sistema de abastecimento de Água

INTRODUÇÃO À ENGENHARIA AMBIENTALDocente: Joceline Costa

SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUASISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

Um Sistema de Abastecimento de Água caracteriza-se pela retirada da água da natureza,

adequação de sua qualidade, transporte até os aglomerados humanos e fornecimento à

população em quantidade compatível com suas necessidades. Um sistema de

abastecimento de água pode ser concebido para atender a pequenos povoados ou a

grandes cidades, variando nas características e no porte de suas instalações.

O Sistema de Abastecimento de Água representa o "conjunto de obras, equipamentos e

serviços destinados ao abastecimento de água potável de uma comunidade para fins de

consumo doméstico, serviços públicos, consumo industrial e outros usos".

A água constitui elemento essencial à vida vegetal e animal. O homem necessita de água

de qualidade adequada e em quantidade suficiente para atender a suas necessidades,

para proteção de sua saúde e para propiciar o desenvolvimento econômico.

Unidades de um sistema de abastecimento de água

Ao abrir uma torneira, a água que sai provavelmente já percorreu um longo caminho

através de tubulações. Nesse percurso, que se inicia no local de coleta nos rios, poços e

lagos, diversos obstáculos foram vencidos pelas canalizações, que, em alguns trechos,

passam acima da superfície do solo, ou na maior parte das vezes por via subterrânea.

Várias obras de engenharia são necessárias para que a água chegue a sua casa com boa

qualidade. Os projetos são realizados em diversas etapas e normalmente apresentam a

seguinte seqüência: captação; adução (transporte); tratamento; reservação

(armazenamento); e distribuição.

Portanto, um sistema de abastecimento de água é composto pelas seguintes unidades:

1. Manancial: fonte de onde se retira a água.

2. Captação: conjunto de equipamentos e instalações utilizado para a tomada de

água do manancial.

3. Adução: transporte da água do manancial ou da água tratada.

4. Tratamento: melhoria das características qualitativas da água, dos pontos de

vista físico, químico, bacteriológico e organoléptico. a fim de que se torne própria

para o consumo. É feito na chamada ETA.

5. Reservação: armazenamento da água para atender a diversos propósitos, como a

variação de consumo e a manutenção da pressão mínima na rede de distribuição.

6. Rede de distribuição: condução da água para os edifícios e pontos de consumo,

por meio de tubulações instaladas nas vias públicas.

Em alguns casos é preciso acrescentar ao sistema uma sétima unidade:

7. Estações elevatórias ou de recalque: instalações de bombeamento destinadas a

transportar a água a pontos mais distantes ou mais elevados, ou para aumentar

a vazão de linhas adutoras.

INTRODUÇÃO À ENGENHARIA AMBIENTAL

A importância do sistema de abastecimento de água

A importância do sistema de abastecimento de água pode ser considerada nos seguintes

aspectos:

Os aspectos sanitário e social

melhoria da saúde e das condições de vida de uma comunidade;

diminuição da mortalidade em geral, principalmente da infantil;

aumento da esperança de vida da população;

diminuição da incidência de doenças relacionadas a água;

implantação de hábitos de higiene na população;

facilidade na implantação e melhoria da limpeza pública;

facilidade na implantação e melhoria dos sistemas de esgotos sanitários;

possibilidade de proporcionar conforto e bem-estar;

melhoria das condições de segurança.

Os aspectos econômico

aumento da vida produtiva dos indivíduos economicamente ativos;

diminuição dos gastos particulares e públicos com consultas e internações

hospitalares;

facilidade para instalações de indústrias, onde a água é utilizada como matéria-

prima ou meio e operação;

incentivo à indústria turística em localidades com potencialidades para seu

desenvolvimento.

CAPTAÇÃO

As obras de captação são aquelas realizadas para coletar de modo adequado as águas

naturais de nascentes, represas ou depósitos subterrâneos (mananciais), elas variam

conforme as condições locais, hidrológicas, topográficas e, para as águas subterrâneas,

também segundo condições hidrogeológicas.

A captação é a primeira unidade do sistema de abastecimento de água e do seu

constante e bom funcionamento depende o desempenho de todas as unidades

subsequentes. A concepção de uma unidade de captação deve considerar que não são

admissíveis interrupções em seu funcionamento. A concepção e a escolha do local de

captação da água devem:

assegurar condições de fácil entrada da água em qualquer época do ano;

assegurar, tanto quanto possível, a melhor qualidade da água do manancial;

garantir o funcionamento e a proteção contra danos e obstruções;

favorecer a economia das instalações;

facilitar a operação e manutenção ao longo do tempo;

planejar com cuidado a execução de estruturas junto ou dentro da água, já que

sua ampliação é geralmente muito trabalhosa;

prever proteção contra inundação.

Captação de águas superficiais


Na elaboração de projetos de captação de águas superficiais, várias de águas

características quantitativas e qualitativas dos cursos d’água devem ser avaliadas.

Algumas das mais importantes são:

levantamento de dados hidrológicos da bacia em estudo ou de bacias próximas;

levantamento de dados fluviométricos do curso d’água em estudo e informações

sobre as oscilações de nível de água nos períodos de estiagem e enchente;

características físicas, químicas e bacteriológicas da água;

localização, na bacia, de focos poluidores atuais e potenciais.

É importante salientar que a escolha do local deve ser antecedida da avaliação dos

seguintes fatores:

distância da captação à estação de tratamento de água;

eventuais custos com desapropriações;

necessidade de estações elevatórias;

disponibilidade de energia elétrica para alimentação de motores;

facilidade de acesso.

A captação é composta geralmente por:

barragens ou vertedores para manutenção do nível ou para regularização da

vazão;

órgãos de tomada d’água com dispositivos para impedir a entrada de materiais

flutuantes ou em suspensão na água;

dispositivos para controlar a entrada de água;

canais ou tubulações de interligação e órgãos acessórios;

poços de sucção e casa de bombas para alojar os conjuntos elevatórios, quando

necessário.

Os reservatórios de elevação de nível são utilizados para facilitar a retirada da água,

permitindo a submersão permanente de canalizações e válvulas de todas de pé de

bombas, em cursos d’água pouco profundas.

Os reservatórios de acumulação são necessários quando a vazão a ser retirada é maior

que a vazão mínima natural que o curso d’água apresenta em alguns períodos do ano.

Captação de águas subterrâneas

a) do lençol freático

Captação de fonte aflorante (ou de encosta) - São utilizadas caixas de

tomada convenientemente protegidas que, instaladas no local do afloramento,

recolhem diretamente a água do lençol, ou indiretamente através de uma

canalização simples perfurada ou com ramificações que penetram o lençol

adentro.

Captação de fonte emergente - É utilizado geralmente um sistema de

drenagem subsuperficial, denominado de galeria de infiltração. A solução

consiste de um sistema de drenos, que termina em um coletor central, através

do qual a água é encaminhada a um poço.

Alguns cuidados fazem-se necessários na instalação dessas captações:


- as caixas de coleta devem possuir abertura de inspeção com tampa e

extravasores e tubuiações de limpeza;

- a área em torno da caixa deve ser isolada, para impedir a proximidade de

pessoas estranhas e animais;

- no caso de existirem nas proximidades áreas de cultivo, deve ser vedado o uso

de adubos de origem animal ou produtos tóxicos que possam ser carreados para

o sistema.

Poço Raso ou Freático (em alguns locais denominado de “cisterna”) -

Escavação circular, geralmente de 0,80 a 2,00 m de diâmetro e com

profundidade de acordo com a localização do lençol freático.

Sua localização deve atender a alguns requisitos básicos:

- favorecer o afastamento de água de chuva;

- situar-se próxima ao local de consumo;

- localizar-se o mais longe possível e acima de qualquer fonte potencialmente

poluidora;

A proteção da qualidade da água requer os seguintes cuidados:

- a caixa do poço deve ultrapassar o nível do solo;

- um montículo com caimento para fora deve circular a caixa do poço;

- as paredes devem ser impermeabilizadas até 3 metros da superfície do solo;

- a cobertura deve ser com tampa selada, com caimento para fora;

- a abertura de inspeção deve ser de aproximadamente 0,60 x 0,60m, possuindo

tampa selada com argamassa fraca;

- a escolha do sistema de extração de água a ser utilizado deve ser cuidadosa.

b) do lençol confinado

Poço profundo ou artesiano - Aescavação dos poços profundos exige mão-de-obra

e equipamentos especiais.

São as seguintes as etapas para a construção do poço:

- operação de perfuração: utiliza diferentes métodos (percussão, rotativo, ar

comprimido), dependendo da profundidade e diâmetro do poço e da natureza do

terreno;

- instalação da tubulação de revestimento: o revestimento destina-se

especificamente a suportar desmoronamentos e a impedir a entrada, no poço, de

água com características indesejáveis;

- colocação de filtro: os filtros são peças tubulares perfuradas, colocadas no

prolongamento dos tubos de revestimento e junto às camadas geológicas que

contêm água, de modo a evitar a presença de materiais indesejáveis na sucção;

- cimentação: enchimento colocado entre a parede natural do terreno e a

tubulação de revestimento para impedir a passagem da água da superfície;

- teste de bombeamento: teste efetuado para avaliar as condições

hidrodinâmicas do aquífero, como vazão máxima, rebaixamento do nível da água

etc;

- instalação do equipamento de bombeamento.


TRANSPORTE

Adução

Adução é a tubulação usada para a condução da água do ponto de captação até a ETA, e

da ETA até os reservatórios de distribuição, sem a existência de derivações para

alimentar as canalizações de ruas e ramais prediais.

Classificação das adutoras

a) Quanto à natureza da água transportada

Adutora de água bruta: transporta a água da captação até a Estação de

Tratamento.

Adutora de água tratada: transporta a água da ETA aos reservatórios de

distribuição.

b) Quanto à energia utilizada para a movimentação água

Adutora por gravidade em conduto livre: A água escoa sempre em declive,

mantendo uma superfície livre sob o efeito da pressão atmosférica. Os condutos

podem ser abertos ou fechados, não funcionando com seção plena (totalmente

cheios).

Adutora por gravidade em conduto forçado: A pressão interna

permanentemente superior à pressão atmosférica permite à água mover-se, quer

em sentido descendente quer em sentido ascendente, graças à existência de

uma carga hidráulica.

Adutora por recalque: quando, por exemplo, o local da captação estiver em um

nível inferior, que não possibilite a adução por gravidade, é necessário o

emprego de equipamento de recalque (conjunto moto-bomba e acessórios). O

sistema de adução é composto por condutos forçados.

É possível também a utilização de adutoras mistas, recalque, parte por gravidade.

Materiais utilizados em adutoras

A escolha da adutora, segundo o material utilizado na fabricação do conduto, varia de

acordo com fatores como:

método de fabricação dos tubos e acessórios;

condição de funcionamento hidráulico;

pressão interna e durabilidade do material face às características do solo;

cargas externas;

natureza da água transportada;

custo.

Os materiais mais empregados são:

PVC;

ferro fundido, cimentado internamente;

aço soldado;

aço com junta ponta e bolsa, junta travada, etc;


concreto armado;

fibra de vidro impregnado em resinas de poliéster;

polietileno.

Estações Elevatórias (EE)

São instalações de bombeamento destinadas a transportar a água a pontos mais

distantes ou mais elevados, ou para aumentar a vazão de linhas adutoras.

Usos

As estações elevatórias são mais utilizadas nos sistemas de abastecimento de água para:

captar a água de superfície ou de poço;

a recalcar a água a pontos distantes ou elevados;

a reforçar a capacidade de adução.

Desvantagens

A utilização das EE dentro do Sistema de Abastecimento de Água tem as seguintes

desvantagens:

a elevam despesas de operação devido aos gastos com energia;

são vulneráveis a interrupções e falhas no fornecimento de energia;

exigem operação e manutenção especializada, aumentando ainda mais os custos

com pessoal e equipamentos.

No entanto, dificilmente um sistema de abastecimento de água de médio ou grande porte

deixa de contar com uma ou mais estações elevatórias.

Componentes de uma EE

As instalações elevatórias típicas são formadas por:

Casa de Bombas: edificação própria destinada a abrigar os conjuntos moto-

bomba. Deve ter iluminação e ventilação adequadas e ser suficientemente

espaçosa para a instalação e movimentação dos conjuntos elevatórios, incluindo

espaço para a parte elétrica (quadro de comando, chaves etc)

Bomba: equipamento encarregado de succionar a água retirando-a do

reservatório de sucção e pressurizando-a através de seu rotor, que a impulsiona

para o reservatório ou ponto de recalque. As bombas podem ser classificadas de

uma maneira geral em:

- Turbobombas ou bombas hidrodinâmicas (bombas radiais ou centrífugas, as

mais usadas para abastecimento público de água; bombas axiais; bombas

diagonais ou de fluxo misto);

- Bombas volumétricas, de uso comum na extração de água de cisterna (bombas

de êmbolo ou bombas de cilindro de pistão).

Motor de acionamento: Equipamento encarregado do acionamento da bomba.

O tipo de motor mais utilizado nos sistemas de abastecimento de água é o

acionado eletricamente.

Linha de sucção: Conjunto de canalizações e peças que vão do poço de sucção

até a entrada da bomba.


Linha de recalque: Conjunto de canalizações e peças que vão da saída da

bomba até o reservatório ou ponto de recalque.

Poço de sucção: Reservatório de onde a água será recalcada. Sua capacidade ou

volume deve ser estabelecido de maneira a assegurar a regularidade no trabalho

de bombea mento

TRATAMENTO

Objetivos

O tratamento da água tem por objetivo condicionar as características da água bruta, isto

é, da água como encontrada na natureza, a fim de atender de médio à qualidade

necessária a um determinado uso.

A água a ser utilizada para o abastecimento público deve ter sua qualidade ajustada de

forma a:

atender aos padrões de qualidade exigidos pelo Ministério da Saúde e aceitos

internacionalmente;

prevenir o aparecimento de doenças de veiculação hídrica, protegendo a

comando, saúde da população;

tornar a água adequada a serviços domésticos;

prevenir o aparecimento da cárie dentária nas crianças, através da fluoretação;

proteger o sistema de abastecimento de água, principalmente tubulações e

órgãos acessórios da rede de distribuição, dos efeitos danosos da corrosão e da

deposição de partículas no interior das tubulações.

O tratamento da água pode ser parcial ou completo, de acordo com a análise prévia de

suas características físicas, químicas e biológicas. O tratamento coletivo é efetuado na

Estação de Tratamento de Água (ETA), onde passa por diversos processos de depuração.

Processos de tratamento e água

A prática consagrada no Brasil, para a concepção das estações de tratamento de água de

mananciais superficiais, em grande parte das situações, adota a combinação das

seguintes etapas:

clarificação, com o objetivo de remover os sólidos presentes na água;

desinfecção, para eliminação dos microrganismos que provocam doenças;

fluoretação, para a prevenção da cárie dentária;

controle de corrosão.

Nossas águas superficiais, não tratadas, utilizadas para efeito de abastecimento público,

usualmente não satisfazem aos padrões de potabilidade apenas quanto aos parâmetros

físicos e bacteriológicos, que podem ser controlados pelos processos de clarificação e de

desinfecção.

A etapa de fluoretação é prevista objetivando atender a legislação federal (Portaria

nº635/75 do Ministério da Saúde), que recomenda o uso desse produto nas águas de

abastecimento. Já o controle de corrosão é empregado baseado na preocupação

econômica de preservar a integridade das instalações.


Para águas subterrâneas, especialmente de manancial artesiano, mais profundo,

freqüentemente é dispensada a etapa de clarificação, em função dos baixos níveis de

turbidez encontrados.

Em função das substâncias presentes nas águas naturais, entretanto, alguns processos

diferentes dos anteriormente descritos podem se mostrar necessários. Vários desses

processos são complexos, apresentando custo elevado e uma operação especializada.

De uma forma ampla, os principais processos de tratamento, com os respectivos

objetivos, são apresentados no quadro a seguir:

Quadro 1 - Processos de tratamento da águaProcessos

ObjetivosMais Freqüentes

Menos Freqüentes

Clarificação Remoção de turbidez, de microrganismos e de metais pesados.

Desinfecção Remoção de microrganismos patogênicos.Floretação Proteção da cárie dentária infantil.Controle de

corrosão e/ou de incrustração

Acondicionar a água, de tal maneira a evitar feitos corrosivos ou incrustrantes no sistema abastecedor e

nas instalações domiciliares.

Abrandamento Redução da dureza, remoção de alguns contaminantes inorgânicos.

Adsorção Remoção de contaminantes orgânicos e inorgânicos, controle de sabor e odor.

Aeração Remoção de contaminantes orgânicos e oxidação de substâncias inorgânicas, como o Fe e o Mn.

Oxidação Remoção de contaminantes orgânicos e de substâncias inorgânicas, como o Fe e o Mn.

Tratamento com

membranasRemoção de contaminantes orgânicos e inorgânicos.

Troca iônica Remoção de contaminantes inorgânicos.Fonte: BARROS, 1995.

Conforme pode ser percebido, a presença de componentes orgânicos ou inorgânicos na

água bruta, em concentrações excessivas, conduz à necessidade de se implantar

processos especiais, com elevado custo e operação complexa. Obviamente, uma

adequada seleção do manancial ou um apropriado gerenciamento da sua bacia

contribuinte são as formas de se prevenir à presença de componentes indesejáveis nos

corpos d’água.

Clarificação

A etapa de clarificação constitui-se de um conjunto de operações unitárias, destinadas à

remoção de sólidos.

A clarificação, cuja função essencial consiste na remoção da turbidez, apresenta uma

grande importância no tratamento de águas de abastecimento, proporcional à


importância do parâmetro turbidez na potabilidade da água. Uma água que atenda aos

rigorosos requisitos de turbidez padrões de potabilidade, garante:

uma aparência esteticamente adequada;

quantidades reduzidas de microrganismos;

desempenho adequado durante o processo de desinfecção, devido à ausência de

sólidos capazes de proteger os patogênicos da ação do desinfetante.

A remoção da cor da água, quando em teores baixos, ocorre durante os processos de

coagulação e filtração, sendo que na filtração rápida são obtidos melhores resultados que

na filtração lenta.

As operações que podem ocorrer durante a operação de clarificação são resumidas a

seguir.

Coagulação: operação na qual é realizada a desestabilização dos colóides

(partículas sólidas minúsculas) presentes na água, permitindo assim que eles

posteriormente se aglutinem, formando flocos, passíveis de serem separados na

sedimentação ou na filtração.

Floculação: formação de flocos, mediante a introdução de energia na massa

líquida, capaz de favorecer o contato entre os colóides desestabilizados e

permitir a sua aglutinação.

Sedimentação: separação dos sólidos da água, pela ação da gravidade.

Filtração: passagem da água por um leito de material granular, através do qual

ocorre a separação das partículas presentes na água. São classificados, em

função do sentido do fluxo, em descendentes ou ascendentes, e, em função da

velocidade de filtração, em rápidos (120 a 360 m3/m2.d) ou lentos (3 a 14

m3/m2.d).

No processo de clarificação, a filtração é uma operação essencial, também denominada

de barreira sanitária do tratamento, uma vez que não se pode garantir uma adequada

segurança da água não filtrada, com relação à presença de patogênicos. Além disso,

dificilmente obtém-se o atendimento ao padrão de turbidez, sem que se submeta a água

bruta à filtração. As demais operações podem ser dispensadas, em determinadas

situações, dependendo das características da água bruta.

Quando todas as quatro operações são previstas em uma instalação de tratamento, além

do processo de desinfecção, tem- se o denominado tratamento clássico ou convencional.

Filtração

Algumas modalidades e importantes características dos processos de filtração são:

a) Pré-filtro

Utilizado como pré-tratamento para a filtração lenta, alivia essa unidade de algumas

impurezas, especialmente sólidas. No pré-filtro ocorre também remoção da carga

bacteriológica da água bruta, já que parte dos organismos é removida conjuntamente

com sólidos.


É usualmente empregado junto às captações e pode ser classificados segundo a direção

e o sentido do fluxo em pré-filtro de fluxo horizontal, pré-filtro de fluxo vertical

descendente e pré-filtro de fluxo vertical ascendente.

b) Filtração lenta

O tratamento através de filtro lento constitui uma solução bastante simples, do ponto de

vista operacional, em muitos casos se limitando à existência dos próprios filtros, sem

instalações para manuseio de produtos químicos.

No filtro lento, as baixas taxas de filtração (3 a 9m³/m².d) determinam um desempenho

bastante diferente daquele característico dos filtros rápidos. Ao contrário desses, a

camada superficial do filtro é a responsável por praticamente todo o mecanismo de

filtração. Na superfície do leito, a baixa taxa de aplicação permite a formação de uma

camada biológica gelatinosa, constituída por bactérias, algas e plâncton em geral, capaz

de exercer uma eficiente função bactericida.

Fisicamente, o filtro é constituído de um tanque, onde é colocada uma camada de areia

fina, com espessura entre 0,90 e 1,20m, sobre uma camada de cascalho, com espessura

entre 0,20 e 0,45m. Sob a camada de cascalho, é previsto um sistema de drenagem,

para recolhimento da água filtrada.

c) Filtração rápida

Os filtros rápidos (taxa de filtração entre 120 e 360 m3/m2.d) surgiram da necessidade

de uma maior vazão para o atendimento de grandes cidades. Para estas cidades, o filtro

lento ocuparia áreas muito grandes. Os processos de clarificação que antecedem a

filtração rápida permitem o aproveitamento de águas superficiais menos resguardadas e

mais próximas do centro de consumo. Ao mesmo tempo, os filtros rápidos exigem maior

controle operacional e pessoal mais qualificado.

Na filtração rápida, a retenção das impurezas ocupa o meio filtrante ao longo de toda a

sua profundidade, não concentrando-se apenas no topo, como na filtração lenta.

Do ponto de vista do comportamento hidráulico, essas unidades podem ser classificadas

em:

Filtração de fluxo descendente

- de camada simples (areia)

- de camada dupla (areia e antracito)

Nesse tipo de filtração, a água percorre a camada filtrante de cima para baixo, e do

material mais fino para o material mais grosso. A lavagem do filtro é feita em intervalos

de 20 a 40 horas, dependendo das características da água que chega ao filtro e das

condições de operação, em contracorrente, por inversão de fluxo (isto é, de baixo para

cima). A camada suporte, sobre a qual é colocado o leito filtrante, tem em média 0,45m

de espessura, e a camada filtrante de 0,40 a 0,70m. A altura total da caixa do filtro varia

de 3,0 a 5,0 metros.

Filtração de fluxo ascendente


Esse tipo de filtração funciona em sentido inverso (fluxo de baixo para cima). Dispensa a

floculação e a decantação, sendo aplicado um coagulante alguns minutos antes da

filtração. O fluxo de água encontra um material mais grosseiro nas camadas inferiores do

meio filtrante e material mais fino na parte superior. A lavagem é feita com uma corrente

de água no mesmo sentido da filtração. A água filtrada recebe um desinfetante antes de

sua distribuição.

É aplicável para água bruta de baixa turbidez, pouco poluída, e que não passe por

variações bruscas de qualidade.

Estações compactas

Consistem em unidades pré-fabricadas, que reúnem todas a etapas necessárias para o

processo de clarificação. Algumas são projetadas para serem transportadas inteiras,

enquanto outras são deslocadas em módulos e montadas no local.

A concepção das estações compactas visa a conciliar custos baixos com facilidade de

montagem, procurando minimizar a implantação de muitas unidades auxiliares. E

inevitável, porém, a necessidade da instalação pelo menos da Casa de Química.

As estações compactas apresentam diferentes “layout” (arranjos) e diferentes linhas de

tratamento, sendo caracterizados como grupos principais as unidades de filtração direta

(usualmente filtração ascendente) e as unidades de tratamento clássico (incorporando

etapas de mistura rápida, floculação, decantação e filtração).

Algumas vantagens da instalação de estações compactas podem ser destacadas:

possibilidade de redução de prazos totais para implantação do sistema;

possibilidade de deslocamento da estação, para tender a outros sistemas, o que

pode ser importante no caso de instalações provisórias (canteiros de obras),

emergências ou de localidades onde houver a necessidade de ampliação.

A escolha de uma estação compacta deve ser precedida de um estudo cuidadoso de sua

aplicabilidade de acordo com a qualidade da água bruta, necessidades operacionais, etc.

A opção pela aquisição de uma estação compacta, por outro lado, deve ser cuidadosa, na

medida em que nota-se uma tendência, pelos fabricantes, de as apresentarem como

apropriadas para qualquer situação, o que não é verdadeiro. Várias dessas unidades são

subdimensionadas, para viabilizar um menor custo, provocando sérios problemas de

funcionamento após instaladas.

Principais linhas tratamento de água

As tecnologias de tratamento podem ser agrupadas de acordo com o tipo de filtração

utilizada, e divididas entre as que incluem e não incluem os processos de coagulação,

floculação e sedimentação.

No quadro a seguir apresenta-se uma comparação entre as diversas linhas de

tratamento, mostrando características de cada uma.

Quadro 2 - Comparação entre as diversas linhas de tratamentoParâmetro Linha de Tratamento


Filtração Lenta

Filtração direta descendente

Filtração direta ascendente

Tratamento convencional

Operação simples especializada especializada especializada

Consumo de produtos

químicosNulo

baixo (dosagem coagulante usualmente

inferior a 10mg/l)

baixo (dosagem coagulante usualmente

inferior a 10mg/l)

alto (dosagem coagulante

freqüentemente superior a 15 mg/l)

Resistênciaà variação da

qualidadeda água

baixa baixa moderada alta

Lavagem dos filtros

Raspagemda camada superficial (operação

trabalhosa), com baixa freqüência

fluxo ascendente

fluxo ascendente (em alguns casos, problemas para a

remoção completa do Iodo)

Fluxo ascendente

Porte da estação

usual limitar a pequenas

instalações

sem limitações

sem limitações

sem limitações

Custo de implantação (US$/hab)

10-100 (muito dependente da

taxa de filtração e do

processo construtivo)

2 - 30 5 - 45 10 - 60

Necessidade de área

grande pequena pequena média

Fonte: BARROS, Raphael T. de V. et al. Saneamento. Belo Horizonte: Escola de

Engenharia da UFMG, 1995. (Manual de saneamento e proteção ambiental para os

municípios).

No quadro seguinte são mostrados possíveis limites da qualidade da água bruta, para

efeito de uma escolha preliminar da linha de tratamento.

Quadro 3 - Linhas de Tratamento - Limites de qualidade da água bruta

Lin

ha d

e

trata

men

to

Parâmetros - Limites Máximos

Tu

rbid

ez

(UN

T)

Cor

Verd

ad

eir

a

(uC

)

Ferr

o(m

g/l

)

Man

gan

ês

(mg

/l)

Coli t

ota

is(N

MP

/100

ml)

Coli f

ecais

(NM

P/1

00

ml)

Filtração lenta 10 5 1 0,2 1.000 200Pré-filtro + filtro lento 50 10 5 0,5 10.000 2000

Filtração direta ascendente 20 25 3 0,5 5.000 200Filtração descendente em linha* 25 10 - - 1.000 200

* sem floculação e decantação. Fonte: BARROS, Raphael T. de V. et al. Saneamento. Belo

Horizonte: Escola de Engenharia da UFMG, 1995. (Manual de saneamento e proteção

ambiental para os municípios).


Concepção do tratamento

A escolha de uma determinada linha de tratamento deve considerar em detalhes as

características da água bruta e sua variação ao longo das estações do ano, e as

vantagens e desvantagens dos diversos processos.

Além disso é importante lembrar que, na concepção do arranjo das unidades do

tratamento, algumas preocupações devem estar contempladas, tais como:

a concentração das tarefas operacionais, como o manuseio de produtos químicos

e a operação dos filtros, deve ser junto à Casa de Química;

a concentração dos pontos de aplicação de produtos químicos, especialmente

aqueles cujo transporte hidráulico das soluções possibilita deposições nos tubos,

próximo à Casa de Química, objetivando reduzir a extensão dessas tubulações;

um aproveitamento ótimo das características topográficas da área;

previsão de futuras ampliações da estação de tratamento, de forma racional.

Utilização de produtos químicos

O processo de tratamento é complementado pela utilização de produtos químicos que

visam a alterar algumas características da água, otimizando as etapas do tratamento ou

melhorando o produto final.

O quadro a seguir mostra os principais produtos utilizados e suas aplicações:

Quadro 4 - Principais produtos químicos utilizados no tratamento de águaAplicação Produtos utilizados

Remoção de partículas em suspensão/coagulação

Sulfato de alumínio*Sulfato ferroso

Sulfato ferroso cloradoSulfato férricoCloreto férrico

Aluminato de sódioCal hidratada*

Carbonato de cálcioCarbonato de cálcio (soda ou barriha)

Ajuste do pH Hidróxido de sódioGás carbônicoÁcido clorídricoÁcido sulfúricoCal hidratada*

Controle da corrosão Carbonato de sódioHidróxido de sódio

Polifosfatos de sódio

Remoção ou controle do desenvolvimento de microrganismos/desinfecção

Cloro gasoso*Hiploclorito de sódio*Hiploclorito de cálcio*

Amônia hidratadaHidróxido de amônia

Sulfato de amôniaOzona

Redução da cárie dentária infantil/fluoretação

Fluorssilicato de sódio*Fluoreto de sódio


Ácido fluorssilícico*Fluoreto de cálcio (fluorita)

* mais utilizados.

DISTRIBUIÇÃO

O sistema de distribuição é composto por dois conjuntos de unidades: Reservatórios e

Redes de Distribuição.

Reservatórios

Os reservatórios de distribuição permitem armazenar a água para atender às seguintes

finalidades:

atender às variações de consumo;

atender às demandas de emergência;

manter pressão mínima ou constante na rede.

O reservatório pode ser posicionado de forma a suprir as horas de maior consumo e ainda

contribuir para diminuir os custos com a rede de distribuição. Os reservatórios permitem

a continuidade do abastecimento quando é necessário interrompê-lo para manutenção

em unidades como captação, adução e estações de tratamento de água. Podem também

ser dimensionados para permitir o combate a incêndios, em situações especiais, em

locais onde o patrimônio e segurança da população estejam ameaçados.

Tipos de reservatórios

Os reservatórios podem ser classificados de acordo com a posição em relação à rede de

distribuição, e em relação ao terreno:

Quanto à Iocalização:

- reservatório de montante: Situado a montante da rede de distribuição, para o

suprimento normal. Causa uma variação relativamente grande da pressão nas

extremidades de jusante da rede.

- reservatório de jusante: Também chamado reservatório de sobras, é alimentado pela

sobra do suprimento das horas de menor demanda, abastecendo nas horas de maior

consumo. Possibilita uma menor oscilação de pressão nas zonas de jusante da rede.

Quanto à posição no terreno

- Enterrados

- Semi-enterrados

- Apoiados

- Elevados

Os reservatórios podem ser construídos em diversos materiais: alvenaria, concreto, aço,

fibra de vidro, madeira. O mais frequente no Brasil ainda é o emprego de concreto

armado. No entanto, é importante salientar, que é sempre possível buscar uma solução

simplificada que atenda às orientações técnicas e que ao mesmo tempo diminua os

custos com a construção de um reservatório. Dependendo de sua localização e

arquitetura, os reservatórios podem se constituir em marcos referenciais da cidade,

harmonizando-se com a paisagem urbana.


Alguns cuidados devem ser tomados para a conservação dos reservatórios e para evitar

que ele se torne um ponto de recontaminação, tais como:

impermeabilização cuidadosa das paredes;

localização em áreas onde não ocorram inundações;

afastamento das águas de chuvas;

proteção dos acessos;

proteção dos dispositivos de descarga e extravasão para impedir entrada de

animais ou de águas poluídas provenientes de atividades das vizinhanças.

Rede de distribuição de água

A rede de distribuição é a estrutura do sistema mais integrada à realidade urbana, e a

mais dispendiosa. E constituída de um conjunto de tubulações interligadas instaladas ao

longo das vias públicas ou nos passeios, junto aos edifícios, conduzindo a água aos

pontos de consumo (moradias, escolas, hospitais, escolas, etc.).

As tubulações ou condutos que formam a rede de distribuição podem ser classificadas

em:

condutos principais: são os de maior diâmetro e responsáveis pela alimentação

dos condutos secundários.

condutos secundários: são os de menor diâmetro e abastecem diretamente aos

pontos de consumo.

A instalação das tubulações nas valas deve prever o seu recobrimento adequado com

uma camada de terra, de forma a absorver o impacto de cargas móveis (automóveis,

caminhões, tratores).

A qualidade da água na rede de distribuição deve ser resguardada, e para isso são

necessários alguns cuidados, como:

o sistema deve ser projetado, construído e operado de forma a manter pressão

mínima em qualquer ponto da rede;

os registros e dispositivos de descarga devem ser projetados e convenientemente

posicionados para permitir manutenção e descarga sem prejudicar o

abastecimento;

o sistema dever estar protegido contra poluição externa; durante a execução da

rede e durante os reparos, substituições, remanejamentos e prolongamentos,

devem ser tomados os cuidados necessários para impedir a ocorrência de

contaminação;

a desinfecção da tubulações, por ocasião do assentamento e dos reparos, deve

ser feita com uma solução concentrada de cloro (50 mg de cloro por litro)

durante 24 horas. Após esse período, essa solução é descarregada, enchendo-se

a canalização com água limpa. Toda a operação deve ser controlada por exames

bacteriológicos;

as tubulações de água potável devem ser assentadas em valas situadas a uma

distância mínima de 3,0 m da tubulação de esgoto, para evitar contaminação.

Quando isso não for possível, recomenda- se adotar outras soluções como por

exemplo:


- rede de água colocada em nível superior à rede de esgotos;

- localizar a rede de água em um terço da rua e a rede de esgoto no terço oposto;

- é importante testar a estanqueidade das tubulações após o seu

assentamento;

em alguns casos, como por exemplo arruamentos pavimentados com grande

largura, pode ser mais vantajoso e econômico situar a rede de água nas

calçadas;

em geral as juntas das tubulações não resistem a pressões de fora para dentro

(subpressões). Em sistemas em que o fornecimento de água não é contínuo, nas

horas em que não houver abastecimento haverá pouca ou nenhuma pressão na

rede, podendo até ser negativa. Nessas ocasiões, há perigo de penetração ou

sucção de água contaminada para dentro da rede. Assim, as boas condições de

operação do sistema, evitando interrupções, diminuem a possibilidade de

contaminação da rede.

Materiais utilizados na rede de distribuição

Na rede de distribuição, os materiais mais utilizados são o PVC e o ferro fundido. A

escolha é feita de acordo com as exigências de projeto (vazão, pressão de trabalho) e de

um estudo econômico.

O quadro a seguir indica alguns tipos de tubulações mais utilizados, para alguns diâmetros

comerciais:

Diâmetro (mm) Tipo de tubulação25, 32 PVC soldado

50, 75, 100 PVC junta elástica150, 200, 250 e 300 PVC junta elástica ou ferro fundido

acima de 300 ferro fundido

LIGAÇÕES E INSTALAÇÕES

Ligação

Denomina-se ligação predial o conjunto de dispositivos que interliga a canalização

distribuidora da rua e a instalação predial de um edifício. E constituída pelo dispositivo de

tomada, ramal predial e medidor (hidrômetro).

Dispositivo de tomada: conjunto de peças montadas junto à canalização de

distribuição da rua, que tem a finalidade de permitir a conexão do ramal predial à

rede pública.

Ramal predial: é o trecho de tubulação que liga o dispositivo de tomada ao

medidor ou até o início da ligação interna do prédio a ser abastecido.

Medidor ou hidrômetro: aparelho destinado a medir e indicar a quantidade de

água fornecida pela rede distribuidora. Possui um mecanismo de relojoaria que

registra num mostrador os volumes escoados.

Instalação predial


É o conjunto de canalizações, órgãos principais e acessórios, peças especiais, aparelhos

sanitários e peças de utilização, destinados ao fornecimento de água para fins sanitários,

higiênicos e de conforto aos habitantes que residem ou tenham atividades nos edifícios.

Os tipos de instações prediais mais utilizados no Brasil são:

Sistema de distribuição direta: A instalação predial é abastecida diretamente

pela rede de água da rua.

Sistema de distribuição indireta: A rede de água abastece os reservatórios

prediais (caixas d’água) e esses abastecem o sistema predial de água fria;

Sistema misto: Alguns pontos de consumo como as torneiras de jardim, de

garagem e de cozinha, são abastecidos a partir da rede pública e os restantes

(chuveiro, vaso sanitário) a partir da caixa d’água.

Os reservatórios prediais ou caixas d’água, comuns em todas as cidades brasileiras,

freqüentemente representam ponto de contaminação. Assim, a água que passou por todo

um processo de potabilização na ETA, pode se tornar, dentro do domicílio, imprópria para

o consumo. Cuidados simples podem ser tomados para garantir a limpeza e conservação

da caixa d’água.

REFERENCIA

Fonte: BARROS, Raphael T. de V. et al. Saneamento. Belo Horizonte: Escola de

Engenharia da UFMG, 1995. (Manual de saneamento e proteção ambiental para os

municípios).

sistema de abastecimento de Água

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