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Engenharia Civil ·
Abastecimento de Água
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SUMÁRIO APRESENTAÇÃO 10 INTRODUÇÃO 11 OBJETIVOS 12 1 DESCRIÇÃO DO MUNICÍPIO DE NERÓPOLIS 13 2 POPULAÇÃO E PERÍODO DE PROJETO 15 21 Alcance do Projeto 15 22 Dados da População 15 23 Progressão Aritmética 17 24 Progressão Geométrica 18 25 Taxa decrescente de crescimento 19 26 Crescimento logístico 20 3 ESTIMATIVA POPULACIONAL 21 31 Progressão Aritmética 21 32 Progressão Geométrico 22 33 Taxa Decrescente de Crescimento 22 34 Crescimento Logístico 22 35 Comparação das Projeções ano a ano 22 36 População de Projeto 25 4 PARÂMETROS DE PROJETO 25 41 Coeficientes de vazão diária k1 e vazão horária k2 25 42 Consumo médio per capita qm 29 4 3 Índice de perdas IP 30 44 Consumo per capita efetivo ou micromedido qpc 31 45 Vazão média Qm 31 4 6 Índice de atendimento Ia 32 5 CONSUMO DE ÁGUA 32 51 Vazão máxima diária QMD 32 52 Vazão máxima horária QMH 32 53 Vazão de captação ou vazão máxima de produção Qprod 32 54 Vazão da adutora de água tratada Qaat 33 55 Vazão total de distribuição Qdist 33 6 CAPTAÇÃO 35 61 Barragem de nível 38 63 Vertedouro 40 64 Desarenador 41 65 Gradeamento 46 66 Tomada de água 49 67 Caixa de Tomada 52 68 Detalhamento dos sistemas de captação 52 7 SETORIZAÇÃO DO MUNICÍPIO 53 8 71 Vazões por Área 55 8 RESERVAÇÃO 57 9 ADUTORAS 59 10 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 59 11 VERIFICAÇÃO DA PRESSÃO 59 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 60 66 Canal de derivação 62 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 63 9 APRESENTAÇÃO Os projetos do Sistema de Abastecimento de Água SAA são compostos pelo estudo de concepção projeto hidráulico estrutural e elétrico Cada etapa é essencial desde a escolha do manancial ou poço de captação até a distribuição final aos usuários de forma a garantir o atendimento ao horizonte determinado Assim para a concepção do sistema devese analisar eou determinar Curso de água Captação Estação Elevatória de água Bruta e tratada Estação de Tratamento de Água ETA Reservatórios e Rede de Distribuição Esta parcial do trabalho estuda a concepção de um Sistema de Abastecimento público para a cidade de Nerópolis suficiente para suprir a demanda prevista em dia de maior consumo com o funcionamento do sistema em período de 24 hdia 10 INTRODUÇÃO A história da humanidade está intrinsecamente relacionada à necessidade de utilização de água para seu consumo A origem das cidades foi determinada pelo abastecimento de água A demanda pelo uso da água implicou na localização dos agrupamentos humanos desde que deixaram de ser nômades quando o abastecimento de água foi imprescindível para a agricultura Nos dias atuais devese ter como prioridade o atendimento às populações por sistemas de abastecimento de água em qualidade e quantidade Tsutiya 2006 O conjunto de das obras serviços e equipamentos voltados para o abastecimento de água potável a agrupamentos humanos urbano ou rural para fins de consumo doméstico comercial público ou industrial é chamado de Sistemas de Abastecimento de Água SAA que em geral são compostos por manancial captação estação elevatória adutora estação de tratamento de água ETA reservatório rede de distribuição chegando às ligações prediais A importância do SAA para a população referese de forma muito importante à saúde A água potável qualidade diminui a incidência de doenças de veiculação hídrica já para as necessidades de higiene pessoal devese ter uma regularidade na oferta quantidade A quantidade mínima de água por indivíduo deve atender às necessidades básicas para a vida humana sobretudo visando a proteger sua saúde a função mais nobre a ser cumprida pelo fornecimento de água Heller Pádua 2010 Este trabalho desenvolve o memorial descritivo e de cálculos básicos referentes ao Projeto do Sistema de Abastecimento Público ou Coletivo de Nerópolis no estado de Goiás nas proximidades do Córrego do Capivara Apresentando assim a aplicação dos conteúdos da disciplina Sistemas de Abastecimento de Água Para a consolidação deste documento foram utilizados softwares como o AutoCad Excel e o EPANET para criação de desenhos auxílio de cálculos e obtenção de informações de artigos e sites na internet como o SNIS A parte de desenhos abrange a configuração geral do sistema de abastecimento captação e elevatórias ETA adutoras centros de reservação e suas respectivas áreas de abastecimento e rede principal de distribuição 11 OBJETIVOS Este trabalho é um estudo para concepção de um projeto para o Sistema de Abastecimento de Água de Nerópolis O horizonte de estudo é de 20 anos 20252045 e a área de abrangência é a cidade de Nerópolis GO Nesta parcial são elaborados estudos de projeção populacional consumo coeficientes e vazões A partir de parâmetros e critérios de projeto estabelecidos em edital da disciplina são determinadas as principais grandezas para o dimensionamento do sistema necessárias para garantir o atendimento às projeções de crescimento consideradas 12 1 DESCRIÇÃO DO MUNICÍPIO DE NERÓPOLIS O município de Nerópolis cujas coordenadas geográficas IBGE 2013 são 1641 latitude e 4922 longitude com uma área de 204713 km 2 no ano de 2022 com altitude média de 700 metros A história da cidade de Nerópolis pode ser lida no site do IBGE 2023 o qual conta que o lugar foi desmembrado do Município de Pirenópolis no ano de 1892 passando a pertencer a Santana das Antas atual cidade de Anápolis Em 1894 a família de Joaquim Taveira se estabeleceu às margens do Ribeirão Capivara e passou a cultivar a terra deixando o lugar conhecido por Matinha dos Taveiras Já em 1988 um membro da família resolveu oficializar o nome do povoado já estabelecido para Campo Alegre que seria mais coerente com o aspecto que ficou a região após o desmatamento da vegetação original Em 1904 o agrupamento passou à condição de Vila perdendo o título em 1913 e conquistando novamente em 1918 com novo nome Cerrado Somente em 1930 recebe o nome de Nerópolis em homenagem ao senador Nero Macedo porém ainda sendo um distrito do município de Anápolis Finalmente em 03081948 tornase município e em 01011949 é constituído do distrito sede Segundo o censo do IBGE em 2022 a população era de 31932 pessoas Sua área está inserida no bioma cerrado no qual o clima é tropical com estação seca com uma densidade populacional de 15598 habkm² Ainda 706 de domicílios com esgotamento sanitário adequado 895 de domicílios urbanos em vias públicas com arborização e 56 de domicílios urbanos em vias públicas com urbanização adequada presença de bueiro calçada pavimentação e meiofio IBGE 2022 Quanto à economia temse que o PIB per capita 2021 foi de R33 01491 com 756 das receitas oriundas de fontes externas 2015 o salário médio mensal dos trabalhadores formais 2021 foi de 21 salários mínimos com 2990 da população ocupada trabalhando e 33 da população com rendimento nominal mensal per capita de até 05 salário mínimo 2010 Com relação à educação os dados de 2010 do IBGE divulgam que 978 das crianças entre 6 e 14 anos frequentavam a escola Ainda com os dados dessa pesquisa o município apresenta 11 escolas de ensino fundamental e 4 escolas do ensino médio 13 Em relação à saúde o IBGE divulga 8 estabelecimentos de Saúde SUS em 2009 Apresenta 181 óbitos por mil nascidos vivos 2022 na média nacional que é de 18 óbitos por mil nascidos vivos Figura 1 Nerópolis Fonte GOOGLE EARTH 2024 No ano de 2019 SANEAGO 2019 em sua publicação descreveu pontos de relevância do município de Nerópolis quanto ao sistema de abastecimento de água SAA A cidade conta com 1 sistema superficial e 5 sistemas independentes com manancial subterrâneo através de poços profundos abastecendo mais de 26500 pessoas tanto da área urbana quanto a expansão urbana do município Neste ano a população era de 27988 habitantes O manancial que atende a cidade é o Córrego Água Branca com 2 pontos de captação e ambos com risco de redução de vazão No ano analisado as vazões foram de 1150 ls e 1864 ls A parte da bacia localizada a montante da captação do Córrego Água Branca encontrase antropizada com problemas ambientais que podem prejudicar as condições de infiltração da água nos solos e a recarga do aquífero consequentemente impacyando no ciclo hidrológico local porém ainda apresenta baixo risco de afetar a disponibilidade de água no manancial SANEAGO 2019 14 Quanto aos poços subterrâneos Poços Tubulares Profundos PTP a cidade é atendida pelos seguintes sistemas com as vazões Sistema Dona Alda 75 ls Sistema São Paulo I 733 ls Sistema São Paulo II 1211 ls Sistema São Pedro 945 ls e Sistema OvídeoMorumbi 2222 ls Nenhum deles com risco de redução de vazão porém o Sistema São Pedro quando necessário recebe reforço do poço 4 que abastece o Sistema São Paulo II e o Sistema OvídeoMorumbi é um poço de reforço para a ETA Nerópolis que é interligado no Centro Reservação MorumbiOvídeo Os sistemas independentes de PTP representam 68 da produção de água tratada do SAA de Nerópolis 2 POPULAÇÃO E PERÍODO DE PROJETO 21 Alcance do Projeto O alcance do projeto de SAA é de 20 anos devendo levar em consideração a população presente e futura O tempo estipulado foi determinado considerando um tempo que não seja tão longo superestimado e inviabilizando o custo da obra e nem tão curto que deixe o sistema sobrecarregado em poucos anos Assim o período de projeto é de 20252045 22 Dados da População As informações da população de Nerópolis foram obtidas a partir dos dados disponíveis no site do IBGE e estão apresentadas nas Tabelas 1 e 2 dos anos de censo de 1970 a 2022 para a população total e a partir de 1980 para população desagrupada 15 Tabela 1 População residente em Nerópolis Fonte IBGE 2022 O site do IBGE apresenta o gráfico no Gráfico 1 da população residente pelo ano o que visualmente pode sugerir um crescimento por projeção aritmética ou geométrica Gráfico 1 População residente em Nerópolis por ano Fonte IBGE 2022 No ano de 2021 a população total de Nerópolis foi de 30931 com 29678 9595 na área urbana Instituto Água e Saneamento 2020 Considerando este mesmo percentual para o ano de 2022 podemos estimar os dados da Tabela 2 com a população Urbana e Rural Instituto Mauro Borges para o ano de 2022 NerópolisGO Dados Censitários Ano População Urbana População Rural População Total 1980 7100 2268 9368 1991 11306 1681 12987 2000 17253 1325 18578 2010 23229 981 24210 2021 29678 1253 30931 2022 30639 1293 31932 Tabela 2 Dados censitários da cidade de Nerópolis Goiás Fonte Instituto Mauro Borges IMB Instituto Água e Saneamento Estimados Para os cálculos do Sistema de Abastecimento de Água da cidade de Nerópolis é necessário projetar a população de final de plano ano de 2045 para o estudo das etapas de implantação e um dimensionamento mais próximo da necessidade de consumo real nos 16 próximos anos Os cálculos das projeções da população são baseados na publicação de HELLER PÁDUA 2010 Os valores de População Urbana utilizados para os modelos de projeções são os anos de 1991 2000 e 2010 pois são os anos nos quais o Censo da População Urbana do Município de Nerópolis foi divulgado pelo IBGE Para os anos de 2021 e 2022 os valores da População Urbana apresentados na Tabela 2 já são projeções divulgadas Assim utilizálos ocasiona acúmulo de erros 23 Progressão Aritmética O método da progressão aritmética é usado para taxas de crescimento constante com previsão de curtos períodos Para aplicação deste método é necessário dois conjuntos de dados censos de datas imediatamente anteriores e dois processos a Para a determinação da taxa de crescimento incremento populacional 𝐾 𝑎 𝑃 2 𝑃 0 𝑡 2 𝑡 0 onde é a população no tempo 𝑃 2 𝑡 2 é a população no tempo 𝑃 0 𝑡 0 é o tempo posterior 𝑡 2 é o tempo inicial 𝑡 0 b Para a determinação da projeção da população em determinado ano 𝑃 𝑥 𝑃 0 𝐾 𝑎 𝑡 𝑥 𝑡 0 onde é a população projetada 𝑃 𝑥 𝑃 0 é a população conhecida no tempo conhecido 𝑡 0 é o tempo em que se quer projetar a população 𝑡 𝑥 é o tempo inicial 𝑡 0 17 é o incremento populacional calculado anteriormente 𝐾 𝑎 24 Progressão Geométrica O método da progressão geométrica é usado para razão de crescimento a cada instante para leituras consecutivas com previsão de curtos períodos Para aplicação deste método é necessário dois conjuntos consecutivos de dados censos de datas imediatamente anteriores à data de projeção e como o método anterior dois processos a Para a determinação da razão de crescimento 𝐾 𝑔 𝑙𝑛 𝑃 2 𝑙𝑛 𝑃 0 𝑡 2 𝑡 0 onde é a população no tempo 𝑃 2 𝑡 2 é a população no tempo 𝑃 0 𝑡 0 é o tempo posterior 𝑡 2 é o tempo inicial 𝑡 0 b Para a determinação da projeção da população em determinado ano 𝑃 𝑥 𝑃 0 𝑒 𝐾 𝑔 𝑡 𝑥 𝑡 0 onde é a população projetada 𝑃 𝑥 𝑃 0 é a população conhecida no tempo conhecido 𝑡 0 é o tempo em que se quer projetar a população 𝑡 𝑥 é o tempo inicial 𝑡 0 é o incremento populacional calculado anteriormente 𝐾 𝑔 18 25 Taxa decrescente de crescimento O método da taxa decrescente de crescimento baseiase na premissa de que a população cresce a uma taxa menor a cada ano tendendo a limitarse por uma assíntota que é o valor de saturação a Para a determinação da razão de crescimento 𝐾 𝑑 𝑙𝑛 𝑃 𝑠 𝑃 2 𝑃 𝑠 𝑃 0 𝑡 2 𝑡 0 com 𝑃 𝑠 2 𝑃 0 𝑃 1 𝑃 2 𝑃 1 2 𝑃 0 𝑃 2 𝑃 0 𝑃 2 𝑃 1 2 onde é a população de saturação 𝑃 𝑠 é a população no tempo 𝑃 2 𝑡 2 é a população no tempo 𝑃 1 𝑡 1 é a população no tempo 𝑃 0 𝑡 0 é o tempo posterior 𝑡 2 é o tempo intermediário 𝑡 1 é o tempo inicial 𝑡 0 b Para a determinação da projeção da população em determinado ano 𝑃 𝑡 𝑃 0 𝑃 𝑠 𝑃 0 1 𝑒 𝐾 𝑑 𝑡 𝑡 0 onde é a população projetada 𝑃 𝑡 é a população de saturação 𝑃 𝑠 𝑃 0 é a população conhecida no tempo conhecido 𝑡 0 é o tempo em que se quer projetar a população 𝑡 19 é o tempo inicial 𝑡 0 é o incremento populacional calculado anteriormente 𝐾 𝑠 26 Crescimento logístico O método da taxa decrescente de crescimento baseiase na premissa de que a população cresce a uma taxa menor a cada ano tendendo a limitarse por uma assíntota que é o valor de saturação a Para a determinação da razão de crescimento 𝐾 𝑙 1 𝑡 2 𝑡 1 𝑙𝑛 𝑃 0 𝑃 𝑠 𝑃 1 𝑃 1 𝑃 𝑠 𝑃 0 com e 𝑃 𝑠 2 𝑃 0 𝑃 1 𝑃 2 𝑃 1 2 𝑃 0 𝑃 2 𝑃 0 𝑃 2 𝑃 1 2 𝐶 𝑃 𝑠 𝑃 0 𝑃 0 onde é a população de saturação 𝑃 𝑠 é a população no tempo 𝑃 2 𝑡 2 é a população no tempo 𝑃 1 𝑡 1 é a população no tempo 𝑃 0 𝑡 0 é o tempo posterior 𝑡 2 é o tempo intermediário 𝑡 1 é o tempo inicial 𝑡 0 b Para a determinação da projeção da população em determinado ano 𝑃 𝑡 𝑃 𝑠 1 𝐶 𝑒 𝐾 𝑡 𝑡 𝑡 0 onde é a população projetada 𝑃 𝑡 20 Ps é a população de saturação P0 é a população conhecida no tempo conhecido t0 t é o tempo em que se quer projetar a população t0 é o tempo inicial Kl é o incremento populacional calculado anteriormente C é o coeficiente calculado anteriormente 3 ESTIMATIVA POPULACIONAL Com os valores divulgados do IBGE levantouse dados sobre a população urbana apresentados na Tabela 3 NerópolisGO Dados Censitários Ano População Urbana 1991 11306 2000 17253 2010 23229 Tabela 3 Dados censitários população urbana Nerópolis Fonte Instituto Mauro Borges IMB A partir destes dados estimouse a população urbana através dos métodos de projeção Progressão Aritmética Progressão Geométrica Taxa Decrescente de Crescimento Crescimento Logístico já apresentados anteriormente Os valores utilizados na projeção de cada modelo estão apresentados nas Tabelas 4 a 7 31 Progressão Aritmética Com equação Pt 17253 5976t 2000 e dados abaixo Progressão Aritmética 2000 17253 Ka 5976 2010 23229 Tabela 4 Dados Progressão Aritmética Fonte Autores 32 Progressão Geométrico Com equação Pt 17253 e00297t2000 e dados abaixo Progressão Geométrica 2000 17253 Kg 00297 2010 23229 Tabela 5 Dados Progressão Geométrica Fonte Autores 33 Taxa Decrescente de Crescimento Com equação Pt 11306 347524 11306 1 e00374t1991 e dados abaixo Taxa decrescente de crescimento 1991 11306 Ps 347524 2000 17253 Kd 00374 2010 23229 Tabela 6 Dados Taxa Decrescente de Crescimento Fonte Autores 34 Crescimento Logístico Com equação Pt frac347524120738e00715t1991 e dados abaixo Logístico Ps 347524 1991 11306 C 20738 2000 17253 Kl 00715 2010 23229 Tabela 7 Dados Crescimento Logístico Fonte Autores 35 Comparação das Projeções ano a ano As Tabela 8 e 9 comparam os quatro modelos ano a ano até o ano de final de plano 2045 NerópolisGO Dados Censitários Modelos de projeção Ano População Urbana Aritmética Geométrica Taxa desc de cresc Logístico 1991 11306 11875 13201 11306 11306 2000 17253 17253 17253 18005 16632 2010 23229 23229 23229 23229 22672 Tabela 8 Comparação dos modelos de projeção populacional nos anos de base Fonte Autores Ano Aritmética Geométrica Taxa desc de cresc Logístico 2024 31595 35226 27925 29063 2025 32193 36289 28175 29395 2026 32791 37385 28417 29711 2027 33388 38513 28649 30011 2028 33986 39676 28873 30297 2029 34583 40874 29089 30567 22 2030 35181 42108 29297 30823 2031 35779 43379 29497 31066 2032 36376 44688 29690 31295 2033 36974 46038 29876 31511 2034 37571 47427 30055 31716 2035 38169 48859 30227 31908 2036 38767 50334 30393 32089 2037 39364 51854 30553 32260 2038 39962 53419 30707 32420 2039 40559 55032 30855 32571 2040 41157 56693 30998 32713 2041 41755 58404 31136 32846 2042 42352 60167 31269 32971 2043 42950 61984 31397 33088 2044 43547 63855 31520 33198 2045 44145 65783 31639 33300 Tabela 9 Comparação dos modelos de projeção populacional Fonte Autores Os Gráficos 2 e 3 apresentam a comparação das projeções dos modelos apresentados para o ano de 2045 Gráfico 2 Comparação dos modelos de crescimento populacional a partir de 1991 Fonte Autores 23 Gráfico 3 Comparação dos modelos de crescimento populacional projetados Fonte Autores Observando as Tabelas 8 e 9 e os Gráfico 2 e 3 alguns pontos devem ser ressaltados A população dos anos 1991 2000 e 2010 apresentam tendência de crescimento mostrando que o modelo decrescente de crescimento não se adequa à população em estudo O modelo de projeção geométrica apresenta valores muito elevados afastando muito dos demais modelos podendo superestimar a população para o ano de 2045 Os modelos taxa decrescente de crescimento e logístico se aproximam muito e tendem à população de saturação 34572 habitantes Comparando os valores dos modelos aplicados aos anos de 1991 2000 e 2010 aos valores do Censo as progressões aritmética e geométrica são iguais ao número de habitantes dos anos utilizados nos cálculos já a taxa decrescente de crescimento difere da população intermediária e o crescimento logístico difere as duas últimas populações Verificando a soma dos erros ao quadrado entre os dados estimados e os dados observados temse a seguinte comparação entre os modelos apresentada na Tabela 10 Notase que o modelo que apresenta o maior erro ao quadrado que representa menos a população é a progressão geométrica e o modelo com o menor erro ao 24 quadrado que melhor representa a população nos três anos analisados é a progressão aritmética Erros ao quadrado arredondados Aritmética Geométrica Taxa desc de cresc Logístico 323306 3592003 0 0 0 0 565547 385544 0 0 0 310643 SOMA SOMA SOMA SOMA 323306 3592003 565547 696187 maior erro2 3592003 Geométrica menor erro2 323306 Aritmética Tabela 10 Comparação de erros entre os modelos de projeção populacional Fonte Autores Portanto a progressão aritmética que é uma curva linear é a escolha mais adequada para estimar a população de 2045 assim sendo adotada para continuidade das análises e cálculos apesar de ser um modelo mais indicado para curtos prazos 36 População de Projeto População de início de plano 2025 Pi 32193 habitantes População de final de plano 2045 Pf 44145 habitantes 4 PARÂMETROS DE PROJETO 41 Coeficientes de vazão diária k1 e vazão horária k2 Para as variações diárias k1 coeficiente do dia de maior consumo e variações horárias k2 coeficiente da hora de maior consumo no dia de maior consumo utilizase as fórmulas k1 fracmaior consumo diário do anoconsumo médio do ano k2 fracmaior consumo horário do dia de maior consumo do anoconsumo médio do dia Para determinação dos coeficientes k1 e k2 foram considerados os dados presentes na planilha SAA 1 disponibilizada em anexo ao edital referente ao ano de 2009 para um bairro representativo com 5000 habitantes 25 O maior consumo diário verificado no ano foi de no dia 15062009 o 1963 𝑚 3 consumo médio diário no mesmo ano foi de desconsiderando os dados nulos O 1096 26 𝑚 3 maior consumo horário no dia 15062009 foi de às 11h e a vazão média horária 63 𝑚 3 deste dia de maior consumo foi de considerando a média das 25 leituras Assim 40 𝑚 3 que representa com distorções 𝑘 1 1963 00 1096 26 1 79 Para o cálculo de k2 os dados estão representados na Tabela 11 e Gráfico 4 𝑘 2 63 40 1 58 Cálculo de K2 Média de volume m³ 40 Maior consumo m³ 63 Hora 11 k2 1575 Tabela 11 Dados de consumo horário para o cálculo do k2 Fonte Autores Gráfico 4 Dados de consumo horário Fonte Autores Porém no cálculo de k1 mesmo desconsiderando os valores nulos no volume distribuído diário do ano de 2009 alguns valores são atípicos Assim considerando a mediana que ocupa posição central num conjunto ordenado de valores e não é afetada pelos valores extremos e os quartis que divide um conjunto ordenado de valores em quatro grupos com a mesma quantidade de dados podese avaliar a dispersão e a tendência central dos 26 valores de volume distribuído deste ano em estudo refletindo um valor de k1 mais fiel à realidade da cidade em análise Para esta consideração usase o Box Plot Morettin Wilton 2010 representado na Figura 2 no qual considerase um retângulo com a mediana e os quartis Acrescenta uma reta que passa pelo Limite Superior e outra pelo Limite Inferior que limitam os valores adjacentes que serão os considerados para o valor de k1 e excluem os valores exteriores que são os valores que se divergem significativamente dos demais também chamados de outliers 𝐿 𝑖𝑛𝑓 𝑞𝑢𝑎𝑟𝑡𝑖𝑙 1 1 5 𝐼𝑄𝑅 𝐿 𝑠𝑢𝑝 𝑞𝑢𝑎𝑟𝑡𝑖𝑙 3 1 5 𝐼𝑄𝑅 𝐼𝑄𝑅 𝑞𝑢𝑎𝑟𝑡𝑖𝑙 3 𝑞𝑢𝑎𝑟𝑡𝑖𝑙 1 onde é o Limite inferior 𝐿 𝑖𝑛𝑓 é o limite superior 𝐿 𝑠𝑢𝑝 é o intervalo entre os quartis 3 e 1 𝐼𝑄𝑅 Figura 2 Esquema de Box Plot Fonte Morettin Wilton 2010 Vale ressaltar que considerando os dados em análise obedecem a curva normal com média zero e portanto com mediana zero implica que o quartil 2 é zero também Os limites 27 inferior e superior definidos acima limitam a área embaixo da curva normal em 993 da distribuição representado na Figura 3 Assim os pontos exteriores ou outliers que foram excluídos para o cálculo do K1 mais fiel à realidade correspondem a aproximadamente 07 dos dados analisados para o ano de 2009 Figura 3 Área sob a curva normal entre Limite Inferior e Limite Superior Fonte Morettin Wilton 2010 Com o tratamento de Box Plot excluindo os valores outliers destacados pelo Gráfico 5 gerou um novo conjunto de dados de Volumes Distribuídos no ano de 2009 que resultante dos dados apresentados na Tabela 12 Volume de distribuição diária m³ Gráfico 5 Dados de consumo diário Fonte Autores Dados volume distribuído Mediana m³ 1125 Média m³ 109626 Quartil 1 m³ 1025 Quartil 3 m³ 1200 28 IQR m³ 175 LSup m³ 14625 LInf m³ 7625 Tabela 12 Dados dos valores de consumo diário Fonte Autores Assim para o cálculo do coeficiente do dia de maior consumo os valores foram condensados na Tabela 13 Cálculo de k1 com tratamento Média de volume m³ 111572 Maior consumo m³ 1425 data 2832009 k1 128 Tabela 13 Dados do coeficiente de consumo diário Fonte Autores Portanto para a continuidade deste trabalho os valores adotados são e 𝑘 1 1963 00 1096 26 1 28 𝑘 2 63 40 1 58 42 Consumo médio per capita qm Segundo Heller Pádua 2010 o valor de consumo per capita qpc é crucial para determinação das capacidades das várias unidades de uma instalação de abastecimento de água O consumo per capita é a média diária por habitante dos volumes consumidos sejam eles domésticos comerciais públicos industriais e perdas do sistema ou seja o total da demanda a ser atendida pelo sistema pelo agrupamento de pessoas que o consome apresentado em 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 ou mesmo em 𝑚 3 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 Considerando o ano de 2021 disponibilizados no arquivo sobre Diagnósticos de Serviços de Água e Esgotos 2021 com os valores de interesse nas Tabelas 14 e 15 𝑞𝑚 108 90 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 Com Figura 4 Glossário de indicadores 2021 Fonte SNIS 2022 29 Onde AG010 Volume de água consumido AG019 Volume de água tratada exportado AG001 População total atendida com abastecimento de água INDICADORES OPERACIONAIS 1 ÁGUA 2021 Índice de atendimento urbano de água Índice de macromedição Índice de micromedição relativo ao consumo Consumo médio per Capita de água Índice de perdas na distribuição percentual percentual percentual lhabdia percentual IN023 IN011 IN044 IN022 IN049 9390 9995 9941 10890 3055 Tabela 14 Dados dos indicadores do SAA Nerópolis 2021 Fonte Adaptado de SNIS INDICADORES OPERACIONAIS 2 ÁGUA 2021 AG001 População total atendida com abastecimento de água AG006 Volume de água produzido AG008 Volume de água micromedido 27867 163237 111729 AG026 População urbana atendida com abastecimento de água AG007 Volume de água tratada em ETAs AG012 Volume de água macromedido 27867 61797 163158 AG019 Volume de água tratada exportado AG010 Volume de água consumido AG024 Volume de serviço 0 112389 1409 AG018 Volume de água tratada importado 0 Tabela 15 Dados do SAA Nerópolis 2021 Fonte Adaptado de SNIS 4 3 Índice de perdas IP Aos tipos de consumo doméstico comercial público e industrial são incorporadas perdas significativas da demanda de água para o sistema de abastecimento Segundo Heller Pádua 2010 as perdas correspondem à diferença entre volume de água produzido e o volume entregue nas ligações domiciliares São os volumes não contabilizados podendo ser perdas físicas e não físicas reais ou aparentes As principais perdas físicas ou reais são por vazamentos nas tubulações de distribuição e das ligações prediais extravasamento de reservatórios operações de descargas nas redes de distribuição e limpeza de reservatórios Já as principais perdas não físicas ou aparentes são ligações clandestinas bypass irregular no ramal das ligações e problemas de micromedição O índice de perdas pode ser calculado por 30 𝐼𝑃 𝑞𝑝𝑐 𝑞 𝑚 𝑞𝑝𝑐 100 Ainda com as Tabelas 14 e 15 𝐼𝑃 30 55 Com Figura 5 Glossário de indicadores 2021 Fonte SNIS 2022 Onde AG006 Volume de água produzido AG010 Volume de água consumido AG018 Volume de água tratada importado AG024 Volume de serviço 44 Consumo per capita efetivo ou micromedido qpc Com os valores do índice de perdas e consumo médio per capita fornecidos pelo SNIS podese calcular o consumo per capita efetivo por 𝑞 𝑚 𝑞𝑝𝑐 1 𝐼𝑃 𝑞𝑝𝑐 𝑞 𝑚 1 𝐼𝑃 𝑞𝑝𝑐 108 90 1 0 3055 156 80 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 45 Vazão média Q m Com os valores da Tabela 14 no ano de 2021 fornecido pela SANEAGO com 𝑄 𝑚 2021 𝑃 ℎ𝑎𝑏 𝑞𝑝𝑐 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 86400 27867 156 80 86400 50 57 𝐿 𝑠 Considerando para população de final de plano 𝑄 𝑚 2045 𝑃 ℎ𝑎𝑏 𝑞𝑝𝑐 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 86400 44145 156 80 86400 80 12 𝐿 𝑠 31 4 6 Índice de atendimento Ia A Tabela 14 indica que o índice de abastecimento é de 𝐼𝑎 93 90 no ano de 2021 com 𝐼𝑎 𝑃𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎 çã 𝑜 𝑢𝑟𝑏𝑎𝑛𝑎 𝑎𝑡𝑒𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑐𝑜𝑚 𝑎𝑏𝑎𝑠𝑡𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 á 𝑔𝑢𝑎 𝑃𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎 çã 𝑜 𝑢𝑟𝑏𝑎𝑛𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑚𝑢𝑛𝑖𝑐 í 𝑝𝑖𝑜 𝑐𝑜𝑚 𝑎𝑏𝑎𝑠𝑡𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 á 𝑔𝑢𝑎 100 5 CONSUMO DE ÁGUA Para os cálculos é considerada a população de final de plano ano de 2045 As equações de cada vazão conforme Heller Pádua 2010 são listadas abaixo com as variáveis ainda não citadas tempo de operação diário de captação do sistema 24 horas 𝑡 𝑜𝑝𝑒𝑟 vazão de serviço da ETA adotado em 𝑞 𝑒𝑡𝑎 𝑞 𝑒𝑡𝑎 0 03 consumo singular em 𝑄 𝑠 𝐿 𝑠 51 Vazão máxima diária Q MD em 𝑄 𝑀𝐷 𝑄 𝑚 𝑘 1 𝐿 𝑠 𝑄 𝑀𝐷 80 12 1 28 102 55 𝐿 𝑠 52 Vazão máxima horária Q MH em 𝑄 𝑀𝐻 𝑄 𝑀𝐷 𝑘 2 𝐿 𝑠 𝑄 𝑀𝐻 102 55 1 58 162 03 𝐿 𝑠 53 Vazão de captação ou vazão máxima de produção Q prod em 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 𝑄 𝑚 𝑘 1 24 𝑡 𝑜𝑝𝑒𝑟 1 𝑞 𝑒𝑡𝑎 𝑄 𝑠 𝐿 𝑠 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 80 12 1 28 24 24 1 0 03 105 63 𝐿 𝑠 32 ou 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 0 10563 𝑚 3 𝑠 54 Vazão da adutora de água tratada Q aat em 𝑄 𝑎𝑎𝑡 𝑄 𝑚 𝑘 1 24 𝑡 𝑜𝑝𝑒𝑟 𝑄 𝑠 𝐿 𝑠 em 𝑄 𝑎𝑎𝑡 80 12 1 28 24 24 102 55 𝐿 𝑠 𝐿 𝑠 55 Vazão total de distribuição Q dist em 𝑄 𝑑𝑖𝑠𝑡 𝑄 𝑚 𝑘 1 𝑘 2 𝑄 𝑠 𝐿 𝑠 𝑄 𝑑𝑖𝑠𝑡 80 12 1 28 1 58 162 03 𝐿 𝑠 Os valores e dados das vazões por ano de projeto estão apresentados nas Tabelas 16 e 17 33 Ano População Urbana Ano base 2021 1991 11306 K1 128 Índice de perdas 3055 2000 17253 K2 158 q ETA 003 2010 23229 qpc 2021 Lhabdia 1568 Qm 2021Ls 5057 ka 5976 qm 2021 Lhab dia 1089 Tabela 16 Dados e vazões Fonte Autores Vazões consumidas Tempo de operação 24h Vazões dimensionamento Ano População urbana Índice de Perdas Média Dia de maior consumo Produção Toper24h qeta 3 Hora de maior consumo Unidade de produção Adutora Rede de distribuição hab m3dia Ls Ls Ls L Ls Ls 2024 31595 3055 495416 5734 7339 7560 11596 2025 32193 3055 504786 5842 7478 7703 11816 7478 11816 2026 32791 3055 514157 5951 7617 7846 12035 7617 12035 2027 33388 3055 523527 6059 7756 7989 12254 7756 12254 2028 33986 3055 532897 6168 7895 8132 12474 7895 12474 2029 34583 3055 542268 6276 8034 8275 12693 8034 12693 2030 35181 3055 551638 6385 8172 8418 12912 8172 12912 2031 35779 3055 561008 6493 8311 8561 13132 8311 13132 2032 36376 3055 570379 6602 8450 8704 13351 8450 13351 2033 36974 3055 579749 6710 8589 8847 13570 8589 13570 2034 37571 3055 589120 6819 8728 8990 13790 8728 13790 2035 38169 3055 598490 6927 8867 9133 14009 8867 14009 2036 38767 3055 607860 7035 9005 9275 14228 9005 14228 2037 39364 3055 617231 7144 9144 9418 14448 9144 14448 2038 39962 3055 626601 7252 9283 9561 14667 9283 14667 2039 40559 3055 635971 7361 9422 9704 14886 9422 14886 2040 41157 3055 645342 7469 9561 9847 15106 9561 15106 2041 41755 3055 654712 7578 9699 9990 15325 9699 15325 2042 42352 3055 664082 7686 9838 10133 15544 9838 15544 2043 42950 3055 673453 7795 9977 10276 15764 9977 15764 2044 43547 3055 682823 7903 10116 10419 15983 10116 15983 2045 44145 3055 692194 8012 10255 10562 16202 10255 16202 Tabela 17 Vazões por ano de projeto Fonte Autores 34 6 CAPTAÇÃO A captação engloba todos os dispositivos e estruturas necessárias para a retirada de água que irá abastecer toda a área do sistema de abastecimento Para a captação de água em manancial de superfície envolve os dispositivos como tomada de água barragem de nível ou soleira reservatório de regularização de vazão grades e telas desarenador canal de derivação poço de sucção sistema de elevatória A Figura 6 apresenta um esquema de captação para manancial de superfície Figura 6 Canal de derivação e desarenador posicionados junto ao curso de água Fonte Heller Pádua 2010 A captação para o abastecimento da cidade de Nerópolis será feita em manancial superficial o Córrego do Capivara O perfil transversal do manancial foi entregue com a documentação de dados para este trabalho apresentado na Figura 7 A vazão mínima útil considerada neste córrego é igual à vazão de produção do projeto e vazão de cheia é de 𝑄 ú 𝑡𝑖𝑙 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 105 63 𝐿 𝑠 𝑄 𝑐ℎ𝑒𝑖𝑎 3500 𝐿 𝑠 Figura 7 Perfil do manancial superficial Fonte Edital 2024 35 O córrego possui um escoamento torrencial provocando carreamento de areia e transporte de sólidos com diâmetro médio acima de 10 cm Logo uma estrutura de captação que se adequa a esta situação é ser composta por Caixa de Tomada com grade Desarenador e Poço de Sucção para a Estação Elevatória sendo que esta última estrutura se deve ao fato de que o ponto de captação apesar de estar em um ponto alto da cidade fica em nível inferior ao reservatório de regularização Um esquema do sistema de abastecimento é apresentado na Figura 8 Figura 8 Esquema do sistema de abastecimento de água Fonte FREIRE 2017 O local de captação definido foi no Córrego do Capivara e atende as seguintes condições O ponto garante a vazão de demanda do projeto de SAA Está a montante dos focos de poluição ponto antes de margear a cidade com destaque nas Figuras 9 e 10 A cota altimétrica do reservatório de abastecimento é superior à área que será abastecida na busca de a adução ser por gravidade Mínimo de alteração no curso de água em decorrência da implantação das estruturas e dispositivos de captação 36 Figura 9 Cidade de nerópolis com destaque aos mananciais superficiais de Nerópolis Fonte Teixeira 2021 Figura 10 Planta de Nerópolis com curvas de nível Fonte Autores 37 Como o nível mínimo do córrego de captação apresenta 50 cm de altura em períodos de estiagem e necessita de uma lâmina mais profunda para a Caixa de Tomada e assim a necessidade de uma barragem de nível localizada no ponto de captação A barragem não necessita de um nível de água elevado mesmo porque o regime no local de captação é turbulento e não há formação e nem acúmulo de algas desta forma a captação pode ser superficial Qualidade da água atendendo a NBR 122111992 Estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água e a Portaria GMMS No 888 de 04 de Maio de 2021 c onsiderase que o manancial de captação superficial é satisfatório sob o ponto de vista sanitário e que a água apresenta em condições através de tratamento conforme o Padrão de Potabilidade do Ministério de Estado da Saúde 61 Barragem de nível Como o córrego que se fará a captação de água possui nível mínimo de que é 0 50 𝑚 insuficiente para o posicionamento da tubulação de tomada de água é necessário uma barragem de regularização de nível de água Figura que tem a função de elevar o nível de água por meio de uma barragem de pequena altura 1 a 2 m perpendicular ao curso de água superficial conhecida como soleira ilustrada na Figura 11 Figura 11 Captação com barragem de nível Fonte Adaptado de Heller Pádua 2010 Dimensionamento da barragem Para o dimensionamento da barragem de nível seguindo o esquema proposto por Heller Pádua 2010 na Figura 13 devese calcular as dimensões dos elementos da barragem 38 Figura 12 Dimensionamento da base da barragem de nível Fonte Heller Pádua 2010 Sabendo que 𝑄 𝑐ℎ𝑒𝑖𝑎 𝑚 𝑠 2 2 𝐿 𝐻 32 𝑏 γ 𝑎 γ 𝑏 ℎ ℎ 𝑐 3 ℎ onde altura máxima da lâmina de água sobre a soleira do vertedor calculada ℎ 𝑐 para a vazão de cheia como será visto no tópico relativo ao vertedor altura externa da barragem no seu vertedor ℎ altura máxima da lâmina de água sobre a base da barragem sendo igual à 𝐻 soma de ℎ 𝑐 com ℎ empuxo da água sobre o maciço da barragem 𝐸 peso do maciço da barragem 𝑃 largura da base da barragem que se deseja calcular 𝑏 e posição dos pontos de aplicação respectivamente das forças e 𝐻 3 𝑏 3 𝐸 𝑃 peso específico da água adotado γ 𝑎 10 𝑘𝑁 𝑚 3 peso específico do material de construção do maciço da barragem adotado γ 𝑏 24 𝑘𝑁 𝑚 3 39 Pela Figura 7 temse que e 𝐿 7 𝑚 ℎ 2 00 0 50 2 50 𝑚 então 𝑄 𝑐ℎ𝑒𝑖𝑎 3500 𝐿 𝑠 3 5 𝑚 3 𝑠 ℎ 𝑐 𝑄 𝑐ℎ𝑒𝑖𝑎 2 2 𝐿 23 3 5 2 2 20 23 0 1850 𝑚 E ainda 𝑏 γ 𝑎 γ 𝑏 ℎ ℎ 𝑐 3 ℎ 10 24 1 3 0 185 3 1 3 1 025 𝑚 Assim o nível mínimo de água na barragem de nível onde será feita a tomada de água é dado por 𝑁𝐴 1 30 0 185 1 485 𝑚 63 Vertedouro Em geral adotase como o vertedor da barragem o perfil Creager que favorece o rápido escoamento da vazão e impede a ocorrência de efeitos nocivos à estrutura Seu esquema é apresentado na Figura 14 Figura 13 Perfil Creager para vertedor de barragem Fonte Heller Pádua 2010 40 A seguir a Tabela 18 traz as dimensões de largura x pela profundidade y para baixo do vertedouro com perfil Creager para os de profundidade a partir de 0 707 𝑚 a altura calculada do vertedouro ℎ 1 30 𝑚 hc 1 m x 00 01 02 03 04 06 08 10 12 14 17 20 25 30 35 y 0126 0036 0007 0000 0007 0060 0142 0257 0397 0565 0870 1220 1960 2820 3820 hc 0185 m x 0 00185 0037 00555 0074 0111 0148 0185 0222 0259 03145 037 04625 0555 06475 y 0023 0007 0001 0000 0001 0011 0026 0048 0073 0105 0161 0226 0363 0522 0707 Tabela 18 Dimensões do vertedouro pelo perfil Creager Fonte Autores Para comparação dos valores calculados de largura da base da barragem e da 𝑏 largura do vertedor Creager x por profundidades a partir de para baixo a ℎ 1 30 𝑚 Tabela 18 traz alguns valores da largura 𝑏 hc 0185 m yh 0001 0011 0026 0048 0073 0105 0161 0226 0363 0552 0707 0850 1000 1150 1300 x 0074 0111 0148 0185 0222 0259 0315 0370 0463 0555 0648 adotase o valor de b b 1637 0534 0388 0331 0313 0311 0327 0358 0435 0550 0647 0737 0833 0928 1025 Tabela 19 Dimensões do vertedouro pelo perfil Creager Fonte Autores Para valores que não estão tabelados para o perfil de Creager adotase o valor de b como apresentado na Tabela 20 hc 0185 m x m 0 00185 0037 00555 0074 0111 0148 0185 0222 0259 y m 0023 0007 0001 0000 0001 0011 0026 0048 0073 0105 x m 0315 0370 0463 0555 0648 0706 0769 0833 0928 1025 y m 0161 0226 0363 0522 0707 0800 0900 1000 1150 1300 Tabela 20 Dimensões do vertedouro Fonte Autores 64 Desarenador O desarenador ou caixa de areia é uma instalação complementar que auxilia na remoção da areia de uma dada granulometria da água captada seu funcionamento consiste na sedimentação de partículas discretas como a areia que não alteram seu tamanho forma ou peso ao se sedimentar Um esquema do desarenador é apresentado na Figura 15 41 Figura 14 Planta e corte de um desarenador em duas células Fonte Heller Pádua 2010 Para o dimensionamento do desarenador é considerado que o manancial possui concentração de sólidos sedimentáveis em suspensão que atingem valor igual ou superior a 10gL por um período significativo Para determinação do comprimento L apresentado na Figura 16 considerase que o grão de areia entre pela parte superior do desarenador e seja retido ao final de seu movimento descendente até o fundo do desarenador pela ação da gravidade deslocandose verticalmente enquanto percorre a distância horizontal pela água ao longo do comprimento do desarenador Com equações de cinemática e considerando a velocidade constante da água 𝑉 ℎ horizontal 𝑉 𝑠 a velocidade de sedimentação a largura do desarenador o tempo que 𝑏 𝑡 o grão gasta no movimento desde a superfície até o fundo e a vazão temse 𝑄 e 𝑉 𝑠 𝑄 𝐴 𝑄 𝑏𝐿 𝑉 𝑠 ℎ 𝑡 A relação é a velocidade de sedimentação ou taxa de escoamento superficial ou 𝑄 𝐴 taxa de sedimentação expressa em significando que a cada de 𝑚 3 𝑚 2 𝑑𝑖𝑎 1 𝑚 3 𝑑𝑖𝑎 vazão do líquido a ser sedimentado requer uma área de sedimentação de 1 𝑚 2 42 Figura 15 Desenho esquemático para dimensionamento do desarenador Fonte Heller Pádua 2010 Com os cuidados de atender a NBR 12213 Grade de tomada dágua para instalação hidráulica Cálculo os desarenadores devem ser dimensionados para a sedimentação de partículas de areia com para reterem partículas com 𝑉 𝑠 0 021 𝑚 𝑠 𝑑 0 2 𝑚𝑚 a velocidade de escoamento horizontal deve ser menor ou igual 𝑉 ℎ 0 30 𝑚 𝑠 o comprimento do desarenador obtido no cálculo teórico deve ser multiplicado por um coeficiente de segurança de no mínimo 15 o desarenador com remoção por processo manual deve ter a depósito capaz de acumular o mínimo equivalente a 10 do volume do desarenador b largura mínima que facilite a construção e a limpeza do desarenador e que possibilite também que 𝑏 𝑉 ℎ 0 30 𝑚 𝑠 A publicação de Heller Pádua 2010 sugere uma tabela de dimensões para os desarenadores em função de sua altura Tabela 19 e um método de dimensionamento 43 Tabela 21 Largura dos desarenadores em função de sua altura Fonte Heller Pádua 2010 Altura do desarenador 𝐻 Considerando a vazão de produção o nível mínimo de 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 0 10563 𝑚 3 𝑠 água com altura em relação ao fundo do córrego A superfície do terreno à 𝑁𝐴 1 485 𝑚 margem do córrego está a acima do NA mínimo 1 015 𝑚 2 00 0 50 1 485 1 015 𝑚 Considerando a altura útil da lâmina de água no desarenador igual à lâmina ℎ mínima que sai da geratriz inferior da tubulação de tomada de água 𝐻 𝑚𝑖𝑛 ℎ 0 60 𝑚 Para determinar a altura do desarenador somase a altura do depósito de areia 𝐻 o desnível entre da água no desarenador e a superfície do terreno e a altura da 10 𝑑𝑒 ℎ 𝑁𝐴 mureta de proteção ao longo do desarenador na superfície do terreno adotado 0 30 𝑚 𝐻 0 60 0 10 0 60 1 015 0 30 1 975 𝑚 2 0 𝑚 Largura útil do desarenador 𝑏 Pela Tabela 19 com temse 𝐻 2 0 𝑚 𝑏 0 90 𝑚 𝑜𝑢 1 20 𝑚 Comprimento do desarenador 𝐶 A equação do cálculo do comprimento do desarenador depende do valor da sua largura útil Considerando o coeficiente de segurança de o 𝐿 𝑄 𝑉 𝑠 𝑏 1 5 comprimento do desarenador deve ser de pelo menos 𝐶 1 5 𝐿 Para temse 𝑏 0 90 𝑚 𝐿 0 10563 𝑚 3 𝑠 0 021 𝑚 𝑠 0 90 𝑚 5 89 𝑚 5 90 𝑚 𝐶 1 5 5 90 8 85 𝑚 44 Para temse 𝑏 1 20 𝑚 𝐿 0 10563 𝑚 3 𝑠 0 021 𝑚 𝑠 1 20 𝑚 4 19 𝑚 4 20 𝑚 𝐶 1 5 4 20 6 30 𝑚 Outra forma de calcular o comprimento com mais liberdade para se escolher a altura da caixa do desarenador é utilizando a equação para o cálculo de a 𝑏 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 𝐻 𝑚𝑖𝑛 𝑉 ℎ 𝑏 partir de uma altura para o desarenador E por a área do desarenador donde 𝐴𝑑 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 𝑉 𝑠 𝐿 𝐴𝑑 𝑏 Assim ainda com temse 𝑐 ℎ 0 60 𝑚 𝑏 0 10563 0 60 0 30 0 587 𝑚 0 60 𝑚 𝐴𝑑 0 10563 0 021 5 03 𝑚 2 𝐿 5 03 0 60 8 38 𝑚 𝐶 1 5 𝐿 1 5 8 38 12 57 𝑚 12 60 𝑚 Com esta proposta recomendase que o depósito de areia seja de 15 𝐻 𝑚𝑖𝑛 0 15 0 60 0 09 𝑚 0 10 𝑚 Verificação da velocidade de escoamento horizontal 𝑉 ℎ que atende 𝑉 ℎ 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 ℎ 𝑏 0 10563 0 60 0 60 0 293 𝑚 𝑠 𝑉 ℎ 0 30 𝑚 𝑠 Portanto as dimensões de projeto utilizadas no desarenador cálculo com maior liberdade de são 𝑏 Largura 𝑏 0 60 𝑚 Profundidade do depósito de areia 0 10 𝑚 Altura útil da lâmina de água no desarenador 𝐻 𝑚𝑖𝑛 ℎ 0 60 𝑚 Comprimento com fator de segurança de 1 5 𝐶 12 60 𝑚 Ressaltando que o desarenador é construído em dupla para continuar funcionando durante os serviços de manutenção e limpeza 45 Figura 16 Dimensionamento do desarenador Fonte Adaptado de Heller Pádua 2010 65 Gradeamento Grades e telas são dispositivos utilizados na captação de água superficial com a função de reter materiais flutuantes ou em suspensão de maiores dimensões As grades são barras paralelas que impedem a passagem de materiais grosseiros e que será utilizada neste projeto As telas são compostas de fios formando malhas com função de reter materiais não retidos pelas grades e não será utilizada neste projeto O gradeamento deste projeto é de grades grosseiras destinada à retenção de materiais flutuantes ou em suspensão de maiores dimensões superiores a 75 cm o espaçamento entre suas barras paralelas é usualmente de 75 cm a 15 cm e seu emprego é indicado para cursos de água sujeitos a regime torrencial e quando corpos flutuantes de grandes dimensões puderem danificar as instalações de grades finas ou telas Heller Pádua 2010 As espessuras das barras metálicas adotadas pelas grades grosseiras são 38 095 cm 716 111 cm ou 12 127 cm Atendendo às orientações da NBR 12213 ABNT 1992 as instalações com grades grosseiras na captação de água de superfície devem ser colocadas no ponto de admissão de água na captação 46 Para este projeto será adotado barras de seção circular em aço carbono com pintura anticorrosiva Barras 𝑠 38 0 95 𝑐𝑚 Espaçamento entre entre grades 𝑏 10 𝑐𝑚 0 1 𝑚 Inclinação de α 70 Área útil mínima da grade na seção de passagem referente ao nível mínimo de 𝐴 𝑢 água deve ser igual ou superior a para cada de vazão captada de 1 7 𝑐𝑚 2 𝐿 𝑚𝑖𝑛 modo que a velocidade resultante seja igual ou inferior a 10 𝑐𝑚 𝑠 𝑉 10 𝑐𝑚 𝑠 Com 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 105 63 𝐿 𝑠 105 63 𝐿 𝑠 60 𝑠 𝑚𝑖𝑛 6337 80 𝐿 𝑚𝑖𝑛 𝐴 𝑢 1 7 𝑐𝑚 2 𝐿 𝑚𝑖𝑛 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 𝐿 𝑚𝑖𝑛 𝐴 𝑢 1 7 𝑐𝑚 2 𝐿 𝑚𝑖𝑛 6337 80 𝐿 𝑚𝑖𝑛 10772 26 𝑐𝑚 2 1 0774 𝑚 2 Com Que atende a 𝑉 𝑢 𝑄 𝐴 𝑢 0 105631 0774 0 098 𝑚 𝑠 9 8 𝑐𝑚 𝑠 𝑉 10 𝑐𝑚 𝑠 Largura útil mínima da grade 𝐵 𝑢 𝐵 𝑢 𝐴 𝑢 𝐻 𝑚𝑖𝑛 1 0774 0 60 1 80 𝑚 Número mínimo de barras 𝑛 𝐵 𝑢 𝑛 1 𝑏 𝑛 𝐵 𝑢 𝑏 1 1 800 1 1 19 Largura total mínima da grade 𝐵 𝐵 𝑛 𝑠 𝑛 1 𝑏 𝐵 19 0 95 19 1 10 198 05 𝑐𝑚 1 98 𝑚 Altura da grade 47 A altura da grade é calculada em função da altura do NA máximo do curso de água em relação à laje de fundo da caixa de tomada Com e 𝑁𝐴 𝑚 á 𝑥 1 485 𝑚 1 50 𝑚 admitindo uma borda livre de a grade terá altura de Portanto a será a altura 0 20 𝑚 1 70 𝑚 ou comprimento de cada uma de suas barras é de também 1 70 𝑚 Perda de carga na grade Como a seção das grades é circular a velocidade de aproximação na seção β 1 79 a montante da grade com 50 de obstrução é dada por 𝑉 𝑄 0 5 𝐵 𝐻 𝑚𝑖𝑛 0 10563 0 5 1 98 0 60 0 178 𝑚 𝑠 𝑘 β 𝑠 𝑏 1 33 𝑠𝑒𝑛 α 1 79 0 9510 1 33 𝑠𝑒𝑛 70 0 0735 ℎ 𝑓 𝑘 𝑉 2 2 𝑔 0 0735 0 178 2 2 9 81 0 0001187 𝑚 0 12 𝑚𝑚 A perda de carga é muito pequena que é uma característica das grades grosseiras Portanto as dimensões de projeto utilizadas no gradeamento são Largura total da grade 𝐵 1 98 𝑚 Altura vertical da grade 1 70 𝑚 Número de barras 𝑛 19 Espaçamento entre entre grades 𝑏 0 1 𝑚 Inclinação de α 70 Diâmetro das barras 𝑠 38 0 95 𝑐𝑚 Uma ilustração da grade para captação de água é apresentada na Figura 17 48 Figura 17 Grades para captação de água Fonte Biovalle 2024 66 Tomada de água Com a vazão de captação ou produção de calculase o 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 0 10563 𝑚 3 𝑠 diâmetro da tubulação de tomada com o cuidado de se garantir a velocidade mínima de 𝑉 0 6 𝑚 𝑠 Diâmetro da tubulação de tomada Da equação de velocidade temse que o diâmetro da tubulação de tomada é dado por 𝑉 𝑄 𝐴 𝑄 π 𝐷 2 4 4 𝐷 π 𝐷 2 𝐷 4 𝑄 π 𝑉 4 0 10563 π 0 6 0 4734 𝑚 473 𝑚𝑚 49 Adotando o diâmetro comercial igual ou imediatamente inferior temse o diâmetro nominal de 𝐷𝑁 400 𝑚𝑚 0 400 𝑚 Velocidade da na água na tubulação de tomada Com a alteração do diâmetro da tubulação deve conferir a velocidade de água na tubulação de tomada 𝑉 𝑄 𝐴 0 10563 π 0 4 2 4 0 84 𝑚 𝑠 que atende a velocidade mínima Perda de carga da tubulação de tomada ℎ 𝑓 1 Considerando a tubulação de tomada de água perpendicular ao cursa dágua como ilustrado na Figura 18 com crivo e um comprimento de considerando uma 𝐿 5 𝑚 tubulação em ferro fundido revestido internamente com argamassa de cimento adotando que descarrega num poço de tomada pela fórmula de HazenWillians temse 𝐶 130 ℎ 𝑓 10 63 𝐿 𝑄 𝐶 1 85 𝐷 4 87 ℎ 𝑓 1 10 63 5 0 10563130 1 85 0 400 4 87 0 0088 𝑚 Figura 18 Captação com barragem de nível Fonte Adaptado de Heller Pádua 2010 Perdas de cargas localizadas 50 Pela fórmula de cálculo de perdas de cargas localizadas e considerando a aceleração da gravidade por e para a tubulação de tomadas os parâmetros abaixo 𝑔 9 81 𝑚 𝑠 2 calculase ℎ 𝑓 2 Crivo comercial 𝑘 0 75 Válvula de gaveta 𝑘 0 20 Saída de tubulação 𝑘 1 00 Σ 𝑘 0 75 0 20 1 00 1 95 ℎ 𝑓 2 Σ 𝑘 𝑉 2 2 𝑔 1 95 0 84 2 2 9 81 0 070 𝑚 Perdas de carga total Perda de carga total é a soma das perdas de carga da tubulação com as perdas de cargas localizadas ℎ ℎ 𝑓 1 ℎ 𝑓 2 0 0088 0 070 0 0788 𝑚 A perda de carga nesta tubulação de tomada é de menor que ℎ 0 0788 𝑚 0 3 𝑚 então será adotada a perda de carga de ℎ 0 30 𝑚 67 Caixa de Tomada A caixa de tomada é o dispositivo onde fica instalada a grade suas dimensões são em função das dimensões da grade da topografia do terreno na margem onde ela ficará instalada e do diâmetro da tubulação que vem após ela Como o ponto mais alto do terreno fica a acima do NA máximo e o diâmetro 1 0 𝑚 da tubulação é de a caixa de tomada terá as seguintes dimensões úteis 400 𝑚𝑚 altura com mureta de 030 m acima do nível do terreno a grade fica 020 m acima do terreno 1 50 0 30 1 80 𝑚 comprimento frontal de mesma do desarenador 1 98 𝑚 largura lateral considera na tomada de água incluindo o gradeamento 5 𝑚 51 68 Detalhamento dos sistemas de captação A prancha III Projeções das estruturas de captação planta baixa e cortes devidamente cotados e corte transversal da barragem de nível passando pelo vertedor e devidamente cotado detalha os elementos do sistema de captação com escalas indicadas nas mesmas Neste trabalho considerase a captação de água bruta seja feita por tomada direta do manancial superficial Córrego do Capivara E a partir da Estação Elevatória de Água Bruta EEAB recalcase a vazão dimensionada no projeto inclusive a referente ao consumo da ETA Este trabalho não dimensiona a ETA apenas os reservatórios de água tratada que serão responsáveis pelo abastecimento dos setores A Tabela 22 apresenta as principais informações da captação e do seu terreno Manancial Córrego do Capivara Cota terreno 702 m Nível máximo 701 m Nível mínimo 7955 m Volume Necessário ETA 3 Vazão Total de Captação 10563 Ls Vazão de cheia 3500 Ls Cota máxima abastecimento 790 m Cota mínima abastecimento 685 m delta h 105 m Tabela 22 Captação e terreno Fonte Autores 7 SETORIZAÇÃO DO MUNICÍPIO Este projeto define três centros de reservação CR dois deles incluíram um reservatório elevado RE e um enterrado RE enquanto o terceiro inclui um reservatório apoiado e outro enterrado As cotas definidas para os centros de reservação foram e de 790 𝑚 750 𝑚 725 𝑚 maneira a aproveitar uma extensa área centralizada do município que possui um grande desnível com cotas variando entre e enquanto as cotas do município variam 715 𝑚 797 𝑚 entre e 685 𝑚 790 𝑚 Com a definição das cotas e os níveis de reservação delimitase as áreas de abastecimento e assim definindo os setores de abastecimento Definiuse de coluna 15 𝑚 52 seca 10 mca 5mca pressão estática mínima mais perda de carga da tubulação e considerando 1m mínimo de água dentro do reservatório para os reservatórios elevados e uma altura útil de 4 m para todos os reservatórios sendo que para o reservatório enterrado o nível máximo de água está a 1m abaixo da superfície do terreno atendendo às recomendações da companhia estadual de saneamento e orientações das aulas de SAA Por outro lado as pressões mínima dinâmica e máxima estática previstas para a rede seguiram a normatização da ABNT NBR 122182017 e companhia estadual de saneamento admitindo as pressões entre 10 mca e 40 mca Além destes parâmetros adotouse a perda de carga unitária em 5 mkm A tabela 23 apresenta a síntese dos valores mencionados Parâmetros Valores Pressão máxima estática 40 mca Pressão mínima dinâmica 10 mca Altura útil reservatório 4 m Altura coluna seca 10 5 m J 0005 mm Tabela 23 Parâmetros adotados para setorização Fonte Autores Os valores das pressões adotadas são fundamentais para a caracterização da setorização já que são elas que limitam as cotas de abastecimento de cada reservatório conforme apresentado na Tabela 25 A setorização foi dimensionada a partir das cotas apresentadas na Tabela 24 que sintetiza a Tabela 25 Cota adotada Setores Superior m Inferior m 1 790 770 2 770 750 3 750 730 4 730 710 5 710 695 6 695 685 Tabela 24 Limitação de cotas para os setores de abastecimento Fonte Autores Setor m Cota cheio superior Cota divisória Cota mínimo inferior Pressão estática Pressão dinâmica Atende máximo Atende mínimo Centro de reservação 1 Terreno 790 770 750 1 Reservatório elevado 809 805 39 35 790 769 2 Reservatório enterrado 789 785 39 35 770 749 Centro de reservação 2 Terreno 750 730 710 3 Reservatório elevado 769 765 39 35 750 729 53 4 Reservatório enterrado 749 745 39 35 730 709 Centro de reservação 3 Terreno 725 695 685 5 Reservatório apoiado 730 726 35 31 711 690 6 Reservatório enterrado 724 720 39 35 705 684 Tabela 25 Cotas e pressões calculadas para cada setor de abastecimento Fonte Autores Pela topografia do município os setores de abastecimento representam formas comparadas à corredores extensos paralelos à trajetória do manancial de captação A prancha I Planta do município setorizado com informação para cada setor da população área vazões Qm QDMC e QHMC detalha a setorização do município com demais informações referente a cada setor a prancha II Planta do município com a localização e identificação de todos os reservatórios informando o setor atendido e o volume útil localização do ponto de captação ETA adutoras com identificação das adutoras diâmetro comprimento e vazão de dimensionamento e setores atendidos e estações elevatórias com identificação informação da altura manométrica e potência traz a planta do município com a localização e informações de todos os reservatórios com estações elevatórias enquanto a prancha IV Projeções planta baixa e corte do reservatório devidamente cotados e identificados e sobretudo com informação do diâmetro altura útil nível mínimo e máximo e volume útil apresenta as projeções das estruturas dos reservatórios Explicar como foram definidos os níveis de água dos Reservatórios considerando a altura útil adotada e apresentar o cálculo das áreas e a escolha lógica da delimitação das mesmas Deverá ser elaborada uma representação gráfica do município com os setores representados por hachuras em cores diferentes Nesta prancha deverão estar indicados em cada setor a sua população e a demanda de água em Ls bem como os reservatórios de cada setor com sua numeração Neste memorial deverá ser indicado o número da prancha onde se encontra a representação dos setores Referenciar numeração da prancha com detalhamento da setorização com documentação clara das áreas dos setores 54 71 Vazões por Área A partir dos setores de abastecimentos e suas áreas calculase a população atendida por cada setor que está associado a um reservatório A população a ser atendida corresponde a população de final de projeto ano de 2045 Podese calcular a população proporcional de cada setor pela densidade populacional do município multiplicada por sua respectiva área ou calculase a proporção da população pela porcentagem da área de cada setor Com a projeção de habitantes para o ano de 2045 e a área do município de 44145 a densidade demográfica de Nerópolis é 204 713 𝑘 𝑚 2 𝐷 𝑁𝑒𝑟 ó 𝑝𝑜𝑙𝑖𝑠 𝑃𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎 çã 𝑜 𝑁𝑒𝑟 ó 𝑝𝑜𝑙𝑖𝑠 2045 Á 𝑟𝑒𝑎 𝑁𝑒𝑟 ó 𝑝𝑜𝑙𝑖𝑠 44145 204 713 215 643 ℎ𝑎𝑏 𝑘 𝑚 2 Pode calcular a projeção da população de cada setor por 𝑃𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎 çã 𝑜 𝑖 𝐷 𝑁𝑒𝑟 ó 𝑝𝑜𝑙𝑖𝑠 á 𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑒𝑡𝑜𝑟 𝑖 A outra maneira de calcular a projeção da população abastecida por cada setor reservatório é proporcional à área do setor em relação à área do município 𝑃𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎 çã 𝑜 𝑖 á 𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑒𝑡𝑜𝑟 𝑖 𝑃𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎 çã 𝑜 𝑁𝑒𝑟 ó 𝑝𝑜𝑙𝑖𝑠 2045 A Tabela 26 confirma as duas maneiras de obter a projeção da população de cada setor de abastecimento Região Área km2 Área População proporcional por área hab Densidade populacional 2045 População por densidade hab Cidade 204713 10000 44145 215643 44145 Setor 1 16 782 345029 215643 345029 Setor 2 36 1759 776316 215643 776316 Setor 3 49713 2428 1072028 215643 1072028 Setor 4 44 2149 948831 215643 948831 Setor 5 34 1661 733187 215643 733187 Setor 6 25 1221 539108 215643 539108 Verificação 204713 10000 4414500 4414500 Tabela 26 População por setor de abastecimento Fonte Autores 55 Com a população determinase as vazões por setor de abastecimento Vazão média vazão máxima diária e Vazão máxima horária em com os valores 𝑄 𝑚 𝑄 𝑀𝐷 𝑄 𝑀𝐻 𝐿 𝑠 calculados de e 𝑘 1 1 28 𝑘 2 1 58 𝑞𝑝𝑐 156 80 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 em 𝑄 𝑚 2045 𝑃 ℎ𝑎𝑏 𝑞𝑝𝑐 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 86400 𝐿 𝑠 em 𝑄 𝑀𝐷 𝑄 𝑚 𝑘 1 𝐿 𝑠 em 𝑄 𝑀𝐻 𝑄 𝑀𝐷 𝑘 2 𝐿 𝑠 A Tabela 27 apresenta os valores de cálculo das vazões em cada setor além da população e áreas correspondentes qpc Lhabdia 1568 k1 128 k2 158 Vazão Ls Região Área km2 População hab Qm QMD QMH Cidade 204713 44145 8012 10255 16202 Setor 1 16 345029 626 801 1266 Setor 2 36 776316 1409 1803 2849 Setor 3 49713 1072028 1946 2490 3935 Setor 4 44 948831 1722 2204 3482 Setor 5 34 733187 1331 1703 2691 Setor 6 25 539108 978 1252 1979 Verificação 204713 4414500 8012 10255 16202 Tabela 27 Área população e vazões por setor de abastecimento Fonte Autores 8 RESERVAÇÃO O dimensionamento de vazão máxima inadequado pode comprometer a eficiência do sistema de abastecimento de água pois resulta em desperdício de água pressão insuficiente nos pontos de consumo e pode causar danos às tubulações Assim é necessário garantir que a vazão máxima do reservatório seja dimensionada corretamente A adução será contínua assim 24h por dia O volume útil do reservatório pode ser dimensionado por 𝑉 ú 𝑡𝑖𝑙 𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑡 ó 𝑟𝑖𝑜 1 3 𝑄 𝑀𝐷 𝑙 𝑑𝑖𝑎 56 Com e o volume de 𝑄 𝑚 𝑃 ℎ𝑎𝑏 𝑞𝑝𝑐 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 𝑙 𝑑𝑖𝑎 𝑄 𝑀𝐷 𝑄 𝑚 𝑘 1 reservação total do município é de 𝑉 ú 𝑡𝑖𝑙 𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑡 ó 𝑟𝑖𝑜 1 3 44145 156 80 1 28 2953359 36 𝑙 2953 36 𝑚 3 A Tabela 28 apresenta os valores de população vazão e volume para cada setor Vale ressaltar que cada setor é atendido por um único reservatório Assim o setor de abastecimento está associado ao seu reservatório respectivamente que recebe a identificação do próprio setor A prancha IV apresenta as projeções planta baixa e corte dos reservatórios 57 qpc Lhabdia 1568 k1 128 Reservatório Região População hab QMD Ldia Volume útil m3 Volume adotado m3 Cidade 44145 886007808 295336 2960 Elevado R EL 1 Setor 1 345029 6924877721 23083 240 Enterrado R EN 1 Setor 2 776316 1558097487 51937 520 Elevado R EL 2 Setor 3 1072028 2151602788 71720 720 Enterrado R EN 2 Setor 4 948831 1904341373 63478 640 Apoiador R A 3 Setor 5 733187 1471536516 49051 500 Enterrado R EN 3 Setor 6 539108 1082012144 36067 370 Verificação 4414500 886007808 295336 2990 Tabela 28 População vazão e volume por setor de abastecimento Fonte Autores A Tabela 29 apresenta informações e dimensionamentos do sistema de reservação Centro de reservação 1 Centro de reservação 2 Centro de reservação 3 Reservatório Elevado R EL 1 Enterrado R EN 1 Elevado R EL 2 Enterrado R EN 2 Apoiador R A 3 Enterrado R EN 3 Verificação Região Cidade Setor 1 Setor 2 Setor 3 Setor 4 Setor 5 Setor 6 População hab 44145 345029 776316 1072028 948831 733187 539108 4414500 QMD Ldia 886007808 69248777 155809749 215160279 190434137 147153652 108201214 886007808 Volume útil m3 295336 23083 51937 71720 63478 49051 36067 295336 Volume adotado m3 2960 240 520 720 640 500 370 2990 Área de abastecimento km2 204713 16 36 49713 44 34 25 204713 Cota terreno m 790 790 750 750 725 725 4530 Nível água máximo m 809 789 769 749 730 724 4570 Nível água mínimo m 805 785 765 745 726 720 4546 Altura útil água m 4 4 4 4 4 4 Área total Área reservatório m2 6000 13000 18000 16000 12500 9250 74750 Diâmetro reservatório m 87 129 151 143 126 109 740 Tabela 29 Dimensões do sistema de reservação Fonte Autores 58 Descrever a locação vazão de dimensionamento os tipos e materiais dos reservatórios e demonstrar o dimensionamento detalhado dos volumes e especificações do sistema de reservação Dimensionar os reservatórios deixando claras as dimensões e disposições construtivas Como sugestão o autor poderá organizar as informações em uma tabela onde deverá indicar o nome do reservatório a população que ele atende e os parâmetros para o seu dimensionamento Dimensionar os órgãos e acessórios para cada reservatório A representação gráfica deverá ser apresentada em folhas padrão ABNT onde deverão constar pelo menos uma planta e um corte para cada reservatário Neste memorial deverão ser informadas em quais pranchas se encontram os detalhes Referenciar numeração da prancha com detalhamento dos elementos que compõem o sistema de reservação A prancha IV apresenta as Projeções planta baixa e corte dos reservatórios devidamente cotados e identificados e sobretudo com informação do diâmetro altura útil nível mínimo e máximo e volume útil planta e corte em escala com as cotas e representação do que concebido no dimensionamento 9 ADUTORAS As adutoras são canalizações sem ramal de distribuição que conduzem a água interligando captação estação de tratamento e reservatórios Sua classificação é conforme sua função da sua natureza adutora de água bruta AAB transporta água sem tratamento e adutora de água tratada AAT transportada água tratada Outra classificação relaciona o tipo de energia utilizada para o transporte da águaadutora de recalque ou de gravidade O projeto priorizou os menores comprimentos de adutoras passando pelo contorno da cidade Seus comprimentos foram medidos pelo software AutoCAD Um esquema das interligações está apresentado na Figura 10 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 11 VERIFICAÇÃO DA PRESSÃO 59 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABNT NBR 12211 Estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água 1992 ABNT NBR 12213 Grade de tomada dágua para instalação hidráulica Cálculo 2001 Biovalle Tratamento de efluentes Qual a função do tratamento preliminar 2024 Disponível em httpsbiovallegroupcomqualafuncaodotratamentopreliminar Acesso em 18 de julho de 2024 FREIRE André Luiz Saneamento básico conceito jurídico e serviços públicos Enciclopédia jurídica da PUCSP Celso Fernandes Campilongo Alvaro de Azevedo Gonzaga e André Luiz Freire coords Tomo Direitos Difusos e Coletivos Nelson Nery Jr Georges Abboud André Luiz Freire coord de tomo 1 ed São Paulo Pontifícia Universidade Católica de São Paulo 2017 Disponível em httpsenciclopediajuridicapucspbrverbete325edicao1saneamentobasicoconceitojuri dicoeservicospublicos Acesso em 11 de junho de 2024 GOOGLE EARTH 2024 Disponível em httpsearthgooglecomwebsearchnerc3b3poplis164214121149223837788241 0481462a853679267995d35y25799776512h0t0rdataCigiJgokCZbNYDEXtDDAERS jpWctjDAGaSyhtCJpEjAIdS00stMp0jAOgMKATA Acesso em 15042024 HELLER PÁDUA Abastecimento de água para consumo humano 2 ed rev e atual Belo Horizonte Editora UFMG 2010 60 IBGE História Fotos 2023 Disponível em httpscidadesibgegovbrbrasilgoneropolishistorico Acesso em 15042024 IBGE Censo 2022 Panorama 2022 Disponível em httpscenso2022ibgegovbrpanoramaindicadoreshtmllocalidadeBRtema5 Acesso em 05062024 Instituto água e saneamento Municípios e saneamento Nerópolis 2020 Disponível em wwwaguaesaneamentoorgbrmunicipiosesaneamentogoneropolistext902C092 520da20populaC3A7C3A3o20C3A9nC3A3o20tC3AAm20ac esso20C3A020C3A1gua Disponível em httpswwwaguaesaneamentoorgbrmunicipiosesaneamentogoneropolistextNerC 3B3polis20C3A920um20dos20246212C1920hab2FkmC2B2 Acesso em 23042024 MORETTIN P A WILTON O B Estatística Básica 6ed São Paulo Saraiva 2010 Portaria GMMS No 888 de 04 de Maio de 2021 Ministério da Saúde 2021 PORTILHO B Plano diretor de NerópolisGo Entrega final Projeto urbano 3 Bruno Portilho Arquitetura Interiores e Urbanismo 2015 Disponível em httpspbrunonblogspotcom201412projetourbano3planodiretordehtml Acesso em 30062024 SANEAGO Plano de racionamento 2019 Plano de racionamento do abastecimento de água SANEAGO 2019 Disponível em httpssaneagocombr2023arquivosmanualprojetos04PROJETOSHIDRAULICOSSA AIT0007100401CaptacoesSuperficiaispdf Acesso em 300624 SANEAMENTO Módulo 0401 Captações superficiais SANEAGO 2023 TEIXEIRA T Nerópolis 5o Período 2021 Disponível em httpswwwlinkedincompulseprojeto5pucgoiC3A1sthiagoteixeira Acesso em 18072024 TSUTIYA M T Abastecimento de água 3a edição São Paulo Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo 2006 61 SNIS Glossário de Indicadores Água e Esgotos Indicadores econômicofinanceiros e administrativos 2021 Ministério do Desenvolvimento Regional Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento SNIS 2022 Disponível em httpswwwgovbrcidadesptbracessoainformacaoacoeseprogramassaneamentosnis produtosdosnisdiagnosticosGlossarioIndicadoresAE2021pdf Acesso em 08 de julho de 2024 66 Canal de derivação As unidades que deverão ser dimensionadas serão Gradeamento Canal de derivação Caixa de areia Dimensionamento das adutoras por recalque Para as adutoras por recalque considerar para o cálculo do diâmetro econômico Tempo de operação 24 horas Preço do quilowatthora pesquisar na concessionária de energia Custo unitário da tubulação de R 0047 x D14 m 62 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Portaria GMMS No 888 de 04 de Maio de 2021 Ministério da Saúde 2021 Figura 9 Plano diretor com destaque aos mananciais superficiais de Nerópolis Fonte Portilho 2015 63 Figura 12 Dimensões de alturas e perdas de carga para tomada de água Fonte Autores Figura 19 Dimensões de alturas e perdas de carga para tomada de água Fonte Autores Para o bom funcionamento da captação de água a altura externa da barragem deve atender a altura mínima entre fundo e crivo com o diâmetro da tubulação de 0 60 𝑚 tomada e mais a perda de carga mínima da tubulação de tomada 𝐷 0 400 𝑚 Assim a altura externa da barragem no seu vertedor é de ℎ 0 30 𝑚 ℎ 1 30 𝑚 conforme esquema da Figura 19 64 Figura 11 Captação com barragem de nível Fonte Adaptado de Heller Pádua 2010 65
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SUMÁRIO APRESENTAÇÃO 10 INTRODUÇÃO 11 OBJETIVOS 12 1 DESCRIÇÃO DO MUNICÍPIO DE NERÓPOLIS 13 2 POPULAÇÃO E PERÍODO DE PROJETO 15 21 Alcance do Projeto 15 22 Dados da População 15 23 Progressão Aritmética 17 24 Progressão Geométrica 18 25 Taxa decrescente de crescimento 19 26 Crescimento logístico 20 3 ESTIMATIVA POPULACIONAL 21 31 Progressão Aritmética 21 32 Progressão Geométrico 22 33 Taxa Decrescente de Crescimento 22 34 Crescimento Logístico 22 35 Comparação das Projeções ano a ano 22 36 População de Projeto 25 4 PARÂMETROS DE PROJETO 25 41 Coeficientes de vazão diária k1 e vazão horária k2 25 42 Consumo médio per capita qm 29 4 3 Índice de perdas IP 30 44 Consumo per capita efetivo ou micromedido qpc 31 45 Vazão média Qm 31 4 6 Índice de atendimento Ia 32 5 CONSUMO DE ÁGUA 32 51 Vazão máxima diária QMD 32 52 Vazão máxima horária QMH 32 53 Vazão de captação ou vazão máxima de produção Qprod 32 54 Vazão da adutora de água tratada Qaat 33 55 Vazão total de distribuição Qdist 33 6 CAPTAÇÃO 35 61 Barragem de nível 38 63 Vertedouro 40 64 Desarenador 41 65 Gradeamento 46 66 Tomada de água 49 67 Caixa de Tomada 52 68 Detalhamento dos sistemas de captação 52 7 SETORIZAÇÃO DO MUNICÍPIO 53 8 71 Vazões por Área 55 8 RESERVAÇÃO 57 9 ADUTORAS 59 10 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 59 11 VERIFICAÇÃO DA PRESSÃO 59 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 60 66 Canal de derivação 62 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 63 9 APRESENTAÇÃO Os projetos do Sistema de Abastecimento de Água SAA são compostos pelo estudo de concepção projeto hidráulico estrutural e elétrico Cada etapa é essencial desde a escolha do manancial ou poço de captação até a distribuição final aos usuários de forma a garantir o atendimento ao horizonte determinado Assim para a concepção do sistema devese analisar eou determinar Curso de água Captação Estação Elevatória de água Bruta e tratada Estação de Tratamento de Água ETA Reservatórios e Rede de Distribuição Esta parcial do trabalho estuda a concepção de um Sistema de Abastecimento público para a cidade de Nerópolis suficiente para suprir a demanda prevista em dia de maior consumo com o funcionamento do sistema em período de 24 hdia 10 INTRODUÇÃO A história da humanidade está intrinsecamente relacionada à necessidade de utilização de água para seu consumo A origem das cidades foi determinada pelo abastecimento de água A demanda pelo uso da água implicou na localização dos agrupamentos humanos desde que deixaram de ser nômades quando o abastecimento de água foi imprescindível para a agricultura Nos dias atuais devese ter como prioridade o atendimento às populações por sistemas de abastecimento de água em qualidade e quantidade Tsutiya 2006 O conjunto de das obras serviços e equipamentos voltados para o abastecimento de água potável a agrupamentos humanos urbano ou rural para fins de consumo doméstico comercial público ou industrial é chamado de Sistemas de Abastecimento de Água SAA que em geral são compostos por manancial captação estação elevatória adutora estação de tratamento de água ETA reservatório rede de distribuição chegando às ligações prediais A importância do SAA para a população referese de forma muito importante à saúde A água potável qualidade diminui a incidência de doenças de veiculação hídrica já para as necessidades de higiene pessoal devese ter uma regularidade na oferta quantidade A quantidade mínima de água por indivíduo deve atender às necessidades básicas para a vida humana sobretudo visando a proteger sua saúde a função mais nobre a ser cumprida pelo fornecimento de água Heller Pádua 2010 Este trabalho desenvolve o memorial descritivo e de cálculos básicos referentes ao Projeto do Sistema de Abastecimento Público ou Coletivo de Nerópolis no estado de Goiás nas proximidades do Córrego do Capivara Apresentando assim a aplicação dos conteúdos da disciplina Sistemas de Abastecimento de Água Para a consolidação deste documento foram utilizados softwares como o AutoCad Excel e o EPANET para criação de desenhos auxílio de cálculos e obtenção de informações de artigos e sites na internet como o SNIS A parte de desenhos abrange a configuração geral do sistema de abastecimento captação e elevatórias ETA adutoras centros de reservação e suas respectivas áreas de abastecimento e rede principal de distribuição 11 OBJETIVOS Este trabalho é um estudo para concepção de um projeto para o Sistema de Abastecimento de Água de Nerópolis O horizonte de estudo é de 20 anos 20252045 e a área de abrangência é a cidade de Nerópolis GO Nesta parcial são elaborados estudos de projeção populacional consumo coeficientes e vazões A partir de parâmetros e critérios de projeto estabelecidos em edital da disciplina são determinadas as principais grandezas para o dimensionamento do sistema necessárias para garantir o atendimento às projeções de crescimento consideradas 12 1 DESCRIÇÃO DO MUNICÍPIO DE NERÓPOLIS O município de Nerópolis cujas coordenadas geográficas IBGE 2013 são 1641 latitude e 4922 longitude com uma área de 204713 km 2 no ano de 2022 com altitude média de 700 metros A história da cidade de Nerópolis pode ser lida no site do IBGE 2023 o qual conta que o lugar foi desmembrado do Município de Pirenópolis no ano de 1892 passando a pertencer a Santana das Antas atual cidade de Anápolis Em 1894 a família de Joaquim Taveira se estabeleceu às margens do Ribeirão Capivara e passou a cultivar a terra deixando o lugar conhecido por Matinha dos Taveiras Já em 1988 um membro da família resolveu oficializar o nome do povoado já estabelecido para Campo Alegre que seria mais coerente com o aspecto que ficou a região após o desmatamento da vegetação original Em 1904 o agrupamento passou à condição de Vila perdendo o título em 1913 e conquistando novamente em 1918 com novo nome Cerrado Somente em 1930 recebe o nome de Nerópolis em homenagem ao senador Nero Macedo porém ainda sendo um distrito do município de Anápolis Finalmente em 03081948 tornase município e em 01011949 é constituído do distrito sede Segundo o censo do IBGE em 2022 a população era de 31932 pessoas Sua área está inserida no bioma cerrado no qual o clima é tropical com estação seca com uma densidade populacional de 15598 habkm² Ainda 706 de domicílios com esgotamento sanitário adequado 895 de domicílios urbanos em vias públicas com arborização e 56 de domicílios urbanos em vias públicas com urbanização adequada presença de bueiro calçada pavimentação e meiofio IBGE 2022 Quanto à economia temse que o PIB per capita 2021 foi de R33 01491 com 756 das receitas oriundas de fontes externas 2015 o salário médio mensal dos trabalhadores formais 2021 foi de 21 salários mínimos com 2990 da população ocupada trabalhando e 33 da população com rendimento nominal mensal per capita de até 05 salário mínimo 2010 Com relação à educação os dados de 2010 do IBGE divulgam que 978 das crianças entre 6 e 14 anos frequentavam a escola Ainda com os dados dessa pesquisa o município apresenta 11 escolas de ensino fundamental e 4 escolas do ensino médio 13 Em relação à saúde o IBGE divulga 8 estabelecimentos de Saúde SUS em 2009 Apresenta 181 óbitos por mil nascidos vivos 2022 na média nacional que é de 18 óbitos por mil nascidos vivos Figura 1 Nerópolis Fonte GOOGLE EARTH 2024 No ano de 2019 SANEAGO 2019 em sua publicação descreveu pontos de relevância do município de Nerópolis quanto ao sistema de abastecimento de água SAA A cidade conta com 1 sistema superficial e 5 sistemas independentes com manancial subterrâneo através de poços profundos abastecendo mais de 26500 pessoas tanto da área urbana quanto a expansão urbana do município Neste ano a população era de 27988 habitantes O manancial que atende a cidade é o Córrego Água Branca com 2 pontos de captação e ambos com risco de redução de vazão No ano analisado as vazões foram de 1150 ls e 1864 ls A parte da bacia localizada a montante da captação do Córrego Água Branca encontrase antropizada com problemas ambientais que podem prejudicar as condições de infiltração da água nos solos e a recarga do aquífero consequentemente impacyando no ciclo hidrológico local porém ainda apresenta baixo risco de afetar a disponibilidade de água no manancial SANEAGO 2019 14 Quanto aos poços subterrâneos Poços Tubulares Profundos PTP a cidade é atendida pelos seguintes sistemas com as vazões Sistema Dona Alda 75 ls Sistema São Paulo I 733 ls Sistema São Paulo II 1211 ls Sistema São Pedro 945 ls e Sistema OvídeoMorumbi 2222 ls Nenhum deles com risco de redução de vazão porém o Sistema São Pedro quando necessário recebe reforço do poço 4 que abastece o Sistema São Paulo II e o Sistema OvídeoMorumbi é um poço de reforço para a ETA Nerópolis que é interligado no Centro Reservação MorumbiOvídeo Os sistemas independentes de PTP representam 68 da produção de água tratada do SAA de Nerópolis 2 POPULAÇÃO E PERÍODO DE PROJETO 21 Alcance do Projeto O alcance do projeto de SAA é de 20 anos devendo levar em consideração a população presente e futura O tempo estipulado foi determinado considerando um tempo que não seja tão longo superestimado e inviabilizando o custo da obra e nem tão curto que deixe o sistema sobrecarregado em poucos anos Assim o período de projeto é de 20252045 22 Dados da População As informações da população de Nerópolis foram obtidas a partir dos dados disponíveis no site do IBGE e estão apresentadas nas Tabelas 1 e 2 dos anos de censo de 1970 a 2022 para a população total e a partir de 1980 para população desagrupada 15 Tabela 1 População residente em Nerópolis Fonte IBGE 2022 O site do IBGE apresenta o gráfico no Gráfico 1 da população residente pelo ano o que visualmente pode sugerir um crescimento por projeção aritmética ou geométrica Gráfico 1 População residente em Nerópolis por ano Fonte IBGE 2022 No ano de 2021 a população total de Nerópolis foi de 30931 com 29678 9595 na área urbana Instituto Água e Saneamento 2020 Considerando este mesmo percentual para o ano de 2022 podemos estimar os dados da Tabela 2 com a população Urbana e Rural Instituto Mauro Borges para o ano de 2022 NerópolisGO Dados Censitários Ano População Urbana População Rural População Total 1980 7100 2268 9368 1991 11306 1681 12987 2000 17253 1325 18578 2010 23229 981 24210 2021 29678 1253 30931 2022 30639 1293 31932 Tabela 2 Dados censitários da cidade de Nerópolis Goiás Fonte Instituto Mauro Borges IMB Instituto Água e Saneamento Estimados Para os cálculos do Sistema de Abastecimento de Água da cidade de Nerópolis é necessário projetar a população de final de plano ano de 2045 para o estudo das etapas de implantação e um dimensionamento mais próximo da necessidade de consumo real nos 16 próximos anos Os cálculos das projeções da população são baseados na publicação de HELLER PÁDUA 2010 Os valores de População Urbana utilizados para os modelos de projeções são os anos de 1991 2000 e 2010 pois são os anos nos quais o Censo da População Urbana do Município de Nerópolis foi divulgado pelo IBGE Para os anos de 2021 e 2022 os valores da População Urbana apresentados na Tabela 2 já são projeções divulgadas Assim utilizálos ocasiona acúmulo de erros 23 Progressão Aritmética O método da progressão aritmética é usado para taxas de crescimento constante com previsão de curtos períodos Para aplicação deste método é necessário dois conjuntos de dados censos de datas imediatamente anteriores e dois processos a Para a determinação da taxa de crescimento incremento populacional 𝐾 𝑎 𝑃 2 𝑃 0 𝑡 2 𝑡 0 onde é a população no tempo 𝑃 2 𝑡 2 é a população no tempo 𝑃 0 𝑡 0 é o tempo posterior 𝑡 2 é o tempo inicial 𝑡 0 b Para a determinação da projeção da população em determinado ano 𝑃 𝑥 𝑃 0 𝐾 𝑎 𝑡 𝑥 𝑡 0 onde é a população projetada 𝑃 𝑥 𝑃 0 é a população conhecida no tempo conhecido 𝑡 0 é o tempo em que se quer projetar a população 𝑡 𝑥 é o tempo inicial 𝑡 0 17 é o incremento populacional calculado anteriormente 𝐾 𝑎 24 Progressão Geométrica O método da progressão geométrica é usado para razão de crescimento a cada instante para leituras consecutivas com previsão de curtos períodos Para aplicação deste método é necessário dois conjuntos consecutivos de dados censos de datas imediatamente anteriores à data de projeção e como o método anterior dois processos a Para a determinação da razão de crescimento 𝐾 𝑔 𝑙𝑛 𝑃 2 𝑙𝑛 𝑃 0 𝑡 2 𝑡 0 onde é a população no tempo 𝑃 2 𝑡 2 é a população no tempo 𝑃 0 𝑡 0 é o tempo posterior 𝑡 2 é o tempo inicial 𝑡 0 b Para a determinação da projeção da população em determinado ano 𝑃 𝑥 𝑃 0 𝑒 𝐾 𝑔 𝑡 𝑥 𝑡 0 onde é a população projetada 𝑃 𝑥 𝑃 0 é a população conhecida no tempo conhecido 𝑡 0 é o tempo em que se quer projetar a população 𝑡 𝑥 é o tempo inicial 𝑡 0 é o incremento populacional calculado anteriormente 𝐾 𝑔 18 25 Taxa decrescente de crescimento O método da taxa decrescente de crescimento baseiase na premissa de que a população cresce a uma taxa menor a cada ano tendendo a limitarse por uma assíntota que é o valor de saturação a Para a determinação da razão de crescimento 𝐾 𝑑 𝑙𝑛 𝑃 𝑠 𝑃 2 𝑃 𝑠 𝑃 0 𝑡 2 𝑡 0 com 𝑃 𝑠 2 𝑃 0 𝑃 1 𝑃 2 𝑃 1 2 𝑃 0 𝑃 2 𝑃 0 𝑃 2 𝑃 1 2 onde é a população de saturação 𝑃 𝑠 é a população no tempo 𝑃 2 𝑡 2 é a população no tempo 𝑃 1 𝑡 1 é a população no tempo 𝑃 0 𝑡 0 é o tempo posterior 𝑡 2 é o tempo intermediário 𝑡 1 é o tempo inicial 𝑡 0 b Para a determinação da projeção da população em determinado ano 𝑃 𝑡 𝑃 0 𝑃 𝑠 𝑃 0 1 𝑒 𝐾 𝑑 𝑡 𝑡 0 onde é a população projetada 𝑃 𝑡 é a população de saturação 𝑃 𝑠 𝑃 0 é a população conhecida no tempo conhecido 𝑡 0 é o tempo em que se quer projetar a população 𝑡 19 é o tempo inicial 𝑡 0 é o incremento populacional calculado anteriormente 𝐾 𝑠 26 Crescimento logístico O método da taxa decrescente de crescimento baseiase na premissa de que a população cresce a uma taxa menor a cada ano tendendo a limitarse por uma assíntota que é o valor de saturação a Para a determinação da razão de crescimento 𝐾 𝑙 1 𝑡 2 𝑡 1 𝑙𝑛 𝑃 0 𝑃 𝑠 𝑃 1 𝑃 1 𝑃 𝑠 𝑃 0 com e 𝑃 𝑠 2 𝑃 0 𝑃 1 𝑃 2 𝑃 1 2 𝑃 0 𝑃 2 𝑃 0 𝑃 2 𝑃 1 2 𝐶 𝑃 𝑠 𝑃 0 𝑃 0 onde é a população de saturação 𝑃 𝑠 é a população no tempo 𝑃 2 𝑡 2 é a população no tempo 𝑃 1 𝑡 1 é a população no tempo 𝑃 0 𝑡 0 é o tempo posterior 𝑡 2 é o tempo intermediário 𝑡 1 é o tempo inicial 𝑡 0 b Para a determinação da projeção da população em determinado ano 𝑃 𝑡 𝑃 𝑠 1 𝐶 𝑒 𝐾 𝑡 𝑡 𝑡 0 onde é a população projetada 𝑃 𝑡 20 Ps é a população de saturação P0 é a população conhecida no tempo conhecido t0 t é o tempo em que se quer projetar a população t0 é o tempo inicial Kl é o incremento populacional calculado anteriormente C é o coeficiente calculado anteriormente 3 ESTIMATIVA POPULACIONAL Com os valores divulgados do IBGE levantouse dados sobre a população urbana apresentados na Tabela 3 NerópolisGO Dados Censitários Ano População Urbana 1991 11306 2000 17253 2010 23229 Tabela 3 Dados censitários população urbana Nerópolis Fonte Instituto Mauro Borges IMB A partir destes dados estimouse a população urbana através dos métodos de projeção Progressão Aritmética Progressão Geométrica Taxa Decrescente de Crescimento Crescimento Logístico já apresentados anteriormente Os valores utilizados na projeção de cada modelo estão apresentados nas Tabelas 4 a 7 31 Progressão Aritmética Com equação Pt 17253 5976t 2000 e dados abaixo Progressão Aritmética 2000 17253 Ka 5976 2010 23229 Tabela 4 Dados Progressão Aritmética Fonte Autores 32 Progressão Geométrico Com equação Pt 17253 e00297t2000 e dados abaixo Progressão Geométrica 2000 17253 Kg 00297 2010 23229 Tabela 5 Dados Progressão Geométrica Fonte Autores 33 Taxa Decrescente de Crescimento Com equação Pt 11306 347524 11306 1 e00374t1991 e dados abaixo Taxa decrescente de crescimento 1991 11306 Ps 347524 2000 17253 Kd 00374 2010 23229 Tabela 6 Dados Taxa Decrescente de Crescimento Fonte Autores 34 Crescimento Logístico Com equação Pt frac347524120738e00715t1991 e dados abaixo Logístico Ps 347524 1991 11306 C 20738 2000 17253 Kl 00715 2010 23229 Tabela 7 Dados Crescimento Logístico Fonte Autores 35 Comparação das Projeções ano a ano As Tabela 8 e 9 comparam os quatro modelos ano a ano até o ano de final de plano 2045 NerópolisGO Dados Censitários Modelos de projeção Ano População Urbana Aritmética Geométrica Taxa desc de cresc Logístico 1991 11306 11875 13201 11306 11306 2000 17253 17253 17253 18005 16632 2010 23229 23229 23229 23229 22672 Tabela 8 Comparação dos modelos de projeção populacional nos anos de base Fonte Autores Ano Aritmética Geométrica Taxa desc de cresc Logístico 2024 31595 35226 27925 29063 2025 32193 36289 28175 29395 2026 32791 37385 28417 29711 2027 33388 38513 28649 30011 2028 33986 39676 28873 30297 2029 34583 40874 29089 30567 22 2030 35181 42108 29297 30823 2031 35779 43379 29497 31066 2032 36376 44688 29690 31295 2033 36974 46038 29876 31511 2034 37571 47427 30055 31716 2035 38169 48859 30227 31908 2036 38767 50334 30393 32089 2037 39364 51854 30553 32260 2038 39962 53419 30707 32420 2039 40559 55032 30855 32571 2040 41157 56693 30998 32713 2041 41755 58404 31136 32846 2042 42352 60167 31269 32971 2043 42950 61984 31397 33088 2044 43547 63855 31520 33198 2045 44145 65783 31639 33300 Tabela 9 Comparação dos modelos de projeção populacional Fonte Autores Os Gráficos 2 e 3 apresentam a comparação das projeções dos modelos apresentados para o ano de 2045 Gráfico 2 Comparação dos modelos de crescimento populacional a partir de 1991 Fonte Autores 23 Gráfico 3 Comparação dos modelos de crescimento populacional projetados Fonte Autores Observando as Tabelas 8 e 9 e os Gráfico 2 e 3 alguns pontos devem ser ressaltados A população dos anos 1991 2000 e 2010 apresentam tendência de crescimento mostrando que o modelo decrescente de crescimento não se adequa à população em estudo O modelo de projeção geométrica apresenta valores muito elevados afastando muito dos demais modelos podendo superestimar a população para o ano de 2045 Os modelos taxa decrescente de crescimento e logístico se aproximam muito e tendem à população de saturação 34572 habitantes Comparando os valores dos modelos aplicados aos anos de 1991 2000 e 2010 aos valores do Censo as progressões aritmética e geométrica são iguais ao número de habitantes dos anos utilizados nos cálculos já a taxa decrescente de crescimento difere da população intermediária e o crescimento logístico difere as duas últimas populações Verificando a soma dos erros ao quadrado entre os dados estimados e os dados observados temse a seguinte comparação entre os modelos apresentada na Tabela 10 Notase que o modelo que apresenta o maior erro ao quadrado que representa menos a população é a progressão geométrica e o modelo com o menor erro ao 24 quadrado que melhor representa a população nos três anos analisados é a progressão aritmética Erros ao quadrado arredondados Aritmética Geométrica Taxa desc de cresc Logístico 323306 3592003 0 0 0 0 565547 385544 0 0 0 310643 SOMA SOMA SOMA SOMA 323306 3592003 565547 696187 maior erro2 3592003 Geométrica menor erro2 323306 Aritmética Tabela 10 Comparação de erros entre os modelos de projeção populacional Fonte Autores Portanto a progressão aritmética que é uma curva linear é a escolha mais adequada para estimar a população de 2045 assim sendo adotada para continuidade das análises e cálculos apesar de ser um modelo mais indicado para curtos prazos 36 População de Projeto População de início de plano 2025 Pi 32193 habitantes População de final de plano 2045 Pf 44145 habitantes 4 PARÂMETROS DE PROJETO 41 Coeficientes de vazão diária k1 e vazão horária k2 Para as variações diárias k1 coeficiente do dia de maior consumo e variações horárias k2 coeficiente da hora de maior consumo no dia de maior consumo utilizase as fórmulas k1 fracmaior consumo diário do anoconsumo médio do ano k2 fracmaior consumo horário do dia de maior consumo do anoconsumo médio do dia Para determinação dos coeficientes k1 e k2 foram considerados os dados presentes na planilha SAA 1 disponibilizada em anexo ao edital referente ao ano de 2009 para um bairro representativo com 5000 habitantes 25 O maior consumo diário verificado no ano foi de no dia 15062009 o 1963 𝑚 3 consumo médio diário no mesmo ano foi de desconsiderando os dados nulos O 1096 26 𝑚 3 maior consumo horário no dia 15062009 foi de às 11h e a vazão média horária 63 𝑚 3 deste dia de maior consumo foi de considerando a média das 25 leituras Assim 40 𝑚 3 que representa com distorções 𝑘 1 1963 00 1096 26 1 79 Para o cálculo de k2 os dados estão representados na Tabela 11 e Gráfico 4 𝑘 2 63 40 1 58 Cálculo de K2 Média de volume m³ 40 Maior consumo m³ 63 Hora 11 k2 1575 Tabela 11 Dados de consumo horário para o cálculo do k2 Fonte Autores Gráfico 4 Dados de consumo horário Fonte Autores Porém no cálculo de k1 mesmo desconsiderando os valores nulos no volume distribuído diário do ano de 2009 alguns valores são atípicos Assim considerando a mediana que ocupa posição central num conjunto ordenado de valores e não é afetada pelos valores extremos e os quartis que divide um conjunto ordenado de valores em quatro grupos com a mesma quantidade de dados podese avaliar a dispersão e a tendência central dos 26 valores de volume distribuído deste ano em estudo refletindo um valor de k1 mais fiel à realidade da cidade em análise Para esta consideração usase o Box Plot Morettin Wilton 2010 representado na Figura 2 no qual considerase um retângulo com a mediana e os quartis Acrescenta uma reta que passa pelo Limite Superior e outra pelo Limite Inferior que limitam os valores adjacentes que serão os considerados para o valor de k1 e excluem os valores exteriores que são os valores que se divergem significativamente dos demais também chamados de outliers 𝐿 𝑖𝑛𝑓 𝑞𝑢𝑎𝑟𝑡𝑖𝑙 1 1 5 𝐼𝑄𝑅 𝐿 𝑠𝑢𝑝 𝑞𝑢𝑎𝑟𝑡𝑖𝑙 3 1 5 𝐼𝑄𝑅 𝐼𝑄𝑅 𝑞𝑢𝑎𝑟𝑡𝑖𝑙 3 𝑞𝑢𝑎𝑟𝑡𝑖𝑙 1 onde é o Limite inferior 𝐿 𝑖𝑛𝑓 é o limite superior 𝐿 𝑠𝑢𝑝 é o intervalo entre os quartis 3 e 1 𝐼𝑄𝑅 Figura 2 Esquema de Box Plot Fonte Morettin Wilton 2010 Vale ressaltar que considerando os dados em análise obedecem a curva normal com média zero e portanto com mediana zero implica que o quartil 2 é zero também Os limites 27 inferior e superior definidos acima limitam a área embaixo da curva normal em 993 da distribuição representado na Figura 3 Assim os pontos exteriores ou outliers que foram excluídos para o cálculo do K1 mais fiel à realidade correspondem a aproximadamente 07 dos dados analisados para o ano de 2009 Figura 3 Área sob a curva normal entre Limite Inferior e Limite Superior Fonte Morettin Wilton 2010 Com o tratamento de Box Plot excluindo os valores outliers destacados pelo Gráfico 5 gerou um novo conjunto de dados de Volumes Distribuídos no ano de 2009 que resultante dos dados apresentados na Tabela 12 Volume de distribuição diária m³ Gráfico 5 Dados de consumo diário Fonte Autores Dados volume distribuído Mediana m³ 1125 Média m³ 109626 Quartil 1 m³ 1025 Quartil 3 m³ 1200 28 IQR m³ 175 LSup m³ 14625 LInf m³ 7625 Tabela 12 Dados dos valores de consumo diário Fonte Autores Assim para o cálculo do coeficiente do dia de maior consumo os valores foram condensados na Tabela 13 Cálculo de k1 com tratamento Média de volume m³ 111572 Maior consumo m³ 1425 data 2832009 k1 128 Tabela 13 Dados do coeficiente de consumo diário Fonte Autores Portanto para a continuidade deste trabalho os valores adotados são e 𝑘 1 1963 00 1096 26 1 28 𝑘 2 63 40 1 58 42 Consumo médio per capita qm Segundo Heller Pádua 2010 o valor de consumo per capita qpc é crucial para determinação das capacidades das várias unidades de uma instalação de abastecimento de água O consumo per capita é a média diária por habitante dos volumes consumidos sejam eles domésticos comerciais públicos industriais e perdas do sistema ou seja o total da demanda a ser atendida pelo sistema pelo agrupamento de pessoas que o consome apresentado em 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 ou mesmo em 𝑚 3 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 Considerando o ano de 2021 disponibilizados no arquivo sobre Diagnósticos de Serviços de Água e Esgotos 2021 com os valores de interesse nas Tabelas 14 e 15 𝑞𝑚 108 90 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 Com Figura 4 Glossário de indicadores 2021 Fonte SNIS 2022 29 Onde AG010 Volume de água consumido AG019 Volume de água tratada exportado AG001 População total atendida com abastecimento de água INDICADORES OPERACIONAIS 1 ÁGUA 2021 Índice de atendimento urbano de água Índice de macromedição Índice de micromedição relativo ao consumo Consumo médio per Capita de água Índice de perdas na distribuição percentual percentual percentual lhabdia percentual IN023 IN011 IN044 IN022 IN049 9390 9995 9941 10890 3055 Tabela 14 Dados dos indicadores do SAA Nerópolis 2021 Fonte Adaptado de SNIS INDICADORES OPERACIONAIS 2 ÁGUA 2021 AG001 População total atendida com abastecimento de água AG006 Volume de água produzido AG008 Volume de água micromedido 27867 163237 111729 AG026 População urbana atendida com abastecimento de água AG007 Volume de água tratada em ETAs AG012 Volume de água macromedido 27867 61797 163158 AG019 Volume de água tratada exportado AG010 Volume de água consumido AG024 Volume de serviço 0 112389 1409 AG018 Volume de água tratada importado 0 Tabela 15 Dados do SAA Nerópolis 2021 Fonte Adaptado de SNIS 4 3 Índice de perdas IP Aos tipos de consumo doméstico comercial público e industrial são incorporadas perdas significativas da demanda de água para o sistema de abastecimento Segundo Heller Pádua 2010 as perdas correspondem à diferença entre volume de água produzido e o volume entregue nas ligações domiciliares São os volumes não contabilizados podendo ser perdas físicas e não físicas reais ou aparentes As principais perdas físicas ou reais são por vazamentos nas tubulações de distribuição e das ligações prediais extravasamento de reservatórios operações de descargas nas redes de distribuição e limpeza de reservatórios Já as principais perdas não físicas ou aparentes são ligações clandestinas bypass irregular no ramal das ligações e problemas de micromedição O índice de perdas pode ser calculado por 30 𝐼𝑃 𝑞𝑝𝑐 𝑞 𝑚 𝑞𝑝𝑐 100 Ainda com as Tabelas 14 e 15 𝐼𝑃 30 55 Com Figura 5 Glossário de indicadores 2021 Fonte SNIS 2022 Onde AG006 Volume de água produzido AG010 Volume de água consumido AG018 Volume de água tratada importado AG024 Volume de serviço 44 Consumo per capita efetivo ou micromedido qpc Com os valores do índice de perdas e consumo médio per capita fornecidos pelo SNIS podese calcular o consumo per capita efetivo por 𝑞 𝑚 𝑞𝑝𝑐 1 𝐼𝑃 𝑞𝑝𝑐 𝑞 𝑚 1 𝐼𝑃 𝑞𝑝𝑐 108 90 1 0 3055 156 80 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 45 Vazão média Q m Com os valores da Tabela 14 no ano de 2021 fornecido pela SANEAGO com 𝑄 𝑚 2021 𝑃 ℎ𝑎𝑏 𝑞𝑝𝑐 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 86400 27867 156 80 86400 50 57 𝐿 𝑠 Considerando para população de final de plano 𝑄 𝑚 2045 𝑃 ℎ𝑎𝑏 𝑞𝑝𝑐 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 86400 44145 156 80 86400 80 12 𝐿 𝑠 31 4 6 Índice de atendimento Ia A Tabela 14 indica que o índice de abastecimento é de 𝐼𝑎 93 90 no ano de 2021 com 𝐼𝑎 𝑃𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎 çã 𝑜 𝑢𝑟𝑏𝑎𝑛𝑎 𝑎𝑡𝑒𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑐𝑜𝑚 𝑎𝑏𝑎𝑠𝑡𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 á 𝑔𝑢𝑎 𝑃𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎 çã 𝑜 𝑢𝑟𝑏𝑎𝑛𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑚𝑢𝑛𝑖𝑐 í 𝑝𝑖𝑜 𝑐𝑜𝑚 𝑎𝑏𝑎𝑠𝑡𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 á 𝑔𝑢𝑎 100 5 CONSUMO DE ÁGUA Para os cálculos é considerada a população de final de plano ano de 2045 As equações de cada vazão conforme Heller Pádua 2010 são listadas abaixo com as variáveis ainda não citadas tempo de operação diário de captação do sistema 24 horas 𝑡 𝑜𝑝𝑒𝑟 vazão de serviço da ETA adotado em 𝑞 𝑒𝑡𝑎 𝑞 𝑒𝑡𝑎 0 03 consumo singular em 𝑄 𝑠 𝐿 𝑠 51 Vazão máxima diária Q MD em 𝑄 𝑀𝐷 𝑄 𝑚 𝑘 1 𝐿 𝑠 𝑄 𝑀𝐷 80 12 1 28 102 55 𝐿 𝑠 52 Vazão máxima horária Q MH em 𝑄 𝑀𝐻 𝑄 𝑀𝐷 𝑘 2 𝐿 𝑠 𝑄 𝑀𝐻 102 55 1 58 162 03 𝐿 𝑠 53 Vazão de captação ou vazão máxima de produção Q prod em 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 𝑄 𝑚 𝑘 1 24 𝑡 𝑜𝑝𝑒𝑟 1 𝑞 𝑒𝑡𝑎 𝑄 𝑠 𝐿 𝑠 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 80 12 1 28 24 24 1 0 03 105 63 𝐿 𝑠 32 ou 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 0 10563 𝑚 3 𝑠 54 Vazão da adutora de água tratada Q aat em 𝑄 𝑎𝑎𝑡 𝑄 𝑚 𝑘 1 24 𝑡 𝑜𝑝𝑒𝑟 𝑄 𝑠 𝐿 𝑠 em 𝑄 𝑎𝑎𝑡 80 12 1 28 24 24 102 55 𝐿 𝑠 𝐿 𝑠 55 Vazão total de distribuição Q dist em 𝑄 𝑑𝑖𝑠𝑡 𝑄 𝑚 𝑘 1 𝑘 2 𝑄 𝑠 𝐿 𝑠 𝑄 𝑑𝑖𝑠𝑡 80 12 1 28 1 58 162 03 𝐿 𝑠 Os valores e dados das vazões por ano de projeto estão apresentados nas Tabelas 16 e 17 33 Ano População Urbana Ano base 2021 1991 11306 K1 128 Índice de perdas 3055 2000 17253 K2 158 q ETA 003 2010 23229 qpc 2021 Lhabdia 1568 Qm 2021Ls 5057 ka 5976 qm 2021 Lhab dia 1089 Tabela 16 Dados e vazões Fonte Autores Vazões consumidas Tempo de operação 24h Vazões dimensionamento Ano População urbana Índice de Perdas Média Dia de maior consumo Produção Toper24h qeta 3 Hora de maior consumo Unidade de produção Adutora Rede de distribuição hab m3dia Ls Ls Ls L Ls Ls 2024 31595 3055 495416 5734 7339 7560 11596 2025 32193 3055 504786 5842 7478 7703 11816 7478 11816 2026 32791 3055 514157 5951 7617 7846 12035 7617 12035 2027 33388 3055 523527 6059 7756 7989 12254 7756 12254 2028 33986 3055 532897 6168 7895 8132 12474 7895 12474 2029 34583 3055 542268 6276 8034 8275 12693 8034 12693 2030 35181 3055 551638 6385 8172 8418 12912 8172 12912 2031 35779 3055 561008 6493 8311 8561 13132 8311 13132 2032 36376 3055 570379 6602 8450 8704 13351 8450 13351 2033 36974 3055 579749 6710 8589 8847 13570 8589 13570 2034 37571 3055 589120 6819 8728 8990 13790 8728 13790 2035 38169 3055 598490 6927 8867 9133 14009 8867 14009 2036 38767 3055 607860 7035 9005 9275 14228 9005 14228 2037 39364 3055 617231 7144 9144 9418 14448 9144 14448 2038 39962 3055 626601 7252 9283 9561 14667 9283 14667 2039 40559 3055 635971 7361 9422 9704 14886 9422 14886 2040 41157 3055 645342 7469 9561 9847 15106 9561 15106 2041 41755 3055 654712 7578 9699 9990 15325 9699 15325 2042 42352 3055 664082 7686 9838 10133 15544 9838 15544 2043 42950 3055 673453 7795 9977 10276 15764 9977 15764 2044 43547 3055 682823 7903 10116 10419 15983 10116 15983 2045 44145 3055 692194 8012 10255 10562 16202 10255 16202 Tabela 17 Vazões por ano de projeto Fonte Autores 34 6 CAPTAÇÃO A captação engloba todos os dispositivos e estruturas necessárias para a retirada de água que irá abastecer toda a área do sistema de abastecimento Para a captação de água em manancial de superfície envolve os dispositivos como tomada de água barragem de nível ou soleira reservatório de regularização de vazão grades e telas desarenador canal de derivação poço de sucção sistema de elevatória A Figura 6 apresenta um esquema de captação para manancial de superfície Figura 6 Canal de derivação e desarenador posicionados junto ao curso de água Fonte Heller Pádua 2010 A captação para o abastecimento da cidade de Nerópolis será feita em manancial superficial o Córrego do Capivara O perfil transversal do manancial foi entregue com a documentação de dados para este trabalho apresentado na Figura 7 A vazão mínima útil considerada neste córrego é igual à vazão de produção do projeto e vazão de cheia é de 𝑄 ú 𝑡𝑖𝑙 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 105 63 𝐿 𝑠 𝑄 𝑐ℎ𝑒𝑖𝑎 3500 𝐿 𝑠 Figura 7 Perfil do manancial superficial Fonte Edital 2024 35 O córrego possui um escoamento torrencial provocando carreamento de areia e transporte de sólidos com diâmetro médio acima de 10 cm Logo uma estrutura de captação que se adequa a esta situação é ser composta por Caixa de Tomada com grade Desarenador e Poço de Sucção para a Estação Elevatória sendo que esta última estrutura se deve ao fato de que o ponto de captação apesar de estar em um ponto alto da cidade fica em nível inferior ao reservatório de regularização Um esquema do sistema de abastecimento é apresentado na Figura 8 Figura 8 Esquema do sistema de abastecimento de água Fonte FREIRE 2017 O local de captação definido foi no Córrego do Capivara e atende as seguintes condições O ponto garante a vazão de demanda do projeto de SAA Está a montante dos focos de poluição ponto antes de margear a cidade com destaque nas Figuras 9 e 10 A cota altimétrica do reservatório de abastecimento é superior à área que será abastecida na busca de a adução ser por gravidade Mínimo de alteração no curso de água em decorrência da implantação das estruturas e dispositivos de captação 36 Figura 9 Cidade de nerópolis com destaque aos mananciais superficiais de Nerópolis Fonte Teixeira 2021 Figura 10 Planta de Nerópolis com curvas de nível Fonte Autores 37 Como o nível mínimo do córrego de captação apresenta 50 cm de altura em períodos de estiagem e necessita de uma lâmina mais profunda para a Caixa de Tomada e assim a necessidade de uma barragem de nível localizada no ponto de captação A barragem não necessita de um nível de água elevado mesmo porque o regime no local de captação é turbulento e não há formação e nem acúmulo de algas desta forma a captação pode ser superficial Qualidade da água atendendo a NBR 122111992 Estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água e a Portaria GMMS No 888 de 04 de Maio de 2021 c onsiderase que o manancial de captação superficial é satisfatório sob o ponto de vista sanitário e que a água apresenta em condições através de tratamento conforme o Padrão de Potabilidade do Ministério de Estado da Saúde 61 Barragem de nível Como o córrego que se fará a captação de água possui nível mínimo de que é 0 50 𝑚 insuficiente para o posicionamento da tubulação de tomada de água é necessário uma barragem de regularização de nível de água Figura que tem a função de elevar o nível de água por meio de uma barragem de pequena altura 1 a 2 m perpendicular ao curso de água superficial conhecida como soleira ilustrada na Figura 11 Figura 11 Captação com barragem de nível Fonte Adaptado de Heller Pádua 2010 Dimensionamento da barragem Para o dimensionamento da barragem de nível seguindo o esquema proposto por Heller Pádua 2010 na Figura 13 devese calcular as dimensões dos elementos da barragem 38 Figura 12 Dimensionamento da base da barragem de nível Fonte Heller Pádua 2010 Sabendo que 𝑄 𝑐ℎ𝑒𝑖𝑎 𝑚 𝑠 2 2 𝐿 𝐻 32 𝑏 γ 𝑎 γ 𝑏 ℎ ℎ 𝑐 3 ℎ onde altura máxima da lâmina de água sobre a soleira do vertedor calculada ℎ 𝑐 para a vazão de cheia como será visto no tópico relativo ao vertedor altura externa da barragem no seu vertedor ℎ altura máxima da lâmina de água sobre a base da barragem sendo igual à 𝐻 soma de ℎ 𝑐 com ℎ empuxo da água sobre o maciço da barragem 𝐸 peso do maciço da barragem 𝑃 largura da base da barragem que se deseja calcular 𝑏 e posição dos pontos de aplicação respectivamente das forças e 𝐻 3 𝑏 3 𝐸 𝑃 peso específico da água adotado γ 𝑎 10 𝑘𝑁 𝑚 3 peso específico do material de construção do maciço da barragem adotado γ 𝑏 24 𝑘𝑁 𝑚 3 39 Pela Figura 7 temse que e 𝐿 7 𝑚 ℎ 2 00 0 50 2 50 𝑚 então 𝑄 𝑐ℎ𝑒𝑖𝑎 3500 𝐿 𝑠 3 5 𝑚 3 𝑠 ℎ 𝑐 𝑄 𝑐ℎ𝑒𝑖𝑎 2 2 𝐿 23 3 5 2 2 20 23 0 1850 𝑚 E ainda 𝑏 γ 𝑎 γ 𝑏 ℎ ℎ 𝑐 3 ℎ 10 24 1 3 0 185 3 1 3 1 025 𝑚 Assim o nível mínimo de água na barragem de nível onde será feita a tomada de água é dado por 𝑁𝐴 1 30 0 185 1 485 𝑚 63 Vertedouro Em geral adotase como o vertedor da barragem o perfil Creager que favorece o rápido escoamento da vazão e impede a ocorrência de efeitos nocivos à estrutura Seu esquema é apresentado na Figura 14 Figura 13 Perfil Creager para vertedor de barragem Fonte Heller Pádua 2010 40 A seguir a Tabela 18 traz as dimensões de largura x pela profundidade y para baixo do vertedouro com perfil Creager para os de profundidade a partir de 0 707 𝑚 a altura calculada do vertedouro ℎ 1 30 𝑚 hc 1 m x 00 01 02 03 04 06 08 10 12 14 17 20 25 30 35 y 0126 0036 0007 0000 0007 0060 0142 0257 0397 0565 0870 1220 1960 2820 3820 hc 0185 m x 0 00185 0037 00555 0074 0111 0148 0185 0222 0259 03145 037 04625 0555 06475 y 0023 0007 0001 0000 0001 0011 0026 0048 0073 0105 0161 0226 0363 0522 0707 Tabela 18 Dimensões do vertedouro pelo perfil Creager Fonte Autores Para comparação dos valores calculados de largura da base da barragem e da 𝑏 largura do vertedor Creager x por profundidades a partir de para baixo a ℎ 1 30 𝑚 Tabela 18 traz alguns valores da largura 𝑏 hc 0185 m yh 0001 0011 0026 0048 0073 0105 0161 0226 0363 0552 0707 0850 1000 1150 1300 x 0074 0111 0148 0185 0222 0259 0315 0370 0463 0555 0648 adotase o valor de b b 1637 0534 0388 0331 0313 0311 0327 0358 0435 0550 0647 0737 0833 0928 1025 Tabela 19 Dimensões do vertedouro pelo perfil Creager Fonte Autores Para valores que não estão tabelados para o perfil de Creager adotase o valor de b como apresentado na Tabela 20 hc 0185 m x m 0 00185 0037 00555 0074 0111 0148 0185 0222 0259 y m 0023 0007 0001 0000 0001 0011 0026 0048 0073 0105 x m 0315 0370 0463 0555 0648 0706 0769 0833 0928 1025 y m 0161 0226 0363 0522 0707 0800 0900 1000 1150 1300 Tabela 20 Dimensões do vertedouro Fonte Autores 64 Desarenador O desarenador ou caixa de areia é uma instalação complementar que auxilia na remoção da areia de uma dada granulometria da água captada seu funcionamento consiste na sedimentação de partículas discretas como a areia que não alteram seu tamanho forma ou peso ao se sedimentar Um esquema do desarenador é apresentado na Figura 15 41 Figura 14 Planta e corte de um desarenador em duas células Fonte Heller Pádua 2010 Para o dimensionamento do desarenador é considerado que o manancial possui concentração de sólidos sedimentáveis em suspensão que atingem valor igual ou superior a 10gL por um período significativo Para determinação do comprimento L apresentado na Figura 16 considerase que o grão de areia entre pela parte superior do desarenador e seja retido ao final de seu movimento descendente até o fundo do desarenador pela ação da gravidade deslocandose verticalmente enquanto percorre a distância horizontal pela água ao longo do comprimento do desarenador Com equações de cinemática e considerando a velocidade constante da água 𝑉 ℎ horizontal 𝑉 𝑠 a velocidade de sedimentação a largura do desarenador o tempo que 𝑏 𝑡 o grão gasta no movimento desde a superfície até o fundo e a vazão temse 𝑄 e 𝑉 𝑠 𝑄 𝐴 𝑄 𝑏𝐿 𝑉 𝑠 ℎ 𝑡 A relação é a velocidade de sedimentação ou taxa de escoamento superficial ou 𝑄 𝐴 taxa de sedimentação expressa em significando que a cada de 𝑚 3 𝑚 2 𝑑𝑖𝑎 1 𝑚 3 𝑑𝑖𝑎 vazão do líquido a ser sedimentado requer uma área de sedimentação de 1 𝑚 2 42 Figura 15 Desenho esquemático para dimensionamento do desarenador Fonte Heller Pádua 2010 Com os cuidados de atender a NBR 12213 Grade de tomada dágua para instalação hidráulica Cálculo os desarenadores devem ser dimensionados para a sedimentação de partículas de areia com para reterem partículas com 𝑉 𝑠 0 021 𝑚 𝑠 𝑑 0 2 𝑚𝑚 a velocidade de escoamento horizontal deve ser menor ou igual 𝑉 ℎ 0 30 𝑚 𝑠 o comprimento do desarenador obtido no cálculo teórico deve ser multiplicado por um coeficiente de segurança de no mínimo 15 o desarenador com remoção por processo manual deve ter a depósito capaz de acumular o mínimo equivalente a 10 do volume do desarenador b largura mínima que facilite a construção e a limpeza do desarenador e que possibilite também que 𝑏 𝑉 ℎ 0 30 𝑚 𝑠 A publicação de Heller Pádua 2010 sugere uma tabela de dimensões para os desarenadores em função de sua altura Tabela 19 e um método de dimensionamento 43 Tabela 21 Largura dos desarenadores em função de sua altura Fonte Heller Pádua 2010 Altura do desarenador 𝐻 Considerando a vazão de produção o nível mínimo de 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 0 10563 𝑚 3 𝑠 água com altura em relação ao fundo do córrego A superfície do terreno à 𝑁𝐴 1 485 𝑚 margem do córrego está a acima do NA mínimo 1 015 𝑚 2 00 0 50 1 485 1 015 𝑚 Considerando a altura útil da lâmina de água no desarenador igual à lâmina ℎ mínima que sai da geratriz inferior da tubulação de tomada de água 𝐻 𝑚𝑖𝑛 ℎ 0 60 𝑚 Para determinar a altura do desarenador somase a altura do depósito de areia 𝐻 o desnível entre da água no desarenador e a superfície do terreno e a altura da 10 𝑑𝑒 ℎ 𝑁𝐴 mureta de proteção ao longo do desarenador na superfície do terreno adotado 0 30 𝑚 𝐻 0 60 0 10 0 60 1 015 0 30 1 975 𝑚 2 0 𝑚 Largura útil do desarenador 𝑏 Pela Tabela 19 com temse 𝐻 2 0 𝑚 𝑏 0 90 𝑚 𝑜𝑢 1 20 𝑚 Comprimento do desarenador 𝐶 A equação do cálculo do comprimento do desarenador depende do valor da sua largura útil Considerando o coeficiente de segurança de o 𝐿 𝑄 𝑉 𝑠 𝑏 1 5 comprimento do desarenador deve ser de pelo menos 𝐶 1 5 𝐿 Para temse 𝑏 0 90 𝑚 𝐿 0 10563 𝑚 3 𝑠 0 021 𝑚 𝑠 0 90 𝑚 5 89 𝑚 5 90 𝑚 𝐶 1 5 5 90 8 85 𝑚 44 Para temse 𝑏 1 20 𝑚 𝐿 0 10563 𝑚 3 𝑠 0 021 𝑚 𝑠 1 20 𝑚 4 19 𝑚 4 20 𝑚 𝐶 1 5 4 20 6 30 𝑚 Outra forma de calcular o comprimento com mais liberdade para se escolher a altura da caixa do desarenador é utilizando a equação para o cálculo de a 𝑏 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 𝐻 𝑚𝑖𝑛 𝑉 ℎ 𝑏 partir de uma altura para o desarenador E por a área do desarenador donde 𝐴𝑑 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 𝑉 𝑠 𝐿 𝐴𝑑 𝑏 Assim ainda com temse 𝑐 ℎ 0 60 𝑚 𝑏 0 10563 0 60 0 30 0 587 𝑚 0 60 𝑚 𝐴𝑑 0 10563 0 021 5 03 𝑚 2 𝐿 5 03 0 60 8 38 𝑚 𝐶 1 5 𝐿 1 5 8 38 12 57 𝑚 12 60 𝑚 Com esta proposta recomendase que o depósito de areia seja de 15 𝐻 𝑚𝑖𝑛 0 15 0 60 0 09 𝑚 0 10 𝑚 Verificação da velocidade de escoamento horizontal 𝑉 ℎ que atende 𝑉 ℎ 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 ℎ 𝑏 0 10563 0 60 0 60 0 293 𝑚 𝑠 𝑉 ℎ 0 30 𝑚 𝑠 Portanto as dimensões de projeto utilizadas no desarenador cálculo com maior liberdade de são 𝑏 Largura 𝑏 0 60 𝑚 Profundidade do depósito de areia 0 10 𝑚 Altura útil da lâmina de água no desarenador 𝐻 𝑚𝑖𝑛 ℎ 0 60 𝑚 Comprimento com fator de segurança de 1 5 𝐶 12 60 𝑚 Ressaltando que o desarenador é construído em dupla para continuar funcionando durante os serviços de manutenção e limpeza 45 Figura 16 Dimensionamento do desarenador Fonte Adaptado de Heller Pádua 2010 65 Gradeamento Grades e telas são dispositivos utilizados na captação de água superficial com a função de reter materiais flutuantes ou em suspensão de maiores dimensões As grades são barras paralelas que impedem a passagem de materiais grosseiros e que será utilizada neste projeto As telas são compostas de fios formando malhas com função de reter materiais não retidos pelas grades e não será utilizada neste projeto O gradeamento deste projeto é de grades grosseiras destinada à retenção de materiais flutuantes ou em suspensão de maiores dimensões superiores a 75 cm o espaçamento entre suas barras paralelas é usualmente de 75 cm a 15 cm e seu emprego é indicado para cursos de água sujeitos a regime torrencial e quando corpos flutuantes de grandes dimensões puderem danificar as instalações de grades finas ou telas Heller Pádua 2010 As espessuras das barras metálicas adotadas pelas grades grosseiras são 38 095 cm 716 111 cm ou 12 127 cm Atendendo às orientações da NBR 12213 ABNT 1992 as instalações com grades grosseiras na captação de água de superfície devem ser colocadas no ponto de admissão de água na captação 46 Para este projeto será adotado barras de seção circular em aço carbono com pintura anticorrosiva Barras 𝑠 38 0 95 𝑐𝑚 Espaçamento entre entre grades 𝑏 10 𝑐𝑚 0 1 𝑚 Inclinação de α 70 Área útil mínima da grade na seção de passagem referente ao nível mínimo de 𝐴 𝑢 água deve ser igual ou superior a para cada de vazão captada de 1 7 𝑐𝑚 2 𝐿 𝑚𝑖𝑛 modo que a velocidade resultante seja igual ou inferior a 10 𝑐𝑚 𝑠 𝑉 10 𝑐𝑚 𝑠 Com 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 105 63 𝐿 𝑠 105 63 𝐿 𝑠 60 𝑠 𝑚𝑖𝑛 6337 80 𝐿 𝑚𝑖𝑛 𝐴 𝑢 1 7 𝑐𝑚 2 𝐿 𝑚𝑖𝑛 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 𝐿 𝑚𝑖𝑛 𝐴 𝑢 1 7 𝑐𝑚 2 𝐿 𝑚𝑖𝑛 6337 80 𝐿 𝑚𝑖𝑛 10772 26 𝑐𝑚 2 1 0774 𝑚 2 Com Que atende a 𝑉 𝑢 𝑄 𝐴 𝑢 0 105631 0774 0 098 𝑚 𝑠 9 8 𝑐𝑚 𝑠 𝑉 10 𝑐𝑚 𝑠 Largura útil mínima da grade 𝐵 𝑢 𝐵 𝑢 𝐴 𝑢 𝐻 𝑚𝑖𝑛 1 0774 0 60 1 80 𝑚 Número mínimo de barras 𝑛 𝐵 𝑢 𝑛 1 𝑏 𝑛 𝐵 𝑢 𝑏 1 1 800 1 1 19 Largura total mínima da grade 𝐵 𝐵 𝑛 𝑠 𝑛 1 𝑏 𝐵 19 0 95 19 1 10 198 05 𝑐𝑚 1 98 𝑚 Altura da grade 47 A altura da grade é calculada em função da altura do NA máximo do curso de água em relação à laje de fundo da caixa de tomada Com e 𝑁𝐴 𝑚 á 𝑥 1 485 𝑚 1 50 𝑚 admitindo uma borda livre de a grade terá altura de Portanto a será a altura 0 20 𝑚 1 70 𝑚 ou comprimento de cada uma de suas barras é de também 1 70 𝑚 Perda de carga na grade Como a seção das grades é circular a velocidade de aproximação na seção β 1 79 a montante da grade com 50 de obstrução é dada por 𝑉 𝑄 0 5 𝐵 𝐻 𝑚𝑖𝑛 0 10563 0 5 1 98 0 60 0 178 𝑚 𝑠 𝑘 β 𝑠 𝑏 1 33 𝑠𝑒𝑛 α 1 79 0 9510 1 33 𝑠𝑒𝑛 70 0 0735 ℎ 𝑓 𝑘 𝑉 2 2 𝑔 0 0735 0 178 2 2 9 81 0 0001187 𝑚 0 12 𝑚𝑚 A perda de carga é muito pequena que é uma característica das grades grosseiras Portanto as dimensões de projeto utilizadas no gradeamento são Largura total da grade 𝐵 1 98 𝑚 Altura vertical da grade 1 70 𝑚 Número de barras 𝑛 19 Espaçamento entre entre grades 𝑏 0 1 𝑚 Inclinação de α 70 Diâmetro das barras 𝑠 38 0 95 𝑐𝑚 Uma ilustração da grade para captação de água é apresentada na Figura 17 48 Figura 17 Grades para captação de água Fonte Biovalle 2024 66 Tomada de água Com a vazão de captação ou produção de calculase o 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑑 0 10563 𝑚 3 𝑠 diâmetro da tubulação de tomada com o cuidado de se garantir a velocidade mínima de 𝑉 0 6 𝑚 𝑠 Diâmetro da tubulação de tomada Da equação de velocidade temse que o diâmetro da tubulação de tomada é dado por 𝑉 𝑄 𝐴 𝑄 π 𝐷 2 4 4 𝐷 π 𝐷 2 𝐷 4 𝑄 π 𝑉 4 0 10563 π 0 6 0 4734 𝑚 473 𝑚𝑚 49 Adotando o diâmetro comercial igual ou imediatamente inferior temse o diâmetro nominal de 𝐷𝑁 400 𝑚𝑚 0 400 𝑚 Velocidade da na água na tubulação de tomada Com a alteração do diâmetro da tubulação deve conferir a velocidade de água na tubulação de tomada 𝑉 𝑄 𝐴 0 10563 π 0 4 2 4 0 84 𝑚 𝑠 que atende a velocidade mínima Perda de carga da tubulação de tomada ℎ 𝑓 1 Considerando a tubulação de tomada de água perpendicular ao cursa dágua como ilustrado na Figura 18 com crivo e um comprimento de considerando uma 𝐿 5 𝑚 tubulação em ferro fundido revestido internamente com argamassa de cimento adotando que descarrega num poço de tomada pela fórmula de HazenWillians temse 𝐶 130 ℎ 𝑓 10 63 𝐿 𝑄 𝐶 1 85 𝐷 4 87 ℎ 𝑓 1 10 63 5 0 10563130 1 85 0 400 4 87 0 0088 𝑚 Figura 18 Captação com barragem de nível Fonte Adaptado de Heller Pádua 2010 Perdas de cargas localizadas 50 Pela fórmula de cálculo de perdas de cargas localizadas e considerando a aceleração da gravidade por e para a tubulação de tomadas os parâmetros abaixo 𝑔 9 81 𝑚 𝑠 2 calculase ℎ 𝑓 2 Crivo comercial 𝑘 0 75 Válvula de gaveta 𝑘 0 20 Saída de tubulação 𝑘 1 00 Σ 𝑘 0 75 0 20 1 00 1 95 ℎ 𝑓 2 Σ 𝑘 𝑉 2 2 𝑔 1 95 0 84 2 2 9 81 0 070 𝑚 Perdas de carga total Perda de carga total é a soma das perdas de carga da tubulação com as perdas de cargas localizadas ℎ ℎ 𝑓 1 ℎ 𝑓 2 0 0088 0 070 0 0788 𝑚 A perda de carga nesta tubulação de tomada é de menor que ℎ 0 0788 𝑚 0 3 𝑚 então será adotada a perda de carga de ℎ 0 30 𝑚 67 Caixa de Tomada A caixa de tomada é o dispositivo onde fica instalada a grade suas dimensões são em função das dimensões da grade da topografia do terreno na margem onde ela ficará instalada e do diâmetro da tubulação que vem após ela Como o ponto mais alto do terreno fica a acima do NA máximo e o diâmetro 1 0 𝑚 da tubulação é de a caixa de tomada terá as seguintes dimensões úteis 400 𝑚𝑚 altura com mureta de 030 m acima do nível do terreno a grade fica 020 m acima do terreno 1 50 0 30 1 80 𝑚 comprimento frontal de mesma do desarenador 1 98 𝑚 largura lateral considera na tomada de água incluindo o gradeamento 5 𝑚 51 68 Detalhamento dos sistemas de captação A prancha III Projeções das estruturas de captação planta baixa e cortes devidamente cotados e corte transversal da barragem de nível passando pelo vertedor e devidamente cotado detalha os elementos do sistema de captação com escalas indicadas nas mesmas Neste trabalho considerase a captação de água bruta seja feita por tomada direta do manancial superficial Córrego do Capivara E a partir da Estação Elevatória de Água Bruta EEAB recalcase a vazão dimensionada no projeto inclusive a referente ao consumo da ETA Este trabalho não dimensiona a ETA apenas os reservatórios de água tratada que serão responsáveis pelo abastecimento dos setores A Tabela 22 apresenta as principais informações da captação e do seu terreno Manancial Córrego do Capivara Cota terreno 702 m Nível máximo 701 m Nível mínimo 7955 m Volume Necessário ETA 3 Vazão Total de Captação 10563 Ls Vazão de cheia 3500 Ls Cota máxima abastecimento 790 m Cota mínima abastecimento 685 m delta h 105 m Tabela 22 Captação e terreno Fonte Autores 7 SETORIZAÇÃO DO MUNICÍPIO Este projeto define três centros de reservação CR dois deles incluíram um reservatório elevado RE e um enterrado RE enquanto o terceiro inclui um reservatório apoiado e outro enterrado As cotas definidas para os centros de reservação foram e de 790 𝑚 750 𝑚 725 𝑚 maneira a aproveitar uma extensa área centralizada do município que possui um grande desnível com cotas variando entre e enquanto as cotas do município variam 715 𝑚 797 𝑚 entre e 685 𝑚 790 𝑚 Com a definição das cotas e os níveis de reservação delimitase as áreas de abastecimento e assim definindo os setores de abastecimento Definiuse de coluna 15 𝑚 52 seca 10 mca 5mca pressão estática mínima mais perda de carga da tubulação e considerando 1m mínimo de água dentro do reservatório para os reservatórios elevados e uma altura útil de 4 m para todos os reservatórios sendo que para o reservatório enterrado o nível máximo de água está a 1m abaixo da superfície do terreno atendendo às recomendações da companhia estadual de saneamento e orientações das aulas de SAA Por outro lado as pressões mínima dinâmica e máxima estática previstas para a rede seguiram a normatização da ABNT NBR 122182017 e companhia estadual de saneamento admitindo as pressões entre 10 mca e 40 mca Além destes parâmetros adotouse a perda de carga unitária em 5 mkm A tabela 23 apresenta a síntese dos valores mencionados Parâmetros Valores Pressão máxima estática 40 mca Pressão mínima dinâmica 10 mca Altura útil reservatório 4 m Altura coluna seca 10 5 m J 0005 mm Tabela 23 Parâmetros adotados para setorização Fonte Autores Os valores das pressões adotadas são fundamentais para a caracterização da setorização já que são elas que limitam as cotas de abastecimento de cada reservatório conforme apresentado na Tabela 25 A setorização foi dimensionada a partir das cotas apresentadas na Tabela 24 que sintetiza a Tabela 25 Cota adotada Setores Superior m Inferior m 1 790 770 2 770 750 3 750 730 4 730 710 5 710 695 6 695 685 Tabela 24 Limitação de cotas para os setores de abastecimento Fonte Autores Setor m Cota cheio superior Cota divisória Cota mínimo inferior Pressão estática Pressão dinâmica Atende máximo Atende mínimo Centro de reservação 1 Terreno 790 770 750 1 Reservatório elevado 809 805 39 35 790 769 2 Reservatório enterrado 789 785 39 35 770 749 Centro de reservação 2 Terreno 750 730 710 3 Reservatório elevado 769 765 39 35 750 729 53 4 Reservatório enterrado 749 745 39 35 730 709 Centro de reservação 3 Terreno 725 695 685 5 Reservatório apoiado 730 726 35 31 711 690 6 Reservatório enterrado 724 720 39 35 705 684 Tabela 25 Cotas e pressões calculadas para cada setor de abastecimento Fonte Autores Pela topografia do município os setores de abastecimento representam formas comparadas à corredores extensos paralelos à trajetória do manancial de captação A prancha I Planta do município setorizado com informação para cada setor da população área vazões Qm QDMC e QHMC detalha a setorização do município com demais informações referente a cada setor a prancha II Planta do município com a localização e identificação de todos os reservatórios informando o setor atendido e o volume útil localização do ponto de captação ETA adutoras com identificação das adutoras diâmetro comprimento e vazão de dimensionamento e setores atendidos e estações elevatórias com identificação informação da altura manométrica e potência traz a planta do município com a localização e informações de todos os reservatórios com estações elevatórias enquanto a prancha IV Projeções planta baixa e corte do reservatório devidamente cotados e identificados e sobretudo com informação do diâmetro altura útil nível mínimo e máximo e volume útil apresenta as projeções das estruturas dos reservatórios Explicar como foram definidos os níveis de água dos Reservatórios considerando a altura útil adotada e apresentar o cálculo das áreas e a escolha lógica da delimitação das mesmas Deverá ser elaborada uma representação gráfica do município com os setores representados por hachuras em cores diferentes Nesta prancha deverão estar indicados em cada setor a sua população e a demanda de água em Ls bem como os reservatórios de cada setor com sua numeração Neste memorial deverá ser indicado o número da prancha onde se encontra a representação dos setores Referenciar numeração da prancha com detalhamento da setorização com documentação clara das áreas dos setores 54 71 Vazões por Área A partir dos setores de abastecimentos e suas áreas calculase a população atendida por cada setor que está associado a um reservatório A população a ser atendida corresponde a população de final de projeto ano de 2045 Podese calcular a população proporcional de cada setor pela densidade populacional do município multiplicada por sua respectiva área ou calculase a proporção da população pela porcentagem da área de cada setor Com a projeção de habitantes para o ano de 2045 e a área do município de 44145 a densidade demográfica de Nerópolis é 204 713 𝑘 𝑚 2 𝐷 𝑁𝑒𝑟 ó 𝑝𝑜𝑙𝑖𝑠 𝑃𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎 çã 𝑜 𝑁𝑒𝑟 ó 𝑝𝑜𝑙𝑖𝑠 2045 Á 𝑟𝑒𝑎 𝑁𝑒𝑟 ó 𝑝𝑜𝑙𝑖𝑠 44145 204 713 215 643 ℎ𝑎𝑏 𝑘 𝑚 2 Pode calcular a projeção da população de cada setor por 𝑃𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎 çã 𝑜 𝑖 𝐷 𝑁𝑒𝑟 ó 𝑝𝑜𝑙𝑖𝑠 á 𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑒𝑡𝑜𝑟 𝑖 A outra maneira de calcular a projeção da população abastecida por cada setor reservatório é proporcional à área do setor em relação à área do município 𝑃𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎 çã 𝑜 𝑖 á 𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑒𝑡𝑜𝑟 𝑖 𝑃𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎 çã 𝑜 𝑁𝑒𝑟 ó 𝑝𝑜𝑙𝑖𝑠 2045 A Tabela 26 confirma as duas maneiras de obter a projeção da população de cada setor de abastecimento Região Área km2 Área População proporcional por área hab Densidade populacional 2045 População por densidade hab Cidade 204713 10000 44145 215643 44145 Setor 1 16 782 345029 215643 345029 Setor 2 36 1759 776316 215643 776316 Setor 3 49713 2428 1072028 215643 1072028 Setor 4 44 2149 948831 215643 948831 Setor 5 34 1661 733187 215643 733187 Setor 6 25 1221 539108 215643 539108 Verificação 204713 10000 4414500 4414500 Tabela 26 População por setor de abastecimento Fonte Autores 55 Com a população determinase as vazões por setor de abastecimento Vazão média vazão máxima diária e Vazão máxima horária em com os valores 𝑄 𝑚 𝑄 𝑀𝐷 𝑄 𝑀𝐻 𝐿 𝑠 calculados de e 𝑘 1 1 28 𝑘 2 1 58 𝑞𝑝𝑐 156 80 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 em 𝑄 𝑚 2045 𝑃 ℎ𝑎𝑏 𝑞𝑝𝑐 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 86400 𝐿 𝑠 em 𝑄 𝑀𝐷 𝑄 𝑚 𝑘 1 𝐿 𝑠 em 𝑄 𝑀𝐻 𝑄 𝑀𝐷 𝑘 2 𝐿 𝑠 A Tabela 27 apresenta os valores de cálculo das vazões em cada setor além da população e áreas correspondentes qpc Lhabdia 1568 k1 128 k2 158 Vazão Ls Região Área km2 População hab Qm QMD QMH Cidade 204713 44145 8012 10255 16202 Setor 1 16 345029 626 801 1266 Setor 2 36 776316 1409 1803 2849 Setor 3 49713 1072028 1946 2490 3935 Setor 4 44 948831 1722 2204 3482 Setor 5 34 733187 1331 1703 2691 Setor 6 25 539108 978 1252 1979 Verificação 204713 4414500 8012 10255 16202 Tabela 27 Área população e vazões por setor de abastecimento Fonte Autores 8 RESERVAÇÃO O dimensionamento de vazão máxima inadequado pode comprometer a eficiência do sistema de abastecimento de água pois resulta em desperdício de água pressão insuficiente nos pontos de consumo e pode causar danos às tubulações Assim é necessário garantir que a vazão máxima do reservatório seja dimensionada corretamente A adução será contínua assim 24h por dia O volume útil do reservatório pode ser dimensionado por 𝑉 ú 𝑡𝑖𝑙 𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑡 ó 𝑟𝑖𝑜 1 3 𝑄 𝑀𝐷 𝑙 𝑑𝑖𝑎 56 Com e o volume de 𝑄 𝑚 𝑃 ℎ𝑎𝑏 𝑞𝑝𝑐 𝐿 ℎ𝑎𝑏 𝑑𝑖𝑎 𝑙 𝑑𝑖𝑎 𝑄 𝑀𝐷 𝑄 𝑚 𝑘 1 reservação total do município é de 𝑉 ú 𝑡𝑖𝑙 𝑟𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑡 ó 𝑟𝑖𝑜 1 3 44145 156 80 1 28 2953359 36 𝑙 2953 36 𝑚 3 A Tabela 28 apresenta os valores de população vazão e volume para cada setor Vale ressaltar que cada setor é atendido por um único reservatório Assim o setor de abastecimento está associado ao seu reservatório respectivamente que recebe a identificação do próprio setor A prancha IV apresenta as projeções planta baixa e corte dos reservatórios 57 qpc Lhabdia 1568 k1 128 Reservatório Região População hab QMD Ldia Volume útil m3 Volume adotado m3 Cidade 44145 886007808 295336 2960 Elevado R EL 1 Setor 1 345029 6924877721 23083 240 Enterrado R EN 1 Setor 2 776316 1558097487 51937 520 Elevado R EL 2 Setor 3 1072028 2151602788 71720 720 Enterrado R EN 2 Setor 4 948831 1904341373 63478 640 Apoiador R A 3 Setor 5 733187 1471536516 49051 500 Enterrado R EN 3 Setor 6 539108 1082012144 36067 370 Verificação 4414500 886007808 295336 2990 Tabela 28 População vazão e volume por setor de abastecimento Fonte Autores A Tabela 29 apresenta informações e dimensionamentos do sistema de reservação Centro de reservação 1 Centro de reservação 2 Centro de reservação 3 Reservatório Elevado R EL 1 Enterrado R EN 1 Elevado R EL 2 Enterrado R EN 2 Apoiador R A 3 Enterrado R EN 3 Verificação Região Cidade Setor 1 Setor 2 Setor 3 Setor 4 Setor 5 Setor 6 População hab 44145 345029 776316 1072028 948831 733187 539108 4414500 QMD Ldia 886007808 69248777 155809749 215160279 190434137 147153652 108201214 886007808 Volume útil m3 295336 23083 51937 71720 63478 49051 36067 295336 Volume adotado m3 2960 240 520 720 640 500 370 2990 Área de abastecimento km2 204713 16 36 49713 44 34 25 204713 Cota terreno m 790 790 750 750 725 725 4530 Nível água máximo m 809 789 769 749 730 724 4570 Nível água mínimo m 805 785 765 745 726 720 4546 Altura útil água m 4 4 4 4 4 4 Área total Área reservatório m2 6000 13000 18000 16000 12500 9250 74750 Diâmetro reservatório m 87 129 151 143 126 109 740 Tabela 29 Dimensões do sistema de reservação Fonte Autores 58 Descrever a locação vazão de dimensionamento os tipos e materiais dos reservatórios e demonstrar o dimensionamento detalhado dos volumes e especificações do sistema de reservação Dimensionar os reservatórios deixando claras as dimensões e disposições construtivas Como sugestão o autor poderá organizar as informações em uma tabela onde deverá indicar o nome do reservatório a população que ele atende e os parâmetros para o seu dimensionamento Dimensionar os órgãos e acessórios para cada reservatório A representação gráfica deverá ser apresentada em folhas padrão ABNT onde deverão constar pelo menos uma planta e um corte para cada reservatário Neste memorial deverão ser informadas em quais pranchas se encontram os detalhes Referenciar numeração da prancha com detalhamento dos elementos que compõem o sistema de reservação A prancha IV apresenta as Projeções planta baixa e corte dos reservatórios devidamente cotados e identificados e sobretudo com informação do diâmetro altura útil nível mínimo e máximo e volume útil planta e corte em escala com as cotas e representação do que concebido no dimensionamento 9 ADUTORAS As adutoras são canalizações sem ramal de distribuição que conduzem a água interligando captação estação de tratamento e reservatórios Sua classificação é conforme sua função da sua natureza adutora de água bruta AAB transporta água sem tratamento e adutora de água tratada AAT transportada água tratada Outra classificação relaciona o tipo de energia utilizada para o transporte da águaadutora de recalque ou de gravidade O projeto priorizou os menores comprimentos de adutoras passando pelo contorno da cidade Seus comprimentos foram medidos pelo software AutoCAD Um esquema das interligações está apresentado na Figura 10 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 11 VERIFICAÇÃO DA PRESSÃO 59 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABNT NBR 12211 Estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água 1992 ABNT NBR 12213 Grade de tomada dágua para instalação hidráulica Cálculo 2001 Biovalle Tratamento de efluentes Qual a função do tratamento preliminar 2024 Disponível em httpsbiovallegroupcomqualafuncaodotratamentopreliminar Acesso em 18 de julho de 2024 FREIRE André Luiz Saneamento básico conceito jurídico e serviços públicos Enciclopédia jurídica da PUCSP Celso Fernandes Campilongo Alvaro de Azevedo Gonzaga e André Luiz Freire coords Tomo Direitos Difusos e Coletivos Nelson Nery Jr Georges Abboud André Luiz Freire coord de tomo 1 ed São Paulo Pontifícia Universidade Católica de São Paulo 2017 Disponível em httpsenciclopediajuridicapucspbrverbete325edicao1saneamentobasicoconceitojuri dicoeservicospublicos Acesso em 11 de junho de 2024 GOOGLE EARTH 2024 Disponível em httpsearthgooglecomwebsearchnerc3b3poplis164214121149223837788241 0481462a853679267995d35y25799776512h0t0rdataCigiJgokCZbNYDEXtDDAERS jpWctjDAGaSyhtCJpEjAIdS00stMp0jAOgMKATA Acesso em 15042024 HELLER PÁDUA Abastecimento de água para consumo humano 2 ed rev e atual Belo Horizonte Editora UFMG 2010 60 IBGE História Fotos 2023 Disponível em httpscidadesibgegovbrbrasilgoneropolishistorico Acesso em 15042024 IBGE Censo 2022 Panorama 2022 Disponível em httpscenso2022ibgegovbrpanoramaindicadoreshtmllocalidadeBRtema5 Acesso em 05062024 Instituto água e saneamento Municípios e saneamento Nerópolis 2020 Disponível em wwwaguaesaneamentoorgbrmunicipiosesaneamentogoneropolistext902C092 520da20populaC3A7C3A3o20C3A9nC3A3o20tC3AAm20ac esso20C3A020C3A1gua Disponível em httpswwwaguaesaneamentoorgbrmunicipiosesaneamentogoneropolistextNerC 3B3polis20C3A920um20dos20246212C1920hab2FkmC2B2 Acesso em 23042024 MORETTIN P A WILTON O B Estatística Básica 6ed São Paulo Saraiva 2010 Portaria GMMS No 888 de 04 de Maio de 2021 Ministério da Saúde 2021 PORTILHO B Plano diretor de NerópolisGo Entrega final Projeto urbano 3 Bruno Portilho Arquitetura Interiores e Urbanismo 2015 Disponível em httpspbrunonblogspotcom201412projetourbano3planodiretordehtml Acesso em 30062024 SANEAGO Plano de racionamento 2019 Plano de racionamento do abastecimento de água SANEAGO 2019 Disponível em httpssaneagocombr2023arquivosmanualprojetos04PROJETOSHIDRAULICOSSA AIT0007100401CaptacoesSuperficiaispdf Acesso em 300624 SANEAMENTO Módulo 0401 Captações superficiais SANEAGO 2023 TEIXEIRA T Nerópolis 5o Período 2021 Disponível em httpswwwlinkedincompulseprojeto5pucgoiC3A1sthiagoteixeira Acesso em 18072024 TSUTIYA M T Abastecimento de água 3a edição São Paulo Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo 2006 61 SNIS Glossário de Indicadores Água e Esgotos Indicadores econômicofinanceiros e administrativos 2021 Ministério do Desenvolvimento Regional Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento SNIS 2022 Disponível em httpswwwgovbrcidadesptbracessoainformacaoacoeseprogramassaneamentosnis produtosdosnisdiagnosticosGlossarioIndicadoresAE2021pdf Acesso em 08 de julho de 2024 66 Canal de derivação As unidades que deverão ser dimensionadas serão Gradeamento Canal de derivação Caixa de areia Dimensionamento das adutoras por recalque Para as adutoras por recalque considerar para o cálculo do diâmetro econômico Tempo de operação 24 horas Preço do quilowatthora pesquisar na concessionária de energia Custo unitário da tubulação de R 0047 x D14 m 62 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Portaria GMMS No 888 de 04 de Maio de 2021 Ministério da Saúde 2021 Figura 9 Plano diretor com destaque aos mananciais superficiais de Nerópolis Fonte Portilho 2015 63 Figura 12 Dimensões de alturas e perdas de carga para tomada de água Fonte Autores Figura 19 Dimensões de alturas e perdas de carga para tomada de água Fonte Autores Para o bom funcionamento da captação de água a altura externa da barragem deve atender a altura mínima entre fundo e crivo com o diâmetro da tubulação de 0 60 𝑚 tomada e mais a perda de carga mínima da tubulação de tomada 𝐷 0 400 𝑚 Assim a altura externa da barragem no seu vertedor é de ℎ 0 30 𝑚 ℎ 1 30 𝑚 conforme esquema da Figura 19 64 Figura 11 Captação com barragem de nível Fonte Adaptado de Heller Pádua 2010 65