falar destas sem ter aquele em mente. De um modo geral as alteraes naturais do pH tm origem na decomposio de rochas em contato com a gua, absoro de gases da atmosfera, oxidao de matria orgnica, fotossntese, alm da introduo de despejos domsticos e industriais. Do ponto de vista analtico o pH um dos parmetros mais importantes na determinao da maioria das espcies qumicas de interesse tanto da anlise de guas potveis como na anlise de guas residurias, sendo, pois, uma das mais comuns e importantes determinaes no contexto da qumica da gua. No campo do abastecimento de gua o pH intervm na coagulao qumica, controle da corroso, abrandamento e desinfeco. guas com baixos valores de pH tendem a ser agressivas para instalaes metlicas. O padro de potabilidade em vigor no Brasil, preconiza uma faixa de pH entre 6,5 e 8,5. Normalmente a gua apresenta-se boa para ingesto para pH na faixa de 5,5 a 8,0, sob a anlise desta caracterstica. I.3.3. Dureza I.3.3.1. Definio Dureza um parmetro caracterstico da qualidade de guas de abastecimento industrial e domstico sendo que do ponto de vista da potabilizao so admitidos valores mximos relativamente altos, tpicos de guas duras ou muito duras. Quase toda a dureza da gua provocada pela presena de sais de clcio e de magnsio (bicarbonatos, sulfatos, cloretos e nitratos) encontrados em soluo. Assim, os principais ons causadores de dureza so clcio e magnsio tendo um papel secundrio o zinco e o estrncio. Algumas vezes, alumnio e ferro frrico so considerados como contribuintes da dureza. I.3.3.2. Classificao A dureza total da gua compe-se de duas partes: dureza temporria e dureza permanente. A dureza dita temporria, quando desaparece com o calor, e permanente, quando no desaparece com o calor, ou seja, a dureza permanente aquela que no removvel com a fervura da gua. A dureza temporria a resultante da combinao de ons de clcio e magnsio que podem se combinar com bicarbonatos e carbonatos presentes. I.3.3.3. Caractersticas Normalmente, reconhece-se que uma gua mais dura ou menos dura, pela maior ou menor facilidade que se tem de obter, com ela, espuma de sabo. As guas duras caracterizam-se, pois, por exigirem considerveis quantidades de sabo para produzir espuma, e esta caracterstica j foi, no passado, um

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGparmetro de definio, ou seja, a dureza de uma gua era considerada como uma medida de sua capacidade de precipitar sabo. Esse carter das guas duras foi, por muito tempo, para o cidado comum o aspecto mais importante por causa das dificuldades de limpeza de roupas e utenslios. Com o surgimento e a determinao dos detergentes sintticos ocorreu tambm a diminuio os problemas de limpeza domstica por causa da dureza. Tambm durante a fervura da gua os carbonatos precipitam-se. Este fenmeno prejudica o cozimento dos alimentos, provoca "encardido" em panelas e potencialmente perigoso para o funcionamento de caldeiras ou outros equipamentos que trabalhem ou funcionem com vapor dgua, podendo provocar exploses desastrosas. Assim pode-se resumir que uma gua dura provoca uma srie de inconvenientes: desagradvel ao paladar; gasta muito sabo para formar espuma; d lugar a depsitos perigosos nas caldeiras e aquecedores; deposita sais em equipamentos; mancha louas. I.3.3.4. Tolerncia A despeito do sabor desagradvel que referidos nveis podem suscitar elas no causam problemas fisiolgicos. No Brasil, o valor mximo permissvel de dureza total fixado pelo padro de potabilidade, ora em vigor, de 500mgCaCO3/L (Tabela 5 - Padro de aceitao para consumo humano - PORTARIA N. 1469, DE 29 DE DEZEMBRO DE 2000). Teores de dureza inferiores a 50ppm no implicam em que a gua seja considerada dura. Teores de 50 a 150 no incomodam para efeitos de ingesto, mas acima de 100ppm provocam prejuzos sensveis em trabalhos que envolvam o uso da gua com sabo e originam precipitaes com incrustaes anti-estticas e at potencialmente perigosas em superfcies sujeitas a aquecimentos. Em geral a reduo da dureza para concentraes inferiores a 100ppm s economicamente vivel para fins industriais, onde o produto final ou os equipamentos dependem de gua de melhor grau de pureza. I.3.3.5. Correo Para a remoo de dureza da gua, so tradicionais dois processos: o da cal-soda e dos zelitos. Nas ltimas dcadas tem ganhado muita divulgao e emprego, o da osmose inversa, principalmente em nossa regio, onde h extrema carncia de gua e as poucas fontes disponveis so, sejam subterrneas ou superficiais, na maioria de guas salobras . Os zelitos tm a propriedade de trocar o sdio, que entra na sua composio, pelo clcio ou magnsio dos sais presentes na gua, acabando, assim com a dureza da mesma. Com a continuao do tratamento, eles se saturam, esgotando sua capacidade de remoo de dureza, porm podem ser recuperados para a funo atravs de um processo utilizando sal de cozinha (cloreto de sdio). A Osmose Inversa obtida atravs da aplicao mecnica de uma presso superior Presso Osmtica do lado da soluo mais concentrada. Essa tecnologia foi desenvolvda na dcada de 60, para a produo de gua ultrapura, a ser utilizada utilizada em processos industriais, a partir de meados da dcada seguinte, surgindo, assim, comercialmente, a primeira gerao de membranas. As suas principais vantagens foram a reduo da necessidade de regenerao dos leitos de troca inica e de consumo de resina, alm de significativas redues de despesas na operao e manuteno destes leitos. Uma chamada segunda gerao de membranas, as membranas de pelcula fina compostas, enroladas em espiral, foram inventadas em 1978, e introduzidas no mercado no incio da dcada de 80. Estas membranas operam com baixa presso e conseqentemente com reduzido consumo de energia. OBS: A osmose um fenmeno natural fsico-qumico. Quando duas solues, com diferentes concentraes, so colocadas em um mesmo recipiente separado por uma membrana semi-permevel,

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGonde ocorre naturalmente a passagem do solvente da soluo mais diluda para a soluo mais concentrada, at que se encontre o equilbrio. Neste ponto a coluna de soluo mais concentrada estar acima da coluna da soluo mais diluda. A esta diferena entre colunas de soluo se denomina Presso Osmtica. o fenmeno fatal que ocorre com as bctrias quando usamos cloreto de sdio para conservao de certos produtos de origem animal. I.3.4. Acidez Quimicamente acidez a capacidade de neutralizao de solues alcalinas, ou seja, a capacidade da gua em resistir s mudanas de pH em funo da introduo de bases. Em geral a cidez est associada a presena de CO2 livre. A presena de cidos orgnicos mais comum em guas superficiais, enquanto que nas guas subterrneas menos freqente a ocorrncia de cidos em geral. Em algumas ocasies as guas subterrneas podero conter cido sulfrico derivado da presena de sulfetos metlicos. Acidez, pH e alcalinidade esto intimamente interrelacionados. De um modo geral o teor acentuado de acidez pode ter origem na decomposio da matria orgnica, na presena de gs sulfdrico, na introduo de despejos industriais ou passagens da gua por reas de minerao. Do ponto de vista de guas de abastecimento ou mesmo sanitrio, a acidez tem pouco importncia. No campo do abastecimento de gua o pH intervm na coagulao qumica, controle da corroso, abrandamento e desinfeco. guas com baixos valores de pH tendem a ser agressivas para instalaes metlicas. O padro de potabilidade em vigor no Brasil, preconiza uma faixa de pH entre 6,5 e 8,5. Normalmente a gua apresenta-se boa para ingesto para pH na faixa de 5,5 a 8,0, sob a anlise desta caracterstica. I.3.5. Alcalinidade Quimicamente definindo alcalinidade a propriedade inversa da acidez, ou seja, a capacidade de neutralizao de cidos. Em geral a presena de alcalinidade leva a pH para valores superiores a 7,0, porm pH inferiores (acima de 4) no significa que no hajam substncias alcalinas dissolvidas no meio aquoso. Os principais constituintes da alcalinidade so os bicarbonatos (HCO 3- ), os carbonatos (CO32- ) e os hidrxidos (OH - ), cujas formas so funo do pH. Para pH superiores a 9,4 tem-se dureza de carbonatos e predominantemente de hidrxidos. Entre pH de 8,3 e 9,4, predominam os carbonatos e ausncia de hidroxilas. Para pH inferires a 8,3 e acima de 4.4 ocorre apenas dureza de bicarbonato. Abaixo de 4,4 no ocorre alcalinidade. De um modo geral as alteraes de alcalinidade tm origem na decomposio de rochas em contato com a gua, reaes envolvendo o CO2 de origem atmosfrica e da oxidao de matria orgnica, alm da introduo de despejos industriais. I.3.6. Slidos A gua com excessivo teor de slidos em suspenso ou minerais dissolvidos tem sua utilidade limitada. Uma gua com presena de 500ppm de slidos dissolvidos, geralmente, ainda vivel para uso domstico, mas provavelmente inadequada para utilizao em muitos processos industriais. gua com teor de slidos superior a 1000ppm torna-se inadequada para consumo humano e possivelmente ser corrosiva e at abrasiva. De um modo geral todas as impurezas presentes na gua, com exceo dos gases dissolvidos, tm sua origem nos slidos incorporados ao seu meio. Devido a essa condio deve-se dar prioridade a anlise deles, pois eu resultado pode direcionar toda o estudo de caracterizao. So caracterizadas como slidos todas as partculas presentes em suspenso ou em soluo, sedimentveis ou no, orgnicas ou minerais. A determinao da quantidade total de slidos presentes em uma amostra chamada de slidos totais. A separao dos tipos de slidos presentes na mistura feita em laboratrio e classificada da seguinte maneira :

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGTotais - massa slida obtida com a evaporao da parte lquida da amostra a 103 o a 105o C, em mg/l; Minerais ou Fixos - resduos slidos retidos aps calcinao dos slidos totais a 500 o C, em mg/l; Orgnicos ou Volteis - parcela dos slidos totais volatilizada no processo de calcinao, em mg/l; Em Suspenso ou Filtrveis e No-filtrveis - quantidade de slidos determinada com a secagem do material retirado por filtrao da amostra, atravs de micromalha, de 0,45 m (mcron ou micrmetro), em mg/l; Coloidais - frao dos slidos composta de partculas com dimetros equivalentes da ordem de 10-3 a 0,45 m; Dissolvidos - frao dos slidos composta de partculas com dimetros equivalentes inferiores a 10-3 m. Para se ter uma idia destas dimenses, as bactrias tm seu tamanho entre 0,5 e 5,0 m e o olho nu s capaz de visualizar a partir da dimenso de 100 mcrons ou 0,1 milmetro. 1.3.7. Cloretos A presena de cloretos na gua resultante da dissoluo de sais com ons Cl -, por exemplo de cloreto de sdio. caracterstica da gua do mar, cujo teor se aproxima dos 20000ppm, entre eles o mais presente o cloreto de sdio (ClNa) com cerca de 70% deste teor. A gua de chuva, por exemplo, tem presena insignificante de cloretos (menos de 1%), exceto em regies prximas ao litoral. De um modo geral a presena de cloretos tm origem na dissoluo de minerais, contato com reas de sal, mistura com a gua do mar e introduo de guas residurias domsticos ou industriais.. Em termos de consumo suas limitaes esto no sabor e para outros usos domsticos e para processos industriais. guas com teores menores que 250ppm de cloretos satisfatria para servios de abastecimento domstico (o ideal seria menor que 150ppm). Concentraes superiores a 500ppm implicam em sabor caracterstico e desagradvel. Para consumo de animais esta concentrao pode chegar at 4000ppm. I.3.8. Condutividade eltrica A gua pura um meio isolante, porm sua capacidade de solvncia das substncias, principalmente de sais, faz com que as guas naturais tenham, em geral, alto poder de condutividade eltrica. Esta condutividade depende do tipo de mineral dissolvido bem como da sua concentrao. O aumento da temperatura tambm eleva a condutividade. I.3.9. Elementos e compostos qumicos especiais I.3.9.1. Ferro Presente numa grande quantidade de tipos solos, um dos elementos qumicos mais freqentemente encontrado nas guas naturais. O ferro presente na gua pode ser adquirido nas prprias fontes e instalaes de captao ou de aduo atravs da corroso das superfcies metlicas ou mesmo de despejos industriais. Na ausncia de oxignio dissolvido como nos caso de guas subterrneas e de fundos de lagos, seus ons se apresentam na forma solvel (Fe2+). Exposto ao oxignio livre sofre oxidao e tornase insolvel na forma (Fe3+), o que pode acontecer at na sada da torneira, colorindo a gua, manchando superfcies claras e roupas. Sua remoo pode ser efetuada atravs da aerao da massa de gua que contm os ons ferrosos, forando sua precipitao como xido ou hidrxido frricos (ferrugem). Por ser uma substncia que afeta qualitativamente o desempenho de algumas atividades domsticas como tambm alguns produtos industrializados, de suma importncia que seu teor seja quantificado nas guas de abastecimento pblico. Concentraes superiores a 0,5ppm provocam manchas em louas e roupas nos processos de lavagens. Atividades que envolvam tingimentos, tais como fbricas de tecidos ou artigos destes, no podem trabalhar com guas com teores superiores a 0,1ppm de ferro insolvel (Fe 3+).

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGI.3.9.2. Mangans Este ction oxidado e insolvel (Mn4+ ) tem um comportamento semelhante ao do ferro, porm sua presena em guas naturais sensivelmente menos intensa. Na sua forma solvel Mn2+. I.3.9.3. Sdio o elemento caracterstico da gua do mar, com uma concentrao mdia de 10000ppm. Sua presena nos mananciais de guas utilizveis para abastecimento pblico provoca elevao da alcalinidade. I.3.9.4. Flor Teores de flor entre 0,5 e 1,0ppm so benficos na formao dos dentes das crianas, sendo por isso, indicado no tratamento preventivo contra o aparecimento de cries. Concentraes superiores a 1,5ppm provocam manchas permanentes no esmalte dos dentes e alm de 4,0ppm possivelmente prejudicam a resistncia dos mesmos, alm de ser perigoso para os ossos em geral, podendo provocar defeitos orgnicos permanentes nos fetos. Este problema conhecido como fluorose. I.3.9.5. Nitratos O nitrognio pode ser encontrado de vrias formas e estados de oxidao no meio aqutico: molecular (N2), orgnico, amnia (NH4), nitrito (NO2- ) e nitrato (NO3- ). Elemento indispensvel ao desenvolvimento das algas, concentraes elevadas de nitrognio principalmente em guas paradas ou de deslocamento laminar, podem levar ao crescimento excessivo desses organismos, no processo chamado de eutrofizao. O excesso de amnia provoca mortandade dos peixes e o processo de oxidao desse composto em nitrito e em seguida em nitrato consome oxignio livre, afetando assim a vida aqutica do manancial. Constituinte de protenas, clorofila e vrios outros compostos orgnicos, a presena de nitratos na gua decorre da decomposio de vegetais e de dejetos e corpos de animais mortos, de poluio com fertilizantes e, principalmente da introduo de efluentes de esgotos sanitrios no manancial. guas com concentraes superiores a 45ppm so desaconselhadas para uso domstico pois a sua ingesto contnua pode provocar a cianose ou doena do beb azul, ou metahemoglobinemia, principalmente nas crianas. I.3.9.6. Fsforos O fsforo assim como o nitrognio, um nutriente essencial para o crescimento dos microrganismos responsveis pela biodegradabilidade da matria orgnica e tambm para o crescimento de algas, o que pode favorecer o aparecimento da eutrofizao nos mananciais. Normalmente sua presena nos mananciais tem origem em despejos domsticos e em certos despejos industriais, embora tambm possa surgir da dissoluo de compostos do solo. O fsforo presente nos esgotos domsticos (5 a 20mg/l) tem procedncia, principalmente, da urina dos contribuintes e do emprego de detergentes usualmente utilizados nas tarefas de limpeza. Este fsforo apresenta-se principalmente nas formas de ortofosfato, poli ou pirofosfatos e fsforo orgnico. Cerca de 80% do total de fsforo inorgnico, 5 a 15mg/l (poli + orto), enquanto que o orgnico varia de 1 a 5mg/l. Nos esgotos domsticos de formao recente a forma predominante de ortofosfato HPO 42-, originada em sua maior parte da diluio de detergentes e favorecido pela condio de pH em torno da neutralidade. Porm sua predominncia tende a ser acentuada a medida que o esgoto v envelhecendo, uma vez que os polifosfatos (molculas complexas com mais de um P e que precisam ser hidrolisadas biologicamente) e os fsforos orgnicos (pouco representativos) transformam-se, embora lentamente, em ortofosfato, o que deve acontecer completamente at o final da biodegradao, visto que nesta forma que ele pode ser assimilado diretamente pelos microrganismos. Assim sendo, a sua determinao um parmetro fundamental para caracterizao de guas residurias brutas e tratadas, embora por si s sua presena no seja um problema sanitrio muito importante no caso de guas de abastecimento.

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGI.3.9.7. Sulfatos De origem similar a dos fosfatos, um parmetro mais importante no estudo de projetos de redes coletoras e tratamentos de esgotos sanitrios. Quantidades excessivas de sulfatos do sabor amargo gua e podem ser laxativos, principalmente em novos consumidores. I.3.10. Gases dissolvidos mais comuns I3.10.1. Oxignio livre Vital para os organismos aerbios presentes na gua, o oxignio livre presente na gua vem do contato desta com a atmosfera ou produzido por processos fotossintticos. Em condies normais de temperatura e presso a gua consegue reter de 9 a 10ppm de oxignio livre. Esta solubilidade decresce a medida que a temperatura aumenta anulando-se na fase de ebulio. A ausncia de oxignio na gua fervida e depois resfriada lhe confere um gosto levemente desagradvel para a maioria dos paladares. A presena de matria orgnica em decomposio na gua reduz a concentrao de O 2 na gua em repouso por causa do metabolismo bacteriano. Por outro lado a sua introduo no massa de gua favorece a precipitao de elementos qumicos indesejveis como, por exemplo, o ferro. O oxignio dissolvido corrosivo, principalmente para canalizaes de ferro e ao, notadamente para menores faixas de pH ou maiores condutividades eltricas. I.3.10.2. Dixido de carbono O teor de gs carbnico, que geralmente mais intenso em reas cobertas com vegetao, mais significativo em termos qumicos na captao de guas subterrneas com presena de carbonatos e bicarbonatos de clcio. I.3.10.3. Gs sulfdrico Gs sulfdrico pode ser encontrado em guas subterrneas, guas de fundos de lagos ou represas profundas ou em superficiais poludas com esgoto e com deficincia de oxignio dissolvido. Nestas condies bactrias anaerbias ou facultativas redutoras de sulfatos produzem cido sulfrico que corrosivo para uma grande variedade de materiais. um composto de intenso e desagradvel odor (fedor de ovo podre), bastando concentraes em torno de 0,5ppm para ser sentido. I.4. Qualidade natural Como j foi dito a qualidade da gua pode ser funo das diversas substncias que se encontram em seu meio e os parmetros que mostram as caractersticas de uma gua pode ser de ordem fsica, qumica e bacteriolgica. Na natureza tem uma qualidade inerente s condies naturais da bacia de drenagem, ou seja, tem uma qualidade existente, que nem sempre adequada s condies de uso que se pretende. Assim a gua natural tem de passar por uma transformao artificial at que atinja a qualidade desejvel, de modo a se tornar utilizvel. Aos processos de transformao artificial da qualidade existente para a desejvel d-se o nome de tratamento da gua. 1.4.1. Potabilidade Uma gua dita potvel quando inofensiva a sade do homem, agradvel aos sentidos e adequada aos usos domsticos. Nestes termos, por exemplo, uma gua quente, embora possa ser inofensiva a sade, no pode ser considerada potvel, da mesma maneira que uma gua com elevado teor de dureza que, nestas condies, ir atrapalhar significativamente o desempenho das tarefas domsticas. importante para que uma gua seja considerada potvel, que na fase de tratamento eliminem-se todas as substncias originalmente presentes que lhe confiram algum gosto ou cheiro peculiar. Paralelamente tambm no devem resultar alguma turbidez ou cor visuais.

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGI.4.2. Padres de potabilidade Uma gua dita potvel quando inofensiva a sade do homem, agradvel aos sentidos e adequada aos usos domsticos. Nestes termos, por exemplo, uma gua quente, embora possa ser inofensiva a sade, no pode ser considerada potvel, da mesma maneira que uma gua com elevado teor de dureza que, nestas condies, ir atrapalhar significativamente o desempenho das tarefas domsticas. importante para que uma gua seja considerada potvel, que na fase de tratamento eliminem-se todas as substncias originalmente presentes que lhe confiram algum gosto ou cheiro peculiar. Paralelamente tambm no devem resultar alguma turbidez ou cor visuais. Definem-se como padres de potabilidade os limites de tolerncia das substncias presentes na gua de modo a garantir-lhe as caractersticas de gua potvel. De um modo geral os padres de potabilidade tornam-se mais rigorosos com o passar dos anos, visto que novas tcnicas de tratamento e a evoluo das tradicionais, associadas a novas descobertas cientficas, principalmente no trato com as doenas transmissveis atravs da gua ou que tm nela uma parte de seu ciclo, vo permitindo este desenvolvimento. Tambm de se esperar que em pases mais desenvolvidos, estes padres sejam mais rigorosos, considerando a maior disponibilidade de recursos e o maior domnio de tecnologias apropriadas. Em linhas gerais estes padres so fsicos (cor, turbidez, odor e sabor), qumicos (presena de substncias qumicas) e bacteriolgicos (presena de microrganismos vivos). Normalmente as legislaes especficas de cada regio ou pas, regem-se pelas recomendaes da Organizao Mundial de Sade (OMS). 1.4.3. Portaria Ministerial No Brasil os padres de potabilidade so definidos pelo Ministrio da Sade, na PORTARIA N. 1469, DE 29 DE DEZEMBRO DE 2000 e a mais recente foi publicada no dia 19 de janeiro de 2001. Essa portaria estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilncia da qualidade da gua para consumo humano e seu padro de potabilidade, e d outras providncias. Com esta Portaria o Brasil definiu novo padro de potabilidade para a gua a ser consumida pela populao. A partir de 2001, as empresas responsveis pela captao, tratamento e abastecimento tero que estar mais atentas aos parmetros de qualidade exigidos no Brasil. Umas das novidades que a nova portaria facilita para o consumidor o monitoramento da qualidade da gua consumida no domiclio. Isso porque ser obrigatrio para as empresas de abastecimento o envio, para os consumidores, de um relatrio anual sobre a qualidade da gua oferecida. As empresas tambm devero facilitar o acesso s informaes sobre a gua distribuda, possibilitando a consulta pblica. A reviso da portaria teve por base critrios de qualidade da gua estabelecidos pela Organizao Mundial da Sade (OMS), alm de normas dos rgos de controle de qualidade da gua dos Estados Unidos e Canad, entre outras contribuies. O texto final da portaria foi aprovado pelo Ministrio da Sade e pela Comisso Intergestores Tripartite e resultado de discusses realizadas entre os tcnicos da Fundao Nacional de Sade - FUNASA, rgo executivo do Ministrio da Sade, com o apoio da Organizao Pan-americana de Sade (OPAS) e dos seguintes rgos e entidades: associaes de empresas estaduais, municipais e de profissionais de saneamento (AESBE, ABES E ASSEMAE); Secretaria de Desenvolvimento Urbano (SEDU), Conselhos Nacionais de Sade e de Meio Ambiente (CNS e CONAMA); Ministrio Pblico; Agncia Nacional de Vigilncia Sanitria (ANVISA); Secretarias Estaduais e Municipais de Sade; Agncia Ambiental Americana (EPA/USA); Universidade de Adelaide (Austrlia) e universidades brasileiras. As alteraes mais relevantes em relao aos parmetros anteriormente estabelecidos foras as seguintes: Definio dos deveres e das responsabilidades do nvel federal, estadual e municipal da qualidade da gua para consumo humano; Incluso de mecanismos que possam impedir o uso de substncias que, se presentes na gua de consumo, mostram-se danosas sade humana; Valorizao dos direitos do consumidor por intermdio da divulgao de informaes sobe a qualidade da gua consumida;

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGIncluso de definies de responsabilidades para os sistemas sob gesto pblica ou privada, com relao ao fornecimento, captao, tratamento, controle e vigilncia da qualidade da gua de consumo humano; Retirada do rol de produtos a serem analisados, para deteco de resduos, de alguns agrotxicos que no so mais comercializados e outros proibidos de comercializao; Incluso na listagem de produtos a serem analisados, para deteco de resduos, de agrotxicos desenvolvidos mais recentemente e comercializados sem que existisse, at o momento, a obrigao do seu controle por parte dos prestadores de servios de abastecimento de gua e a vigilncia por parte do Setor Sade; Aumento no nmero de parmetros do padro de potabilidade para substncias qumicas que representam riscos sade, de 50 para 76, visando a melhoria da qualidade da gua para consumo humano; Estabelecimento de limites de tolerncia para organismo humano das cianobactrias (algas azuis) encontradas na gua de consumo humano. I.4.4. Teor da Portaria do Ministrio da Sade Ver anexo I ou Clique aqui para ler e/ou copiar o teor completo da Portaria n. 1469/00 com seus Anexos. I.4.5. Componentes a) Componentes organolpticos A cor existe devido presena de material corante dissolvido na gua. A cor natural da gua em geral resulta da decomposio de material orgnico de origem vegetal e normalmente quando desta natureza, no apresenta riscos sade. Porm quando esta cor for originada da presena de resduos provocados pela atividades humanas, como de despejos industriais por exemplo, pode ser txica. O sabor a combinao entre o gosto (salgado, doce, azedo e amargo) e o odor (cheiro). No apresenta riscos para sade, mas os consumidores podem questionar sua confiabilidade. A turbidez resultante da presena de partculas slidas em suspenso na gua e representa, pois, o grau de interferncia com a passagem da luz atravs da gua. No apresenta inconvenientes sanitrios diretos, mas esteticamente desagradvel e os slidos suspensos que so os responsveis pela turbidez podem servir de abrigo para organismos patognicos. Algumas substncias ferem o senso esttico, motivam desconforto ou causam problemas de outra natureza. Exemplos: o ferro e o mangans causam manchas nos tecidos e objetos de porcelana, e prejudicam a produo de papel; os sulfatos produzem efeitos laxativos; a dureza pode causar odor desagradvel, reduzir a formao de espuma, aumentando assim o consumo de sabo, e causar incrustaes em tubulaes de gua quente como em caldeiras e aquecedores. b) Componentes inorgnicos Uma grande parte dos compostos inorgnicos proveniente de atividades industriais, atividades mineradoras, garimpos e de agrotxicos, sendo txicos e prejudiciais sade. Entre eles destacam-se os metais pesados como o arsnio, o chumbo, o mercrio e a prata. c) Componentes orgnicos Uma grande parte destes compostos, mesmo em reduzidas quantidades, est associada a problemas de toxidade. So provenientes de atividades industriais, dos detergentes, do processamento e refinamento de petrleo e dos defensivos agrcolas (agrotxicos).

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGd) Caractersticas bacteriolgicas Os coliformes so grupos de bactrias que servem como organismos indicadores de contaminao da gua por fezes. So utilizados como uma forma de detectar a existncia de organismos patognicos (que causam doenas) em amostra de gua.

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CAPTULO II - OBJETIVOSII.1. INTRODUO Sistema de abastecimento dgua o servio pblico constitudo de um conjunto de sistemas hidrulicas e instalaes responsvel pelo suprimento de gua para atendimento das necessidades da populao de uma comunidade. Runas arqueolgicas mesopotmicas demonstram que por volta de 2500 a. C. j se construam aquedutos e canalizaes para a conduo da gua dos rios e lagos at as cidades. Mais tarde, o sistema foi aperfeioado pelos romanos e gregos, tanto no que diz respeito s tcnicas de abastecimento quanto irrigao das reas cultivadas. Foi, no entanto, a partir da segunda metade do sculo XIX, com a revoluo industrial, que os sistemas de abastecimento de gua aos ncleos populacionais sofreu modificaes profundas. O crescimento demogrfico urbano, conseqncia dessa revoluo, determinou a necessidade de se estabelecer uma infra-estrutura que assegurasse o consumo, a distribuio e a salubridade tanto da gua potvel quanto daquela destinada a usos industriais ou agrcolas. Captada nos mananciais, tratada e repartida por vrios reservatrios, a gua entregue comunidade pela rede externa de abastecimento. Da necessidade de depositar e utilizar a gua nos domiclios, tem-se a rede interna de abastecimento, constituda de ramais derivados da primeira. Nas localidades onde o abastecimento de gua no contnuo, a necessidade de armazenamentos domiciliares para consumo. Esses depsitos domiciliares so reservas, para o caso de falhas eventuais ou acidentais. De modo geral, porm, impe-se a colocao da chamada caixa-d'gua superior, que, nos casos de presso externa intensa, suprida diretamente, mas nos grandes centros costuma ser alimentada atravs de bombeamentos de reservatrios inferiores. A fim de evitar desperdcios e estabelecer um sistema de cobrana pela prestao dos servios de abastecimento de gua, o consumo pode ser controlado por meio de dispositivos de mediome, os hidrmetros. II.2. ABASTECIMENTO RUDIMENTAR Nas reas rurais ou perifricas as solues individuais prevalecem e no devem ser desprezadas do ponto de vista sanitrio, pois sero teis, enquanto se aguardam solues gerais de grandes gastos e mais morosas. Estas solues individuais quando caracterizadas por falta de um emprego prvio de tcnicas efetivas de condicionamento apropriado da gua bruta, so chamadas de abastecimento rudimentar o consumo da gua. O abastecimento rudimentar compreende: captao manual transporte pessoal ou com trao animal coamento armazenamento em tonis, potes, jarras, etc. II.3. ABASTECIMENTO URBANO DE GUA II.3.1. Fornecimento de gua Quando a densidade demogrfica em uma comunidade aumenta, a soluo mais econmica e definitiva a implantao de um sistema pblico de abastecimento de gua. Sob o ponto de vista sanitrio, a soluo coletiva a mais indicada, por ser mais eficiente no controle dos mananciais, e da qualidade da gua distribuda populao. O fornecimento de gua para ser satisfatrio deve ter como princpios a seguinte dualidade: quantidade e qualidade. Em quantidade de modo que atenda todas as necessidades de consumo e em qualidade adequada as finalidades que se destina. II.3.2. Objetivos do abastecimento Um sistema de abastecimento urbano de gua deve funcionar ininterruptamente fornecendo gua potvel para que as seguintes perspectivas sejam alcanadas:

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGcontrole e preveno de doenas; melhores condies sanitrias (higienizao intensificada e aprimoramento das tarefas de limpeza domstica em geral); conforto e segurana coletiva (limpeza pblica e instalaes antiincndio); desenvolvimento de prticas recreativas e de esportes; maior nmero de reas ajardinadas, parques, etc; desenvolvimento turstico, industrial e comercial. II.3.3. Doenas relacionadas com a gua A gua mal condicionada s condies de potabilidade pode ser responsvel pela transmisso de uma srie de enfermidades ao consumidor. Estas doenas podem ser classificadas em dois grupos, de acordo com o modo de transmisso: primrias e secundrias. II.3.3.1. Primrias So aquelas cujo processo de transmisso tem a gua como veiculao principal, ou seja, a gua a principal responsvel pela contaminao do indivduo que se d, normalmente, por ingesto da mesma quando infectada. As mais conhecidas so: clera (doena infecciosa aguda provocada pelo vibrio colrico); febre tifide (Doena infecciosa causada pela Salmonella Typhi, e que se prolonga por vrias semanas e inclui em seu quadro clnico cefalia, febre contnua, apatia, esplenomegalia, erupo cutnea maculopapular, podendo, eventualmente, ocorrer perfurao intestinal); febre paratifide (provocada pelo bacilo Salmonella paratyphi, comuns em esgotos e efluentes em poca de epidemia); disenterias bacilares (disenteria provocada por vrias bactrias do gnero Shigella, tendo nas guas poludas as principais fontes de infeco); amebases (disenteria difundida por guas contaminadas, provocada pela Entamoeba histolytica, muito comum em climas tropicais). II.3.3.2. Secundrias So enfermidades em geral endmicas, cujo agente infeccioso necessita de um hospedeiro intermedirio entre o indivduo portador e o a ser contaminado. Tambm se enquadram nesta condio as deficincias orgnicas causadas pelo consumo insuficiente ou exagerado de certos elementos necessrios ao desempenho de determinadas funes do corpo humano. As mais comuns so: ascaridioses (infeces provocadas por Ascaris Lumbricoides, verme nematdeo perigoso ao homem, originrio de efluentes de esgotos); infeces nos olhos, garganta e ouvidos; cries (carncia de flor); bcio (carncia de iodo); fluorose (excesso de flor); saturnismo (envenenamento cumulativo por chumbo); ancilostomose (provocada pelo nematdeo Ancylostoma duodenale ou Necator americanus, doena conhecida como amarelo); esquistosomose (do Schistosoma, nematdeo que tem o caracol como hospedeiro intermedirio deste parasito do intestino e de veia porta); poliomielite, hepatite (inflamaes provenientes de Vrus, cujo exato modo de transmisso ainda desconhecido, sendo encontrados nos efluentes de tratamentos biolgicos de esgotos); solitria (parasito do intestino que usa hospedeiros intermedirios e tem ovos muito resistentes, sendo a Taenia linnaeus do porco e a Taenia sagnata do boi, presentes nos efluentes de esgotos e transmitido por guas poludas); leptospirose ou Doena de Weil (transmitida por ratos de esgotos, portadores da Leptospira Iceterohaemorrhagie);

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGtuberculose(do Mycrobacterium tuberculosis - encontrado em despejos de esgotos e rios poludos, devendo-se ter cuidados com esgotos e lodos provenientes de sanatrios), infeces generalizadas (Salmonella - envenenamento atravs da alimentao, comum em esgotos e efluentes). Exerccio: Definir algas, protozorios, bactrias, bacilos e vibries; fungos, vrus, vermes e larvas; micrbios e microrganismos; albuminides e colides. II.3.4. Ganhos econmicos O consumo de gua saudvel implica em menores possibilidades de pessoas doentes na comunidade, ou mesmo perodos mais curtos para recuperao de pessoas enfermas. Conseqentemente, ter-se-: uma maior vida mdia por pessoa; menor ndice de mortalidade (principalmente mortalidade infantil); maior produtividade (as pessoas tero mais disposio para trabalhar); mais horas de trabalho (menos horas de internaes ou de repousos domsticos devido a enfermidades infecciosas e/ou contagiosas). II.3.5. Usos da gua No dia a dia das comunidades urbanas o abastecimento de gua deve suprir as diversas modalidades de consumo. O destino da gua distribuda, em geral, o seguinte: uso domstico (bebida, banhos, limpezas em geral); gasto pblico (edifcios pblicos, fontes ornamentais, proteo contra incndios); consumo comercial e industrial (unidades comerciais, consumo industrial, centrais de condicionamento de ar); perdas e desperdcios (deficincias das instalaes e m utilizao). Define-se como perda aquela gua que no alcana os pontos de consumo por deficincias ou problemas do sistema, por exemplo, vazamentos na rede, extravaso em reservatrios, rompimento de adutoras, etc. Considera-se como desperdcio a gua que m utilizada pelo consumidor, ou seja, que no empregada nas finalidades que se destina, por exemplo, uma torneira aberta sem necessidade, uma caixa extravasando continuamente, aguamento displicente de ruas frontais a edificao, etc. A perda caracteriza-se por ser de responsabilidade do sistema, encarecendo o preo mdio da conta dos usurios, enquanto que o desperdcio de responsabilidade do consumidor que arcar individualmente com seus custos. Em condies ideais a soma perda-desperdcio deveria ser nula, mas normal atingir 20% e no novidade que este valor chegue aos incrveis 60% do total captado em nossos sistemas. II.3.6. Fatores que influem no consumo O volume de gua em uma comunidade depender de uma srie de circunstncias que faro com que este valor seja mais ou menos intenso. Os mais notveis so: caractersticas da populao (hbitos higinicos, situao econmica, educao sanitria); desenvolvimento da cidade; presena de indstrias; condies climticas; caractersticas do sistema (quantidade e qualidade da gua, sistemas de medio, presso na rede, etc); A repetio de procedimentos higinicos ao longo do dia, bem como a condio financeira para pagar uma conta mais alta de gua consumida, aumenta a demanda de gua. As cidades quanto mais

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGdesenvolvidas, mais reas ajardinadas tero, assim como mais carros, mais edifcios pblicos, maiores possibilidades de incndios, etc., que elevam o consumo. A presena industrial, principalmente de processos de transformao que utilizam gua no processamento e no produto final (fabricao de bebidas, por exemplo) tambm ser um fator de elevao do consumo mdio. Quanto s condies climticas h uma tendncia de reduo de consumo nos perodos mais frios e acelerao a medida que a temperatura da estao aumenta. O fornecimento contnuo de gua bem como a boa qualidade da mesma, so fatores que favorecem a demanda, considerando que sempre que se precisar de gua ela esteja disponvel, o que a situao inversa de quando o fornecimento no regular. As condies de presso na rede tambm so importantes visto que quanto maior for a presso, maior ser a vazo fornecida por peas sanitrias idnticas. Por outro lado a instalao de medidores de consumo nos ramais prediais so, certamente, instrumentos de inibio do consumo do usurio. II.3.7. Abastecimento convencional So as seguintes as unidades de um sistema convencional de : Captao, Aduo, Tratamento, Reservao e Distribuio (Figura II.1). Captao: estrutura para retirada de gua do manancial abastecedor (fonte de onde se retira a gua); Aduo: canalizao de transporte da gua entre as diversas unidades do sistema; Tratamento: retirada das impurezas indesejveis ao emprego final da gua; Reservao: armazenamento dos excessos de gua para compensaes de equilbrio, de emergncia ou acidental e antiincndio; Distribuio: conduo atravs de canalizaes (rede de tubulaes) at os pontos de consumo (ramais prediais)

Figura II.1 - Esquema de um sistema convencional de abastecimento de gua urbano II.3.8. Consumo de gua II.3.8.1. Per capita mdio "q" a relao entre o volume de gua distribudo na comunidade e a populao consumidora (inclui demandas comercial, pblica, de indstrias que no consomem volume significativo de gua no seu processamento e perdas). Na elaborao de projetos de sistemas de abastecimento, caso no haja estudos preliminares que indiquem valores especficos, freqente o empregos de per capitas mdios nos seguintes intervalos: Se P 10 000 habitantes 150 q 200 l/hab.dia; Se 10 000 P 50 000 hab 200 q 250 l/hab.dia; Se P for superior a 50 000 habitantes qmn = 250 l/hab.dia;

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGPopulao temporria q = 100 l/hab.dia; Chafariz 30 l/hab.dia. II.3.8.2. Variao no consumo Sabemos que ao longo do ano o consumo varia dia aps dias, sendo bastante raciocinarmos em termos das variaes climticas. Assim sendo teremos dias de consumo maiores que o mdio e, conseqentemente, dias de menor demanda, resultando em que teremos um valor mdio dirio, um dia de maior demanda e um dia de menor volume consumido. Para determinao dos valores mdio, mnimo e mximo do consumo empregam-se as seguintes expresses: Consumo mdio: P.q; Consumo mximo dirio: K1.P.q, onde K1 a relao entre o dia de maior demanda no ano e o consumo mdio dirio, em geral adotado entre 1,20 e 1,50; Consumo mximo horrio: K2.K1.P.q / 86400, onde K2 a relao entre o volume mximo horrio do dia de maior demanda e o consumo mdio do dia de maior demanda, tendo como valor mais freqentemente 1,50. Em algumas situaes, onde houver necessidade de se trabalhar com consumos mnimos, emprega-se K3.P.q, com K3 = 0,50, caso no haja informaes mais precisas. II.3.9. Populao de projeto II.3.9.1. Generalidades Denomina-se populao de projeto a populao total a que o sistema dever atender e volume dirio mdio domstico o produto entre o nmero de habitantes beneficiados pelo sistema e o per capita mdio de contribuio produzido pela comunidade. Com relao a determinao desta populao, dois so os problemas que se apresentam como de maior importncia: populao futura e densidade populacional. A determinao da populao futura essencial, pois no se deve projetar um sistema de coleta de esgotos para beneficiar apenas a populao atual de uma cidade com tendncia de crescimento contnuo. Esse procedimento, muito provavelmente, inviabilizaria o sistema logo aps sua implantao por problemas de sub-dimensionamento. Alm do estudo para determinao do crescimento da populao h a necessidade tambm de que sejam desenvolvidos estudos sobre a distribuio desta populao sobre a rea a sanear, pois, principalmente em cidades maiores, a ocupao das reas centrais, por exemplo, significativamente diferenciada da ocupao nas reas perifricas. Assim se torna prioritrio que os sistemas de esgotamento devam ser projetados para funcionarem com eficincia ao longo de um predeterminado nmero de anos aps sua implantao e, por isto, necessrio que o projetista seja bastante criterioso na previso da populao de projeto. II.3.9.2. Estudo do crescimento de populao A expresso geral que define o crescimento de uma populao ao longo dos anos P = Po+ ( N - M ) + ( I - E ) , Eq. II.1 onde: P = populao aps "n" anos; Po= populao inicial;

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Professor Carlos Fernandes de Medeiros Filho - UFCGN = nascimento no perodo "n"; M = mortes, no perodo "n"; I = imigrantes no mesmo perodo; E = emigrantes no perodo. Esta expresso, embora seja uma funo dos nmeros intervenientes no crescimento da populao, no tem aplicao prtica para efeito de previso devido a complexidade do fenmeno, o qual est na dependncia de fatores polticos, econmicos e sociais.Para que estas dificuldades sejam contornadas, vrias hipteses simplificadoras tm sido expostas para obteno de resultados confiveis e, acima de tudo, justificveis. Logicamente no havendo fatores notveis de perturbaes, como longos perodos de estiagem, guerras, etc, ou pelo contrrio, o surgimento de um fator acelerador de crescimento como, por exemplo, a instalao de um polo industrial, pode-se considerar que o crescimento populacional apresenta trs fases distintas: 1 fase - crescimento rpido quando a populao pequena em relao aos recursos regionais; 2 fase - crescimento linear em virtude de uma relao menos favorvel entre os recursos econmicos e a populao; 3 fase - taxa de crescimento decrescente com o ncleo urbano aproximando-se do limite de saturao, tendo em vista a reduo dos recursos e da rea de expanso. Na primeira fase ocorre o crescimento geomtrico que pode ser ex