apostila saneamento básico

85
SANEAMENTO BÁSICO UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA Prof. Carlos Roberto Bavaresco

Upload: marco-antonio

Post on 05-Jun-2015

1.840 views

Category:

Documents


24 download

DESCRIPTION

saneamento basico apostila

TRANSCRIPT

Page 1: Apostila saneamento básico

SANEAMENTO

BÁSICO

UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

Page 2: Apostila saneamento básico

ÍNDICE

1 - GENERALIDADES ......................................................................................... 1

1.1 - Importância da Disciplina na Formação do Engenheiro .............................. 1 1.2 - Conceitos Básicos Relacionados ao Saneamento ........................................ 1

2 - SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA .......................................... 3 2.1- Introdução ..................................................................................................... 3 2.2- Importância Sanitária do Abastecimento de Água ....................................... 3 2.3 - Importância Econômica do Abastecimento de Água ................................... 3 2.4 - Doenças Relacionadas com a Água ............................................................. 3

2.4.1 - Doenças Relacionadas Com a Ingestão de Água Contaminada ........... 4 2.4.2 - Doenças de Transmissão Hídrica ......................................................... 4 2.4.3 - Doenças de Origem Hídrica ................................................................. 4

2.5 - Água na Natureza ........................................................................................ 4 2.5.1 - Ciclo Hidrológico ................................................................................. 5

2.6 - Qualidade da Água ...................................................................................... 5 2.7 – Classificação das Águas.............................................................................. 5

2.7.1 - Água Potável ........................................................................................ 5 2.7.2 - Água Poluída ........................................................................................ 5 2.7.3 - Água Contaminada ............................................................................... 5

2.8 - Características da Água para o Abastecimento ........................................... 6 3 - ELABORAÇÃO DE PROJETO ..................................................................... 9

3.1 - Planejamento de Sistemas de Abastecimento de Água ............................... 9 3.2 - Elementos Básicos para Desenvolvimento de Projetos ............................... 9

4 - ESTIMATIVA DE POPULAÇÃO ................................................................ 10 4.1 - Objetivo ..................................................................................................... 10 4.2 - Métodos de Previsão ................................................................................. 10

4.2.1 - Processo de Extrapolação Gráfica ...................................................... 10 4.2.2 - Processo Aritmético ........................................................................... 10 4.2.3 - Processo Geométrico .......................................................................... 11 4.2.4 - Processo da Curva Logística .............................................................. 11 4.2.5 - População Flutuante ........................................................................... 11 4.2.6 - Norma Casan - Comunidades de Pequeno Porte ................................ 11

4.3 - Distribuição da População ......................................................................... 11 5 - PREVISÃO DE CONSUMO ......................................................................... 12

5.1 - Variações de Consumo .............................................................................. 12 5.1.1 - Variações Diárias ............................................................................... 12 5.1.2 - Variações Horárias ............................................................................. 12

5.1.3 - Volume de Água Necessária ............................................................. 12 5.2 - Consumo de Água para Combate a Incêndio ............................................ 13 5.3 - Captação de Águas Superficiais ............................................................... 13 5.4 - Captação em Rios ..................................................................................... 13

5.4.1 - Exame Prévio das Condições Locais ................................................. 13 5.4.2 - Localização de Tomadas ................................................................... 14 5.4.3 - Partes Constitutivas de Captação em Rio .......................................... 14

6 - ADUÇÃO DE ÁGUA ..................................................................................... 16 6.1- Conceito ..................................................................................................... 16 6.2- Traçado ...................................................................................................... 16 6.3- Classificação .............................................................................................. 16

6.3.1- Quanto a Natureza da Água Aduzida ................................................. 16 6.3.2 - Quanto a Energia para Conduzir a Água ....................................... 16

6 .4 - Dimensionamento das Adutoras .............................................................. 17 6.5 - Peças Especiais e Órgãos Acessórios ....................................................... 20 6.6 - Materiais Empregados em Adutoras ......................................................... 21

7 - RESERVATÓRIOS DE DISTRIBUIÇÃO .................................................. 22 7.1 - Tipos de Reservatórios de Distribuição .................................................... 22

7.1.1 - Quanto à Localização no Sistema ...................................................... 22 7.1.2 - Quanto à Localização no Terreno ...................................................... 22

7.2 - Quanto ao Material de Construção ........................................................... 22 7.3 - Capacidade dos Reservatórios .................................................................. 22 7.4 – Dimensões Econômicas. ......................................................................... 23

8 - REDE DE DISTRIBUIÇÃO ......................................................................... 24 8.1 – Definição .................................................................................................. 24 8.3 - Cálculo da Vazão de Distribuição ............................................................. 24 8.4 - Vazão Especifica ...................................................................................... 24 8.5- Dimensionamento da Rede ........................................................................ 25

8.5.1- Método do Seccionamento Fictício .................................................... 25 8.5.2 - Marcha de Cálculo: ........................................................................... 25

8.6 - Condições para os Sistemas de Distribuição de Água .............................. 27 8.7 - Materiais Empregados .............................................................................. 27

9 - CAPTAÇÃO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS ............................................ 30 9.1 - Introdução ................................................................................................. 30 9.2 - Estudo dos Aqüíferos ................................................................................ 30 9.3 – Conceitos e Definições das Águas Subterrâneas ...................................... 31 9.4 - Vantagens do Uso de Águas Subterrâneas ................................................ 32 9.5 – Qualidade da Água ................................................................................... 32 9.6 – Hidráulica de Poços ................................................................................. 32 9.7 – Desinfecção .............................................................................................. 33

Page 3: Apostila saneamento básico

9.7 1 - Quantidade de Desinfetante a Usar: ................................................... 33 9.7.2 - Técnica de Desinfecção: .................................................................... 33

10 - TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO ........................... 34 10.1 - Principais Processos de Tratamento de Água .......................................... 34

10.1.1 - Aeração ............................................................................................ 34 10.1.2 - Coagulação e Floculação.................................................................. 34 10.1.3 - Decantação ....................................................................................... 35 10.1.4 - Filtração ........................................................................................... 35 10.1.5 - Desinfecção ...................................................................................... 37

10.2 – Esquema Geral de uma Estação de Tratamento ...................................... 38 11 - SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS ................................................ 39

11.1- Introdução ................................................................................................. 39 11.2 - Características das Águas Resíduarias .................................................... 39

11.2.1 - Características Físicas ...................................................................... 39 11.2.2 - Características Químicas .................................................................. 40 11.2.3- Características Biológicas ................................................................. 41

11.3 - Finalidade do Tratamento ........................................................................ 41 11.3.1 - Importância Sanitária ....................................................................... 41 11.3.2 - Importância Econômica ................................................................... 42

11.4 - Soluções Individuais para Destino dos Despejos .................................... 42 11.5 - Fossa Séptica ........................................................................................... 42

11.5.1 - Histórico ........................................................................................... 42 11.5.2 - Conceito ........................................................................................... 43 11.5.3 - Dimensionamento ............................................................................ 43

11.5.3.1 - Volume ..................................................................................... 43 11.5.3.2 - Geometria dos Tanques ............................................................ 44 11.5.3.3 - Medidas Internas Mínimas........................................................ 44

11.5.4 - Disposição do Efluente Líquido dos Tanques Sépticos ................... 45 11.5.5. - Disposição do Efluente Sólido ........................................................ 45 11.5.6 - Eficiência ......................................................................................... 45

11.5.6.1 - Sólidos em Suspensão ............................................................... 45 11.5.6.2 - Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) ............................... 45 11.5.6.3 - Influência de Outras Substâncias .............................................. 45

11.6 - Filtro Anaeróbio ...................................................................................... 46 11.6.1 - Dimensionamento ............................................................................ 46 11.6.2 – Aspectos a Serem Observados na Construção do Filtro Anaeróbio 46

11.7 - Sumidouro ............................................................................................... 48 11.7.1 - Teste de Percolação .......................................................................... 48 11.7.2 - Aspectos a Serem Observados na Construção do Sumidouro .......... 49

11.8 – Vala de Infiltração .................................................................................. 50

11.8.1 - Dimensionamento ............................................................................ 50 11.9 Desinfecção ............................................................................................... 51 11.9 - Tratamento de Esgoto ............................................................................. 51

11.9.1 - Considerações Gerais ...................................................................... 51 11.9.2 - Fases e Graus de Tratamento de Esgotos ........................................ 52

11.9.2 1 - Tratamento Secundário ............................................................ 52 11.9.3 – Lagoas de Estabilização .................................................................. 52

12 - POLUIÇÃO DE RECURSOS HÍDRICOS ................................................ 53 12.1 – Fontes de Poluição ................................................................................. 53 12.2 – Levantamento Sanitário ......................................................................... 54 12.3 – Avaliação de Cargas Poluidoras ............................................................. 54 12.4 – Assimilação de Cargas Poluidoras ......................................................... 54 12.5 - Equação da Mistura ................................................................................ 55 12.6 - Equivalentes Populacionais .................................................................... 55 12.7 – Oxigênio Dissolvido .............................................................................. 55 12.9 – Demanda Química de Oxigênio ............................................................. 55

13 - REDE DE ESGOTO .................................................................................... 56 13.1 - Generalidades ......................................................................................... 56 13.2 - Sistemas de Esgotamentos ...................................................................... 57 13.3 - Hidráulica das Redes de Esgotos ............................................................ 57

13.3.1 - Lâmina Líquida ............................................................................... 57 13.3.2 - Diâmetro Mínimo ............................................................................ 57 13.3.3 – Tensão Trativa () .......................................................................... 57 13.3.4 - Declividade Mínima ........................................................................ 57 13.3.5 - Velocidades Mínimas ...................................................................... 58 13.3.6 – Velocidade Máxima ........................................................................ 58 13.3.5 - Profundidade Mínima e Profundidade mais Conveniente ............. 58 13.3.6 - Simbologia ...................................................................................... 58

13.4 - Previsão de Vazão ................................................................................... 59 13.5 - Relação Água/Esgoto .............................................................................. 59 13.6 - Perdas e Infiltrações ................................................................................ 59 13.7 - Traçado da Rede - Localização dos Coletores ........................................ 59 13.9 - Traçado dos Coletores ............................................................................ 59 13.10 - Traçado e Dimensionamento ................................................................ 60 13.11 - Órgãos Acessórios das Redes Coletoras ............................................... 61

13.11.1 - Poços de Visita (PV) ..................................................................... 61 13.11.2 - Tubo de Inspeção e Limpeza (TIL) ou Poço de Inspeção (PI) ...... 62 13.11.3 - Terminal de Limpeza (TL) ............................................................ 63 13.11.4 - Caixa de Passagem (CP) ................................................................ 63 13.11.5 - Tubo de Queda .............................................................................. 63

Page 4: Apostila saneamento básico

13.12 - Materiais Empregados ........................................................................... 64 13.12.1 - Critérios .......................................................................................... 64 13.12.2 - Requisitos ....................................................................................... 64 13.12.3 - Tubos ............................................................................................. 64

14 - REDE DE ESGOTO PLUVIAL .................................................................. 66 14.1 - Introdução ................................................................................................ 66 14.2 - Estimativa de Vazões de Projetos ............................................................ 66 14.3 - Coeficiente de Escoamento Superficial (Runoff) .................................... 66 14.4 - Cálculo de Sistema de Microdrenagem ................................................... 68

14.4.1 - Introdução ........................................................................................ 68 14.5 - Capacidade Admissível das Sarjetas ....................................................... 68 14.6 - Cálculo das Galerias ................................................................................ 71 14.7 - Localização das Bocas de Lobo............................................................... 74

14.7.1 - Cálculo e Tipos de Bocas de Lobos ................................................. 74 14.7.1.1 - Boca de Lobo com Abertura na Guia ............................................ 74

14.7.1.2 - Boca de Lobo com Grade ......................................................... 75 15 - RESÍDUOS SÓLIDOS ................................................................................. 77

15.1 - Origem e Produção de Lixo ..................................................................... 77 15.2 - Origem e Formação do Lixo .................................................................... 77 15.3 - Fatores que Influenciam a Origem e Formação do Lixo ......................... 77 15.4 - Classificação do Lixo .............................................................................. 78 15.5 - Destino Final ........................................................................................... 79

15.5.1 - Aterro Sanitário ................................................................................ 79 15.5.1.1 - Definição .................................................................................. 79 15.5.1.2 - Classificação dos Aterros.......................................................... 79

15.2 - Compostagem .......................................................................................... 80 15.2.1 - Definição .......................................................................................... 80

15.3 - Incineração .............................................................................................. 80 15.3.1 - Definição .......................................................................................... 80 15.3.2 - Classificação .................................................................................... 80

16 - BIBLIOGRAFIA GERAL ........................................................................... 81

Page 5: Apostila saneamento básico

1 - GENERALIDADES

1.1 - Importância da Disciplina na Formação do Engenheiro

Atualmente, os recursos naturais vêem sendo destruído devido às

atividades humanas, que se multiplicam rapidamente, e que além de serem

numerosas, se diversificam.

Dessa forma, a relação, entre os recursos naturais, os espaços existentes,

os homens e suas atividades, passa progressivamente a apresentar um resultado

negativo, que se traduz em prejuízos à qualidade do meio ambiente.

Pela existência de uma correlação entre qualidade do meio e qualidade de

vida, pode-se afirmar que, à medida que o meio ambiente se deteriora a qualidade

de vida é afetada.

Portanto são necessárias ações que ataquem os problemas e permitam

rápidos equacionamentos, apresentando soluções. Trata-se, portanto de ações

pertinentes à área do Saneamento.

No saneamento, deve-se observar as PARTES que compõem o TODO, de

acordo com uma visão de caráter global. Essas partes se referem aos recursos

naturais, aos recursos artificiais aos homens e suas atividades.

Os recursos naturais são: água, ar, solo, flora, fauna, espaço. Os recursos

artificiais são: edificações e abrigos (casas, escritórios, fábricas, etc.),

equipamentos (vias de circulação e outras, redes de água, esgoto, luz telefone, gás,

etc.), equipamentos/edificações (portos, aeroportos, rodoviárias e ferroviárias,

barragens, represas, etc.)

Relacionando-se diretamente com os recursos naturais e artificiais, o

homem exige cuidados especiais quanto às suas atividades básicas, ou seja:

circulação, recreação, trabalho, habitação.

Assim sendo, para satisfazer as necessidades do meio ambiente em geral,

deve-se preservar e controlar os recursos naturais e artificiais. Isso implica no

controle de resíduos líquidos, gasosos, sólidos, etc., no conforto térmico, acústico,

visual e espacial, na segurança pública, do trabalho e social, na limpeza pública e

na higiene, etc.

Dessa forma, o que se procura no Saneamento‚ é a qualidade do meio.

Para que se tenha qualidade do meio, exige-se qualidade da água, do ar, do solo,

dos alimentos, dos meios de transporte, dos locais de habitação, recreação e

trabalho, entre outros.

1.2 - Conceitos Básicos Relacionados ao Saneamento

SAÚDE: é um estado completo de bem estar físico, metal e social, e não apenas a

ausência de doenças ou enfermidades (OMS).

Saúde é a perfeita e contínua adaptação do organismo ao seu ambiente (H.

Spencer).

SAÚDE PÚBLICA: é a ciência e a arte de promover, proteger e recuperar a saúde

através de medidas de alcance coletivo e de motivação da população

SANEAMENTO: é o controle de todos os fatores do meio físico do homem, que

exerceram ou podem exercer efeitos deletérios, sobre seu bem estar. Físico,

Mental e Social (OMS).

Com o crescimento da população, principalmente, com a sua concentração em

grandes cidades, o saneamento passou a ter aumentadas suas atividades. A grande

quantidade de resíduos sólidos produzidos, o escoamento das águas pluviais, os

resíduos gasosos, a emissão de ruídos, e muitos outros problemas ambientais,

resultaram na ampliação das ações do saneamento, as quais crescem a cada dia.

As atividades do saneamento podem ser assim enumeradas:

Abastecimento de água; Coleta e disposição de águas residuárias (esgotos

sanitários, resíduos líquidos industriais, águas pluviais);Acondicionamento, coleta,

transporte, tratamento e/ou destino dos resíduos sólidos, limpeza urbana;Controle

de artrópodes (moscas mosquitos, baratas, etc.) e de roedores (ratos, etc.) de

importância em Saúde Pública;Saneamento de alimentos (leite, carne e outros);

Saneamento nos meios de transporte; Saneamento de locais de reunião, recreação

e locais de trabalho; Saneamento de escolas, hospitais e das habitações;

Saneamento no planejamento territorial; Saneamento em situação de emergência;

Aspectos diversos de interesse no saneamento do meio (cemitérios, ruídos, etc.).

Page 6: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

2

SANEAMENTO BÁSICO: esta expressão é reconhecida no Brasil, no estágio

atual, como a parte do Saneamento do Meio que trata de problemas dos esgotos

sanitários, incluindo os resíduos líquidos industriais, o controle da poluição por

esses esgotos e, devido à exploração urbana em alguns centros, também à

drenagem urbana e o acondicionamento, coleta, tratamento e destino dos resíduos

sólidos.

Page 7: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

3

2 - SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

2.1- Introdução

A água constitui um elemento essencial a todo ser vivo inclusive o

homem, onde pode atingir 75% de seu peso. O homem tem necessidade de água de

qualidade e em quantidade suficiente para todas suas necessidades, não só para

proteção de sua saúde como também para o seu desenvolvimento econômico. A

presença de água tem sido primordial na formação de aglomerações humanas.

Através dos tempos, o homem aprimorou tecnologias, projetou e

construiu complexos sistemas urbanos de abastecimento de água, com o qual

capta, trata, transporta e distribui este precioso líquido a comunidade.

2.2- Importância Sanitária do Abastecimento de Água

Constitui o melhor investimento em beneficio da saúde pública.

A implantação ou melhoria dos serviços de abastecimento de água traz

como resultado uma rápida e sensível melhoria da saúde e das condições de vida

de uma comunidade, principalmente através de:

controle e prevenção de doenças

promoção de hábitos higiênicos

do desenvolvimento de esportes

da melhoria da limpeza pública

melhoria do conforto e segurança coletiva: instalações de ar condicionado,

combate de incêndio.

Segundo a OMS, aproximadamente ¼ dos leitos existentes em todos os

hospitais do mundo estão ocupados por enfermos, cujas doenças são ocasionadas

pela água.

2.3 - Importância Econômica do Abastecimento de Água

Sob o aspecto econômico, o abastecimento de água visa, em primeiro

lugar, o:

aumento da vida média da população servida (diminuição da mortalidade,

principalmente infantil);

redução do número de horas perdidas com doenças;

desenvolvimento industrial: matéria-prima (bebidas), meio de operação

(caldeiras), resfriamento, etc.

facilitar o combate a incêndios.

2.4 - Doenças Relacionadas com a Água

De várias maneiras a água pode afetar a saúde do homem: através da

ingestão direta, ou na preparação de alimentos, ou pelo seu uso na higiene pessoal

ou na agricultura, indústria ou lazer.

Os riscos para a saúde relacionados com a água podem ser distribuídos

em duas categorias principais:

riscos relacionados com a ingestão de água contaminada por agentes

biológicos (vírus, bactérias e parasitas) ou através de contato direto, ou por

meio de insetos vetores que necessitam de água em seu ciclo biológico;

riscos derivados de poluentes químicos e radiativos, geralmente provenientes

de esgotos industriais.

Os principais agentes biológicos encontrados nas águas contaminadas são

as bactérias patogênicas, os vírus e os parasitas. As bactérias patogênicas

encontradas na águas e/ou alimentos constituem uma das principais fontes de

morbidade e mortalidade em nosso meio. São responsáveis pelos numerosos

casos de enterites, diarréias infantis e doenças, como a febre tifóide, com

resultados freqüentemente letais.

Na tabela 2.1, podem ser observado as principais doenças relacionadas à

ingestão de água contaminada e seus agentes causadores:

Page 8: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

4

2.4.1 - Doenças Relacionadas Com a Ingestão de Água Contaminada

água utilizada no asseio corporal ou a que, por razões profissionais ou outras

quaisquer, venha a ter contato direto com a pele ou mucosas do corpo humano

(lavanderias, atividades recreativas, lagos, piscinas, etc.);

água empregada na manutenção da higiene do ambiente: locais (domicilio,

restaurantes, bares, etc.), utensílios (preparo e apresentação de alimentos);

água utilizada na rega de hortaliça ou nos criadouros de moluscos (ostras,

mariscos e mexilhões).

Tabela 2.1 – Doenças relacionadas com a água

2.4.2 - Doenças de Transmissão Hídrica

Relativo aos microrganismos patogênicos, as doenças de transmissão

hídrica podem ser ocasionadas por:

Bactérias: febre tifóide, febre paratifóide, disenteria bacilar, cólera;

Protozoários: amebiase ou disenteria amebiana;

Vermes e larvas: esquitossomiase;

Vírus: hepatite infecciosa e poliomielite.

2.4.3 - Doenças de Origem Hídrica

Contaminantes tóxicos:

Flúor, selênio, arsênio, boro;

Chumbo (acumulativo), empregado as vezes em tubulações. Doença:

saturnismo;

Cobre, zinco e ferro: dão a água gosto metálico característico e são

responsáveis por certos distúrbios em determinadas operações industriais;

Nitratos: presentes na água em quantidades maiores provocam em crianças o

estado mórbido denominado cianose ou metemoglobinemia.

Obs.: Deve-se assinalar que a água é imprescindível ao ciclo biológico de muitos

vetores animados, de graves enfermidades, por exemplo, o mosquito que

transmitem a malária e a febre amarela tem a fase larvária, obrigatoriamente no

meio aquático.

A água é de importância básica na transmissão da cólera, febre tifóide e

esquistossomose, é de menor importância na transmissão das disenterias bacilar e

amebiana.

2.5 - Água na Natureza

A água atualmente encontrada na terra é praticamente a mesma que

existia há centenas de milhões de anos, quando se formou a primeira nuvem e caiu

a primeira chuva. Cerca de 97% de toda a água da terra estão nos oceanos, que

cobrem 71% da superfície do planeta. Somente 3% da água existente são água

doce (aproximadamente, 40 quatriliões de m3). Dessa água doce 75% estão

imobilizados nas capas ou calotas polares e 25% constituem as águas subterrâneas

e de superfície. Desses 25%, a quase totalidade, ou seja, cerca de 24,5% consistem

em água subterrânea e somente 0,5% estão nos rios, lagos e na atmosfera.

A água subterrânea vem sendo acumulada no subsolo há séculos e

somente uma fração desprezível é acrescentada anualmente através das chuvas ou

retiradas pelo homem. Em compensação, a água dos rios é renovada cerca de 31

vezes, em média, anualmente.

A precipitação média anual, na terra, é de cerca de 86cm. Entre 70 a 75%

dessa precipitação voltam à atmosfera como evapotranspiração e os 30% restantes

correm na superfície, sendo que, destes, 65% voltam aos rios e o restante é

consumido e volta à atmosfera.

Doença Agente causador

Cólera Vibrio cholerae

Disenteria bacilar Shiggella sp.

Febre tifóide Salmonella typhi

Febre Paratifóide Salmonella paratyphi A,B e C

Gastroenterite Outros tipos de Salmonella, Shiggella,proteus sp. etc.

Diarréia infantil Tipos enteropatogênicos e Escherichia coli

Leptospirose Leptospira sp.

Page 9: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

5

2.5.1 - Ciclo Hidrológico

O ciclo hidrológico movimento da água em nosso planeta.

A água da superfície livre dos mares, rios e lagos está em constante

evaporação. Ao evaporar-se, aumenta extraordinariamente de volume e com isso

diminui sua densidade. A diminuição da densidade relativa da água em relação à

do ar faz com que o vapor da água se eleve na atmosfera, formando nuvens. Em

conseqüência da condensação desse vapor, a água se precipita sob a forma de

chuva, neve ou granizo.

Ao cair sobre a terra, parte da água escoa-se na superfície, formando

córregos, riachos e rios que vão ter aos lagos ou o mar. Uma parte infiltra-se no

solo; desta, uma porção vai alimentar os lençóis subterrâneos que, por sua vez vão

novamente alimentar os rios e os lagos; a outra porção é usada pelos vegetais que

dela se apropriam, eliminando, pela transpiração, uma parcela se evapora.

2.6 - Qualidade da Água

A água da chuva, ao cair, é quase pura; ao atingir o solo, seu grande

poder de dissolver e carrear substância altera suas qualidades.

Dentre o material dissolvido encontram-se as mais variadas substâncias

como, por exemplo, substâncias calcárias e magnesianas que tornam a água dura;

substâncias ferruginosas que dão cor e sabor diferentes à mesma e substâncias

resultantes das atividades humanas, tais como produtos industriais, que as tornam

impróprias ao consumo. Por sua vez, a água pode carrear substâncias em

suspensão, tais como partículas finas dos terrenos por onde passa e que dão

turbidez à mesma; pode também carrear substâncias animadas, como algas, que

modificam seu sabor, ou ainda, quando passa sobre terrenos sujeitos à atividade

humana, podem levar em suspensão organismos patogênicos. Em conseqüência da

sua grande atividade, a água quimicamente pura não é encontrada na natureza.

2.7 – Classificação das Águas

2.7.1 - Água Potável

Chama-se água potável a que é própria para o consumo humano, pelas

suas qualidades organoléticas (odor e sabor), físicas, químicas e biológicas. Em

outras palavras, água potável é a que, não contém, germes patogênicos, nem

substâncias químicas além dos limites de tolerância, não são desagradáveis pelo

seu aspecto.

2.7.2 - Água Poluída

É a água que contém substâncias que modificam suas características e a

tornam imprópria para o consumo.

2.7.3 - Água Contaminada

É a que contém germes patogênicos.

Page 10: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

6

2.8 - Características da Água para o Abastecimento

A - CARACTERÍSTICAS FÍSICAS: estão relacionadas, principalmente, com o

aspecto estético da água, temperatura.

Inclui-se nestas características:

Cor: resulta da existência, na água, de substância em dissolução na água e não

afeta sua transparência. Estas características é acentuada quando da presença,

na água, de matéria orgânica, de minerais como o ferro e o manganês, ou de

despejos coloridos contidos em esgotos industriais. Mede-se em mg/l por

comparação, em aparelhos chamados colorímetros. A escala que serve de

comparação é a de platino-cobalto. Nos padrões de potabilidade a cor máxima

admissível é de 20 unidades-padrão (uH). A unidade de cor é atualmente a

unidade Hazen , sendo que Hazen é o que na antiga escala seria 1 mg/l;

Turbidez: causada pela presença de materiais em suspensão na água, tais

como, partículas insolúveis de solo, matéria orgânica e organismos

microscópios, a turbidez perturba sua transparência. É medida em mg/1, em

aparelhos denominados turbidímetros, sendo o mais comum o de Jakson. Nos

padrões de potabilidade, a turbidez máxima admissível; e de 5 unidades-padrão

(uT).

Sabor e Odor: resultam da presença, na água, de alguns compostos químicos

(Ex.: sais dissolvidos produzindo sabor salino, alguns gases (sulfidrico),

resultando em maus odores) ou de outras, tais como a matéria orgânica em

decomposição, ou ainda, de algas. Assim estas características estão quase

sempre associadas às impurezas químicas ou biológicas da água;

B - CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS: determinação quantitativa de qualquer

substância orgânica ou inorgânica que possa ser venenosa, injuriosa ou

inconveniente, dosagem de substâncias desejáveis, pesquisa de compostos que

sirvam de índices de poluição.

Salinidade: presença de sais dissolvidos como bicarbonatos cloretos, sulfatos.

Dureza: substâncias causadoras de dureza, como os cloretos, sulfatos e

bicarbonatos de cálcio e magnésio. As águas duras consomem mais sabão e,

além disso, são inconvenientes para a indústria, pois incrustam-se nas caldeiras

e podem causar danos e explosões.

Agressividade: é uma característica da presença de gases em solução na água,

como o oxigênio, o gás carbônico e o gás sulfídrico. Uma água agressiva pode

causar a corrosão de metais ou de outros materiais, tais como o cimento.

Ferro e Manganês: são produtos que, em excesso na água, podem causar

problemas, tais como: coloração avermelhada no caso do ferro, ou marrom,

devida ao manganês, produzindo: manchas em roupas, peças sanitárias, sabor

metálico, em doses elevadas, podem ser tóxicos.

Compostos de Nitrogênio: o nitrogênio segue um ciclo, podendo estar

presente em diversas formas - amoniacal, nitritos, nitratos. Estes compostos

ocorrem na água originários de esgotos domésticos e industriais ou da

drenagem de áreas fertilizadas. Podem ser usados como indicadores da ―idade‖

da carga poluidora (esgoto), dependendo do estágio em que se encontram.

Teores elevados de nitratos são responsáveis pela incidência de uma doença

infantil chamada metemoglobinemia (ou cianose), que provoca a descoloração

da pele.

Cloretos: estes compostos podem estar presentes na água, naturalmente ou

como conseqüência da poluição devida a intrusão da água do mar, de esgotos

sanitários ou industriais. Em teores elevados causam sabor acentuado, podendo

ainda provocar reações fisiológicas ou aumentar a corrosividade da água. Os

cloretos são usados, também, como indicadores de poluição por esgotos

sanitários.

Fluoretos: quando em teores adequados, o flúor é benéfico, sendo um

preventivo de cáries dentárias. No entanto, em doses mais elevadas, pode

resultar em problemas para o homem, tais como provocar alterações ósseas ou

ocasionando a fluorose dentária (aparecimento de manchas escuras nos

dentes).

Compostos tóxicos: alguns elementos ou compostos químicos, quando

presentes na água, a tornam tóxica, podemos citar: cobre, zinco, chumbo,

Page 11: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

7

cianetos, cromo hexavalente, cádmio, arsênio, selênio, prata, mercúrio, bário e

o boro. Estas impurezas podem alcançar a água a partir dos esgotos industriais

ou de usos agrícolas.

Fenóis: os fenóis e seus compostos, existentes em resíduos industriais, além de

serem tóxicos, causam problemas em sistemas de tratamento d’água, pois

combinam-se com o cloro, produzindo odor e sabor desagradáveis

Detergentes: os detergentes, principalmente os não biodegradáveis, são

causadores de alguns problemas, quando incorporados à água: sabor

desagradável; formação de espuma em águas agitadas; problemas operacionais

em estações de tratamento de água e de tratamento de esgoto, devido à espuma;

toxidez, em teores mais elevados.

Pesticidas: são substâncias químicas usadas no combate às pragas, tais como:

inseticidas, raticidas, herbicidas, fungicidas, formicidas, e outros. Acima de

certos teores, os pesticidas são tóxicos ao homem, peixes e outros animais. O

uso, cada dia mais intenso, destes produtos tem causado a mortandade de

peixes e prejuízos ao abastecimento público d’água.

Substâncias indicadoras de poluição por matéria orgânica

Compostos nitrogenados: nitrogênio amoniacal, nitritos e nitratos. Os

compostos de nitrogênio provêm de matéria orgânica e sua presença indica

poluição recente ou remota. Quanto mais oxidados são os compostos de

nitrogênio, tanto mais remota é a poluição. Assim, o nitrogênio amoniacal

indica poluição recente e os nitratos indicam que a poluição ocorreu há mais

tempo.

Oxigênio consumindo: A água possui normalmente oxigênio dissolvido em

quantidade variável conforme a temperatura e a pressão. A matéria orgânica

em decomposição exige oxigênio para sua estabilização; conseqüentemente,

uma vez lançada na água, consome o oxigênio nela dissolvido. Assim, quanto

maior for o consumo de oxigênio, mais próxima e maior terá sido a poluição.

Cloretos: existem normalmente nos dejetos animais. Estes, sob certas

circunstâncias, podem causar poluição orgânica dos mananciais.

C - CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS

O meio aquático é habitado por um grande número, de formas vivas,

vegetais e animais. Nestas, encontram-se os microrganismos, entre os quais

acham-se os tipicamente aquáticos ou os que são introduzidos na água a partir de

uma contribuição externa.

Os microrganismos aquáticos desenvolvem, na água, suas atividades

biológicas de nutrição, respiração excreção, etc. Provocando modificações de

caráter químico e ecológico no próprio ambiente aquático.

Os microrganismos de origem externa (Ex.: microrganismos patogênicos

introduzidos na água junto com matéria fecal) normalmente não se alimentam ou

se reproduzem no meio aquático, tendo apenas caráter transitório neste ambiente.

Exames Bacteriológicos: indicam a presença ou não de microrganismos

patogênicos, através da contagem do número de coliformes. Os coliformes são

bactérias que habitam os intestinos dos animais de sangue quente (sua presença

indica poluição fecal), assim, a quantidade de coliformes presentes representa uma

medida do grau de poluição. A pesquisa de coliforme tem maior significado

sanitário que a pesquisa direta de micróbios patogênicos, porque evidencia a

poluição por excreta; em conseqüência , deve-se temer que organismos

patogênicos ocorram de um momento para outro, mesmo na hipótese de exames

específicos os revelarem ausentes na ocasião. A água em questão será

caracterizada como potencialmente contaminada. Sua determinação se faz por

técnicas bem estabelecida, os resultados são expressos em número de coliformes

por 100 ml de amostra de água. Atualmente o número de coliformes ‚ expresso

pelo denominado “Número Mais Provável” (N.M.P.), que é obtido através de

estudos estatísticos; representa a quantidade mais provável de coliformes

existentes em 100 ml de água da amostra.

Os coliformes totais constituem um grande grupo de bactérias

encontradas na água, no solo, e em fezes de seres humanos e de outros animais de

sangue quente. Os coliformes fecais integram um grupo de bactérias originárias do

trato intestinal humano e de outros animais. A Escherichia coli inclui-se entre os

coliformes fecais, sendo um dos mais importantes indicadores.

Embora os coliformes totais sejam usados como indicadores de

Page 12: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

8

características bacteriológicas da água, a determinação de coliformes fecais é mais

recomendada, pois os mesmos mostram, com maior precisão, a presença de

matéria fecal.

Os coliformes fecais não são, de um modo geral, patogênicos. No entanto,

como existem em grande quantidade nas fezes, a sua presença na água indica que a

mesma recebeu dejetos, podendo, então, conter microrganismos patogênicos.

Uma água com coliformes fecais é suspeita de conter microrganismos

causadores de doenças. Por isso, os padrões de qualidade da água para consumo

humano (padrões de potabilidade) exigem a ausência total de coliformes fecais nas

amostras de água destinada ao abastecimento da população

Os coliformes fecais foram escolhidos como indicadores da qualidade

bacteriológica da água, pelas seguintes razões:

• existem em grande quantidade nas fezes; sua presença na água indica

que a mesma recebeu dejetos.

• sua sobrevivência na água é, de um modo geral, comparável à dos

microrganismos patogênicos; não havendo coliformes, não deve haver

microrganismos patogênicos;

• são de determinação relativamente fácil em laboratório.

D - PADRÕES DE POTABILIDADE

Os padrões de potabilidade indicam ou fixam os limites gerais aceitáveis

para as impurezas contidas nas águas destinadas ao abastecimento público.

Os padrões podem ser estabelecidos, exigidos, adotados ou recomendados

por:

Órgãos internacionais - (Organização Mundial de Saúde)

Instituições técnicas - (Associação Brasileira de Normas Técnicas)

Entidades governamentais.

O critério de potabilidade adotado é:

―A água destinada ao consumo humano deve ser isenta de contaminantes químicos

ou biológicos, além de apresentar certos requisitos de ordem estética‖.

Entre os contaminantes químicos estão compreendidos os elementos ou

compostos de radiações ionizantes.

Entre os contaminantes biológicos são citados organismos patogênicos,

principalmente vírus, bactérias, protozoários e vermes que, veiculados pela água,

possam parasitar o organismo humano por ingestão ou simples contado.

Os requisitos de ordem estética são principalmente; baixos índices de cor

e turbidez e ausência de propriedades organolépticas; odor e sabor.

Page 13: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

9

3 - ELABORAÇÃO DE PROJETO

3.1 - Planejamento de Sistemas de Abastecimento de Água

Importância do abastecimento de água: aspectos sanitários e aspectos

econômicos.

Importância do Planejamento das obras de saneamento básico: Obter

soluções que: ofereçam continuidade de funcionamento, ou seja, captação

segura, não interrupção por acidentes freqüentes. Que ofereçam segurança

(qualidade de água). Que ofereçam uma operação facilitada. Que sejam

viáveis.

Requisitos necessários para um bom planejamento: informações abundantes

e seguras. Levantamentos adicionais de campo envolvendo aspectos

hidrológicos, geológicos, demográficos, econômicos, geo-politicos,

administrativos. Profissionais experientes e qualificados.

Etapas de elaboração de projetos: relatório preliminar (R.T.P.), onde são

abordados: dados da cidade, dados de população, dados dos mananciais, dados

de projetos, com pré-dimensionamento e orçamento das alternativas

apresentadas.

Projeto Executivo: projeto detalhado para fins de execução; projeto estrutural,

projeto hidráulico, projeto elétrico, projetos especiais. Acompanhamento

técnico das obras (fiscalização). Cadastro técnico final, conforme obra

construída.

3.2 - Elementos Básicos para Desenvolvimento de Projetos

Para a implantação de um sistema de abastecimento público de água, faz-

se necessária a elaboração de estudos e projetos com vistas à definição precisa das

obras a serem empreendidas. O projeto de um sistema de abastecimento de água

deverá atender eficazmente a uma população futura (P) durante um determinado

intervalo de tempo: período de projeto (T).

O período de atendimento das obras projetadas, também chamado de alcance

do plano, varia normalmente entre 10 e 30 anos.

Estimativa de população para o período de alcance.

Consumo de água

Page 14: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

10

4 - ESTIMATIVA DE POPULAÇÃO

4.1 - Objetivo

Uma das condições de um sistema de abastecimento eficiente é que a

água distribuída seja capaz de atender à demanda. Sem dúvida alguma a demanda

de água cresce com a população.

Um sistema de abastecimento, quando instalado, deve ter condições de

fornecer água em quantidade superior ao consumo. Todavia, depois de certo

número de anos, a demanda passa a corresponder à capacidade máxima de adução

e, então, diz-se que o sistema atingiu o seu limite de eficiência.

A população futura tem que ser definida por previsão. Como esta é sujeita

a falhas, encontram-se sistemas atingindo o seu limite de eficiência antes ou depois

de decorridos os n anos. O importante é que a previsão seja feita de modo

criterioso, com base no desenvolvimento demográfico do passado próximo, a fim

de que a margem de erro seja pequena.

Geralmente n varia de vinte a trinta anos, prazo geralmente necessário à

amortização integral do capital investido nas obras.

4.2 - Métodos de Previsão

4.2.1 - Processo de Extrapolação Gráfica

a) Prolongamento Manual:

Num sistema de coordenadas, leva-se ao eixo das abscissas os diversos

anos para os quais se dispõe dos valores populacionais e estes no eixo das

ordenadas para tanto utilizando-se escalas convenientes.

Em seguida, marcam-se os diversos pontos correspondentes aos pares de

valores ano - população, pelos quais faz-se passar uma curva.

Prolonga-se a curva em observância à sua tendência natural de

crescimento de modo que o novo trecho forme com o primeiro um conjunto

harmonioso.

Gráfico 4.1 – Prolongamento manual da curva de crescimento

10

20

30

40

50

60

70

1900 10 20 30 40

1950 60 70 80 90

2000 10

anos

Po

p.

(mil

ha

b)

b) Comparação com curvas de crescimento de outras cidades

As cidades pesquisadas devem apresentar características análogas,

população superior a da cidade em estudo.

As cidades devem ser da mesma região geo-econômica.

A transladação da curva não deve ser superior a 30 anos.

4.2.2 - Processo Aritmético

Calcula-se o incremento populacional:

r = (P1 – P0) / (t1 – t0)

sendo :

P0 = população do primeiro censo representativo, realizado no ano t0

P1 = população do segundo censo, realizado no ano t1

Page 15: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

11

A população de projeto P, referente a data futura t é calculada pela formula:

P = P0 + r (t – t0)

4.2.3 - Processo Geométrico

Razão do crescimento geométrico no período conhecido:

tt PqP

01 1

0

População de projeto P:

P = P0 (q)t-to

4.2.4 - Processo da Curva Logística

Dados: P1, P2, P3 relativas a três datas anteriores: t1, t2, t3

A curva definida por estes três pontos obedece a equação logística

btaePsP

1

Onde P = população em determinado ano

Ps = população de saturação

e = base dos logaritmos neperianos

a, b = parâmetro da curva

t = alcance de projeto mais a diferença entre os tempos do último e do

primeiro censo. (ex. alcance de projeto 30 anos, primeiro censo 1990 último censo 2010, t = 30 + 20 = 50)

Condições: (T3 – T1) = 2(T2 – T1) , P1< P2 < P3 e P22 > P3 x P1

31

2

2

32131

2

2 2)(

PPP

PPPPPPPs

1

1lnP

PPa s

)(

(ln

1

12

21

12 PPP

PPP

TTb

s

s

4.2.5 - População Flutuante

Quando significativa, deverá ser levada em consideração a população

flutuante das zonas balneárias e estações hidrominerais.

4.2.6 - Norma Casan - Comunidades de Pequeno Porte

a) Quando a população prevista para o 20o ano for inferior ao dobro da população

de início do plano, adotar-se-á como população de projeto a correspondente ao

dobro.

b) Quando a população de 20o ano for superior ao dobro da população do inicio do

plano, adotar-se-á como população a correspondente ao triplo.

4.3 - Distribuição da População

Em complementação à estimativa de população, faz-se necessária a

previsão de como essa população ficará distribuída na cidade, o que será de maior

importância sobretudo para o dimensionamento da rede de distribuição.

Costuma-se definir o número de habitantes por hectare ou o número de

habitantes por metro de canalização. No primeiro, caso, temos a densidade

demográfica, geralmente usada no dimensionamento das redes pelo método de

Hardy Cross. O número de habitantes por metro de canalização é útil no cálculo

das redes ramificadas ou nas redes malhadas dimensionadas pelo processo de

seccionamento fictício.

Analisar a distribuição da população futura, influenciada por: condições

topográficas, facilidades de expansão da área urbana, preços do terreno, planos

diretores e urbanísticos, zoneamento, facilidades de transporte e comunicação,

hábitos e condições sócio-econômicas dos moradores, etc. Consultar os

levantamentos cadastrais.

A densidade demográfica interessa principalmente ao projeto da rede de

distribuição.

Page 16: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

12

5 - PREVISÃO DE CONSUMO

A elaboração de um projeto de abastecimento de água exige o

conhecimento das vazões de dimensionamento das diversas partes constituintes do

sistema. Por sua vez, a determinação dessas vazões implica no conhecimento da

demanda de água na localidade que é função do número de habitantes à serem

atendidos e do consumo per capita.

- Normas das entidades federais:

a) Para cidades com P < 50.000 hab.

Recomendado - 150 a 200 l/hab.dia

Mínimo - 100 l/hab.dia

- Normas da CASAN:

a) Para cidades de pequeno porte P < 5.000 hab. q = 150 a 200 l/hab.dia

b) Para cidades com P > 5.000 hab. q 150 l/hab.dia

Dentre os fatores que afetam o consumo per capita de água pode-se

destacar: O clima; padrão de vida da população; hábitos da população; sistema de

fornecimento e cobrança (serviço medido ou não); qualidade da água fornecida;

custo da água (tarifa); pressão na rede distribuidora; consumo comercial; consumo

industrial; consumo público; perdas no sistema; existência de rede de esgotos;

entre outros fatores.

5.1 - Variações de Consumo

A água distribuída para uma cidade, não tem vazão constante, mesmo

considerada invariável à população consumidora.

5.1.1 - Variações Diárias

k1 = maior consumo diário do ano, varia entre 1,2 e 2,0

vazão média diária do ano

K1 = 1,2 - Normas CASAN

k1 é‚ utilizado na determinação da vazão de dimensionamento para: captação,

adução, estações de tratamento e elevatórias.(da captação até o reservatório).

5.1.2 - Variações Horárias

K2 = vazão da hora de maior consumo, varia entre 1,5 e 3,0

vazão média horária no dia

K2 = 1,5 - Normas CASAN

K2 é utilizado para o dimensionamento da rede de distribuição (desde o

reservatório até a rede).

5.1.3 - Volume de Água Necessária

Vazão Média

Q = P x q / 3600 x h (l/s)

onde:

Q = vazão média, l/s;

P = população abastecível a ser considerada no projeto, hab.;

q = taxa de consumo per capita em l/hab.dia;

h = números de horas de funcionamento do sistema .

Vazão dos Dias de Maior Consumo

Q = P x q x K1 / 3600 x h (l/s)

Vazão dos Dias de Maior Consumo e na Hora de Maior Consumo

Q = P x q x K1 x K2 / 3600 x h (l/s)

Page 17: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

13

5.2 - Consumo de Água para Combate a Incêndio

O consumo anual destinado a combate de incêndio é desprezível.

A vazão instantânea requerida pelos incêndios influem consideravelmente

no dimensionamento dos reservatórios e redes de distribuição.

Para cidades pequenas, não deverão ser previstas demandas especiais para

combate a incêndios. Empregam-se as vazões normais disponíveis.

Para cidades de maior porte, fica a critério do projetista o estabelecimento

do tipo e amplitude da proteção contra incêndio a ser dada.

Para P > 50.000 hab. deverão ser previstos hidrantes nas tubulações

principais da rede de distribuição separados de 600 m no máximo.

Para áreas de P > 150 hab./ha, os hidrantes deverão possibilitar uma

vazão de 30 l/s.

Para as demais áreas é permitida uma vazão de 15 l/s.

5.3 - Captação de Águas Superficiais

Obras de Captação

Conjunto de estruturas e dispositivos construídos junto ao manancial, para

a tomada de água destinada ao sistema de abastecimento.

As obras de captação devem ser projetadas e construídas de forma que em

qualquer época do ano sejam asseguradas condições de fácil entrada, d’água o,

tanto quanto possível, da melhor qualidade encontrada no manancial em

consideração. Outrossim, deve-se ter sempre em vista, ao desenvolver um projeto,

facilidades de operação e manutenção ao longo do tempo.

Por tratar-se, geralmente, de estruturas construídas junto ou dentro

d’água, sua ampliação é, por vezes, muito trabalhosa. Por isso, recomenda-se a

construção das partes mais difíceis numa só etapa de execução, mesmo que isto

acarrete maior custo inicial.

Mananciais

Os mananciais superficiais são constituídos pelos córregos, rios, lagos,

represas e reservatórios artificialmente construídos.

5.4 - Captação em Rios

A captação de rios tem sido em muitas regiões do país, a forma mais

usual de utilização das águas de mananciais de superfície para o abastecimento de

cidades em extensas regiões do país. As obras são relativamente simples, na

maioria dos casos.

Freqüentemente, os cursos d’água no ponto de captação, acham-se

localizados em cota inferior à cidade; por isso, as obras de tomada estão quase

sempre associadas à instalações de bombeamento. Essa circunstância faz com que

os projetos das obras de captação propriamente ditas, fique condicionado ás

possibilidades e limitações dos conjuntos elevatórios.

5.4.1 - Exame Prévio das Condições Locais

Inspeção Local:

possibilidade de implantação da obra;

se a geologia ou natureza do solo da região atravessada pelo rio favorece a

presença de areia em suspensão na água.

Dados Hidrológicos (coletar ou medir diretamente)

vazões (máximas, médias e mínimas)

oscilações do nível de água

Exames Sanitários

pesquisar focos de poluição

coletar e analisar a água (T 1 ano)

Levantamento Topográfico

batimetria e sondagens geológicas

Page 18: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

14

5.4.2 - Localização de Tomadas

Implantar em trechos retilíneos ou margem côncava (velocidades maiores, mais

difíceis à ocorrência de bolsões de areia).

Estabelecer com precisão, as cotas de todas as partes da obra, tendo em vista:

permitir a entrada permanente de água para o sistema

proteger contra enchentes o equipamento eletromecânico

Estudar o acesso permanente ao local da captação

Pesquisar o fornecimento de energia elétrica

5.4.3 - Partes Constitutivas de Captação em Rio

a) Barragens de nível, vertedores

Quando: Qmin Qdemanda, executam-se estas obras para elevar o NA e

permitir a captação.

b) Barragem de regularização

Quando: Qdemanda > Qmin, constroem-se estas obras para armazenar água

em períodos de estiagem.

Condição: Qmédio Qdemanda

c) Dispositivos retentores de materiais estranhos

Caixas de areia (desarenadores):

Retém os sólidos decantáveis (areia), assegurando escoamento a velocidade

baixa.

Flutuadores:

Para impedir a entrada, no sistema, de materiais flutuantes e em suspensão

folhas, galhos de árvores, plantas aquáticas e ainda peixes, répteis e moluscos,

utilizam-se como flutuadores peças que se conservam em cima d’água, nas

proximidades da tomada, para manter afastados os materiais flutuantes.

Grades:

Barras metálicas afastadas de 3 a 7 cm.

Limpeza: manual ou mecanizadas.

Crivos:

Peças adaptadas na extremidade de tubos imersos na água. São feitos de

chapas perfuradas (válvulas de pé)

Telas:

Peças com passagens pequenas, confeccionadas com fios metálicos.

d) Dispositivos para controlar a entrada de água:

Regulam ou vedam a entrada de água no sistema, para possibilitar reparos ou

limpeza em caixas de areia, poços de tomada, válvulas de sucção ou em

tubulações.

Comportas (stop-log)

Placa de vedação

movediça, que desliza

em canaletas verticais.

São instaladas em

canais ou entradas de

tubulação de grande

diâmetro.

Page 19: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

15

Válvulas ou registros

Regula ou interrompe o fluxo de água em condutos fechados

Adufas

Semelhantes as comportas, adaptadas na

extremidade inicial de tubos de pequeno diâmetro.

e) Canais e tubulações de interligação

A ligação entre o rio e a caixa de areia ou poço das bombas, quando

afastada das margens, é feita por: - canais abertos

- tubulações fechadas

Tubos - tomada no meio do rio

- margens muito elevadas

f) Poços de tomada ou sucção:

Os poços de tomada destinam-

se, essencialmente, a receber as

tubulações e peças que compõem o

trecho de sucção das bombas. Deverão

ter dimensões apropriadas em planta e

em elevação, para facilitar o trabalho de

colocação ou reparação das peças e para

assegurar entrada d’água ao sistema

elevatório, qualquer que seja a situação

do nível no rio.

O projeto deverá prever condições que evitem a formação de

redemoinhos (vórtex) no interior do poço de tomada; para isso há necessidade de

se estudar convenientemente o ponto de entrada da água, em função da posição

das tubulações ligadas à bomba.

Page 20: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

16

6 - ADUÇÃO DE ÁGUA

6.1- Conceito

A adução é a parte de um sistema de abastecimento de água constituída de

canalizações, que se destinam a conduzir água entre unidades que precedem a rede

distribuidora. Não possuem derivações para alimentar distribuidores de rua ou

ramais prediais. Há, entretanto, casos em que da adutora principal partem

ramificações (sub-adutoras) para levar água a outros pontos fixos do sistema.

Interligam captação, estações de tratamento e reservatório.

São canalizações de importância vital para o abastecimento das cidades,

normalmente quando constituídas de uma só linha, como acontece na maioria dos

casos. Qualquer interrupção que venham a sofrer, afetam o abastecimento da

população, com conseqüências significativas.

6.2- Traçado

Considerar:

topografia - evitar regiões muito acidentadas pois dificulta e onera a

construção e manutenção.

características do solo - evitar terrenos rochosos e solos agressivos (atacam a

tubulação).

obras complementares - evitar obras dispendiosas ou que encareçam a

operação e a manutenção.

facilidade de acesso - para construção, operação e manutenção.

6.3- Classificação

6.3.1- Quanto a Natureza da Água Aduzida

adutora de água bruta

adutora de água tratada

6.3.2 - Quanto a Energia para Conduzir a Água

a) adutora por gravidade

- em conduto forçado

- em conduto livre ou aqueduto

- combinação de conduto forçado e livre

Page 21: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

17

b) adutora por recalque

c) adutora mistas

parte por recalque e parte por gravidade

6 .4 - Dimensionamento das Adutoras

Para o dimensionamento de uma adutora há necessidade do conhecimento

prévio dos seguintes elementos:

vazão de adução (Q)

comprimento (L)

material do conduto, que determina a rugosidade (por exemplo: Coeficiente C

da fórmula de Hazen & Williams, da fórmula de Bazin, n da fórmula de

Ganguillet & Kutter e também de Manning).

A vazão de adução, Q, é estabelecida em função da população a ser

abastecida, da quota percapita, do coeficiente relativo ao dia de maior consumo

(K1) e do número de horas de funcionamento.

A diferença entre os níveis de água e o comprimento, em geral são dados

físicos conhecidos.

a) Adutoras por gravidade

Condutos livres:

Para os condutos livres, têm sido comumentemente aplicadas as fórmulas

de Bazin, Ganguillet & Kutter ou ainda a chamada fórmula de Kutter simplificada.

Normalmente as adutoras são dimensionadas para a vazão do dia de

maior consumo.

Q = P x q x K1 / 3600 h

onde:

Q = vazão de adução (Q max. Diária) (l/s)

q = consumo per capita (l/hab. dia)

P = população abastecivel

K1 = coef. de variação diária

cálculo da velocidade

A velocidade é dada pela expressão de Chezy:

V = C (RI)1/2

onde:

V = velocidade

C = coeficiente que depende da natureza e do estado das paredes do

conduto.

R = raio hidráulico

I = declividade

Segundo Bazin: C = 87 (R)1/2

/ m+(R)1/2

A fórmula de Bazin pode também ser escrita sob a forma de V = Rx I

0,5

Onde: C e x dependem da categoria da parede do canal.

Segundo Kutter C = 100 (R)1/2 / m+(R)1/2

A fórmula de Kutter pode ser escrita ainda com: V = CRxI

0,5

Onde: C e x são valores tabelados que dependem da categoria das paredes.

Os valores de C e x estão expressos na tabela 6.1.

Page 22: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

18

cálculo da área da seção

A = Q/V

Condutos forçados:

Para os condutos forçados é de uso mais corrente, a fórmula de Hazen-

Williams

V = 0,355 x C x D0,63

x J0,54

Q = 0,2785x C xD2,63

xJ 0,54

onde:

Q = Vazão (m³/s)

V = velocidade na tubulação (m/s)

C = coeficiente rugosidade do material (tabela 6.2)

D = diâmetro (m)

J = perda de carga unitária (m/m)

Tabela 6.2 - Valores de C para cálculos de condutos forçados Hazen Hilliams

Material C

Condutos muito lisos (cimento ou argamassa muito lisos; cimento amianto; cobre, lado ou plástico)

140-145

Condutos lisos (condutos novos de ferro fundido, concreto ou argamassa lisos; tubos de cimento amianto com muitos amos de serviço, lado, bronze ou chumbo em condições médias)..

130

Condutos lisos (madeira, ferro fundido com 3 anos de serviço, aço soldado, concreto com revestimento de argamassa em condições médias)

120

Condutos de chapas de aço soldadas; condutos de ferro fundido com grande diâmetro e 10 amos de serviço

115

Condutos novos de aço rebitado; ferro fundido com 10 anos de serviço; condutos cerâmicos, vitrificados, em boas condições

110

Condutos de ferro fundido, com 13 a 20 anos de serviço; condutos de esgoto; alvenaria de tijolo bem executado

100

Condutos de aço rebitado, com 15 a 20 anos de serviço 95

Condutos de ferro fundido com 20 a 30 anos de serviço; condutos de pequeno diâmetro com 15 a 20 anos

90

Condutos de ferro fundido com 30 a 40 amos 80

Tubos de aço corrugado 60

Túneis em rocha, sem revestimento 38 a 50

Page 23: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

19

b) Adutoras por Recalque

São elementos conhecidos: Q = vazão de adução

L = extensão da adutora

C = coeficiente de rugosidade do material utilizado

H = altura geométrica total

Pré - Dimensionamento (fórmula de Bresse)

A solução do problema é hidraulicamente indeterminada. Um pré-

dimensionamento, que determina o diâmetro das adutoras por recalque é realizado

através da fórmula de Bresse, onde:

A experiência mostra que a solução mais conveniente é aquela ligada a

um diâmetro D que para dada vazão Q proporcione a velocidade em torno de

0,90m/s, que é denominada velocidade econômica.

D = K (Q)1/2 (bombeamento: 24 horas)

Onde:

D = diâmetro da tubulação de recalque em (m)

K = coeficiente de Bresse - varia de 1,0 á 1,4 (para fofo K= 1,2)

Q = vazão de adução em m3/s

Para bombeamento menor do que 24 horas

D = 1,3 (n/24)1/4

x Q1/2 (n = no de horas de bombeamento)

Dimensionamento Final

Calcular ―D‖, estuda-se entre três diâmetros comerciais com valores em

torno do calculado pela fórmula de Bresse, o que torne as instalações mais

econômicas.(tabela 6.3) A potência consumida em CV pelo conjunto moto-bomba,

será calculada pela expressão:

P = Q x Hmt x W/ 75 x

onde:

P = potência requerida pelo conduto moto-bomba em CV

Q = vazão aduzida em l/s

Hmt = altura manométrica total em (m)

W = peso específico da água em kgf/m3, na prática igual a 1000 kgf/m3

= rendimento global do conjunto moto-bomba (bomba x motor)

Hmt é a soma das alturas geométricas com a perda de carga total.

A potência também pode ser calculada em KW pela fórmula:

P = 0,736 QH/75

onde:

P = potência requerida pelo conduto moto-bomba em KW

Q = vazão aduzida em l/s

Hmt = altura manométrica total em (m)

= rendimento global do conjunto moto-bomba (bomba x motor)

Page 24: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

20

Tabela 6.3 - Quadro comparativo

6.5 - Peças Especiais e Órgãos Acessórios

Numa adutora por gravidade, em condutos forçados, aparecem

normalmente as seguintes peças especiais:

Válvulas ou registros de parada - destinam-se a impedir o escoamento na

tubulação adutora, para tanto apenas um, localizado da extremidade de

montante seria suficiente.

Válvulas ou registros de descarga - localiza-se nos pontos baixos das

adutoras, em derivações à linha para permitir a saída de água sempre que for

necessário.

Ventosas - localiza-se nos pontos altos da rede. Facilitam a saída de ar da rede,

quando está estiver sendo cheia e quando a rede esta sendo esvaziada permite a

entrada de ar. É de praxe colocar-se um registro em todos os pontos altos do

conduto, entre as duas ventosas. Quando utilizada uma ventosa, solução menos

desejável, deverá ficar a jusante da mesma. Tais registros serão adicionados de

mais dois, um na extremidade de montante e outro na de jusante do conduto.

Nas adutoras por recalque aparecem também:

Válvulas de retenção – são instaladas no

início das adutoras por recalque, quase

sempre no trecho da saída de cada

bomba. Destinam-se a impedir o retorno

brusco da água contra as bombas na sua

paralisação por falta de energia elétrica

ou por outra causa qualquer.

a DIÂMETRO (mm)

b Velocidade de escoamento (m/s)

c Perda de carga unitária J (m/km)

d Perda de carga ao longo da tubulação (m)

e Perdas localizadas (m)

f Perda de carga total (m)

g Altura manométrica total – Desnível + Perda

de carga total (m)

h Potência consumida com rendimento de

= 60% (kW)

i Energia consumida por dia (kWh)

j Dispêndio anual com energia ($)

l Custo total dos tubos ($)

m Custo de 2 conjuntos moto-bomba e

equipamentos elétricos ($)

n Custo total dos tubos + moto-bomba ($)

o Amortização anual e juros referentes a tubos

e moto-bomba ($)

p Dispêndio anual global = soma de j + o ($)

Page 25: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

21

Válvulas redutoras de pressão – são dispositivos intercalados na rede para

permitir uma diminuição permanente de pressão interna na linha, a partir do

ponto de colocação. Desempenham função semelhante às caixas de quebra de

pressão, com a diferença de que a água não entra em contato com a atmosfera

e, portanto não há perda total da pressão.

6.6 - Materiais Empregados em Adutoras

Devido ás diferenças existentes entre os materiais e métodos de

fabricação de tubos e acessórios, a aplicabilidade de cada tipo deverá ser estudada

criteriosamente em cada caso, tendo-se em conta principalmente às condições de

funcionamento hidráulico da adutora, a pressão interna e a durabilidade do

material, face às características do solo, às cargas externas e à natureza d’água

transportada.

Os materiais normalmente empregados para as linhas adutoras e sub-

adutoras são: ferro fundido, revestido ou não internamente; ferro dúctil; aço

soldado; concreto armado simples; concreto armado protendido; cimento-amianto;

materiais especiais (PVC, plásticos, fibra de vidro, etc.).

Nas adutoras em conduto forçado funcionando por gravidade, utilizam-se

extensamente os tubos de ferro fundido, de aço, de cimento-amianto e de concreto

simples ou armado.

Já nas adutoras de recalque, devido à maior ocorrência de golpes de

aríete, são preferidos os tubos de ferro fundido ou de aço, em vista da maior

resistência que oferecem à pressão interna.

Page 26: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

22

7 - RESERVATÓRIOS DE DISTRIBUIÇÃO

São unidades destinadas a compensar as variações horárias de vazão e

garantir a alimentação de distribuição em casos de emergência, fornecendo água

necessária à manutenção de pressões na rede.

A colocação do reservatório entre o sistema – captação – adução –

tratamento – rede de distribuição possibilita adotar uma vazão constante para os

diversos órgãos do abastecimento de água.

7.1 - Tipos de Reservatórios de Distribuição

7.1.1 - Quanto à Localização no Sistema

a) Reservatório de montante

O reservatório situado à

montante da rede de distribuição

causa uma variação relativamente

grande da pressão nas extremidades

de jusante da rede.

b) Reservatório de jusante

Também chamado de

reservatório de sobras porque recebe

água durante as horas de menor

consumo e auxilia o abastecimento

da cidade durante as horas de maior

consumo. Este reservatório

possibilita uma menor oscilação de

pressão nas zonas de jusante da

rede.

7.1.2 - Quanto à Localização no Terreno

Podem ser:

Reservatórios enterrados - tem formato ditado pela economia: retangular ou

circular;

Reservatórios semi-enterrados

Reservatórios elevados - geralmente contribuem para o embelezamento

paisagístico.

7.2 - Quanto ao Material de Construção

Podem ser construídos de diversos materiais:

alvenaria

concreto armado comum

concreto protendido

aço

madeira

em terra com paredes revestidas etc.

7.3 - Capacidade dos Reservatórios

Método da Senóide

Hipótese: a variação de consumo diário

de uma cidade é representada por uma

senóide

área inferior = volume em excesso

nas horas de menor consumo

área superior = volume em déficit,

relativo à adução nas horas de maior

consumo

LINHA PIEZOMETRICA

LP

NA

ETA

LINHA PIEZOMETRICA

LP

ETA

NA

Page 27: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

23

O reservatório armazena água durante o tempo em que QAD > QDEM e

abastece a cidade durante as horas de maior consumo QDEM > QAD, completando a

adução

QDEM = QAD + QR

Capacidade do reservatório

Cm = k2 - 1 x V

onde: V = volume do dia de maior consumo (V = P q K1)

K2 = coef. da hora de maior consumo

Acrescer margem de segurança para atender outras demandas

No Brasil, utiliza-se para capacidade total do reservatório

CT = V/3

em casos especiais CT = V/2 e até mesmo CT = V

No caso de reservatórios elevados, por medida econômica, tolera-se o

dimensionamento na base de 1/5 do volume a ser distribuído em 24 horas.

Quando existirem reservatórios elevados e enterrados, a capacidade total

deverá corresponder a 1/3 do volume distribuído em 24 horas. A capacidade da

torre é estabelecida de modo a evitar uma freqüência excessiva de partidas e

paradas das bombas e garantir uma reserva mínima em cota elevada, para o caso

de possíveis interrupções nos fornecimentos de energia elétrica (30 minutos ou

mais).

OBS.: Os reservatórios de distribuição são dimensionados para satisfazer as

seguintes condições:

funcionar como volantes da distribuição, atendendo à variação horária do

consumo, (capacidade superior 1/6 do volume consumido em 24 horas);

assegurar uma reserva de água para combate a incêndio, (parcela mínima:

pequenas

cidades = 250 m3, e preferivelmente 500 m3);

manter uma reserva para atender as condições de emergência (acidentes,

reparos nas instalações, etc.,(um acréscimo de 33% sobre a soma das parcelas

anteriores);

atender à demanda no caso de interrupções de energia elétrica (sistemas com

recalques)

manutenção de pressões na rede distribuidora.

7.4 – Dimensões Econômicas.

Os reservatórios têm seu formato ditado pela economia de material

necessário para sua confecção, em geral são construídos com duas câmaras, no

caso de reservatórios elevados os mesmos devem contribuir para o embelezamento

paisagístico, mantendo assim uma certa harmonia com o espaço urbano.

A figura a seguir mostra as dimensões econômicas de reservatórios bem

como as canalizações de entrada e saída.

A altura recomendada varia de 3 a 5 metros.

Page 28: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

24

8 - REDE DE DISTRIBUIÇÃO

8.1 – Definição

É a unidade do sistema que conduz a água para os pontos de consumo

(residências, indústrias, etc.). É constituída de tubulações e peças especiais

dispostas convenientemente a fim de garantir o abastecimento das unidades

componentes da localidade abastecida.

Os condutos formadores da rede de distribuição podem ser assim

classificados:

a) condutos principais;

Dá-se a denominação de condutos principais aos condutos de maior

diâmetro, responsáveis pela alimentação dos condutos secundários.

b) condutos secundários;

Os condutos secundários, de menor diâmetro, são encarregados do

abastecimento direto as residências a serem atendidos pelo sistema.

8.2 - Tipos de Rede

Em função da disposição dos condutos principais as redes podem ser:

a) rede em espinha de peixe

b) rede em grelha

c) redes malhadas (condutos principais

formam ―círculos ou anéis‖, lembrando a

disposição em malhas.)

8.3 - Cálculo da Vazão de Distribuição

Q = P x q x K1 x K2 / 86400

onde:

Q = vazão máxima horária

q = consumo per capita

P = população

K1 = coeficiente do dia de maior consumo

K2 = coeficiente da hora de maior consumo

8.4 - Vazão Especifica

É a vazão a partir da qual são determinadas as vazões de

dimensionamento. Podem ser calculadas:

- por unidade de comprimento: qd = P x q x K1 x K2 (l/s.m)

86400 x Lt

- por unidade de área: qd = P x q x K1 x K2 (l/s ha)

86400 x A

onde:

Lt = extensão total da rede em metros

A = área abrangida pela rede em hectares

A tabela 8.1 apresenta valores típicos para estimar a taxa de ocupação por

hectare, sugerida pelo professor J. M. Azevedo Neto.

ETA

ETA

ETA

Page 29: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

25

Tabela 8.1 – Densidade demográfica.

Áreas Típicas População

(hab/ha)

Áreas periféricas, casa isoladas (lotes grandes) 27 a 75

Casas isoladas, lotes médios e pequenos 50 a 100

Casas germinadas ( 1 pavimento) 75 a 150

Casas germinadas ( 2 pavimentos) 100 a 200

Prédios de apartamentos : pequenos

grandes

150 a 300

300 a 900

Áreas comerciais 50 a 150

Áreas industriais 25 a 75

Densidade média global 50 a 150

8.5- Dimensionamento da Rede

8.5.1- Método do Seccionamento Fictício

O método baseia-se na transformação da rede malhada em outras

ramificadas, através de pontos de seccionamento que dão origem a extremidades

livres, na realidade inexistentes.

rede malhada rede ramificada

A escolha dos pontos de seccionamento deve ser feita de modo que o

percurso da água até eles, a partir do ponto de alimentação, seja o menor possível.

No projeto de um sistema de distribuição de água é usual o emprego de

planilha de cálculo.

8.5.2 - Marcha de Cálculo:

1) Traçam-se a lápis, na cópia da planta da cidade, fazendo uso de régua e curva

francesa (se necessário), as tubulações da rede, que geralmente devem

coincidir com o eixo das ruas. Não devem passar pelos eixos nos seguintes

casos:

se a rua só tiver construção de um lado. Então, a tubulação deve passar

próxima a essas construções para reduzir o custo das ligações

domiciliárias;

se a rua for bastante larga, a ponto de tornar mais econômico o emprego

de duas tubulações, ao invés de uma, tendo-se em vista as ligações

domiciliárias. Neste caso as tubulações devem ser lançadas nos passeios.

2) Na mesma planta, determinam-se os comprimentos de todos os trechos da

rede, os quais são limitados pelos pontos de cruzamento (nós) e pelas

extremidades livres das tubulações. Se os trechos, assim definidos, possuíres

grande extensão ou apresentarem cotas topográficas intermediárias bem

superiores ou inferiores às das extremidades, então serão devidamente

desdobrados.

3) Ainda sobre a mesma planta, calculam-se, com base nas curvas de nível de

metro em metro, as cotas topográficas dos cruzamentos e das extremidades

livres, cotas essas que serão anotadas ao lado desses pontos.

4) Copia-se em folha de papel transparente o esboço da rede, inclusive

comprimentos e cotas topográficas, definidos nos três itens procedentes.

5) Transforma-se, através de um seccionamento criterioso, a rede malhada em

outra ramificada. Para tanto, a partir do reservatório, faz-se com que todos os

pontos de cruzamento e extremidades livres da rede sejam atingidos pelo

menor percurso de água. Nesta operação, desenha-se uma pequena seta ao

lado de cada trecho, para indicar o sentido de escoamento da água, bem como

um pequeno traço cortando a extremidade de jusante do trecho que for

secionado para indicar que essa extremidade funciona como se fosse livre.

6) Numeram-se todos os trechos com números arábicos de acordo com o sentido

crescente das vazões.

Page 30: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

26

7) Levam-se para planilha de cálculo, convenientemente preparada, todos os

trechos, dispostos em ordem numérica, de modo que para eles constem: nome

da rua; extensão do trecho e as cotas topográficas.

8) Na planilha, calcula-se, para cada trecho, a vazão de jusante, marcha,

montante e fictícia.

Jusante: quando diferente de zero, é igual á soma das vazões de montante

dos trechos alimentados pelo trecho em estudo.

Marcha: a vazão de distribuição em marcha é obtida multiplicando-se o

comprimento do trecho pela vazão unitária de distribuição, expressa em litros por

segundo e por metro.

Q’ = qu x l

Montante: soma-se a vazão de jusante com a de distribuição em marcha. O

cálculo é iniciado nos trechos seccionados ou de extremidade livres, uma vez que

neles a vazão de jusante é conhecida e igual a zero.

Qm = Qj + Q’

Fictícia: a vazão fictícia de dimensionamento é a media da vazão de jusante e

de montante.

Qf = Qm + Qj /2

Tabela 8.2 – Limites de velocidade

9) Ainda na planilha, em função da vazão

fictícia de dimensionamento e dos

limites de velocidades indicados, na

tabela 8.2 assinala-se para cada trecho o

valor do seu diâmetro.

Obs.: Para obter-se os valores máximos de

velocidade para os demais diâmetros, pode-

se usar a fórmula sugerida por Azevedo

Neto.

V = 0,6 + 1,5D

10) Com a extensão, a vazão fictícia de dimensionamento e com o diâmetro,

determina-se a perda de carga em cada trecho, através da fórmula de Hanzen-

Williams.

hp = l x 10,649 x C-1,852

x D-4,87

x Q1,852

com:

C = 100 para ferro fundido

C = 130 para cimento-amianto e ferro fundido cimentado

C = 140 para material plástico

Salvo indicações em contrário para esses coeficientes, fazendo-se uso de

tabelas. Ábacos ou monogramas.

11) Para o ponto da rede de condições mais desfavoráveis no que tange à cota

topográfica e/ou à distância em relação ao reservatório, estabelece-se a cota

dinâmica mínima de 10 a 15 metros ou estática máxima de 60 metros,

conforme o caso. O limite inferior é estabelecido, a fim de que a rede possa

abastecer diretamente prédios de até dois pavimentos e o superior, para

prevenir: maiores vazamentos nas juntas das tubulações; danos nas instalações

prediais (válvulas de flutuador).

12) A partir da cota piezométrica do ponto mais desfavorável (pressão máxima ou

mínima preestabelecida mais a cota topográfica), calculam-se as cotas

piezométricas de montante e de jusante de cada trecho, com base nas perdas

de carga já definidas.

As pressões dinâmicas em cada trecho são a diferença entre a cota

piezométrica e a cota do terreno. No final da operação, ficará definido o nível

médio de água do reservatório, que corresponde cota piezométrica de

montante do trecho de número mais elevado.

Essa mesma operação pede ser feita de modo inverso, começando-se por

atribuir uma cota ao nível médio de água do reservatório, o que permitirá a

determinação das pressões disponíveis em todos os trechos.

13) Verifica-se para cada nó, onde houve seccionamento de um ou mais trechos,

as diferentes pressões resultantes de percursos diversos da água e determina-se

a média, da qual nenhuma pressão deve se afastar de 10 por cento.

Diâmetro

(mm)

Velocidade

máxima

(m/s)

Vazão

máxima

(l/s)

40 0,55 0,62

50 0.60 1.20

75 0.70 3.20

100 0.75 6.10

125 0.80 10.40

150 0.80 14.60

175 0,90 21,7

200 0.90 29.20

250 1.00 50.70

300 1.00 72.80

350 1.10 109.18

Page 31: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

27

14) Altera-se o traçado da rede, o seu seccionamento ou o diâmetro de algumas

tubulações, se o afastamento considerado no item anterior superar ou 10%,

bem como se as pressões máximas e mínimas preestabelecidas forem

ultrapassadas, ou se for impraticável a localização do reservatório numa cota

definida pelo cálculo.

15) No final deste capitulo é apresentado um modelo de tabela, para ser usada no

dimensionamento de uma rede de distribuição de água pelo método do

seccionamento fictício.

8.6 - Condições para os Sistemas de Distribuição de Água

O sistema de distribuição de água deve ser projetado e construído para

funcionar, durante todo o tempo, com a pressão adequada em qualquer ponto

da rede.

A segurança oferecida pela água deve ser mantida em toda a rede, sem

alteração de qualidade.

O sistema deve incluir registros e dispositivos de descarga em todos os pontos

convenientes para possibilitar reparos e descargas, sempre que houver

necessidade sem interrupções prejudiciais para o abastecimento.

O sistema deverá estar protegido contra poluição externa, os reservatórios

deverão ser cobertos e deve ser evitada qualquer possibilidade de introdução de

água nas canalizações.

Sempre que possível, as canalizações de água potável devem ser assentadas em

valas situadas a mais de 3,00m dos esgotos. Nos cruzamentos, a distância

vertical não deveria ser inferior a 1,80m. Quando não for possível guardar estas

separação, recomendam-se cuidados especiais para proteção da canalização de

água contra a contaminação pelos esgotos. Esses cuidados podem incluir

revestimento dos condutos de esgoto com concreto, ou emprego de tubos de

ferro fundido com juntas estanques.

8.7 - Materiais Empregados

ferro fundido: é usado praticamente em todas as obras de engenharia

sanitária:

- adutoras

- redes de distribuição

- canalizações dos reservatórios

- estações de tratamento de água

- redes de distribuição

tubos de concreto:

- adutoras

- redes de distribuição (é raríssimo)

tubos de aço:

- adutoras de grande diâmetro

estes tubos podem ser: - sem revestimento

- com revestimento (asfalto, por ex.)

- tubos galvanizados

tubos de plásticos:

- rede de distribuição

Polietileno de alta Densidade (PEAD)

Fibra de Vidro

Page 32: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

28

REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA – FOLHA DE CÁLCULO

CIDADE Coeficiente de rugosidade = q = l/sm

Trecho

Rua

Extensão

(m)

Vazão (l/s)

Diâmetro

(mm)

Velocidade

(m/s)

Cota

Piezométrica

Montante

(m)

Perda de

carga

Total

(m)

Cota

Piezométrica

Jusante

(m)

Cota do Terreno

(m)

Pressão Disponível

(m)

OBS. Jusante Marcha Montante Fictícia Montante Jusante Montante Jusante

Page 33: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

29

VERIFICAÇÃO DAS PRESSÕES

PONTOS PRESSÕES

DIMÂMICAS

VALOR

MÉDIO

AFASTAMENTO % DO VALOR

MÉDIO

P 1 P 2

Page 34: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

30

9 - CAPTAÇÃO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS

9.1 - Introdução

Denomina-se água subterrânea, a água presente no subsolo, ocupando os

interstícios, fendas, falhas ou canais existentes nas diferentes camadas geológicas,

e em condições de escoar, obedecendo aos princípios da hidráulica.

As fontes, minas e nascentes, são formas de surgência natural da água

subterrânea na superfície do terreno. Os poços rasos ou profundos destinados a

permitir a retirada artificial da água subterrânea das camadas em que se

encontram.

A técnica de extração de água do sub-solo tem vasto campo de aplicação

na engenharia civil. Destacam-se as obras de rebaixamento de lençóis para

permitir a construção de estruturas, de drenagem de pântanos, para fins de

saneamento ou recuperação de terras e em particular, as obras para obtenção de

água para abastecimento às populações e as industrias, ou para utilização na

agricultura e pecuária.

9.2 - Estudo dos Aqüíferos

O estudo dos tipos de captação da água subterrânea que abrange cerca de

97% da água doce existente na Terra, exige o conhecimento da sua distribuição no

subsolo.

A ocorrência é conhecida através do estudo da distribuição vertical da água

nas formações geológicas situadas abaixo da superfície da crosta terrestre.

A parte superior da crosta, normalmente porosa até uma certa profundidade,

denominada zona de fratura da rocha, apresenta poros ou aberturas que podem

estar total ou parcialmente cheios de água.

A camada superior do solo onde as aberturas estão só parcialmente ocupadas

pela água é denominada zona de aeração e a situada imediatamente abaixo, zona

de saturação. A zona de saturação é a mais importante, podendo ser considerada

como um vasto reservatório ou conjunto de reservatórios naturais, cuja capacidade

é o volume total dos poros nas rochas que se encontram cheias de água.

A espessura da zona de saturação é variada, sendo determinada através do

conhecimento da geologia local, disponibilidade de poros nas formações

geológicas, capacidade de recarregamento e do movimento da água que se

processa na zona, desde as áreas de recarregameato, até as áreas ou pontos de

descarga.

A figura 9.1 apresenta o inter-relacionarnento da água superficial com a

subterrânea.

Figura 9.1 – Inter-relacionamento das águas superficiais e subterrânea.

As formações ou camadas situadas no interior da zona saturada das quais

se pode obter água subterrânea para utilização pelo homem são denominadas

aqüíferos.

Uma unidade geológica é considerada um aqüífero quando possui poros

cheios de água suficientemente grandes para permitir que a água se escoe através

deles para os poços ou fontes, com uma vazão de saída nestes pontos que serve

para suprir o abastecimento de água das comunidades.

Page 35: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

31

Os aqüíferos que se situam no topo da parte saturada de formação

geológica têm a água que enche os seus poros submetida à pressão atmosférica,

como se ela estivesse ocupando um reservatório aberto, e são denominados

aqüíferos freáticos.

A carga hidráulica para qualquer nível dentro do aqüífero freático é igual

à profundidade abaixo do nível estático da água nele contida. Quando um poço é

perfurado, o nível d’água dentro dele atinge o nível estático do aqüífero. Em certos

casos, pode existir uma zona de saturação localizada acima do aqüífero principal.

Esta situação pode ocorrer quando existir uma camada impermeável

dentro da zona de aeração capaz de interromper a percolação da água, forçando a

água a se acumular numa área limitada acima do aqüífero.

A zona de saturação pode conter camadas de solo permeáveis e

impermeáveis, as camadas permeáveis constituindo os aqüíferos. A figura 9.2

mostra a distribuição da água subterrânea no solo.

Quando um aqüífero se situa entre duas camadas impermeáveis, é

denominado aqüífero confinado ou artesiano e, em virtude disto, a água nele

contida não fica submetida à pressão atmosférica, e sim à pressão maior que esta.

9.3 – Conceitos e Definições das Águas Subterrâneas

Para melhor compreensão dos fenômenos ligados a água subterrânea por

meio de poços, torna-se indispensável significado dos termos abordados a seguir.

Porosidade (P). A porosidade é a percentagem de vazios (poros)

existentes no material.

P = (Volume de vazios/ volume total) x 100

Quando um material se encontra saturado, todos os seus vazios ficam

preenchidos com água, de modo que multiplicando-se a porosidade pelo volume

do material obtém-se o volume da água de saturação.

Vs = Vm x P

Aliás, a determinação do volume da água de saturação é um meio de que

se lança mão para o conhecimento da porosidade.

A porosidade é tanto maior quanto maior for o número e dimensões dos

poros. Depende pois do tamanho, forma, uniformidade e arrumação dos grãos que

compõem o material.

Quando a granulométria do material é uniforme, a porosidade é maior que

em se tratando de partículas de tamanhos diferentes, pois neste caso as menores

ocupam os vazios deixados pelas maiores. O coeficiente de uniformidade,

conceituado mais adiante, tem, portanto, alguma ligação com a porosidade.

De modo geral tem-se como grande toda porosidade superior a 20%,

média entre 5 e 20% e pequena, inferior a 5%.

Produção especifica. A ação da gravidade é incapaz de retirar de um

material toda a sua água de saturação, já que uma parcela desta fica retida nos

interstícios devido à atração molecular da película que envolve os grãos.

A produção específica de um material granular é justamente a percentagem

de sua água de saturação que se liberta pela ação da gravidade.

Page 36: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

32

Para calcular a produção específica, coloca-se num cilindro de fundo

afunilado e provido de torneira (fechada) o material seco que em seguida é

saturado.

Abrindo-se totalmente a torneira, a água começa a escoar-se com vazão

decrescente até chegar a formar gotas, as últimas muito se distanciando no tempo

de uma para outra.

Então tem-se:

Produção específica = (volume libertado / volume de saturação)x100

Pelo exposto, a produção especifica independe do tempo. Em outras

palavras, para materiais de mesma produção específica pode ser diferente o tempo

em que se libera, totalmente, a água drenável.

A produção específica é da ordem de 25% em pedregulho, de 10 % em

areia fina e de 3 % em argila.

9.4 - Vantagens do Uso de Águas Subterrâneas

Pode-se resumir as vantagens do aproveitamento de águas subterrâneas

em três pontos:

a) qualidade, geralmente satisfatória, para fins potáveis;

b) relativa facilidade de obtenção;

c) possibilidade de localização de obras de captação nas proximidades das áreas

de consumo.

9.5 – Qualidade da Água

- Físicas – Normalmente boas devido a filtração lenta reduz a cor e a turbidez

- Biológicas – a filtração lenta possibilita a inexistência de bactérias, a menos

que o lençol esteja sendo atingido por uma fonte poluidora perto do ponto de

captação.

- Químicas – pode conter sais solúveis em excesso. A dureza pode ser elevada,

em alguns aqüíferos.

9.6 – Hidráulica de Poços

Nível estático do poço - é o nível de equilíbrio da água no poço, quando o

mesmo não está sendo bombeado.

Nível dinâmico do poço - é o nível de água no poço, quando o mesmo estiver

sendo bombeado. O nível dinâmico está relacionado com a vazão de água

retirada e com o tempo decorrido desde o início do bombeamento. Quando,

para um dada vazão o nível se estabiliza, tem-se o denominado nível dinâmico

de equilíbrio, relativo à vazão em causa. Neste caso, portanto se estabelece um

regime permanente.

Abaixamento ou depressão - é a distância vertical compreendida entre os

níveis estáticos e dinâmico do interior do poço.

Superfície piezométrica de depressão ou cone de depressão - em poços

freáticos, é a superfície real formada pelos níveis de água em volta do poço,

quando em bombeamento. Em poços artesianos‚ a superfície imaginária

formada pelos níveis piezométricos. Em ambos os casos, tem a forma de um

funil com o vértice no próprio poço.

Page 37: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

33

Curva de abaixamento ou de depressão - é a curva formada pela interseção

da superfície piezométrica por um plano vertical que passa pelo poço. Os dois

ramos da curva nem sempre são simétricos. A assimetria‚ mais acentuada em

lençóis freáticos e no plano coincidente com a direção de escoamento da água

subterrânea. Pode-se conhecer a curva de abaixamento abrindo poços de

observação num plano diametral em relação ao poço em bombeamento, e

medindo os respectivos níveis de água.

Zona de influência do poço - é constituída por toda a área atingida pelo cone

de depressão de um poço. Um outro poço qualquer perfurado dentro dessa

zona, terá, quando bombeado, uma redução em seus níveis estáticos e

dinâmicos, sendo, portanto prejudicado pelo bombeamento do primeiro. Não é

possível, sem conhecer as características do aqüífero e a vazão de

bombeamento de um poço, prever a extensão da zona de influência.

Regime de equilíbrio - Situação que se verifica em um poço quando o nível

dinâmico no seu interior para uma vazão de bombeamento constante mantém-

se inalterável no decorrer do tempo. Essa condição ocorre quando a vazão de

escoamento da água subterrânea, na faixa abrangida pela zona de influência do

poço, equilibra a vazão retirada. Portanto, atingido o regime de equilíbrio, a

superfície piezométrica de depressão, a curva de abaixamento e a zona de

influência do poço, não mais variam com o tempo. O tempo necessário para se

obter o equilíbrio perfeito do nível dinâmico, varia amplamente com a vazão

de bombeamento e as características do aqüífero. Poderá não ser nunca

alcançada.

9.7 – Desinfecção

Após a construção das obras o poço deverá ser desinfetado. Só assim a

água a ser fornecida estará em condições de uso.

Os agentes desinfetantes mais comumente usados são os compostos de

cloro:

- hipoclorito de cálcio (superior a 65% de Cl);

- cloreto de cal (cerca de 30% de Cl,);

- hipoclorito de sódio (cerca de 10% a 15% de Cl);

- água sanitária (cerca de 2% a 2,5% de CL).

9.7 1 - Quantidade de Desinfetante a Usar:

- solução a 50 mg/l de Cl, — tempo de contato 12 horas;

- solução a 100 mg/l de Cl, — tempo de contato 4 horas;

- solução a 200 mg/l de Cl, — tempo de contato 2 horas.

9.7.2 - Técnica de Desinfecção:

- cubar o reservatório ou poço a ser desinfectado;

- calcular o desinfetante a ser usado;

- preparar a solução desinfetante a 5%, pesando o produto e despejando-o em

água limpa. Agitar bem e depois deixar em repouso;

- desprezar a borra e derramar a solução no poço.

Agitar o mais possível e deixar a solução permanecer em contato com o

poço o tempo necessário, de acordo com a dosagem, 2 - 4 - 12 horas. Findo o

prazo, esgotar o poço até que nenhum cheiro ou gosto de cloro seja percebido na

água.

Se possível, confirmar o resultado da desinfecção pela análise

bacteriológica antes de utilizar a água para bebida.

Observação:

- A desinfecção com solução forte de 100mg/l de Cl, deve ser precedida de

limpeza, com escovas, de todas as superfícies do poço, paredes, face interna

da tampa, tubo de sucção;

- As amostras para análise bacteriológica devem ser colhidas depois que as

águas não apresentem mais nenhum odor ou sabor de cloro;

- A desinfecção de um poço elimina a contaminação presente no momento, mas

não tem ação sobre o lençol de água propriamente dito, cuja contaminação

pode ocorrer antes, durante e depois da desinfecção do poço.

Page 38: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

34

10 - TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO

Os serviços públicos de abastecimento devem garantir um fornecimento

de água segura e de boa qualidade de acordo com os padrões de potabilidade.

A necessidade de tratamento e os processos utilizados deverão ser

determinados de acordo com os resultados representativos obtidos de analise dos

mananciais escolhidos.

O tratamento deverá ser adotado e realizado apenas depois de

demonstrada sua necessidade e, sempre que a purificação for necessária,

compreender somente os processos imprescindíveis à obtenção da qualidade que

se deseja, com custo mínimo.

O tratamento é a técnica que tem por finalidade reduzir as impurezas

prejudiciais e nocivas. O tratamento tem como finalidade fundamental melhorar a

qualidade da água natural, sob os seguintes aspectos:

sob o ponto de vista sanitário: remoção de bactérias, protozoários e outros

organismos, substâncias venenosas, teor excessivo de compostos orgânicos;

sob o ponto de vista estético: correção da cor, turbidez, odor e sabor;

sob o ponto de vista econômico: redução da corrosividade, dureza, ferro, etc.

10.1 - Principais Processos de Tratamento de Água

10.1.1 - Aeração

A aeração das águas pode ser realizada com os seguintes objetivos:

a) remoção de gases dissolvidos em excesso nas águas (CO2 , H2S);

b) remoção de substância voláteis;

c) introdução de oxigênio (inclusive para a oxidação de ferro).

10.1.2 - Coagulação e Floculação

A coagulação é um processo químico que visa aglomerar impurezas que

se encontram em suspensões finas, em estados coloidal, em partículas sólidas que

possam ser removidas por decantação ou filtração. As partículas agregam-se,

constituindo formações gelatinosas inconsistentes, denominadas flocos. Os flocos

iniciais são formados rapidamente e a eles aderem as partículas.

Os reagentes em geral empregados são:

a) coagulantes, compostos de elementos que produzem hidróxidos gelatinosos,

como os compostos de alumínio e de ferro;

b) álcali para prover e manter a alcalinidade necessária ao processo (tais como

hidróxido de cálcio, carbonato de sódio, sempre que necessário).

O coagulante mais empregado é o sulfato de alumínio, Al(OH)3, pelo fato

de ser facilmente obtido e de baixo custo.

Modernamente, verifica-se que as condições de floculação podem ser

muito melhoradas mediante o emprego de agentes auxiliares de coagulação, tais

como:

a) sílica ativada;

b) polieletrólitos;

c) argila fina preparada (bentonita).

Todo o processo de tratamento químico e preparação da água para a

decantação e filtração compreende três fases distintas:

a) mistura rápida que consiste na adição dos compostos químicos ou reagentes e

sua dispersão uniforme na água;

b) formação de flocos;

c) desenvolvimento ou condicionamento dos flocos.

A primeira fase pode ser efetuada no próprio dispositivo de medição de

vazão da estação de tratamento (normalmente calha Parshall) ou em câmaras

especiais denominadas câmaras de mistura rápida, com agitadores mecânicos.

Page 39: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

35

A fase seguinte se realiza em câmaras de agitação lenta ou floculadores.

Esses floculadores podem ser hidráulicos (chicanas com movimento horizontal ou

vertical da água) ou mecanizados (de eixo vertical ou de eixo horizontal).

10.1.3 - Decantação

A decantação ou sedimentação é um processo dinâmico de separação de

partículas sólidas suspensa na água. Essas partículas, sendo mais pesadas que a

água, tenderão a cair para o fundo, verificando-se então a referida separação.

Na técnica de purificação das águas de abastecimento, emprega-se a

decantação com as seguintes finalidades:

a) remoção de areia;

b) remoção de partículas sedimentáveis finas, sem coagulação (decantação

simples);

c) retenção de flocos: decantação após coagulação.

Sob o ponto de vista prático, os decantadores podem ser classificados

como segue.

- Em função do escoamento da água no seu interior.

a) decantadores de escoamento horizontal, onde a água se movimenta

longitudinalmente entrando por uma extremidade e saindo pela outra.

b) decantadores de escoamento vertical, nos quais a água‚ dirigida para a parte

inferior, elevando-se a seguir em movimento ascendente.

- De acordo com as condições de funcionamento:

a) decantadores do tipo clássico ou convencional, que recebem a água floculada,

podendo. Nesse caso, a remoção de lodo ser mecanizada ou não;

b) decantadores com contato de sólidos, do tipo dinâmico ou compacto: são

unidades compactas que promovem simultaneamente a agitação, a floculação

e decantação, existindo atualmente vários tipos patenteados;

c) .+decantadores tubulares, onde a decantação é feita com o emprego de

módulos tubulares (decantação laminar)

10.1.4 - Filtração

A filtração d’água como processo de purificação consiste em fazê-la

atravessar camadas porosas capazes de reter impurezas. O material poroso

geralmente empregado como meio filtrante é a areia, sendo que outros materiais

têm sido utilizados com sucesso, entre os quais o carvão duro (antracito) e a

granada.

Em sistemas públicos de abastecimento de água são empregados dois

tipos principais de filtros de areia:

- filtros lentos

- filtros rápidos

a) Filtros Lentos

Os filtros lentos são tanques geralmente de forma retangular, com paredes

de alvenaria de pedra ou totalmente de concreto armado, providos de uma camada

de areia, através da qual a água se desloca de cima para baixo, sob a ação da

gravidade, para libertar-se de certas impurezas.

Além da ação de coar, impedindo que partículas maiores que os vazios da

areia atravessem o leito filtrante, os filtros lentos retêm partículas bem menores,

devido à sedimentação e à aderência a que ficam sujeitas nos grãos de areia. Além

do mais, os filtros lentos são capazes de remover a quase totalidade das bactérias

patogênicas e quistos de ameba, bem como, parte do gosto e odor da água, em

decorrência de ações biológicas e bioquímicas, promovidas pela película de

sujeira, conhecida por schmutzdecke, que envolve os grãos de areia situados nos

primeiros milímetros superiores de leito filtrante. Tal película só se forma depois

de certo tempo de funcionamento do filtro, geralmente um a três meses,

conhecidos por período de maturação.

A resistência ao escoamento, inicialmente pequena, cresce à medida que a

areia vai-se colmatando pelas impurezas retidas, até atingir certos valores, quando

estão determina a limpeza do filtro, para que este retorne às condições inicias de

funcionamento.

Page 40: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

36

As taxas de filtração variam, normalmente, de 2 a 6m3/m2/dia, conforme a

qualidade da água.

Devem ser utilizadas, no mínimo, duas unidades filtrantes, para que uma

mantenha o suprimento d’água, enquanto a outra estiver fora de uso para limpeza

ou reparo.

São utilizados nos casos em que a água bruta apresenta pouca turbidez e

baixa cor, não exigindo tratamento químico (coagulação - decantação). A camada

filtrante é constituída de areia mais fina e a velocidade com que a água atravessa a

camada filtrante é relativamente baixa.

Detalhes de projeto. A altura interna do filtro, geralmente com três metros, é

desdobrada de cima para baixo pela folga de 0,40m, pela camada de água de

1,30m, pelo leito de areia de 1,00m e pela camada de 0,30m de cascalho.

A areia, depois de convenientemente selecionada, deve possuir tamanho

efetivo de o,25 a 0,35 mm e coeficiente de uniformidade de 2 a 3.

O cascalho é constituído de subcamadas que, de cima para baixo,

possuem espessura de 5cm, 8cm e 17cm, com grão variando, respectivamente, de

1,5 a 3,5mm, de 10 a 20mm e de 20 a 50mm.

Para evitar que o jato d’água de entrada abra crateras no leito de areia

costuma-se usar um dispositivo amortecedor, como a placa semicircular como

vertedor.

Limpeza do filtro. Quando o filtro entra em funcionamento, a perda de carga é

pequena, raramente ultrapassando 6 cm, o que pode ser constatado com um tubo

piezométrico transparente, instalado na tubulação efluente. Com o decorrer do

tempo, a areia vai-se colmatando e, quando a perda de carga atinge seu valor

limite de 1,20m, oportunidade em que o nível d’água no tubo piezométrico fica a

10cm acima do nível da areia, a limpeza desta deve ser providenciada.

Para a limpeza do filtro, começa-se por esvaziá-lo de água para em

seguida ser procedida a raspagem superficial do leito de areia, do qual são

retirados os primeiros centímetros, justamente onde se encontra a camada

biológica com as impurezas retidas. Terminada a operação, o filtro retorna ao

funcionamento normal.

As raspagens, intervaladas de um a seis meses, a depender da qualidade

da água, são feitas até que a espessura da camada filtrante fique reduzida a 60 cm,

oportunidade em que os 40 cm retirados em diversas operações devem ser

repostos, de uma só vez, com areia original já devidamente lavada.

Corte longitudinal de um filtro lento.

b) Filtros Rápidos

A filtração rápida consiste na passagem da água através de um material

poroso, com velocidade bem superior à da filtração lenta.

Nos filtros rápidos convencionais, a velocidade de filtração é da ordem de

120m3m2/dia.

A filtração rápida por si mesma é incapaz de remover a cor da água. Por

outro lado, a colmatação do leito filtrante processa-se tanto mais rapidamente

quando maiores a turbidez e a velocidade de filtração. Daí a razão de os filtros

rápidos serem mais utilizados para complementar a coágulo-sedimentação, já que

esta tem condições de produzir água de baixa cor e turbidez. Estão cabe aos filtros

a ação, quase exclusiva, de reter os flocos que escapam aos decantadores. E tanto

assim é, que pesquisas estão sendo feitas visando a evitar essa fuga, o que

dispensaria a posterior filtração da água.

Page 41: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

37

Por outro lado, resultados satisfatórios estão sendo obtidos com a

filtração de baixo para cima (ascendente), livre da coágulo-sedimentação prévia,

desde que a turbidez da água não ultrapasse certos limites.

Detalhes de projeto. No filtro rápido convencional utiliza-se uma camada de areia

com espessura da ordem de 0,75m, tamanho efetivo de 0,45 a 0,55mm e

coeficiente de uniformidade de 1,3 a 1.7, situada sobre uma camada de pedregulho

com cerca de 0,40m de espessura, ficando o conjunto dentro de uma caixa,

geralmente de concreto armado e de base retangular.

A camada de pedregulho assenta sobre uma placa provida de orifícios,

denominados fundo falso, situada pouco acima do fundo verdadeiro.

Superiormente o filtro é provido de canaletas para receber a água de

lavagem e, lateralmente, de uma câmara onde cai essa mesma água de lavagem.

Funcionamento. A água que sai do decantador tem acesso ao filtro através de

uma tubulação cujo registro 1 se encontra aberto, bem como aberto está o de n0 2

do conduto que dá saída à água filtrada, conduzindo-a ao reservatório. Os demais

registros 3, 4 e 5 permanecem fechados.

Enquanto a filtração descendente da água vai se processando à velocidade

constante, graças ao controlador de vazão 6, a areia vai colmatando-se

gradativamente pelas partículas em suspensão (flocos), que vão sendo retidas. Em

decorrência, a perda de carga também vai aumentando gradativamente até atingir

um valor limite que não deve ser ultrapassado.

Limpeza. Atingida a perda de carga limite, o que ocorre geralmente após um dia

de funcionamento do filtro, a areia deste deve ser lavada por inversão de corrente.

Para tanto. Inicialmente fecha-se o registro 1 e, em seguida, o 2, este no momento

em que o nível d’água, ao baixar, atinge o nível superior da camada de areia.

Então é aberto o registro 3 e logo após o 4, cuja tubulação conduz a água de

lavagem para o fundo falso, água esta que vai subindo no filtro com velocidade

cerca de oito vezes maior que a filtração convencional. Com a subida da água a

areia expande-se dando condições para que as partículas retidas, relativamente

leves, como os flocos, sejam arrastadas e conduzidas para as canaletas de lavagem,

de onde passam para a câmara lateral, encontrando saída pela tubulação de esgoto.

A água de lavagem ao transbordar para as canaletas e daí para a câmara lateral,

inicialmente bastante escura, vai gradativamente clareando-se num período de

cinco a sete minutos, findo o qual a areia já se encontra limpa, oportunidade em

que são fechados os registros 4 e 3, e abertos os de n0 1 e 5, este quando o nível

d’água atingir sua posição normal de filtração.

Diferem dos filtros lentos não só pela velocidade de filtração como pela

sua construção e modo de operação. São constituídos com condições de

autolavagem através da inversão do fluxo normal de funcionamento. Os filtros

rápidos recebem, geralmente, água tratada quimicamente e podem ser constituídos

de concreto armado (filtros de gravidade) ou de chapas metálicas (filtros de

pressão).

Esquema de um filtro rápido convencional .

10.1.5 - Desinfecção

A desinfecção d’água para fins de abastecimento constitui medida que,

em caráter corretivo ou preventivo, deve ser obrigatoriamente adotada em todos os

sistemas públicos. Somente um processo de desinfecção bem controlado, antes

d’água atingir o ponto de consumo, é que poder garantir a qualidade d’água. Do

ponto de vista da saúde pública.

Page 42: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

38

Os produtos normalmente utilizados para desinfecção d’água de

abastecimento público são:

a) cloro (cloro gás ou cloro liquido);

b) hipoclorito de cálcio (ClO)2Ca, encontrado comercialmente sob a forma de pó;

c) hipoclorito de sódio (ClONa), encontrado comercialmente sob a forma

de solução;

d) cal clorada (CaOCl2), encontrada no comércio sob a forma de pó.

Para a adição desses produtos à água em geral são utilizados dosadores

denominados, de acordo com o produto a ser utilizado, cloradores ou

hipocloradores.

10.2 – Esquema Geral de uma Estação de Tratamento

O O O O

CASA DE QUÍMICA

Sulfato Cal Cloro Fluor

Água brutaMistura Rapida

Floculação Decantação FlitraçãoReservatório

Distribuição

Page 43: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

39

11 - SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS

11.1- Introdução

Os dejetos humanos podem ser veículos de germens patogênicos de

várias doenças, dentre as quais febre tifóide e paratifóide, diarréias infecciosas,

amebíase, ancilostomíase, esquistossomose, teníase, ascaridíase etc. Por isso,

torna-se indispensável afastar as possibilidades de seu contado com:

- o homem - águas de abastecimento

- vetores (moscas, baratas) - alimentos

Observa-se que, devido à falta de medidas práticas de saneamento e de

educação sanitária, grande parte da população tende a lançar os dejetos

diretamente sobre o solo, criando, desse modo, situações favoráveis à transmissão

de doenças.

A solução ideal é a construção de privadas com veiculação hídrica,

ligadas a um sistema público de esgotos, com adequado destino final. Essa solução

é, contudo, impraticável no meio rural e às vezes difícil, por razões principalmente

econômicas, em muitas comunidades urbanas e suburbanas. Nesses casos são

indicadas soluções isoladas para cada domicílio.

11.2 - Características das Águas Resíduarias

11.2.1 - Características Físicas

As características físicas dos esgotos podem ser interpretadas pela

obtenção das grandezas correspondentes às seguintes determinações:

matéria sólida;

temperatura;

odor;

cor;

turbidez.

Matéria sólida

Das características físicas, o teor de matéria sólida é o de maior

importância em termos de dimensionamento e controle de operação das unidades

de tratamento. A remoção da matéria sólida é fonte de uma série de operações

unitárias de tratamento, ainda que represente apenas cerca de 0,1% dos esgotos (a

água compõe os restantes 99,9%).

Classificação da matéria sólida

a) em função das dimensões das partículas:

sólidos em suspensão;

sólidos coloidais;

sólidos dissolvidos.

b) em função da sedimentabilidade:

sólidos sedimentáveis;

sólidos flutuantes ou flotáveis;

sólidos não sedimentáveis.

c) em função da secagem, a alta temperatura (550 a 600oC)

sólidos fixos;

sólidos voláteis.

d) em função da secagem em temperaturas médias (103 a 105oC)

sólidos totais;

sólidos em suspensão;

sólidos dissolvidos.

Temperatura

A temperatura dos esgotos é, em geral pouco superior à das águas de

abastecimento (pela contribuição de despejos domésticos que tiveram as águas

aquecidas). Pode, no entanto, apresentar valores reais elevados, pela contribuição

de despejos industriais. Normalmente, a temperatura nos esgotos está acima da

temperatura do ar, à exceção dos meses mais quentes do verão, sendo típica a faixa

de 20 a 25oC.

Page 44: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

40

Em relação aos processos de tratamento sua influência se dá,

praticamente:

nas operações de natureza biológica ( a velocidade de decomposição do esgoto

aumenta com a temperatura, sendo a faixa ideal para a atividade biológica 25 a

35oC, sendo ainda 15oC a temperatura abaixo da qual as bactérias formadoras

do metano se tornam inativas da digestão anaeróbia);

nos processos de transferência de oxigênio (a solubilidade do oxigênio é menor

nas temperaturas mais elevadas);

nas operações em que ocorre o fenômeno da sedimentação (o aumento da

temperatura faz diminuir a viscosidade melhorando as condições de

sedimentação).

Odor

Os odores característicos dos esgotos são causados pelos gases formados

no processo de decomposição.

Há alguns tipos principais de odores, bem característicos:

odor de mofo, razoavelmente suportável, típico do esgoto fresco;

odor de ovo podre, ―insuportável‖, típico do esgoto velho ou séptico, que

ocorre devido á formação de gás sulfídrico proveniente da decomposição do

lodo contido dos despejos;

odores variados, de produtos podres, como de repolho, legumes, peixe, podres;

de matéria fecal; de produtos rançosos; de acordo com a predominância de

produtos sulfurosos, nitrogenados, ácidos orgânicos, etc.

Quando ocorrem odores diferentes e específicos, o fato se deve à

presença de despejos industriais.

Cor e turbidez

A cor e a turbidez indicam de imediato, e aproximadamente, o estado de

decomposição do esgoto, ou sua ―condição‖.

A tonalidade acinzentada da cor é típica do esgoto fresco. A cor preta é

típica do esgoto velho e de uma decomposição parcial. Os esgotos podem, no

entanto, apresentar qualquer outra cor, nos casos de contribuição importante de

despejos industriais, como por exemplo, dos despejos de indústria têxteis ou de

tintas.

A turbidez não é usada como forma de controle de esgoto bruto, mas

pode ser medida para caracterizar e eficiência do tratamento secundário, uma vez

que pode ser relacionada à concentração de sólidos em suspensão.

11.2.2 - Características Químicas

A origem dos esgotos permite classificar as características químicas em

dois grandes grupos: da matéria orgânica e da matéria inorgânica.

Basicamente 70% dos sólidos do esgoto são de origem orgânica.

Geralmente estes compostos orgânicos são uma combinação de carbono,

hidrogênio, algumas vezes com nitrogênio.

Os grupos de substância orgânica dos esgotos são constituídos

principalmente por:

compostos de proteínas (40 a 60%);

carboidratos (25 a 50%);

gordura e óleos (10%);

uréia, sulfatantes, fenóis, pesticidas (típicos de despejos industriais, em

quantidade), etc.

Demanda bioquímica de oxigênio

A forma mais utilizada para se medir a quantidade de matéria orgânica

presente é através da determinação da DBO, mede a quantidade de oxigênio

necessária para estabilizar biologicamente a matéria orgânica presente numa

amostra, após um tempo dado (tomado para efeito de comparação em 5 dias) e a

uma temperatura padrão (20oC, para efeito de comparação).

Normalmente a DBO5 dos esgotos domésticos varia entre 100 e 300 mg/l,

de acordo com a condição, e nos tratamentos completos, deseja-se atingir uma

redução de DBO5 até uma faixa de 20 a 30 mg/l.

Page 45: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

41

As formas de nitrogênio

Pode-se conhecer a presença e estimar o grau de estabilização da matéria

orgânica pela verificação da forma como estão presentes os compostos de

nitrogênio na água residuaria.

O nitrogênio presente no esgoto fresco está quase todo combinado sob

forma de proteínas e uréia; as bactérias no seu trabalho de oxidação biológica

transformam o nitrogênio presente primeiramente em amônia, depois em nitritos e

depois em nitratos.

Demanda química de oxigênio

A DQO corresponde à quantidade de oxigênio necessária para oxidar a

fração orgânica de uma amostra que seja oxidável pelo permanganato ou

dicromato de potássio em solução ácida.

Demanda total de oxigênio

Consiste em uma determinação instrumental capaz de não ser afetada por

certos poluentes que interferem mesmo no teste da DQO.

Demanda teórica de oxigênio

Corresponde à quantidade de oxigênio que estequeometricamente seria

necessário para oxidar completamente um dados composto.

11.2.3- Características Biológicas

Os principais organismos encontrados nos rios e nos esgotos são: as

bactérias, os fungos, os protozoários, os vírus e os grupos de plantas e de animais.

As bactérias constituirão talvez o elemento mais importante

deste grupo de organismos, responsáveis que são pela decomposição e

estabilização da matéria orgânica, tanto na natureza como nas unidades

convencionais de tratamento.

Indicadores da poluição

Há vários organismos cuja presença num corpo d’água indica uma forma

qualquer de poluição. Para indicar no entanto a poluição de origem humana e para

medir a grandeza destas contribuição, usa-se adotar os organismos do grupo

coliforme como indicador.

As bactérias coliforme são típicas do intestino do homem e de outros

animais de sangue quente (mamíferos em geral), e justamente por estarem sempre

presente no excremento humano (100 a 400 bilhões de coliforme/hab. dia) e serem

de simples determinação, são adotadas como referência para indicar e medir a

grandeza da poluição. A bactéria coliforme, sozinha, não transmite qualquer

doença; mas se excretada por indivíduo doente, portador de um organismo

patogênico, ela virá acompanhada destes organismos capaz de trazer as conhecidas

doenças de veiculação hídrica.

A medida dos coliforme é data por uma estimativa estatística de sua

concentração, conhecida como o Número Mais Provável de Coliforme (NPM/ml

ou NPM/100ml), determinada por técnicas próprias de laboratório.

O esgoto bruto contém cerca de 109 a 1010 NMP/100 ml de coliformes

totais, e de 108 a 109 NMP/100 ml de coliformes fecais.

11.3 - Finalidade do Tratamento

11.3.1 - Importância Sanitária

Sob o aspecto sanitário, o destino adequado dos dejetos humanos visa,

fundamentalmente, ao controle e à prevenção de doenças a eles relacionadas. As

soluções a serem adotadas terão os seguintes objetivos:

evitar a poluição do solo e dos mananciais de abastecimento de água;

evitar o contado do solo e dos mananciais de abastecimento de água;

evitar o contato de vetores com as fezes;

propiciar a instituição de hábitos higiênicos na população;

promover o conforto e atender ao senso estético.

Page 46: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

42

11.3.2 - Importância Econômica

A ocorrência de doenças, principalmente doenças infecciosas e

parasitárias ocasionadas pela falta de condições adequadas de destino dos dejetos,

pode levar o homem à inatividade ou reduzir sua potencialidade para o trabalho,

transformando-o de unidade produtiva a uma carga para a saciedade.

Assim, tem-se em vista, em primeiro lugar, preservar a capacidade de

produção do homem. Outros aspectos também são considerados:

aumentar a vida média do homem, pela redução da mortalidade em

conseqüência da redução dos casos de doenças;

diminuir as despesas referentes ao tratamento das doenças evitáveis;

reduzir o custo do tratamento da água de abastecimento, através da prevenção

da poluição dos mananciais;

controlar a poluição das praias e dos locais de recreação com o objetivo de

promover o turismo e obter o conseqüente aumento da renda;

preservar a fauna aquática, especialmente os criadouros de peixes.

11.4 - Soluções Individuais para Destino dos Despejos

a - soluções sanitárias

Não existindo água encanada, usam-se:

privada com fossa seca

privada com fossa estanque

privada com fossa de fermentação

privada química

Existindo água encanada no domicílio, pode ser utilizada privada de vaso

sanitário, mas, quando a localidade não dispõe de sistema de esgotos sanitários

(rede de esgoto), o efluente do vaso sanitário é conduzido a:

tanque séptico

tanque Imnhoff ou OMS

b - Soluções não sanitárias:

privada com receptáculos móveis

fossa negra : é denominação dada a toda fossa destinada a dejetos e efluentes

de tanques sépticos que atinja diretamente o lençol subterrâneo de água. É uma

solução condenável em saneamento. Será tolerada desde que não se utilize nem

se considere a possibilidade de utilizar água subterrânea, para abastecimento na

área em que se localizar a fossa.

Privada construída sobre curso de água: utilizada por habitantes da zona

rural que residem na proximidade de córregos. A casinha é construída sobre

estacas à beira do córrego, geralmente próxima de barrancos. Os dejetos são

lançados diretamente dentro da água.

Privada sem fossa: possui apenas a casinha construída a pequena altura do

solo. Os dejetos são lançados diretamente na superfície do solo e ingeridos por

porcos e galinhas.

Privada de vaso sanitário cujo efluente é lançado na superfície do solo,

geralmente em pequenas valas.

11.5 - Fossa Séptica

11.5.1 - Histórico

As pesquisas de caráter histórico registram como inventor das fossas

sépticas Jean Louis Mouras que, em 1860, construiu um tanque de alvenaria, no

qual eram coletados, antes de serem encaminhados para um sumidouro, os

esgotos, restos de cozinha e águas pluviais de uma pequena habitação em Veoul,

na França. Este tanque, aberto 12 anos mais tarde, não apresentava acumulada a

quantidade de sólidos que foi previamente estimada em função da redução

apresentada no efluente líquido do tanque.

Posteriormente, em colaboração com o Abade Moigne, autoridade

científica da época, J. L. Mouras realizou uma série de experiência e, em face dos

Page 47: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

43

resultados obtidos, registrou a patente do modelo testado em 2 de setembro de

1881.

A fossa Mouras consistia em um tanque hermético, no qual o afluente era

encaminhado para o interior da fossa através de tubulações conectadas a uma peça

submersa na massa líquida; o efluente era descarregado através de tubulação a

jusante.

11.5.2 - Conceito

Fossa séptica é um dispositivo de tratamento de esgotos destinado a

receber a contribuição de um ou mais domicílios e com capacidade de dar aos

esgotos um grau de tratamento compatível com a sua simplicidade e custo.

Como os demais sistemas de tratamento, deverá dar condição aos seus

efluentes de:

impedir perigo de poluição de mananciais destinados ao abastecimento

domiciliar;

impedir alteração das condições de vida aquática nas águas receptoras;

não prejudicar as condições de balneabilidade de praias localidades de recreio

e esporte;

impedir perigo de poluição de águas subterrâneas, de água localizadas (lagos

ou lagoas, de cursos d’água que atravessem núcleos de população, ou de águas

utilizadas na dessedentação de rebanhos e na horticultura, além dos limites

permissíveis, a critérios do órgão local responsável pela Saúde Pública.

11.5.3 - Dimensionamento

A fossa séptica deverá ser projetada de modo que as suas dimensões

atendam satisfatoriamente a vazão afluente e que permita manutenção fácil,

econômica e segura. (NBR 7229/93)

11.5.3.1 - Volume

V = 1000 + N(CT + KLf)

Onde:

V = volume útil em litros

N = número de pessoas

C = contribuição de despejos, em litros/pessoa x dia (tab 11.1)

T = período de detenção, em dias (Tab 11.2)

K = taxa de acumulação de lodo digerido em dias equivalente ao tempo de

acumulação de lodo fresco (Tab 11.3)

Lf = contribuição de lodo fresco, em litros/pessoa x dia (Tab 11.1)

Tabela 11.1 - Contribuição diária de esgoto (C) e de lodo fresco por tipo de

prédio e de ocupantes

Prédio

Unidade

Contribuição

de esgoto (C)

Contribuição

de lodo

fresco (Lf)

1 – Ocupantes permanentes

- residência

padrão alto

padrão médio

padrão baixo

- hotel (exceto lavanderia e cozinha)

- alojamento provisório

pessoa

pessoa

pessoa

pessoa

pessoa

160

130

100

100

80

1

1

1

1

1

2 - Ocupantes temporários

- fabrica em geral

- escritório

- edifícios públicos ou comerciais

- escolas (externatos) e locais de

longa permanência

- bares

- restaurantes e similares

- cinemas, teatros locais de curta

permanência

pessoa

pessoa

pessoa

pessoa

pessoa

refeição

lugar

70

50

50

50

5

25

2

0,30

0,20

0,20

0,20

0,10

0,10

0,02

Page 48: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

44

Tabela 11. 2 - período de detenção dos despejos,

por faixa de contribuição diária

Tabela 11.3 - taxa de acumulação total de lodo (K), em dias, por

intervalo entre limpezas e temperaturas do mês mais frio

Intervalo entre

limpezas (anos)

Valores de K por faixa de temperatura

ambiente (t) em 0C

1

2

3

4

5

t <= 10

94

134

174

214

254

10 <= t <=20

65

105

145

185

225

t >= 20

57

97

137

177

217

Tabela 11.4 - Profundidade útil mínima e máxima, por faixa de

volume útil

Volume útil (m3)

Profundidade útil

mínima (m)

Profundidade útil

máxima (m)

Até 6,0

De 6,0 a 10,0

Mais que 10,0

1,20

1,50

1,80

2,20

2,50

2,80

11.5.3.2 - Geometria dos Tanques

Os tanques sépticos podem ser cilíndricos ou prismáticos retangulares. Os

cilíndricos são empregados em situações onde se pretende minimizar a área útil

em favor da profundidade; os prismáticos, nos caso em que sejam desejáveis

maior área horizontal e menor profundidade.

11.5.3.3 - Medidas Internas Mínimas

As medidas internas dos tanques devem observar o que segue:

profundidade útil: varia entre os valores mínimos e máximos recomendados na

tabela 4, de acordo com o volume útil;

diâmetro interno mínimo - 1,10m;

largura interna mínima - 0,80m;

relação comprimento/largura para tanques prismáticos retangulares: mínimo

2:1, máximo 4:1

a, b 5 cm; c = 1/3 h

Contribuição diária

(L)

Tempo de detenção

(dia)

Até 1500

De 1501 a 3000

De 3001 a 4500

De 4501 a 6000

De 6001 a 7500

De 7501 a 9000

Mais de 9000

1

0,92

0,83

0,75

0,67

0,58

0,50

C5cm

5cm

5cm

L

b

Entrada Saída

Page 49: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

45

11.5.4 - Disposição do Efluente Líquido dos Tanques Sépticos

O efluente líquido é potencialmente contaminado, com odores e aspectos

desagradáveis, exigindo, por estas razões, uma solução eficiente de sua disposição.

Entre os processos eficientes e econômicos de disposição do efluente

líquido das fossas têm sido adotados os seguintes tipos:

diluição (cornos d’água receptores): para o Tanque Séptico a proporção é de

1:300;

sumidouro;

vala de infiltração e filtração;

filtro de areia;

filtro anaeróbio.

A escolha do processo a ser adotado deve considerar os seguintes fatores:

natureza e utilização do solo;

profundidade do lençol freático;

grau de permeabilidade do solo;

utilização e localização da fonte de água de subsolo utilizada para consumo

humano;

•volume e taxa de renovação das águas de superfície.

11.5.5. - Disposição do Efluente Sólido

A parte sólida retida nas fossas sépticas (lodo) deverá ser renovada

periodicamente, de acordo com o período de armazenamento estabelecido no

cálculo destas unidades. A falta de limpeza no período fixado acarretará

diminuição acentuada da sua eficiência.

Pequeno número de tanque séptico instalados e de pouca capacidade não

apresentam problemas para a disposição do lodo. Nestes casos, o lançamento no

solo, a uma profundidade mínima de 0,60m, e mesmo em rios, poderá ser uma

solução, desde que o local escolhido não crie um problema sanitário. Quando o

número de tanque séptico for bastante grande ou a unidade utilizada é de grande

capacidade, o lodo não poderá ser lançado no solo e nem nos rios, mas sim

encaminhado para um leito de secagem.

11.5.6 - Eficiência

A eficiência do tanque séptico é normalmente expressa em função dos

parâmetros comumente adotados nos diversos processos de tratamento. Os mais

usados são: Sólidos em suspensão e Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). As

quantidades de cloretos, nitrogênio amoniacal, material graxo e outras substâncias

podem interessar em casos particulares, A tabela .5 Apresenta dados de eficiência

das unidades de tratamento.

11.5.6.1 - Sólidos em Suspensão

O tanque séptico, projetado e operado racionalmente, poderá obter

redução de sólidos em suspensão em torno de 60%.

11.5.6.2 - Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)

A remoção de DBO poderá ser da ordem de:

vazão em tomo de 2000 1/dia— 35 a 61%;

vazão em torno de 1000 1/dia— 49 a 60%.

11.5.6.3 - Influência de Outras Substâncias

Os esgotos contendo sabões nas proporções normalmente utilizadas, de

20 a 25mg/l, não prejudicam o sistema. No entanto, sob nenhum propósito deverá

ser lançado, nos tanques, soluções de soda cáustica, que além da interferência em

sua eficiência, provocará a colmatação dos solos argilosos.

Estudos realizados demonstraram não haver qualquer evidência de que os

detergentes usualmente utilizados nas residências, nas proporções em que

normalmente encontradas nos esgotos, possam ser nocivos para o funcionamento

dos tanques sépticos.

Page 50: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

46

Tabela 11.5 - Eficiência das Unidades de Tratamento

Unidade de Tratamento Eficiência na Remoção

de DBO (%)

Tanque séptico de câmara única ou de câmara

sobreposta

30 a 50

Tanque séptico de câmara em série 35 a 65

Valas de filtração 75 a 95

Filtro anaeróbio 70 a 90

11.6 - Filtro Anaeróbio

O filtro anaeróbio é usado para:

dotar o efluente líquido das fossas sépticas de características dentro dos

padrões de qualidade exigidos para o corpo d’água receptor

dotar as normas de opção entre as soluções para o problema gerado pela

inviabilidade de infiltração de efluente líquidos da fossa séptica no terreno.

O filtro pode ter forma cilíndrica ou prismática, com fundo falso

perfurado.

O leito filtrante já incluso a altura do fundo falso deve ser limitada a 1,20

m, que é constante para qualquer volume obtido no dimensionamento. O fundo

falso deve ser limitado a 0,60m, já incluso a espessura da laje. O material filtrante

deve ter a granulometria mais uniforme possível, podendo varias entre 0,04m e

0,07m ou ser adotada a pedra britada no4.

O volume útil mínimo do leito filtrante deve ser de 1000 litros.

Deve ser prevista uma perda de carga hidráulica entre o nível no tanque

séptico e o nível no filtro anaeróbio de 0,10m.

11.6.1 - Dimensionamento

a) volume útil (v) V = 1,60 NCT

onde:

N = número de contribuintes

C = contribuição de despejos (l/pessoa x dia) (tab. 1)

T = período de detenção (dias) (tab. 6)

b) seção horizontal (S)

S = V / 1,20

Tabela 11.6 – Tempo de detenção hidráulica de esgoto(T) por faixa de vazão e

temperatura do esgoto (em dias)

Vazão

L/dia

Temperatura média do mês mais frio

Abaixo de 15 oC Entre 15 e 25 oC Maior eu 25 oC

Até 1500 1.17 1.00 0.92

1501 – 3000 1.08 0.92 0.83

3001 – 4500 1.00 0.83 0.75

4501 – 6000 0.92 0.75 0.67

6001 – 7500 0.83 0.67 0.58

7501 - 9000 0.75 0.58 0.50

Acima de 9000 0.75 0.50 0.50

11.6.2 – Aspectos a Serem Observados na Construção do Filtro Anaeróbio

O volume útil mínimo do leito filtrante deve ser de 1000 litros;

A altura do leito filtrante, já incluindo a altura do fundo deve ser limitada a

1,20 m.;

A altura do fundo falso deve ser limitada a 0,60 m, já incluindo a espessura da

laje;

No caso de haver dificuldades de construção do fundo falso, todo o volume do

leito pode ser preenchido por meio filtrante. Neste caso, o esgoto afluente

deve ser introduzido até o fundo, a partir do qual é distribuído sobre todo do

filtro através de tubos perfurados.

Detalhe de um filtro circular.

Page 51: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

47

Filtro anaeróbio tipo retangular totalmente enchido de brita

Page 52: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

48

11.7 - Sumidouro

Os sumidouros são também conhecidos como poços absorventes,

recebendo os efluentes diretamente das fossa sépticas, tendo, portanto, vida útil

longa devido à facilidade de infiltração do liquido praticamente isento dos sólidos

causadores da colmatação do solo. Esta é a principal diferença entre sumidouros e

outros dispositivos de lançamento dos esgotos em covas: latrina, fossa seca, etc.

Os sumidouros devem ter as paredes revestidas de alvenaria de tijolos, assentes

com juntas livres, ou de anais (ou placas) pre-moldadas de concreto,

convenientemente furadas, e ter enchimento no fundo de cascalho, ou pedra

britada de pelo menos 0,50m de espessura.

As lajes de cobertura dos sumidouros devem ficar no nível do terreno, ser

de concreto armado e dotadas de aberturas de inspeção com tampão de fechamento

hermético, cuja menor dimensão em seção seja de

0,60m.

O fundo do sumidouro deverá estar a uma profundidade de 1,5m acima

do lençol de água, para evitar a poluição da água subterrânea.

As dimensões dos sumidouros são determinadas em função da capacidade

de absorção do terreno. Devendo ser considerada como superfície útil de absorção

a superfície do fundo e das paredes laterais até o nível de entrada do efluente do

tanque séptico.

A = V

Tma

onde:

V = volume total diário de esgoto (m3dia);

Tma = taxa máxima de aplicação diária e infiltração em litros por (m³/m² dia).

11.7.1 - Teste de Percolação

O teste de percolação pode ser feito da seguinte maneira:

Em três pontos do terreno onde vai ser utilizado para disposição do

efluente da fossa séptica :

Com o trado de 150mm de diâmetro, escavar um cava vertical de modo que o

fundo da cava esteja aproximadamente no mesmo nível previsto para o fundo

do campo de infiltração.

Retirar o material solto no fundo da cava e cobrir o fundo com cerca de 0,05m

de brita.

Encher a cava com água a profundidade de 0,30m do fundo e manter esta

altura durante pelo menos 4 horas, completando com água na medida em que

desce o nível. Este período deve ser prolongado para 12 horas ou mais se o

solo for argiloso; esta constitui uma etapa preliminar para saturação do solo;

Se toda a água inicialmente colocada infiltrar no solo dentro de 10 minutos,

pode-se começar o ensaio imediatamente;

Exceto para solo arenoso, o ensaio de percolação não dever ser feito 30 horas

após o inicio da etapa de saturação do solo.

Determinação da taxa de percolação K

Colocar 0,15m de água na cava acima da brita, cuidando-se para que durante

todo o ensaio, não seja permitido que o nível da água supere 0,15m;

Imediatamente após o enchimento, determinar o abaixamento no nível d’água

na cava a cada 30 minutos (queda do nível) e após cada determinação colocar

mais água e retornar ao nível de 0,15m;

O ensaio deve prosseguir até que se obtenha diferença de rebaixamento dos

níveis entre as duas determinações sucessivas inferior a 0,015m, em pelo

menos três medições necessariamente;

No solo arenoso, quando a água colocada se infiltra no período inferior a 30

minutos, o intervalo entre as leituras deve ser reduzido para 10 minutos,

durante uma hora, assim sendo, nesse caso, o valor da queda a ser utilizado é a

queda da última leitura;

Calcular a taxa de percolação para cada cava escavada, a partir dos valores

apurados, dividindo-se o intervalo de tempo entre determinações pelo

rebaixamento lido na última determinação.

Page 53: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

49

Por exemplo: se o intervalo utilizado é de 30 minutos e o desnível

apurado é de 0,03m, temos a taxa de percolação de 30/0,03 = 1000 min/m;

O valor médio da taxa de percolação da área é obtido calculando a média

aritmética dos valores das cavas;

O valor real a ser utilizado no cálculo da área necessária da vala de infiltração,

deve ser especificado na tabela 11.7;

Obtém-se o valor da área total necessária para área de infiltração, dividindo-se

o volume total diário estimado de esgoto (m³/dia) pela taxa máxima de

aplicação diária.

Tabela 11.7 – Conversão de valores de taxa de percolação em taxa de

aplicação superficial

Taxa de

percolação

(min/m)

Taxa máxima

de aplicação

diária

(m³/m² dia)

Taxa de

percolação

(min/m)

Taxa máxima de

aplicação diária

(m³/m² dia)

40 ou menos 0.20 400 0.065

80 0.14 600 0.053

120 0.12 1200 0.037

160 0.10 1400 0.032

200 0.09 2400 0.024

11.7.2 - Aspectos a Serem Observados na Construção do Sumidouro

A distância máxima na horizontal e vertical entre furos é de 0,20m;

Diâmetro mínimo dos furos pe de 0,015m;

A distância D entre os sumidouros deve ser maior que 3 vezes o diâmetro dos

mesmos e nunca menor que 6 metros.

Detalhe de um sumidouro circular

Page 54: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

50

11.8 – Vala de Infiltração

O sistema de vala de infiltração consiste em um conjunto de canalização

assentado a uma profundidade determinada, em um solo cujas características

permitam a absorção do esgoto efluente do tanque séptico. A percolação do

líquido através do solo permitirá a mineralização dos esgotos, antes que os

mesmos se transforme em fonte de contaminação das águas subterrâneas e de

superfície. A área por onde são assentadas as canalizações de infiltração também

são chamados de ―campo de nitrificação‖

11.8.1 - Dimensionamento

Para determinação da área de infiltração do solo, utiliza-se a mesma

fórmula do sumidouro, ou seja: A = V/Tma. Para efeito de dimensionamento da

vala de infiltração, a área encontrada se refere apenas ao fundo da vala.

No dimensionamento tem que se levar em conta as seguintes orientações:

em valas escavadas em terreno, com profundidade entre 0,60m e 1,00m,

largura mínima de 0,30m, devem ser assentados em tubos de drenagem de no

mínimo l00mm de diâmetro;

a tubulação deve ser envolvida em material filtrante apropriado e

recomendável para cada tipo de tubo de drenagem empregado, sendo que sua

geratriz deve estar a 0,30m acima da soleira das valas de 0,50m de largura ou

até 0,60m, para valas de 1,00m de largura. Sobre a câmara filtrante deve ser

colocado papelão alcatroado, laminado de plástico, filme de termoplástico ou

similar, antes de ser efetuado o enchimento restante da vala com terra;

a declividade da tubulação deve ser de 1:300 a 1:500;

deve haver pelo menos duas valas de infiltração para disposição do efluente

de um tanque séptico;

Pode-se optar por três valas, cada uma com 50% da capacidade total.

comprimento máximo de cada vala de infiltração é de 30m;

espaçamento mínimo entre as laterais de duas valas de infiltração é de no

mínimo 2,00 m;

Detalhes da vala de infiltração.

Page 55: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

51

11.9 Desinfecção

A desinfecção tem por objetivo reduzir a quantidade de microorganismos

patogênicos, provenientes dos sistemas de tratamento de esgoto, atinjam os corpos

hídricos, uma vez estes microorganismos são potencialmente transmissores de

doenças.

Um dos desinfetantes mais utilizados tem sido o cloro, pois tem se

mostrado um agente eficaz no controle das bactérias do grupo coliforme.

O processo de desinfecção consiste basicamente em fazer com que o

agente desinfetante entre em contato com o esgoto a ser desinfetado e permaneça

por um período e contato, este período é chamado de tempo de contato. Ao se

utilizar pastilhas de cloro pode-se considerar 30 minutos como tempo de contado.

Dimensionamento do clorador:

Volume = (N*C) / 48

Sendo: N = número de contribuintes;

C = contribuição percapita de esgoto, em litros por habitante dia.

VAR

h

CORTE

PASTILHA DE CLORO

TAMPA REMOVÍVEL

b

CAP C/ FUROS

L

PLANTA

P/ PASTILHA

11.9 - Tratamento de Esgoto

11.9.1 - Considerações Gerais

Se colocássemos o esgoto em uma batedeira de bolo e o agitássemos por

um certo tempo, ele deixaria de ser esgoto e passaria a ser água com um pouco de

sais minerais. Do ponto de vista prático, este ―milagre‖ originou-se da turbulência

provocada pela hélice da batedeira, captando oxigênio do ar. Na verdade, porém,

ente mecanismo é mais complexo, uma vez que o oxigênio para estabilizar ou

oxidar as matérias orgânicas tem necessidade da co-participação de

microrganismos aeróbios. Trata-se, pois de um mecanismo biológico que é o

responsável pelo fenômeno de autodepuração dos rios.

O mesmo resultado poderia ser obtido se, em lugar da agitação violenta,

introduzíssemos ar no esgoto, com auxilio de uma bomba de ar (usada dos

aquários ornamentais) ou, ainda, pulverizando o esgoto em forma de garoa, cuja

gotículas, em um contado com o ar, absorvessem o seu oxigênio. Finalmente, se

colocássemos esse esgoto em um aquário cheio de algas e exposto à luz,

obteríamos igualmente a sua depuração, graças ao oxigênio produzido pela

fotossíntese. Estes são, na verdade, as três alternativas básicas para tratamento

biológico aeróbio dos esgotos.

O tratamento biológico dos esgotos nada mais é que uma imitação de

processos que ocorrem normalmente na natureza, os quais recebem globalmente a

denominação de autodepuração. Neste processo, transformações cíclicas e

decomposição biológica da matéria orgânica dos esgotos continuam nas águas

receptoras; esses fenômenos, aliados à ação de agentes físicos, químicos,

bioquímicos e biológicos, fazem com que as águas retomem as características

anteriores à poluição.

A auto depuração é definida como o processo pelo qual as águas poluídas

restauram suas primitivas condições de pureza, através da ação de agentes naturais

que tendem a tornar estáveis e inócuos as substâncias estranhas presentes

O mecanismo básico da depuração aeróbia apoia-se na atividade de

bactérias, alimentando-se de matéria orgânica dos próprios resíduos e de oxigênio

para a sua respiração.

Page 56: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

52

11.9.2 - Fases e Graus de Tratamento de Esgotos

11.9.2 1 - Tratamento Secundário

a) tratamento preliminar

É constituído por:

* grades

* caixas de areia

* desintegradores

* tanques de remoção de óleos e graxas

b) tratamento primário

Além dos processos do tratamento preliminar, inclui:

* decantação simples (primária)

* precipitação química

* digestão do lodo

* secagem do lodo

* desinfecção do efluente.

c) tratamento secundário

Em adição aos tratamentos preliminares e primários, incluem-se:

* processos biológicos

- filtração biológica

- lodo ativado

* decantação final (secundária)

d) tratamento terciário

Complementa os processos anteriores quando se exigir maior depuração o

que pode ser feito por:

filtros intermitentes de areia

lodos ativados em seqüência à filtração biológica

lagos de estabilização.

e) desinfecção de efluentes

Geralmente consiste em uma cloração do efluente da estação de

tratamento.

A desinfecção deve ser feita sempre que o problema a ser resolvido for o

da contaminação por bactérias, desejando-se manter as condições sanitárias do

corpo de água receptor, utilizando, por exemplo, para abastecimento de água ou

para atividades desportivas; é feita particularmente no caso de efluentes de

hospitais e de sanatórios onde existem portadores de doenças transmissíveis.

Os agentes desinfetantes utilizados são o cloro e seus compostos, em

dosagem de acordo cos as características das águas de esgoto.

No caso de ser utilizada a desinfecção dos efluentes numa estação de

tratamento de esgotos, esta geralmente é a última fase de todo o tratamento.

11.9.3 – Lagoas de Estabilização

As lagoas de estabilização são o mais simples método de tratamento de

esgotos existente. São construídas através de escavação no terreno natural, cercado

de taludes de terra ou revestido com placas de concreto. Geralmente têm a forma

retangular ou quadrada.

Podem ser classificadas em quatro diferentes tipos:

lagoas anaeróbias;

lagoas facultativas;

lagoas de maturação;

lagoas aeróbias (de alta taxa).

a) Lagoas Anaeróbias

Têm a finalidade de oxidar compostos orgânicos complexos antes do

tratamento com lagoas facultativas ou aeradas. As lagoas aneróbias não dependem

da ação fotossintética das algas, podendo assim ser construídas com profundidades

maiores do que as outras, variando de 2.0 a 5,0m. São projetadas sempre que

Page 57: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

53

possível associada a lagoas facultativas ou aeradas.

b) Lagoas Facultativas

O seu funcionamento é através da ação de algas e bactérias sob a

influência da luz solar (fotossíntese). A matéria orgânica contida nos despejos é

estabilizada, parte transformando-se em matéria mais estável na forma de células

de algas e parte em produtos inorgânicos finais que saem com efluente. Estas

lagoas são chamadas de facultativas devido as condições aeróbias mantidas na

superfície liberando oxigênio e às anaeróbias mantidas na parte inferior onde a

matéria orgânica é sedimentada. Têm profundidade variando de 1,0 a 2,5m e áreas

relativamente grande.

c) Lagoas de Maturação

A sua principal finalidade é a redução de coliformes fecais, contido nos

despejos de esgotos. São construídas sempre, depois do tratamento completo de

uma lagoa facultativa ou outro tipo de tratamento convencional. Com adequado

dimensionamento, pode-se conseguir índices elevados de remoção de coliformes,

garantindo assim uma eficiência muito boa. As profundidades normalmente

adotadas, são iguais as das lagoas facultativas.

d) Lagoas Aeróbias ou de Alta Taxa.

Têm como principal aplicação a cultura colheita de algas. São

projetadas para o tratamento de águas residuárias decantadas. Constituem um

poderoso método para produção de proteínas, sendo de 100 a 1000 vezes mais

produtivas que a agricultura convencional. E aconselhável o seu uso, para

tratamento de esgoto, quando houver a viabilidade do reaproveitamento da

produção das algas. A sua operação exige pessoal capaz e o seu uso é restrito. A

profundidade média é de 0,3 a 0,5m.

12 - POLUIÇÃO DE RECURSOS HÍDRICOS

Podemos definir poluição como sendo a degradação da qualidade

ambiental resultante de atividades que direta ou indiretamente:

a) prejudiquem a saúde, a segurança e o bem – estar da população;

b) criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;

c) afetem desfavoravelmente a biota;

d) afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;

e) lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais

estabelecidos.

Assim, poluição tem um sentido amplo, não se restringindo apenas ao

prejuízos que possa causar ao homem ou aos seres vivos. Desde que uma alteração

provocada em um meio prejudique um uso benéfico definido para ele, dizemos

que houve poluição.

Dentro desta visão, podemos entender a poluição de um recurso hídrico

como: qualquer alteração de suas características, de modo a torná-lo prejudicial às

formas de vida que ele normalmente abriga ou que dificulte ou impeça um uso

benéfico definido para ele. Assim, uma água com certos teores de impurezas pode

ser considerada poluída para determinado uso e não ser para outro.

Quando a poluição de um determinado recurso hídrico resulta em

prejuízos à saúde do homem, dizemos que há contaminação.

12.1 – Fontes de Poluição

As principais fontes de poluição da água são:

de origem natural: decomposição de vegetal, erosão das margens, salinização,

etc.

esgoto domestico.

Esgoto industrial.

Águas do escoamento superficial.

De origem agropastoril: excrementos de animais, pesticidas, fertilizantes.

Águas de drenagem de minas.

Page 58: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

54

Lixo.

12.2 – Levantamento Sanitário

O levantamento sanitário de recursos hídricos tem por objetivo apresentar

um diagnóstico das condições de suas águas e das cargas poluidoras. Este

levantamento deve constituir a etapa inicial de qualquer programa de utilização ou

de proteção de recursos hídricos.

Em trabalhos visando à preservação de recursos hídricos, é importante

que seja feito o estudo completo das condições da bacia hidrográfica com um

todo. Este diagnóstico é denominado Levantamento Sanitário da Bacia

Hidrográfica, e compreende duas etapas:

- Estudo das características da bacia e das condições sanitárias dos corpos

d’água; e levantamento das fontes de poluição, com avaliação de suas cargas

poluidoras.

- Estudos das condições dos corpos d’água e das bacias contribuintes.

Este levantamento é feito através da coleta de informações sobre os

recurso hídricos em estudo, e de suas bacias hidrográficas respectivas, devendo

constar, principalmente, de:

- Dados fisiográficos da bacia: aspectos geológicos; precipitações

pluviométricas e escoamento; variações climáticas; temperatura; evaporação;

etc.

- Informações sobre o comportamento hidráulico dos recursos hídricos: vazão

máxima e mínimas; volumes de reservatórios; etc.

- Condições de uso/ocupação do solo: tipos; densidades; perspectivas de

crescimento.

- Caracterização sócio-econômica: demografia, desenvolvimento econômico,

etc.

- Levantamento dos usos múltiplos das águas da bacia.

- Localização das principais fontes de poluição. Identificação de áreas críticas.

- Diagnóstico do estado das águas, em termos de características físicas,

químicas e biológicas.

O diagnóstico das condições sanitárias das águas é feito através da coleta

e exame de amostras obtidas em pontos significativos dos recursos hídricos. Os

mais utilizados são:

- Oxigênio Dissolvido

- Demanda Bioquímica de Oxigênio

- Bactérias do grupo coliforme

- Temperatura

- pH

- Nitrogênio e Fósforo

- Condutividade tóxica

- Cloretos

- Sólidos

12.3 – Avaliação de Cargas Poluidoras

Em muitos trabalhos de levantamentos de cargas poluidoras ou de

estimativas futuras das mesmas. Adotam-se parâmetros já conhecidos em função

do tipo de fonte de poluição, para avaliá-las.

Assim, a avaliação das cargas poluidoras de um determinado recurso

hídrico, pode ser feita a partir de fatores já determinados, disponíveis na literatura

Conhecendo-se a concentração de determinado poluente e a vazão do

esgoto, determina-se a carga diária do mesmo através da expressão:

Carga poluidora (kg/dia) = Concentração (g/m³) x Vazão (m³/dia)

1000

Obs.: g/m³ = mg/l = ppm

12.4 – Assimilação de Cargas Poluidoras

Todo manancial tem uma certa capacidade de depurar as cargas que

recebe. Esta autodepuração ocorre através de fenômeno de natureza física, físico-

química e biológica.

Page 59: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

55

Desta maneira após ser feito um lançamento de poluentes em corpos

d’água, iniciam-se processo de assimilação dos mesmos, ocorrendo, com relação a

alguns deles, uma depuração completa.

Alguns fenômenos interferem na autodepuração, estes fenômenos

acontecem de forma conjunta, sendo, muitas vezes, difícil distinguí-los

isoladamente. Dentre os fenômenos podemos destacar:

- Turbulência;

- Sedimentação;

- Luz solar;

- Temperatura;

- Diluição

Entre os fenômenos químicos de autodepuração podemos destacar as

reações de oxidação e redução. As reações de oxidação de matéria orgânica

ocorrem devido aos processos de respiração dos organismos e, quando realizadas

por seres aeróbios, provocam redução no oxigênio do meio.

Entre os processos de redução química, destacam-se os de sínteses

orgânicas, sendo mais importante o da fotossíntese, o qual resulta na produção de

oxigênio.

12.5 - Equação da Mistura

É possível calcular a concentração de determinada substância, ou

parâmetro indicador de poluição, em um corpo receptor, após o mesmo receber

uma carga poluidora.

A expressão que determina o valor desta concentração é a chamada

equação da mistura, a qual tem a seguinte forma:

Cm = Qd . Cd + Qr . Cr

Qd + Qr

Onde:

Cm = concentração do poluente, no corpo receptor, após a mistura com o despejo

(mg/l)

Cd = concentração do poluente, no despejo (mg/l)

Cr = concentração do poluente, no corpo receptor, antes de receber o despejo

(mg/l)

Qd = vazão do despejo (m³/s)

Qr = vazão do corpo receptor (m³/s)

12.6 - Equivalentes Populacionais

Entende-se por população equivalente o número de pessoas capas de

contribuir com uma carga poluidora igual à produzida por uma indústria.

12.7 – Oxigênio Dissolvido

O teor de oxigênio dissolvido é um indicador de suas condições de

poluição por matéria orgânica. Assim, uma água não poluída (por matéria

orgânica) deve estar saturada de oxigênio. Por outro lado, teores baixos de

oxigênio dissolvido podem indicar que houve uma intensa atividade bacteriana

decompondo matéria orgânica lançada na água.

12.8 – Demanda Bioquímica de Oxigênio

A demanda bioquímica de oxigênio (DBO) é a quantidade de oxigênio

molecular necessária à estabilização da matéria orgânica decomponível

aerobicamente por via biológica. Portanto, a DBO é um parâmetro que indica a

quantidade de oxigênio necessária, em um meio aquático, à respiração de

microrganismos aeróbios, para consumirem a matéria orgânica introduzida na

forma de esgotos ou de outros resíduos orgânicos. A determinação da DBO é feita

em laboratório, observando o oxigênio consumido em amostras do líquido,

durante 5 dias, á temperatura de 20 oC.

12.9 – Demanda Química de Oxigênio

Page 60: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

56

A demanda química de oxigênio (DQO) é a quantidade de oxigênio

molecular necessária à estabilização da matéria orgânica, por via química. Não

existe uma correlação entre a DBO e a DQO. No entanto, a DQO é sempre maior

que a DBO, devido a oxidação química decompor matéria orgânica não -

biodegradável.

13 - REDE DE ESGOTO

13.1 - Generalidades

A rede de esgoto é um conjunto de condutos ramificados com traçado que

lembra no seu funcionamento, um sistema fluvial. O desenvolvimento dos

condutos, todos escoando livremente, faz-se sempre com declividade positiva

partindo das extremidades, onde estão os pontos mais altos e os trechos de

menores dimensões, até os pontos mais baixos onde estão os trechos de maiores

dimensões.

Os condutos de pequenas dimensões afluem para os condutos cada vez

maiores até atingir os condutos principais do sistema de esgotos.

Ao longo do traçado, esses condutos, dispostos nas vias públicas, vão

recebendo os despejos dos prédios. O fluxo dos esgotos, a princípio irregular nas

extremidades, vai-se tornando contínuo e mais regular a medida que vai atingindo

condutos de maiores dimensão.

O sistema compreende condutos secundários e condutos principais.

A distinção entre ambos poderia ser feita admitindo-se um diâmetro

limite para os condutos secundários. A partir desse valor estariam os condutos

principais. Não há critério universal para fixar esse limite, ele poderia depender do

tamanho do distrito ou da cidade a esgotar, dos consumos de água específicos dos

prédios e das variações desses consumos.

O conduto secundário serve a um pequeno trecho, recebendo as

contribuições de despejos líquidos de pequena área. O conduto principal, tendo

numerosos condutos secundários como afluentes, recebe o esgoto de áreas mais

extensas.

A rede de esgoto quanto ao traçado dos condutos principais pode formar

um conjunto de condutos que define um aspecto peculiar. O traçado depende

fundamentalmente de:

Page 61: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

57

sistema de esgotamento adotado (unitário ou separador);

traçado de rede viária da cidade;

topografia, geologia e hidrografia da área;

limites legais a observar;

posição do lançamento final e/ou da estação depuradora.

13.2 - Sistemas de Esgotamentos

As redes de esgotos podem ser classificadas em três categorias:

Sistema unitário

Sistema misto ou separador parcial

Sistema separador absoluto

13.3 - Hidráulica das Redes de Esgotos

As canalizações de esgotos são calculadas como condutos livres, com

exceção dos sifões invertidos e das canalizações de recalque que escoam como

condutos forçados.

13.3.1 - Lâmina Líquida

Como condutos livres, os coletores de esgotos são calculados para

funcionarem à meia seção, escoando a vazão máxima (dia e hora de maior

contribuição) do fim do plano.

13.3.2 - Diâmetro Mínimo

A norma NBR 9649 de 1986 da ABNT, admite o diâmetro de 100 mm

com mínimo a ser utilizado em redes coletoras de esgotos sanitários. Entretanto,

em São Paulo, o diâmetro mínimo adotado é de 150 mm. Excepcionalmente, em

casos especiais, tais como coletores auxiliares com vazões pequenas, pode ser

utilizada o diâmetro de 100 mm.

13.3.3 – Tensão Trativa ()

A tensão trativa é definida como a tensão tangencial exercida sobre a

parede do conduto pelo líquido em escoamento, ou seja, é a componente

tangencial do peso líquido sobre a unidade de área da parede do coletor e que atua

sobre o material sedimentado, promovendo seu arraste, e conseqüentemente

promovendo a autolimpeza.

A equação da tensão trativa é dada por:

IRH

onde:

= Tensão trativa em Pa;

= Peso específico do líquido em N/m³ ( esgoto = 104 N/m³)

RH = Raio hidráulica, em m;

I = Declividade da tubulação em m/m

13.3.4 - Declividade Mínima

Os coletores são projetados de modo a se ter a sua autolimpeza, desde o

inicio do plano. Para a autolimpeza, deve-se garantir, pelo menos uma vez por dia,

uma tensão trativa de 1,0 Pa.

A declividade a ser adotada deverá proporcionar, para cada trecho da

rede, uma tensão trativa média igual ou superior a 1,0 Pa, calculada para vazão

inicial. A declividade mínima que satisfaz essa condição pode ser determinada

pela expressão aproximada, para coeficiente de Manning n = 0,013:

Imin = 0,005 5 Q-0

’47

onde: Imin = declividade mínima, mim;

Qi = vazão de jusante do trecho no início do

Page 62: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

58

13.3.5 - Velocidades Mínimas

As canalizações de esgotos devem ser calculadas com velocidade de

escoamento que evitem deposições excessivas de substâncias sólidas minerais que

normalmente são transportadas pelo líquido em escoamento.

No Brasil é comum adotar como limite mínimo de velocidade 0,75m/s.

13.3.6 – Velocidade Máxima

Nos condutos de esgotos deve-se evitar que a velocidade ultrapasse certos

valores máximos a fim de evitar a ação erosiva de partículas sólidas duras que são

transportadas pelo esgoto.

Diversos autores indicam para esse limite, valores bem discordantes:

Metcelf & Eddy aconselham:

- para tubos cerâmicos vidrados : 2,40 3 3,6m/s.

- para tubos de concreto : 1,50m/s

- para tubos de concreto revestido de material vidrado: 2,40m/s.

Seelye adota os seguintes valores:

- para tubos de concreto: 2,40m/s

- para tubos vidrados: 3,45 a 6,00m/s.

13.3.5 - Profundidade Mínima e Profundidade mais Conveniente

A profundidade mínima dos coletores está relacionada com a

possibilidade de escoamento de compartimentos sanitários situados a uma certa

distância da frente do lote e em cota inferior à da via pública.

Este valor deve ser definido e limitado pelo órgão concessionários dos

serviços de esgotos da cidade.

H = h + 0,50 + 0,02L + 0,30 + D

onde:

h = desnível entre o leito da via publica e o piso do compartimento sanitário a

esgotar:

0,50 = dimensão aproximada da caixa de inspeção em metros:

0,02L = desnível no coletor predial de diâmetro mínimo 100mm, na declividade

mínima correspondente (2%):

0,30 = dimensão aproximada da curva de ligação do coletor predial ao coletor da

via pública, em metros:

D = diâmetro do coletor público em metros.

Limite de profundidade mínima dos coletores é estabelecido entre 1,50m

e 2,00m sendo o primeiro mais comum, para coletores localizados em passeios

pode-se adotar profundidades menores 0,90m.

Deve-se também ter em conta no projeto não ultrapassar profundidades

acima de um certo valor (4,00m a 4,50m) devido ao aumento dos custos de

instalação.

13.3.6 - Simbologia

início de rede sentido de

n0 do trecho escoamento extensão do trecho

1-1 L

I D

declividade diâmetro cota do terreno profundidade

cota do coletor

Page 63: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

59

13.4 - Previsão de Vazão

A determinação das vazões de contribuição dos esgotos domésticos

depende fundamentalmente:

da população e de sua distribuição;

da variação do consumo de água;

da quota ―per capita‖ do abastecimento de água.

13.5 - Relação Água/Esgoto

Existe uma estreita relação entre a água fornecida à população e o esgoto

recebido na rede de esgoto.

A relação entre o volume de esgotos recebidos na rede e o volume de

água fornecido à cidade pode variar entre 0,70 e 1,30 tendo-se em conta todos os

tipos de abastecimento da cidade (públicos e particulares).

Considerando-se entretanto o abastecimento de água público, cerca de

0,70 a 0,90 do volume de água fornecido é recebido como esgoto na rede. No

Brasil normalmente são utilizados valores de 0,75 a 0,85.

13.6 - Perdas e Infiltrações

A água penetra nos condutos de esgotos através de juntas defeituosas,

tubos rompidos, parede dos poços de visita, orifícios dos tampões dos poços de

visitas e drenagem de porões inundados. Durante a estiagem praticamente só a

água que é perdida por vazamento na rede de distribuição é parcialmente recebida

na rede de esgotos por infiltração.

A quantidade de água infiltrada depende, principalmente, das

características do solo (permeabilidade principalmente) da posição do nível do

lençol de água relativamente à da canalização de esgotos e do estado dos condutos

e das estruturas dos poços de visita.

No Brasil A NBR 9649/86 ABNT recomenda que sejam utilizados valores entre

0,05 a 1,0 litro/segundo x quilometro de rede coletora.

13.7 - Traçado da Rede - Localização dos Coletores

As Normas e especificação para a elaboração de projetos de esgotos

indicam a seguinte orientação para a localização dos coletores:

a) o coletor de esgotos deve ser localizado ao longo das vias públicas e

eqüidistante dos alinhamentos laterais das edificações;

b) em áreas acidentadas, o coletor será assentado, de preferência, do lado para o

qual ficam os terrenos mais baixos;

c) a existência de estruturas ou canalizações de serviços públicos, tais como

águas pluviais, distribuidores de água, adutoras, cabos elétricos, telefônicos,

etc., podem entretanto determinar o deslocamento dos coletores de esgotos

para posições mais convenientes;

d) para vias públicas preferenciais pavimentadas e dotadas de linhas de

transportes coletivos, assim, como para aquelas com largura superior a 18m

ou avenidas, deverão ser projetados dois coletores, sendo implantado um em

cada passeio lateral da rua ou avenida;

e) quando existirem na mesma via pública dois coletores laterais, eles deverão

ser, tanto quanto possível, independentes um do outro, evitando-se ao máximo

a sua interligação no sentido transversal à via pública.

13.9 - Traçado dos Coletores

Como princípio geral o traçado da rede de coletores de esgotos é

orientado pelo traçado viário da cidade.

A primeira providência do projetista é o estudo da planta da cidade para

nela identificar os divisores de água e os fundos de vale.

Sendo o conjunto de condutos um sistema em que o escoamento‚ é livre,

os coletores terão os seus traçado a partir dos pontos altos, até os fundos de vale

(pontos baixos da área).

Page 64: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

60

Feita esta identificação, estuda-se qual a saída natural para o conduto

principal de toda a área, devendo-se ter uma idéia precisa do destino dos esgotos,

ou seja:

ponto de lançamento obrigatório;

conduto emissário, interceptor ou outro conduto que receberá contribuição de

toda a área;

localização da estação de tratamento de esgotos.

Divide-se a área em bacias naturais de esgotamento e em sub-bacias, e

estuda-se a posição dos condutos principais de fundo de vale.

Tendo-se em vista a economia da obra, é conveniente que se de aos

condutos de diâmetro mínimo o melhor aproveitamento, evitando-se o rápido

aumento dos diâmetros com um traçado inadequado.

A topografia, sendo uma das principais norteadoras do traçado, para bem

adaptar os condutos ao terreno, é conveniente indicar a declividade natural dos

trechos de via públicas por pequenas setas, indicando o sentido da declividade

positiva.

13.10 - Traçado e Dimensionamento

O traçado e o dimensionamento de uma rede de esgotos exigem uma

planta topográfica atualizada da área a ser esgotada. Essa planta deverá estar

desenhada em escala 1:2000 ou 1:2500 e ter as curvas de nível eqüidistantes de 1

m, de preferência. Além disso, deve fazer parte dos trabalhos topográficos o

nivelamento dos pontos onde serão localizados os poços de visitas (cruzamento de

vias públicas, mudanças de direção ou de declividade, etc.).

A partir da planta dada deve-se:

a) delimitar a área a ser esgotada, traçando-se os limites da bacia.

b) indicar em cada trecho, por meio de pequenas setas, o sentido do escoamento

natural da superfície do terreno;

c) representar por meio de pequenos círculos os poços de visitas a serem

construídos;

d) identificar os pontos baixos da área, tendo em vista o traçado do conduto

principal;

e) por meio de estudo criterioso, escolher o traçado a ser dado á rede, indicando

em cada trecho o sentido de escoamento;

f) indicar no interior do círculo representativo do poço de visita o traçado das

canaletas de escoamento;

g) na fixação dos sentidos de escoamento, procurar seguir, tanto quanto possível,

os sentidos de escoamento natural do terreno, e aproveitar ao máximo a

capacidade limite de cada coletor;

Para o dimensionamento deverão ser obtidas as vazões de contribuição,

as quais são calculadas apartir dos seguintes dados gerais:

população de projeto da área a ser esgotada;

consumo "per capta" de água;

coeficientes de variação diária, horária, e de retorno; (C - varia entre 0,70 e

1,30)

vazões de infiltração;

contribuição especifica de indústrias ou similares.

Para o calculo da capacidade admissível da tubulação, pode ser usada a

formula de Manning.

21

321

IRn

V

Onde: n - Coeficiente de rugosidade

R – Raio hidráulico

I – Declividade

Pode-se também lançar mão de tabelas que fornecem os valores de Q1/2 e

V1/2.em função do diâmetro da tubulação e da declividade.

Para obtenção dos valores de vazão e velocidade para tubulação

parcialmente cheia, usa-se o ábaco mostrado a seguir.

Page 65: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

61

13.11 - Órgãos Acessórios das Redes Coletoras

13.11.1 - Poços de Visita (PV)

Trata-se de uma câmara que, através de abertura existente em sua parte

superior, permite o acesso de pessoas e equipamentos para executar trabalhos de

manutenção.

Page 66: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

62

Tradicionalmente, se utilizavam poços de visita (PV) em todos os pontos singulares de rede coletora, tais como, no inicio de coletores, nas mudanças de direção, de declividade, de diâmetro e de material, na reunião de coletores e onde há degraus e tubos de queda. A distância máxima entre PVs, era aquela que permitia o alcance dos instrumentos de limpeza, normalmente 100 m.

Quand

o se

dispõe

de

equipa

mentos

adequados de limpeza das redes

de esgoto, o poço de visita pode

ser substituído por tubo de

inspeção e limpeza (TIL), terminal de limpeza (TL) e caixas de passagem (CP). Os

poços de visita são obrigatórios nos seguintes casos:

na reunião de coletores com mais de três entradas;

na reunião de coletores quando há necessidade de tubo de queda;

nas extremidades de sifões invertidos e passagens forçadas;

profundidades maiores que 3,0 m;

diâmetro de tubos igual ou superior a 400 mm.

13.11.2 - Tubo de Inspeção e Limpeza (TIL) ou Poço de Inspeção (PI)

Dispositivo não visitável que permite inspeção visual e introdução

de equipamentos de limpeza. Pode ser usado em substituição ao PV nos seguintes

casos:

na reunião de coletores (até 3 entradas e uma saída);

nos pontos com degrau de altura inferior a 0,60m;

a jusante de ligações prediais cujas contribuições podem acarretar problemas

de manutenção;

em profundidades até 3,0 m.

O TIL em alvenaria é normalmente utilizado para profundidades até 1,80 m,

devido a problemas construtivos e o TIL em aduelas de concreto até 3,0 m de

profundidade.

No inicio da rede, onde se prevê futuro prolongamento de rede, deve ser

implantado o TIL ou PV.

Page 67: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

63

13.11.3 - Terminal de Limpeza (TL)

Dispositivo que

permite introdução de

equipamentos de limpeza,

localizado na cabeceira do

coletor. Pode ser usado em

substituição ao PV no

inicio dos coletores.

13.11.4 - Caixa de Passagem (CP)

Câmara sem acesso, localizada em pontos singulares por necessidade

construtiva e que permite a passagem de equipamento para limpeza do trecho a

jusante.

Pode ser utilizada em substituição ao PV nos casos em que houver

mudanças de: direção, declividade, diâmetro e material. Para uma única caixa, o

ângulo de mudança de direção deverá ser menor que 45º. Para mais de duas

caixas, a somatória dos ângulos das caixas de passagens em relação ao plano

horizontal a partir do PV ou TIL não deve ser superior a 45º. A caixa só poderá ser

executada quando a declividade de montante for maior ou igual a 0.007 m/m para

D = 150 mm e 0,005 m/m para D = 200 mm, com exceção dos pontos de

cabeceira.

As caixas de passagem (CP) podem ser substituídas por conexões nas

mudanças de direção e declividade, quando as deflexões coincidem com as dessas

peças. As conexões utilizadas devem ser ancoradas. É importante ressaltar que as

posições das caixas de passagem (CP) e das conexões utilizadas têm de ser

obrigatoriamente cadastradas.

13.11.5 - Tubo de Queda

Dispositivo instalado no

poço de visita (PV), conforme

detalhes apresentados na figura

4.13, ligando um coletor afluente

em cota mais alta ao fundo do

poço.

O tubo de queda deve ser

colocado quando o coletor afluente

apresentar degrau com altura maior

ou igual a 0,60 m para evitar

respingos que prejudiquem o

trabalho no poço. Não se deve

colocar tubos de queda em TIL.

Page 68: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

64

13.12 - Materiais Empregados

A indústria Nacional coloca á disposição dos construtores de redes de

esgotos domésticos vários materiais, cuja escolha criteriosa geralmente se

processa na fase de projeto, quando ficam indicados para a construção e cotejados

nos respectivos orçamentos das obras.

Nenhum dos materiais disponíveis para a construção de coletores de

esgotos satisfaz a todas as exigências impostas pelas características dos resíduos a

coletar, ou pelas condições de projetos.

Cabe, portanto, ao projetista, selecionar materiais que se possam adaptar

satisfatoriamente as diferentes situações particulares.

13.12.1 - Critérios

De modo geral, a escolha de materiais deve levar em consideração:

a sua adequação as condições de trabalho indicadas em projeto;

facilidade de ser conseguida a disponibilidade do material escolhido no local

de sua utilização;

custo do material indicado;

custo competitivo da aplicação do material escolhido, considerando o ônus de

transporte e o custo de assentamento, inclusive a mobilização de

equipamentos.

13.12.2 - Requisitos

Geralmente o material escolhido deve proporcionar:

baixa rugosidade, para permitir melhor coeficiente de escoamento;

resistência adequada as cargas externas;

resistência à abrasão;

resistência ao ataque químico e bacteriano;

fraca permeabilidade;

disponibilidade dos diâmetros necessários.

13.12.3 - Tubos

Excetuadas as linhas de grande capacidade, geralmente interceptores e

emissários, as redes coletoras são construídas com tubos pré-fabricados

normalmente de seção circular.

Os tipos mais usados na prática brasileira, são:

tubos cerâmicos

tubos de concreto

tubos de cimento-amianto

tubos de plásticos

tubos de ferro fundido

tubos de aço

Page 69: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

65

PLANILHA DE CÁLCULO PARA REDES DE ESGOTOS SANITÁRIOS

Cidade Bacia Coef. de Contr. Linear l/sm Folha

Coef. de Rugosidade (n) Data

Trecho

Rua

Compr.

(m)

Coletor

Contribuinte

Vazão (l/s) min. 2,2 l/.s Cota do terreno

(m)

Cota do Coletor

(m)

I

(m/m)

D

(m)

Vazão

de

Cálculo

(l/s)

h/D

V

(m/s)

(Pa)

Profundidades (m)

OBS

Mont. Trecho Jusante Mont. Jusante Mont. Jusante Mont. Jus. P.V.

Jus.

Page 70: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

66

14 - REDE DE ESGOTO PLUVIAL

14.1 - Introdução

Dá-se o nome de sistema de drenagem de águas pluviais ao conjunto de

obras e instalações destinadas a dar escoamento águas provenientes das

precipitações pluviométricas que escorrem superficialmente numa determinada

área.

Os projetos de drenagem implicam necessariamente em estudos

hidrológicos, tanto para a caracterização das condições em que ocorre o

escoamento superficial como também, e principalmente, para estimativa das

descargas de pico. Em bacias urbanas, as estimativas de vazões de projeto são

utilizadas no dimensionamento hidráulico de galerias, bueiros e canais.

O sistema urbano de drenagem requer estudo muito particulares porque,

geralmente, as bacias urbanas possuem tamanhos reduzidos, as superfícies são

pavimentadas ou, de alguma forma, parcialmente impermeabilizadas e o

escoamento se faz por estruturas hidráulicas artificiais (bocas de lobo, galerias e

canais revestidos), cujos tempos de concentração são reduzidos.

Q(m3/s)

Qpu

Qpr

tcu tcr t(h)

fig. 1 Comparação entre hidrogramas de bacias rurais e bacias urbanas

14.2 - Estimativa de Vazões de Projetos

Diversos métodos permitem estimativas das descargas de projeto em

sistemas urbanos de drenagem, onde se destacam:

medições diretas;

processos comparativos;

método racional;

fórmulas empíricas.

Método Racional

O método racional para avaliação da vazão de escoamento superficial

consiste na aplicação da seguinte expressão

Q = CiA/3,6

onde: Q = vazão, em m3/s, na seção considerada;

C = coeficiente de escoamento superficial da bacia;

i = intensidade média da chuva de projeto, em mm/h;

A = área da bacia que contribui para a seção, em km2.

Recomenda-se a aplicação deste método para valores de ―A‖ menores do

que 1 km2.

14.3 - Coeficiente de Escoamento Superficial (Runoff)

O volume de água que é admitido em uma galeria de águas pluviais, ou

em um bueiro, é uma parcela da quantidade total de água que se precipita na bacia

contribuinte: outras parcelas correspondem as porções que se infiltram no terreno

as, que são retiradas, ou se evaporam.

A relação entre essa parcela que vai ter às galerias e a quantidade total de

água precipitada denomina-se coeficiente de escoamento superficial ou coeficiente

de deflúvio.

A tabela a seguir mostra os valores usuais de C, CETESB, 1980

Page 71: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

67

Natureza da bacia C

Área comercial

central 0,70 - 0,95

bairros 0,50 - 0,70

Área residencial

residências isoladas 0,35 - 0,50

unidades múltiplas (separadas) 0,40 - 0,60

unidades múltiplas (conjugadas) 0,60 - 0,75

lotes com 2000 m2 ou mais 0,30 - 0,45

Áreas com prédios de apartamentos 0,50 - 0,70

Área industrial

industrias leves 0,50 - 0,80

industrias pesadas 0,60 - 0,90

Parques , cemitérios 0,10 - 0,25

Playgrounds 0,20 - 0,35

Pátios de estradas de ferro 0,20 - 0,40

Áreas com melhoramentos 0,10 - 0,30

Para os casos em que a área apresentar mais de um coeficiente de

deflúvio, torna-se necessário uma estimativa do valor médio do coeficiente a ser

atribuído à área. Este valor é obtido pela média ponderada dos valores dos

coeficientes de deflúvio pelas porcentagens de áreas que representam.

n

nn

TT

médioA

CA

A

CA

A

CAC 2211

A intensidade de precipitação do projeto é obtida a partir de curvas

intensidades versus duração, para cada período de retorno escolhido. Estas curvas,

denominadas de curvas intensidades-duração-frequência, são obtidas a partir da

análise do pluviogramas. Entretanto, não são muitos os locais que possuem um

sistema de medição de precipitações por pluviografo, sendo mais freqüente a

existência de pluviômetros que realizam medidas dos totais diários de

precipitação.

Também pode-se determinar a intensidade duração das chuvas através de

equações como as apresentadas a seguir:

Curvas intensas no Brasil – Otto Pfafstetter posto analisados para Santa

Catarina Blumenau, Florianópolis e São Francisco do Sul.

ctbatTP T

1log

onde: P = precipitação máxima em mm

T = tempo de recorrência em anos

t = duração da chuva em horas

, = valores que dependem da duração da precipitação

, a, b, c = constantes para cada posto

Tabela 14.1 - Valores de no fator de probabilidade Duração 5min 15min 30min 1h 2h 4h 8h 14h 24h 48h 3d 4d 6d

0,108 0,122 0,138 0,156 0,166 0,174 0,176 0,174 0,170 0,166 0,160 0,156 0,152

Tabela 14.2 - Valores de no fator de probabilidade

Postos Duração

5 min 15 min 30 min 1 h a 6 h

Blumenau - 0,08 0,08 0,08 0,08

Florianópolis - 0,04 0,12 0,20 0,20

São Fco do Sul 0,00 0,08 0,08 0,16

Valores de para todos os postos = 0,25

Valores de a, b, c para cada posto para T = 1 ano

- Blumenau = 0,2t + 24 log (1 + 20t)

- Florianópolis = 0,3t + 33 log (1 + 10t)

- São Fco do Sul = 0,3t + 37 log (1 + 10t)

Equação de chuvas para Florianópolis por C.A. Pompêo

34,0

25,0

3

145

t

Ti para t 60 minutos

73,0

32,0

3

597

t

Ti para t > 60 minutos

Onde:

i = intensidade duração da chuva em mm/h

T = período de retorno em anos

t = duração da chuva em minutos

Page 72: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

68

i(mm/h)

80

60

40

20

1 2 3 4 5 6 t(h)

fig. 2 - Exemplo de curvas de intensidade-duração-frequencia

14.4 - Cálculo de Sistema de Microdrenagem

14.4.1 - Introdução

O projeto de um sistema de microdrenagem é composto por três

conjuntos de cálculos:

capacidade admissível de sarjeta

sistema de galerias

bocas de lobos

A determinação capacidade admissível das sarjetas está intimamente

ligada à escolha do traçado da rede de galerias pluviais, visto que esta rede inicia-

se quando uma sarjeta não é capaz de conter o escoamento sem trasbordamento. O

cálculo das bocas de lobos pode ser realizado posteriormente, conhecendo-se os

pontos de localização das mesmas.

14.5 - Capacidade Admissível das Sarjetas

O sistema de drenagem inicial‚ composto por: ruas, sarjetas, bocas de

lobo, galerias e pequenos canais. O cálculo das sarjetas permite a definição dos

pontos onde haverá necessidade de captar a água que escoa nas mesmas, por

intermédio de bocas de lobo, evitando-se assim inundações das ruas.

Uma vez que as guias possuem alturas de 15cm, considera-se que a

lâmina admissível seja igual a 13cm para que não ocorra transbordamento. De

posse de dados sobre declividade, rugosidade e comprimento de uma sarjeta,

calcula-se a vazão máxima que a mesma pode transportar para esta lâmina. Este

cálculo pode ser feito com a fórmula de IZZARD que‚é uma adaptação da fórmula

de Manning para sarjetas:

wo = yo.tgo

yo 1

z=tgo

fig.4 - Corte lateral de uma sarjeta

- área da sarjeta

A = (W x yo) / 2 onde: W = yo x z

- Vazão

Qo = 0,375 yo8/3(z/n) I1/2

onde: Qo = vazão de descarga em (m3/s)

yo = lâmina d' água em (m)

I = declividade do trecho em (m/m)

n = coeficiente de rugosidade de Manning

z = tangente do ângulo entre a sarjeta e a guia.

- Velocidade

Vo = 0,958 x 1/(Z1/4

) x (I1/2

/n)3/4

x Qo1/4

- Tempo de Percurso

tp = L / (60 Vo) (min)

Page 73: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

69

A capacidade da sarjeta a ser utilizada no projeto, capacidade admissível

deve ser minorada, por um fator de redução (FR) da capacidade teórica que

considera a possibilidade de obstrução ao escoamento, provocada pela deposição

de sedimentos. Ver tabela 14.3.

Tabela 14.3 - – Fator de redução da capacidade de escoamento das sarjetas.

Declividade da sarjeta (%) Fator de Redução (FR)

0,4 0,50

1 – 3 0,80

5 0,50

6 0,40

8 0,27

10 0,20

Para facilitar os cálculos, pode ser utilizado o seguinte roteiro:

I - Identificação do Trecho

nome da rua;

trecho; nome da rua a montante e nome da rua a jusante;

cotas de montante e de jusante (m) ;

diferença de cotas entre jusante e montante (m);

comprimento do trecho L (m);

declividade da sarjeta no trecho I (m/m);

declividade do talude do canal triangular formado pela sarjeta Z (m/m);

declividade transversal do trecho, correspondente ao perfil da rua Z (m/m);

coeficiente de rugosidade de Manning para a sarjeta, para concreto n = 0,013;

lâmina d’água na sarjeta yo = 0,13 m;

Observações

Para a realização dos cálculos referentes à capacidade de escoamento das

sarjetas é importante observar que:

a declividade transversal mínima de uma rua é de 1%, para garantir o

escoamento;

a altura da guria de uma sarjeta é de 15cm e a largura da sarjeta é de 60cm;

a velocidade máxima admissível para projeto da sarjeta é de 3,5m/s;

os cálculos acima descritos resultam em vazões para uma única sarjeta,

portanto quando se considerar os dois lados da rua, os valores das vazões

deverão dobrar;

A tabela a seguir pode ser usada como modelo para o cálculo da

capacidade admissível das sarjetas.

Page 74: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

70

DRENAGEM URBANA - SARJETAS Data folha Rua Trecho Comprimento

(m)

Cota do terreno (m) Declividade

(m/m)

Vazão

(m³/s)

Área

(m²)

Velocidade

de percurso

(m/s)

Tempo de

percurso

(min)

Fator de

Redução

FR

Vazão

admissível

(m3/s)

Vazão

admissível

p/ 2sarj. (m3/s)

OBS

Montante Jusante

Page 75: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

71

14.6 - Cálculo das Galerias

Para o cálculo das galerias de água pluviais que receberão o escoamento

proveniente das bocas de lobo é necessário que sejam determinas as vazões de

contribuição em cada trecho, utilizando-se o método racional.

Algumas observações importantes quanto ao tempo de concentração:

na entrada do sistema de drenagem, o tempo de concentração pode ser

estimado ou arbitrado pelo projetista entre 5 a 20 minutos de acordo com sua

experiência;

ao final do primeiro trecho da sarjeta o tempo de concentração será igual ao

tempo de entrada acrescido do tempo de percurso do trecho. Adota-se este

tempo de percurso o valor obtido para sarjeta operando em sua capacidade

máxima;

da mesma forma, na galeria o tempo de concentração em um ponto de jusante

é o tempo de concentração à montante acrescido do tempo de percurso no

trecho. O tempo de percurso no trecho é obtido considerando-se que a seção

esteja operando cheia;

para o cálculo dos tempos de percurso, deveriam ser consideradas as vazões de

projeto reais que escoam nos trechos da sarjeta ou galeria. Quando se

consideram seções plenas, conforme acima descrito, os cálculos resultam em

velocidades menores que aquelas obtidas com as vazões de projeto,

implicando em tempos de percursos maiores e, conseqüentemente, reduzindo

as intensidade de precipitação utilizadas no projeto. Uma vez que o método

racional tende a superestimar as vazões de projeto, o procedimento adotado

comporta-se no sentido inverso.

Para facilitar os cálculos, pode ser utilizado o seguinte roteiro:

I - identificação

nome da rua;

trecho;

ponto de jusante;

comprimento do trecho (m);

área da sub-bacia contribuinte para o trecho km2;

tempo de concentração tc em (min) até a extremidade de montante do trecho;

coeficiente de deflúvio C da sub-bacia contribuinte;

intensidade da chuva i (mm/h) correspondente a tc, obtida apartir da curva

intensidade-duração para o local de projeto;

vazão de projeto (m3/s);

vazão admissível para duas sarjetas (m3/s);

declividade da sarjeta no trecho I (m/m);

diâmetro da galeria (mm);

velocidade de percurso (m/s);

tempo de percurso (min);

II - cálculo das vazões e diâmetros

vazão de projeto pelo método racional

Q = C i A / 3,6 (m3/s)

diâmetro da galeria

D = 1,55 [Q n / I1/2

] 3/8 (m)

velocidade do escoamento seção plena

Vplena = 0,397 [D2/3

I1/2

] / n (m/s)

tempo de percurso

tp = L / (60 Vplena) (min)

A vazão a seção plena será igual ao produto entre a área da seção de

escoamento e a velocidade plena.

Observações

As recomendações abaixo devem ser observadas no dimensionamento das

galerias de água pluviais:

Page 76: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

72

diâmetro mínimo das galerias 0,40m;

diâmetros comerciais; 0,40 , 0,60, 0,80, 1,00, 1,20m ;

seções que exijam diâmetros superiores a 1,20m devem ser substituídas por

seções quadradas ou retangulares;

recobrimento mínimo 1,00m;

o dimensionamento é feito considerando-se escoamento a superfície livre em

regime permanente e uniforme com seção plena em galerias circulares e com

folga de 10cm em galerias de seção retangular;

o coeficiente de rugosidade de Manning deve ser de 0,011 para galerias

quadras ou retangulares executadas in loco, para galerias circulares em

concreto, adota-se n = 0,013;

no sentido de jusante as dimensões da galeria não podem reduzir-se

velocidade mínima a seção plena 0,60m/s;

a velocidade máxima deve ser de 5,0m/s nas galerias de concreto;

se possível à declividade da galeria deve acompanhar a declividade da rua,

evitando-se custos elevados de escavação;

nas mudanças de diâmetro de galerias, as geratrizes superiores devem

coincidir.

Page 77: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

73

DRENAGEM URBANA - GALERIAS Data folha

Rua Trecho Ponto

Comprimento

(m)

Cota do Terreno Intensidade

da chuva

(mm/h)

Coef. de esc.

Superf.

C

Vazão de

projeto

(m3/s)

Vazão

admissível

p/sarj.

(m3/s)

Declividade

da galeria

I

(m/m)

Diâmetro

(mm)

Diâmetro

comercial.

(mm)

Velocidade

de percurso

Vp

(m/s)

Tempo de

percurso

tp

(min)

OBS

Montante Jusante

Page 78: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

74

14.7 - Localização das Bocas de Lobo

A primeira boca de lobo do sistema de drenagem deve ser colocada no

ponto em que a vazão de projeto, estimada por intermédio do método racional,

torna-se superior à capacidade admissível da sarjeta. Neste ponto, a sarjeta não‚

capaz de conter o escoamento superficial sem ocorrência de trasbordamento;

assim, é necessário iniciar o sistema de galerias para receber o escoamento.

Em qualquer ponto de entrada na galeria, não é necessário que todo o

escoamento superficial seja removido; o dimensionamento do trecho de galeria é

realizado apenas com a parcela que efetivamente escoa através dela.

A interligação entre as bocas de lobo e o poço de visita ou caixa de

passagem é feita com ramais de bocas de lobo cuja declividade mínima deve ser

de 1%. A capacidade destes ramais versus diâmetros são apresentados por

WILKEN (1978) e reproduzido na tabela abaixo.

diâmetro (cm) vazão máxima (l/s)

40 100

50 200

60 300

14.7.1 - Cálculo e Tipos de Bocas de Lobos

14.7.1.1 - Boca de Lobo com Abertura na Guia

Neste caso a caixa de coleta fica localizada no passeio; a sarjeta pode ser

continua ou com depressão a figura 14.1 mostra um esquema das bocas de lobo

desse tipo.

Figura.14.1 - Detalhes da boca de lobo, sem grade e entrada pela guia.

Para dimensionamento da boca de lobo sem depressão, emprega-se a

seguinte equação, proposta por Wilken;

Q/L = (5,44 k) / (tg)9/16x (nQo / I

1/2)

9/16

onde: Q = vazão captada pela boca de lobo (m3/s);

Qo = vazão à montante da boca de lobo (m3/s);

I = declividade da sarjeta (m/m)

= ângulo entre a seção transversal da sarjeta e a vertical;

k = coeficiente igual a 0,23, 0,20 e 0,20, respectivamente para tg igual a

12, 24 e 48;

L = comprimento da abertura da boca de lobo na guia (m);

n = coeficiente de Manning

Page 79: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

75

As bocas de simples também podem ser calculadas como vertedores.

Tucci propõem a seguinte fórmula para calculo da boca de lobo quando a lâmina

de água acumula-se com uma altura menor do que a abertura da guia.

Q = 1,7 L y 3/2

Onde: Q = vazão em m³/s

L = comprimento da soleira em m;

Y = altura da água próximo da abertura em m.

Quando a altura de água sobre o local for maior do que o dobro da

abertura na guia a vazão é calculada por:

Q = 3,101 L h3/2

(yl/h)1/2

Onde: Q = vazão em m³/s;

L = comprimento da abertura em m;

H = altura da guia em m;

yl = carga da abertura da guia em m. (yl = y – h/2)

14.7.1.2 - Boca de Lobo com Grade

A figura 14.2 apresenta, esquematicamente, uma boca de lobo com grade

As equações básicas para o dimensionamento das bocas de lobo com

grades:

L = (M’Qo1/4

/ tg01/2

) x (Wo - W)1/2 e

Lo = m x Vo x (yo /g)1/2

onde:

L = comprimento da boca de lobo (m)

M' = parâmetro, determinado mediante o emprego do monogramo da fig.14.2

Qo = vazão afluente boca de lobo (m3/s)

o = ângulo entre a seção transversal da sarjeta e a vertical (guia)

Wo = largura da sarjeta ocupada pelo escoamento Qo (m)

W = largura da grade (m)

Lo = comprimento da grade para captar a vazão Qo (m)

Vo = velocidade de esc. na sarjeta montante da boca de lobo(m/s)

g = aceleração da gravidade (m/s2)

yo = altura da lâmina líquida na sarjeta montante da boca de lobo (m)

m = coeficiente igual a 4 quando a grade for constituída somente de barras

longitudinais é igual a 8 quando houver algumas barras transversais.

Observações:

- Se L > Lo – uma grade com o tamanho igual ao calculado L é suficiente

- Se L < Lo – será necessário mais de uma grade sendo que a resultante deverá

ser L Lo

Figura 14.2 Monograma para calculo de M’

Page 80: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

76

Figura 14.2 - Boca de lobo com grade

Page 81: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

77

15 - RESÍDUOS SÓLIDOS

15.1 - Origem e Produção de Lixo

A problemática do lixo no meio urbano abrange alguns aspectos

relacionados à sua origem e produção, assim como o conceito de inesgotabilidade

e os reflexos de comprometimento do meio ambiente, principalmente a poluição

do solo, do ar e dos recursos hídricos.

Sumariamente, podemos dizer que o lixo urbano resulta da atividade

diária do homem em sociedade e que os fatores principais que regem sua origem e

produção são basicamente, dois: o aumento populacional e a intensidade da

industrialização. Observando o comportamento destes fatores ao longo do tempo,

podemos verificar que existem fortes interações entre eles. Por exemplo, o

aumento populacional exige maior incremento na produção de alimentos e bens de

consumo direto. A tentativa de atender esta demanda faz como que o homem

transforme cada vez mais matéria-prima em produtos acabados, gerando, assem,

maiores quantidades de resíduos que, dispostos inadequadamente, comprometem o

meio ambiente. Assim sendo, o processo de industrialização constitui-se nem dos

fatores principais da origem e produção de lixo.

Quanto aos aspectos epidemiológicos relacionados com os resíduos,

dependendo da forma de disposição final, muitas são as possibilidades de

comprometimento do meio ambiente, que colocam em risco a vida do homem

moderno.

15.2 - Origem e Formação do Lixo

Não é uma tarefa fácil definir lixo urbano, pois sua origem e formação

estão ligadas a inúmeros fatores, tais como:

- variações sazonais,

- condições climáticas,

- hábitos e costumes,

- variações na economia etc.

Assim, a identificação destes fatores é uma tarefa muito complexa e

somente um intenso estudo, ao longo de muitos anos, poderia revelar informações

mas precisas no que se refere à origem e formação do lixo no meio urbano.

Entretanto, é comum definir como lixo todo e qualquer resíduo que resulte das

atividades diárias do homem na sociedade. Estes resíduos compõem-se

basicamente de sobras de alimentos, papéis, papelões, plásticos, pratos, couros,

madeiras, latas vidros, lamas, gases, vapores, poeiras, sabões, detergentes e outras

substâncias descartadas pelo homem no meio ambiente.

15.3 - Fatores que Influenciam a Origem e Formação do Lixo

Como dissemos anteriormente, muitos são os fatores que influenciam a

origem e formação do lixo no meio urbano, e a distinção destes mecanismos é uma

tarefa complexa e de difícil realização. Entretanto, a título de informação,

citaremos alguns deles:

- número de habitantes do local;

- área relativa de produção;

- variações sazonais;

- condições climáticas;

- hábitos e costumes da população;

- nível educacional;

- poder aquisitivo;

- tempo de coleta;

- eficiência da coleta;

- tipo de equipamento de coleta;

- disciplina e controle dos pontos produtores;

- leis e regulamentações específicas.

Vale ressaltar que um dos fatores mais importantes é a componente

econômica.

Além destes fatores primários, temos os chamados secundários que

também influenciam na formação e caracterização do lixo. Alguns destes são

citados a seguir.

Page 82: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

78

O teor de umidade, que representa a quantidade de água contida na

massa do lixo, é sem dúvida importante, principalmente para a escolha do sistema

de tratamento e aquisição de equipamentos de coletas. Por exemplo, nos sistemas

que visam gerar ou recuperar energia a partir dos resíduos, o teor de umidade tem

influência notável sobre o poder calorífico dos resíduos, assim como nos

tratamento por processos biológicos, onde a umidade atua na velocidade de

decomposição dos materiais biodegradáveis presentes na massa de lixo. O teor de

umidade no lixo depende diretamente das condições climáticas, variando

sensivelmente portanto de um lugar para outro. No Brasil, o valor médio do teor

de umidade do lixo domiciliar é da ordem de 60%.

O peso específico, que representa a relação entre o peso e o volume

(kgf/m3), também é importante na escolha de sistemas de coleta e tratamento, pois

sendo o lixo uma substância compressível, o conhecimento do peso específico

determina a capacidade volumétrica dos meios de coleta, tratamento e destino

final.

As mudanças de hábitos e costumes também vêm contribuído para a

modificação gradual do peso específico do lixo, percebendo-se uma redução na

média destes índices nos países industrializados que no início do século estava

entre 500 e 800kgf/m3 e hoje entre 150 e 300kgf/m3.

No Brasil, o peso específico médio atual é da ordem de 192kgf/m3,

segundo os estudos realizados pela CESP - Companhia Energética de São Paulo.

O teor de matéria orgânica, representa a quantidade, em peso seco, de

matéria orgânica contida na massa do lixo em geral, é subdividido em: matéria

orgânica não putrescível, incluindo papel, papelão, madeira, trapos, estopa, couro

etc., e matéria orgânica putrescível, composta de verduras, folhas, restos de

alimentos, carnes, animais mortos etc. Em países em desenvolvimento, o teor de

matéria orgânica costuma representar a maior fração em peso.

15.4 - Classificação do Lixo

Considerando-se o lixo quanto à sua natureza e estado físico, podemos

classificá-lo da seguinte forma: sólido, líquido, gasoso e pastoso.

Considerando-se o critério de origem e produção, podemos classificá-lo

como: residencial, comercial, industrial, hospitalar, especial e outros.

Lixo residencial. Também chamado de lixo domiciliar ou doméstico, é

constituído, em geral, por sobras de alimentos,, invólucros, papéis, papelões,

plásticos, vidros, trapos etc.

Lixo comercial. É oriundo de estabelecimentos comerciais como lojas,

lanchonetes, restaurantes, escritórios, hotéis, bancos etc.

Lixo industrial. É todo e qualquer resíduo resultante de atividades

industriais, estando neste grupo o lixo proveniente das construções. Em geral, esta

classe de resíduo é responsável pela contaminação do solo, ar e recursos hídricos,

devido à forma de coleta e disposição final, que na maioria dos centros urbanos

fica a cargo do próprio produtor. Assim é freqüente observar o lançamento de

resíduos industriais ao relento e nos recursos hídricos. Os resíduos industriais são

classificados em quatro categorias:

Categoria 1. Incluem-se nesta categoria os resíduos considerados

perigosos, ou seja, que requerem cuidados especiais quanto à coleta,

acondicionamento, transporte e destino final.

Categoria 2. Incluem-se nesta categoria os resíduos potencialmente

biodegradáveis e/ou combustíveis.

Categoria 3. Incluem-se nesta categoria os resíduos considerados inertes

e incombustíveis.

Categoria 4. Incluem-se nesta categoria os resíduos constituídos por uma

mistura variável e heterogênea de substâncias que individualmente poderiam ser

classificados nas categorias 2 ou 3.

Lixo hospitalar. Geralmente divididos em dois tipos, segundo a forma de

geração: resíduos comuns, compreendendo os restos de alimentos, papéis,

invólucros etc.; resíduos especiais, que são os restos oriundos das salas de

cirurgias, das áreas de internação e isolamento. Estes últimos também podem ser

denominados lixos sépticos, e seu acondicionamento, armazenamento local, coleta

e disposição final exigem atenção especial devido aos riscos que podem oferecer.

Page 83: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

79

Lixo especial. Trata-se de resíduos em regime de produção transiente,

como veículos abandonados, podas de jardins e praças, mobiliário, animais

mortos, descargas clandestinas etc.

Outros. Neste tipo de lixo estão incluídos os resíduos não contidos nos

itens anteriores e aqueles provenientes de sistemas de varredura e limpeza de

galerias e bocas de lobo.

15.5 - Destino Final

15.5.1 - Aterro Sanitário

A prática de aterrar lixo como forma de destino final não é privilégio da

civilização moderna, pois também os antigos já faziam uso dela. Os nabateus na

Mesopotâmia 2.500 anos antes de Cristo enterravam seus resíduos domésticos e

agrícolas em trincheiras escavadas no solo. Passando algum tempo as trincheiras

eram abertas e a matéria orgânica, já decomposta, era removida e utilizada como

fertilizante orgânico na produção de cereais. A história conta que no ano 150 o

povo romano que morava na zona urbana, assustado com a grande quantidade de

roedores e insetos que apareciam em torno dos locais onde o lixo era disposto,

resolveu abrir valas e aterrar todos os resíduos, eliminando os inconvenientes

causados pelos vetores. Este relato pode ser comprovado, pois os registros

mostram que durante este período o povo romano foi vítima da peste bubônica.

O aterro sanitário é uma das práticas mais utilizadas no presente em

virtude de sua relativa simplicidade de execução e de seu relativo baixo custo,

tendo como fator limitante à disponibilidade de áreas próximas aos centros

urbanos.

15.5.1.1 - Definição

Segundo a CETESB - Companhia de Tecnologia e Saneamento

Ambiental, o aterro sanitário é definido como um processo utilizado para a

disposição de resíduos sólidos no solo, particularmente o lixo domiciliar, que

fundamentado em critérios de engenharia e normas operacionais específicas,

permite uma confinação segura, em termos de controle da poluição ambiental e

proteção ao meio ambiente.

As vantagens do aterro sanitário são inúmeras, porém o relativo baixo

custo que envolve esta prática é o que a torna interessante. Algumas vantagens,

além desta, são:

- disposição do lixo de forma adequada;

- capacidade de absorção diária de grande quantidade de resíduos;

- condições especiais para a decomposição biológica da matéria orgânica

presente no lixo.

Os problemas associados a este método incluem a possibilidade da

poluição das águas superficiais e lençóis subterrâneos pela ação do liquido

percolado (chorume), além da formação de gases nocivos e de odor desagradável.

Os fatores limitantes deste método são basicamente quatro:

- disponibilidade de grandes áreas próximas aos centros urbanos que não

comprometam a segurança e conforto da população;

- disponibilidade de material de cobertura diária;

- condições climáticas de operação durante todo o ano;

- escassez de recursos humanos habilitados em gerenciamento de aterros.

15.5.1.2 - Classificação dos Aterros

Os aterros podem ser classificados conforme a técnica de operação ou

pela forma de disposição.

- aterros comuns, caracterizados pela simples descarga de lixo sem

qualquer tratamento, também denominados lixões, lixeiras, vazadouros etc.

- aterros controlados, uma variável da prática anterior em que o lixo

receber uma cobertura diária de material inerte. Esta cobertura é realizada de

forma aleatória não resolvendo satisfatoriamente os problemas de poluição

gerados pelo lixo, uma vez que os mecanismos de formação de líquidos e gases

não são levados a termo.

Page 84: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

80

- aterros sanitários, são executados segundo os critérios e normas de

engenharia e atendem os padrões de segurança preestabelecidos.

15.2 - Compostagem

15.2.1 - Definição

A compostagem é definida como o ato ou a ação de transformar os

resíduos orgânicos, através de processos físicos, químicos e biológicos, em uma

matéria biogênica mais estável e resistente à ação das espécies consumidoras.

O composto é a denominação genérica dada ao fertilizante orgânico

resultante do processo de compostagem.

No processo de compostagem a matéria orgânica atinge dois estágios

importantes: digestão, que ocorre em primeiro lugar, correspondendo à fase de

fermentação na qual a matéria alcança a bioestabilização. O segundo estágio é a

maturação, no qual a matéria atinge a humificação.

A usina de compostagem é um complexo eletromecânico formado por

diversos eventos destinados a preparar cientificamente o composto orgânico. Nas

usinas de compostagem. Em geral, todas as fases do processo de digestão e

maturação são controladas e monitoradas diariamente, obtendo-se, no final do

processo, um produto de qualidade aceitável.

15.3 - Incineração

15.3.1 - Definição

A incineração é definida como o processo de redução de peso e volume

do lixo através de combustão controlada. Os remanescentes da incineração do lixo

são, geralmente, gases como dióxido de carbono (CO2); dióxido de enxofre (SO2);

nitrogênio (N2); gás inerte proveniente do ar utilizado como fonte de oxigênio e do

próprio lixo; oxigênio (O2) proveniente do ar em excesso que não consegue ser

completamente queimado; água (H2O); cinza e escória que se constituem de

metais ferroso e inertes com vidros e pedras etc.

15.3.2 - Classificação

Os processos de incineração de lixo podem ser classificados em dos tipos:

estáticos e dinâmicos.

- Incineradores estáticos ou de bateladas: caracterizam-se por seu

funcionamento intermitente. Em geral são de fácil operação e tecnologia

extremamente simples, o processo envolve quatro estágios ou fases principais:

1) alimentação do formo;

2) combustão dos resíduos;

3) resfriamento e tratamento dos gases e produtos da combustão;

4) emissão dos gases e escórias.

São mais recomendados para pequenos estabelecimentos onde a produção

de lixo é limitada pelas etapas de produção dos sistemas gerados de resíduos.

- Incineradores dinâmicos ou contínuos: caracterizam-se por seu

funcionamento direto. Em geral são mais complexos e sua operação requer

maiores atenções. O processo envolve seis estágios:

1) alimentação do forno;

2) secagem do lixo;

3) combustão dos resíduos;

4) resfriamento dos gases e outros produtos da combustão;

5) filtragem e tratamento dos gases da combustão;

6) emissão dos gases e escórias.

Page 85: Apostila saneamento básico

Saneamento Básico

Prof. Carlos Roberto Bavaresco

81

16 - BIBLIOGRAFIA GERAL

Técnicas de abastecimento e Tratamento de água vários autores. CETESB,

Volumes 1 e 2

Sistemas de Esgotos Sanitários. Vários autores. CETESB.

DABBIT, W. E. Abastecimento de água. Editora Eggard Blucher.

BATALHA, Ben Hur Luttenbark. Controle de Qualidade da Água para

Consumo Humano. CETESB.

Dacach, Nelson Gandur. Sistemas Urbanos de Água. Livros Técnicos e

Científicos Editora SA.

Desinfecção de águas. Vários autores. CETESB.

RICHTER, Carlos A. et all. Tratamento de Água Tecnologia Atualizada,

Editora Edgard Blücher Ltda. 1998.

MOTA, Seutônio. Preservação de recursos hídricos. ABES.

DELLA NINA, Ademar. Construção de Rede de Esgotos Sanitários. CETESB.

FERNANDES, Carlos. Esgotos Sanitários. Editora Universitária de João Pessoa,

1997.

TSUTIYA, Milton Tomoyuki; SOBRINHO, Pedro Alem.Coleta e transporte de

Esgotos Sanitários. Universidade de São Carlos. 2000.

Manual de Saneamento , Ministério da Saúde, 20 edição.

FENDRICH, R et alii - Drenagem e Controle da Erosão Urbana. Editora

Universitária Champagnat, Curitiba, PR.

FUGIA, O. (coord.) - Drenagem urbana - Manual de Projeto. Companhia de

Tecnologia de Saneamento Ambiental.

LINSLEY, R.K. e FRANZINI, J.B. - Engenharia de Recursos Hídricos. Editora

McGraw Hill do Brasil, São Paulo, SP.

VILLELA, S.M. e MATTOS, A. - Hidrologia Aplicada, Editora McGraw Hill

do Brasil, São Paulo, SP.

WILKEN, P.S. - Engenharia de Drenagem Superficial. Companhia de

Tecnologia de Saneamento Ambiental, São Paulo, SP.

LIMA, Luiz Mário Queiroz, Tratamento de Lixo, 2o edição, editora hemus.

IPT, Lixo Municipal Manual de Gerenciamento Integrado. Cempre 2000.