dea 7833 - saneamento basico capÍtulo 4 consumo de Água e projeÇÃo populacional consumidores de...

DEA 7833 - SANEAMENTO BASICO CAPÍTULO 4

CONSUMO DE ÁGUA e PROJEÇÃO POPULACIONAL

CONSUMIDORES DE ÁGUA

CONSUMO

DOMÉSTICO; COMERCIAL; INDUSTRIAL; PÚBLICO.

Políticas tarifárias

SANEAMENTO BASICO CAPÍTULO 4


CONSUMO

TIPO DE EDIFICAÇÃO CONSUMO (L/DIA)

Alojamentos provisórios 80

Apartamento de padrão médio 250

Apartamento padrão luxo 300

Edifícios públicos, comerciais 80

Escolas 50

Garagens e postos de serviços 150/automóvel

Hospitais e hotéis 250

Matadouros 300/animal

Templos 2/lugar



CONSUMO

Ex: DAAE – Araraquara-SP

Categoria Residencial Preço por metro cúbico

Faixa de consumo Àgua Esgoto Total

Parcela a Deduzir

000 010 0,6351 0,5081 1,1432 -----

010 020 1,1434 0,9147 2,0581 9,15

021 030 1,6304 1,3043 2,9347 26,68

031 040 2,1383 1,7106 3,8489 54,11

041 050 2,5406 2,0325 4,5731 83,07

051 100 3,0276 2,4221 5,4497 126,90

101 200 3,5781 2,8625 6,4406 225,99

Acima de 200 4,2534 3,4027 7,6561 469,10



CONSUMO

Ex: CESAN - 2010



Água para uso doméstico:

Bebida;

Higiene pessoal;

Preparo de alimentos;

Lavagem de roupa;

Lavagem de utensílios

domésticos e limpeza em

geral;

Rega de jardim.



Água para uso doméstico

Fatores que interveem CLIMA

Temperatura e umidade semi-frio: 150 l/hab.d; tropical muito seco: 300 l/hab.d

CONDIÇÕES SÓCIO-ECONÔMICAS E HÁBITOS DA POPULAÇÃO

banhos, lavagem de pisos, logradouros, jardins... > condição econômica, > consumo: maquina

lavar, automóveis » eletricidade



Água para uso doméstico Fatores que interveem

CARACTERÍSTICAS DA CIDADE E CRESCIMENTO URBANO

desenvolvimento econômico: indústrias perdas físicas do SAA

MEDIÇÃO DO CONSUMO E CUSTO DA ÁGUA hidrometração x consumo

CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS DO SAA disponibilidade de água pressurização



PREVISÃO DE POPULAÇÃO

Anteriormente ao cálculo da população deve ser estabelecido o período ou alcance de projeto.

Alcance de projeto: tempo em que o sistema funcionará com utilização plena de sua capacidade sem sobrecargas e deficiências na distribuição comprometendo a qualidade da água potável.Pode estar relacionado com:

a vida útil das obras e equipamentos; período de amortização do capital investido, Velocidade de crescimento populacional

(alta, onera demais os custos iniciais); Dimensão do sistema (ex. barragens com

ampliação difícil, 50 anos):




Quadro – Vida útil media e horizontes de amortização e de projeto considerados para obras ligadas a Engenharia Sanitária




No Brasil é comum adotar-se o tempo de

20 anos indistintamente para todas

as partes constitutivas do sistema

podendo-se dividir as obras em

etapas para não haver ociosidade do

sistema e custos altos iniciais

arcados pela comunidade.

Fixados os períodos de projeto e etapas

de construção, deve ser estimada a

população a ser abastecida nestes

anos.




População residente: Pessoas que tem o domicílio como residência habitual.

DEA 7833 - SANEAMENTO BASICO CAPÍTULO



População flutuante:

É a população que se estabelece em núcleo

urbano por curto período de tempo como no

caso dos municípios de veraneio, estâncias

climáticas e hidrominerais. Impõem ao

sistema de abastecimento de água consumo

unitário análogo ao da população residente.

Variação no consumo de energia elétrica;

Variação no consumo de água;

Variação no fluxo de veículos;

Crescimento da capacidade instalada na região

para alojamento,




População abastecível da área de projeto:

No mínimo 80% da população residente;

Parcelas da população flutuante e temporária.




Consumidor singular:

Apresente um consumo específico significativamente maior que o produto da vazão específica da área, pela área por ele ocupada.

Consumidor especial: Aquele que deve ser atendido, independentemente de aspectos econômicos.



PREVISÃO DE POPULAÇÃO (cont.)

Métodos de Previsão

A evolução do crescimento populacional das áreas urbanas, deve ser estudada de forma complementar e harmônica no estudo de uso e ocupação do solo considerando as diversidades de cada distrito do município.




O estudo deve ser feito com a seguinte metodologia:

Levantamento dos últimos quatro censos, dos dados populacionais considerando a população residente e os domicílios ocupados;

Levantamento dos dados atuais do número de ligações de luz e água e imposto predial (residenciais, comerciais, industriais e públicas);

Pesquisa de campo (diferentes usos dos lotes, padrão econômico, índice de verticalização, etc);

Análise do Plano Diretor do Domicílio; Levantamento de planos e projetos que

possam afetar a dinâmica populacional.



Métodos para o estudo demográfico

Método dos componentes demográficos;

Métodos matemáticos; Métodos de

extrapolação/comparação gráfica.




Métodos para o estudo demográfico

Método dos componentes demográficos

A expressão geral da população em função

do tempo pode ser expressa por:

P = P0 + (N – M) + (I – E)

P: população na data t;

P0: população na data inicial t0;

N: nascimentos no período t;

M: óbitos;

I: imigrantes

E: emigrantes no período



Métodos Matemáticos

Os principais métodos utilizados para o cálculo da população P são:

crescimento aritmético; crescimento geométrico; curva logística; taxa decrescente de crescimento; Outros métodos.

O crescimento populacional pode também ser estimado através da análise estatística da regressão (linear ou não linear).




Método Aritmético

O incremento populacional no período é obtido por:

ka= P2 – P1 Pt = P2 + ka (t – t2 )

t2 – t1

Ka: taxa de crescimento aritmética;

P2 e P1 : população final e inicial conhecidas;

Pt: população de projeto;

t2 e t1: ano final e inicial conhecidos;

t : ano de final de projeto.

Este método admite que a população varie linearmente com o tempo e é utilizado para período pequenos entre 1 e 5 anos.



Método Geométrico

kG= lnP2 – lnP1 Pt = P2 . e kg(t-t2)

t2 – t1

kG : taxa de crescimento geométrica

Este método é também denominado de Método

de Crescimento Percentual Constante e o

crescimento é pressuposto ilimitado.



Método Geométrico (continuação)



Método da Curva Logística

O crescimento populacional segue uma relação matemática, que estabelece uma curva em forma de S. A população tende assintoticamente a um valor de saturação.




Parâmetros

Considerando que:

t1 – t0 = t2 – t1 , P0 < P1 < P2 , P0P2 <

(P1)2

Ps = 2P0P1P2 – (P1)2 (P0 + P2)

P0P2 – (P1)2

Ps: População de saturação da área; )t.(tK

st

0lc.e1

PP

Po

PoPs )( C

]

)P-.(PP

)P-.(PP.ln[

t-t

1=K

0s1

1s0

12l



Método da Extrapolação Gráfica

A extrapolação gráfica também denominada de método do prolongamento manual consiste no traçado de uma curva arbitrária que se ajusta aos dados já observados, sem se preocupar em estabelecer equação para a mesma.

Figura 4.3 Extrapolação gráfica

B

A

C

A - comunidade em estudoB e C comunidades com característicassemelhantes

3.1 PREVISÃO DE POPULAÇÃO (cont.)

DEA 7833 - SANEAMENTO BASICO CAPÍTULO CONSUMO DE ÁGUA e PROJEÇÃO

POPULACIONAL

Distribuição Demográfica

Com base na ocupação atual pode-se definir áreas homogêneas, cujas previsões futuras podem ser feitas mediantes os métodos de previsão demográficas;

Para o projeto de redes de água, é importante analisar como as futuras populações se distribuirão sobre a área da cidade;

Os resultados da projeção populacional devem ser coerentes com a densidade populacional da área em questão. Valores típicos de densidades populacionais estão apresentados no Quadro 1. Já o Quadro 2 apresenta valores típicos de densidades populacionais de saturação, em regiões metropolitanas altamente ocupadas.




Com base na ocupação atual pode-se definir áreas homogêneas, cujas previsões futuras podem ser feitas mediantes os métodos de previsão demográficas.

Quadro 1. Densidades populacionais típicas em função do uso do solo

Fonte: adaptado de Fair, Geyer e Okun (1973) e Qasim (1985) (valores arredondados)

Uso do solo Densidade populacional(hab/ha) (hab/km2)

Áreas residenciais Residências unifamiliares; lotes grandes 12 – 36 1.200 – 3.600 Residências unifamiliares; lotes pequenos 36 – 90 3.600 – 9.000 Residências multifamiliares; lotes pequenos 90 – 250 9.000 – 25.000 Apartamentos 250 – 2.500 25.000 – 250.000Áreas comerciais 36 – 75 3.600 – 7.500Áreas industriais 12 – 36 1.200 – 3.600Total (excluindo-se parques e outros equipamentos de grande porte)

25 – 125 2.500 – 12.500



CONSUMO DE ÁGUA


Quadro 2. Densidades demográficas e extensões médias de arruamentos por ha, em condições de saturação, em regiões metropolitanas altamente ocupadas (Dados médios da Região Metropolitana de São Paulo Fonte: Além Sobrinho e Tsutiya (1999).

Uso do solo Densidade populacional de saturação

(hab/ha)

Extensão média de

arruamentos (m/ha)

Bairros residenciais de luxo, com lote padrão de 800 m2 100 150

Bairros residenciais médios, com lote padrão de 450 m2 120 180

Bairros residenciais populares, com lote padrão de 250 m2 150 200

Bairros mistos residencial-comercial da zona central, com predominância de prédios de 3 e 4 pavimentos

300 150

Bairros residenciais da zona central, com predominância de edifícios de apartamentos com 10 e 12 pavimentos

450 150

Bairros mistos residencial-comercial –industrial da zona urbana, com predominância de comércio e indústrias artesanais e leves

600 150

Bairros comerciais da zona central com predominância de edifícios de escritórios 1000 200

CONSUMO DE ÁGUA

Ao se fazer as projeções populacionais, deve-se ter em mente os seguintes pontos:

Os estudos de projeção populacional são

normalmente bastante complexos. Devem ser

analisadas todas as variáveis (infelizmente nem

sempre quantificáveis) que possam interagir na

localidade específica em análise. Ainda assim

podem ocorrer eventos inesperados que mudem

totalmente a trajetória prevista para o

crescimento populacional. Isto ressalta a

necessidade do estabelecimento de um valor

realístico para o horizonte de projeto, assim

como da implantação da estação em etapas;

CONSUMO DE ÁGUA


As sofisticações matemáticas associadas às determinações dos parâmetros de algumas equações de projeção populacional perdem o sentido se não forem embasadas por informações paralelas, na maioria das vezes não quantificáveis, como aspectos sociais, econômicos, geográficos, históricos etc;

Sempre que possível, deve-se adotar a análise da regressão, que permite a incorporação de uma maior série histórica, ao invés de apenas 2 ou 3 pontos, como nos métodos algébricos;

CONSUMO DE ÁGUA


O bom senso do analista é de grande importância na escolha do método de projeção a ser adotado e na interpretação dos resultados. Ainda que a escolha possa se dar tendo por base o melhor ajuste aos dados censitários disponíveis, a extrapolação da curva exige percepção e cautela;

CONSUMO DE ÁGUA

Exemplo:

Consumo médio “per capita”

Leitura dos hidrômetros; Leitura do macromedidor instalado na

saída do reservatório; Quando não existirem medições.

Leituras em hidrômetros

Obtém-se o valor do consumo médio per capita dividindo-se o volume total de água distribuída durante um ano, por 365 dias, e pelo número de habitantes. É expresso em L/hab.dia.

qm = volume distribuído anual

365 . População beneficiada




Quando não existir medição

A literatura apresenta valores que variam:

30 L/hab.dia para zonas servidas por torneiras;

150 a 200 L/ hab.dia para cidades com população inferior a 50.000 habitantes, devendo utilizar-se no mínimo 100 L/hab.dia.



Para determinação dos valores “per capita” quando não se dispões de leituras são utilizadas a seguinte distribuição do consumo:

Doméstico: bebida, asseio corporal e das

habitações, preparo de alimentos, lavagem

de roupas e utensílios – 50 a 90 l/hab.dia;

Comercial ou industrial: escritórios

restaurantes, hotéis, pequenas indústrias -

50 l/hab.dia;

Público: irrigação de jardins, lavagem de

ruas – 25 l/hab.dia;

Perdas: águas perdida por vazamentos e

em problemas operacionais - 40 l/hab.dia.

Verificar Tabelas na literatura.




Quando não existir medição

Considerações: Consumo “per capita”

(L/hab.dia)

0 – 4 SM 100

4 – 8 SM 150

8 – 12 SM 200

> 12 SM 250

Média - MG 246

Média - SP 294

Média - RJ 324



Consumo médio “per capita”Tabela 1: Coeficientes de captação e consumo de água

Fonte: SNIS 2000 ESTADOS FAIXA

POPULACIONAL Coeficiente de Captação

per capita l/ hab. dia

Icap

MINAS GERAIS (0 – 10.000) 202

(10.001 - 100.000) 228

(100.001 - 500.000) 258

(>500.000) 297

Média Estadual 246

COPASA/MG 223

RIO DE JANEIRO (0 – 10.000) 283

(10.001 - 100.000) 302

(100.001 - 500.000) 316

(>500.000) 395

Média Estadual 324

CEDAE/RJ 486

SÃO PAULO (0 - 10.000) 295

(10.001 - 100.000) 265

(100.001 - 500.000) 314

(>500.000) 302

Média Estadual 294

SABESP/SP 338



Consumo médio “per capita”Tabela 1: Coeficientes de captação e consumo de água

Fonte: SNIS 2001

Empresa Consumo médio per capita

de água (l/hab/dia)

Consumo médio per capita de água (l/hab/dia)

Região N Região SE

CAER/RR 138,22 CEDAE/RJ 219,21

CAERD/RO 110,74 CESAN/ES 194,03

CAESA/AP 163,03 COPASA/MG 141,61

COSAMA/AM 51,13 SABESP/SP 160,84

COSANPA/PA 99,98

DEAS/AC 101,08

Região S

CASAN/SC 127,59

Região NE SANEPAR/PR 125,17

AGESPISA/PI 74,45 CORSAN/RS 129,73

CAEMA/MA 114,62

CAERN/RN 118,10

CAGECE/CE 119,41 Região CO

CAGEPA/PB 108,51 CAESB/DF 193,29

CASAL/AL 113,81 SANEAGO/GO 120,79

COMPESA/PE 79,73 SANEMAT/MT 163,29

DESO/SE 109,44 SANESUL/MS 112,58

EMBASA/BA 115,30



Fatores que afetam o consumo:

Clima; Hábitos e nível de vida da população; Natureza crescimento da cidade; Tamanho da cidade; Medição do consumo; Pressão na rede; Preço da água; Variação do consumo ao longo do

ano, ao longo do dia, e durante a hora.




CONSUMO DE ÁGUA

Variações diárias

k1 = maior consumo diário no ano

consumo médio diário no ano

K1: coeficiente do dia de maior consumo -

varia entre limites de 1,2 e 2,0.

Utiliza-se este coeficiente na determinação da vazão de dimensionamento das obras de captação, casas de bombas, adutoras e estações de tratamento.

.


CONSUMO DE ÁGUA

Variações diárias

k1 = maior consumo diário no ano

consumo médio diário no ano


CONSUMO DE ÁGUA

Variações horárias

k2 = maior vazão horária no dia

vazão média horária no dia

K2: coeficiente da hora de maior consumo -

varia entre limites de 1,5 e 3,0.

Utiliza-se este coeficiente na determinação da vazão de dimensionamento dos condutos de distribuição que partem dos reservatórios.


CONSUMO DE ÁGUA

Variações de consumoUm esquema típico de variação diária de vazões pode ser

visualizado na Figura 4.4

Figura 4.4 Curva de variação horária típica

De posse dos coeficientes de variação de vazão e da população de projeto é possível determinar a vazão de dimensionamento dos componentes do sistema de tratamento de água.

Considera-se na ETA uma perda na lavagem dos filtros em torno de 5%

Q m

edid

a

(L/s

)

horas do dia

Vazão média

Vazão máxima


CONSUMO DE ÁGUA


CONSUMO DE ÁGUA

Vazões de dimensionamento

De posse dos coeficientes de variação de vazão e da população de projeto é possível determinar a vazão de dimensionamento dos componentes do sistema de tratamento de água:

As obras à montante do reservatório de distribuição devem ser dimensionadas para atender a vazão máxima de maior consumo do ano;

A rede de distribuição deve ser dimensionada para a maior vazão de demanda que é a hora de maior consumo do dia de maior consumo;

Considera-se na ETA uma perda na lavagem dos filtros em torno de 5%;


CONSUMO DE ÁGUA

Incêndio

Deve ser incorporada à vazão de dimensionamento do sistema de distribuição à parcela referente à incêndio. A NBR-12218 estabelece:

1) Dispensa-se a instalação de hidrantes na rede quando a demanda total for inferior a 50 l/s;

1) Se a demanda total for superior a 50 l/s a capacidade dos hidrante deve ser:

10 l/s em áreas residenciais; 20 l/s em áreas comerciais e industriais

2) Os hidrantes de coluna terão, cada um, um raio de ação de, no máximo 300 (trezentos) metros;


CONSUMO DE ÁGUA

Incêndio

A fórmula abaixo pode também ser utilizada

Q = 64,36 P1/2 (1 – 0,01 P1/2)

Sendo:

Q: vazão em litros/s;

P: população, em milhares de habitantes

Esta fórmula se aplica à população inferior a 200000 habitantes para a qual a vazão exigida é de 782 L/s. Para populações maiores adiciona-se 126 a 505 L/s destinada a um segundo incêndio.


CONSUMO DE ÁGUA

VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DAS PARTES PRINCIPAIS DE UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

Um sistema de abastecimento de água é geralmente constituído pelos seguintes componentes:

Captação; Estação Elevatória; Adutora; Estação de Tratamento de Água; Reservatório; Rede de Distribuição.

O dimensionamento dessas diversas partes deve ser feito para as condições de demanda máxima, para que o sistema não funcione com deficiência durante algumas horas do dia ou do ano.


CONSUMO DE ÁGUA

VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO DAS PARTES PRINCIPAIS DE UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

As obras a montante do reservatório de distribuição devem ser dimensionadas para atender a vazão média do dia de maior consumo do ano;

A rede de distribuição deve ser dimensionada para a maior vazão de demanda, que é a hora de maior consumo do dia de maior consumo;

A estação de tratamento de água geralmente consome cerca de 1 a 5% do volume tratado para lavagem dos filtros e decantadores;

A vazão de grandes consumidores (indústrias, comércios, etc), se houver, deve ser incluída no dimensionamento do sistema


CONSUMO DE ÁGUA

Estudar capítulo 3

dea 7833 - saneamento basico capÍtulo 4 consumo de Água e projeÇÃo populacional consumidores de...

Documents