01-abastecimento e concepcao 2012-2
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Renato Carlos ZambonRonan Cleber Contrera
Escola Politécnica da Universidade de São PauloDepartamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental
PHD2412 - Saneamento II
EVOLUÇÃO HISTÓRICA DOS SISTEMAS DE CAPTAÇÃO, TRANSPORTE E DISTRIBUIÇÃO DE
ÁGUA DE ABASTECIMENTO
• 4 a 14 d.C. – Distribuição
de água por tubos –
Cidade de Ephesus,
Turquia
• 1500 a.C. – Primeira
tubulação de distribuição
de água – Cidade de
Knossos, na ilha de Creta
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA
• Entre 312 a.C. e 226 d.C. – 11 aquedutos romanos: 502 km
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA
4
EVOLUÇÃO HISTÓRICA
5
1. Captação
2. Poços de queda
3. Decantação
4. Túnel e poços de visita
5. Trincheira coberta
6. Ponte em arcos
7. Sifão invertido
8. Canal sobre aterro
9. Arcada
10. Castelo d’água
11. Distribuição (tubos de
chumbo)
EVOLUÇÃO HISTÓRICA
• Séculos antes de Roma: Persia, India, Egito...
• Incas (579 km e 4 m de profundidade), Maias e Astecas
(Tenochtitlán: 100-200 mil habitantes em 1519)
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA
• 1237 – Primeiro sistema de abastecimento de água
encanada de Londres, Inglaterra
• 1455 – Primeira tubulação de ferro fundido no Castelo de
Dillenburgh, Alemanha
• 1652 – Adutora de ferro fundido em Boston, Estados
Unidos
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• 1664 – Palácio de
Versailles na França –
Adutora em ferro
fundido com mais de
22 km
• 1754 – Pennsylvania –
Primeiro sistema de
abastecimento de água nos
Estados Unidos
Elevatórias de águas com
bombas tocadas a vapor
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA
EVOLUÇÃO HISTÓRICA - BRASIL
Rio de Janeiro:
• 1561 – 1º sistema de abastecimento de água no Brasil
• 1723 – Construção do primeiro aqueduto
• 1750 – Aqueduto Carioca, com 13 km
• 1810 – 20 chafarizes públicos
• 1860 – Distribuição de 8 milhões de litros por dia
• 1876 – 1º sistema de abastecimento de água encanada
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EVOLUÇÃO HISTÓRICA - BRASIL
São Paulo:
• 1744 – Primeiro chafariz público
• 1746 – Adutoras para abastecer conventos de Santa Teresa
e da Luz
• 1842 – Primeiro projeto de adução e distribuição de água
Implantação de sistemas de abastecimento em outras cidades
• 1861 – Porto Alegre, RS
• 1870 – Santos, SP
• 1880 – Campos, RJ
• 1891 – Campinas, SP
• 1892 – Bofete, SP
• 1897 – Belo Horizonte, MG
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O BRASIL HOJE (IBGE, 2010)
Área: 8.511.965 km2
5.565 Municípios
População total: 190 milhões de habitantes
População urbana: 81%(31% em 1940)
11
0
50
100
150
200
250
1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050
milh
õe
s d
e h
abit
ante
s
ano
Projeção da população brasileira (IBGE, 2008)
12
13
RMSP, Taxa de crescimento demográfico 1991-1996(taxa geométrica média, por distritos e subdistritos censitários)
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SANEAMENTO NO BRASIL
21% dos domicílios não tem acesso à água encanada (e uma
parcela da população que têm ligação domiciliar não conta com
abastecimento diário e nem de água potável com qualidade)
56% das cidades não dispõem de coleta de esgoto
31% das cidades com coleta não possuem nenhum tipo de
tratamento, o esgoto sanitário é despejado "in natura", poluindo
os cursos d'água
De acordo com a OMS, 80% das doenças e 65% das internações
hospitalares, implicando gastos de US$ 2,5 bilhões por ano,
estão relacionadas com água contaminada e falta de
esgotamento sanitário
Um quadro geral desafiador (PNSB 2008)
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SANEAMENTO NO BRASIL
REGIÃO
DÉFICIT - DOMICÍLIOS
SEM ABASTECIMENTO
DE ÁGUA (%)
DÉFICIT - MUNICÍPIOS
SEM REDES COLETORAS
DE ESGOTOS (%)
Norte 55 96
Nordeste 32 78
Sudeste 12 30
Sul 16 70
C. Oeste 18 66
Brasil 21 56
Distribuição regional dos déficits
em saneamento no Brasil - % de domicílios
Fonte: PNSB 2008
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SANEAMENTO NO BRASIL
Resumo dos nossos desafios
• 21% de brasileiros sem água encanada (e mais o crescimento
da população nos próximos anos)
• parcela da população não conta com abastecimento contínuo
e nem com água potável com qualidade
• 56% dos municípios sem coleta de esgoto
• dos 44% coletados, apenas 69% recebem algum tipo de
tratamento
R$ 200 bilhões nos próximos 20 anos para a
universalização dos serviços de saneamento básico
(ABDIB, 2007)
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PARTES CONSTITUINTES DE UM SISTEMADE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Manancial Rede de Distribuição
ReservatórioCaptação
Estação de Tratamento
de Água
Adutora de água tratada
Adutora deágua bruta
Estaçãoelevatória
de água bruta
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INDICADORES DE CUSTO DO SISTEMA CONVENCIONAL DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Partes
constituintes
do sistema
Custo (%)
P 10.000 10.000 < P 40.000 40.000 < P 100.000 P > 100.000
Captação 30 20 8 3
Adução 8 9 11 11
Bombeamento 6 5 5 1
Tratamento 12 9 9 5
Reservação 6 6 6 4
Distribuição 38 51 61 76
P = população em habitantes.
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NORMAS PARA PROJETOS DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
NBR 12 211 – Estudos de Concepção de Sistemas Públicos de Abastecimento de Água, promulgada em 1992;
NBR 12 212 – Projeto de Poço para Captação de Água Subterrânea, promulgada em 1992;
NBR 12 213 – Projeto de Captação de Água de Superfície para Abastecimento Público, promulgada em 1992;
NBR 12 214 – Projeto de Sistema de Bombeamento de Água para Abastecimento Público, promulgada em 1992;
NBR 12 215 – Projeto de Adutora de Água para Abastecimento Público, promulgada em 1991;
NBR 12 216 – Projeto de Estação de Tratamento de Água para Abastecimento Público, promulgada em 1992;
NBR 12 217 – Projeto de Reservatório de Distribuição de Água para Abastecimento Público, promulgada em 1994;
NBR 12 218 – Projeto de Rede de Distribuição de Água para Abastecimento Público, promulgada em 1994.
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CONCEPÇÃO - DEFINIÇÃO
É o conjunto de estudos e conclusões referentes
ao estabelecimento de todas as diretrizes,
parâmetros e definições necessárias e suficientes
para a caracterização completa do sistema a
projetar.
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CONCEPÇÃO - OBJETIVOS
Identificação e quantificação de todos os fatores
intervenientes com o sistema de abastecimento de água
Diagnóstico do sistema existente
Estabelecimento de parâmetros básicos de projeto
Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas para as
alternativas selecionadas
Escolha da alternativa mais adequada mediante
comparação técnica, econômica e ambiental
Estabelecimento das diretrizes gerais de projeto
23
Modelagem Hidráulica – CRede
Traçado da rede em planta Dimensionamento
• Determinação dos diâmetros• Determinação das vazões
PLANEJAMENTO, PROJETO E OPERAÇÃO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
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Modelagem Hidráulica – CRede
PLANEJAMENTO, PROJETO E OPERAÇÃO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
25
Modelagem
Hidráulica
Rede
26
Modelagem
Hidráulica
Adut
27
Modelagem Hidráulica: WaterCAD
28
Modelagem Hidráulica: EPANET
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Sistema de Informações Geográficas - GIS
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ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS PARA O ESTUDO DE CONCEPÇÃO
1. Caracterização da área de estudo– Características físicas
– Uso e ocupação do solo
– Aspectos sociais e econômicos
– Sistemas de infra-estrutura e condições sanitárias
2. Análise do sistema de abastecimento de água existente– Descrição
– Diagnóstico
3. Levantamento dos estudos e planos existentes
4. Estudos demográficos e de uso e ocupação do solo
5. Critérios e parâmetros de projeto
6. Demanda de água– Estudo de demanda
– Cálculo das demandas
7. Estudo de mananciais– Manancial superficial
– Manancial subterrâneo
– Seleção de mananciais
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ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS PARA O ESTUDO DE CONCEPÇÃO
8. Formulação das alternativas de concepção
9. Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas– Captação
– Estação elevatória e linha de recalque
– Adutoras
– Estação de tratamento de água
– Reservatório
– Rede de distribuição
10. Estimativa de custo das alternativas propostas
11. Análise das alternativas propostas– Análise técnica
– Análise econômica
– Análise ambiental
– Comparação técnica, econômica e ambiental
12. Concepção escolhida
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CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Manancial superficial
Captação em curso de água
Captação em represas
Captação em manancial de serra
Manancial subterrâneo
Captação através de caixas de tomada e drenos
Captação através de poços horizontais
Captação através de poços profundos
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CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
a) Planta
b) Perfil
Curso de água Rede de Distribuição
ReservatórioCaptação
Estação de Tratamento
de Água
Adutora de água tratada
Adutora deágua bruta
Estaçãoelevatória
de água bruta
Curso de água
CidadeReservatório
Estação de Tratamento
de Água
Adutora de água tratada
Adutora de
água tratadaAdutora de
água bruta
Estaçãoelevatória
de água bruta
Sistema de abastecimento de água com captação em curso de água e com reservatório apoiado
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CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Sistema de abastecimento de água com captação em curso
de água e com reservatório enterrado e elevado.
Curso deágua
Cidade
Reservatórioelevado
Reservatórioenterrado
Estação de Tratamento
de Água
Adutora de água tratada
Adutora deágua bruta
Estaçãoelevatória de água bruta
Estaçãoelevatória de água tratada
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CONCEPÇÕES DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Sistema de abastecimento de água que atende
a zona baixa e a zona alta
Rio
Reservatórioda zona baixa
Reservatórioda zona alta
Rede da zona alta
Rede da zona baixa
Captação porpoços profundos
ETACaptaçãosuperficial
Estaçãoelevatória Estação
elevatória
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Sistema de abastecimento de água de
Peruíbe, litoral do Estado de São Paulo
MANANCIAL SUPERFICIAL: Captação em manancial de serra
37
MANANCIAL SUPERFICIAL Captação em curso de água
Sistema de
abastecimento
de água da
cidade de
Boituva, interior
do Estado de
São Paulo
38
Sistema de abastecimento de água da cidade de
Franca, interior do Estado de São Paulo
MANANCIAL
SUPERFICIAL:
Captação em curso
de água
39
Sistema de abastecimento de água da
Região Metropolitana de São Paulo
MANANCIAL SUPERFICIAL: Captação em represas
40
MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de caixas de tomada
a) Planta
b) Perfil
NA
Caixa de reunião- Cloração
Para consumoCx4
Cx3
Cx2
Cx1
100101
102
103
41
MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de drenos
Caixa deinspeção
Corte A-AA
A
Tubo circular
Leito drenanteareia e pedra
Tubos perfurados
42
MOTOR
AREIA
BOMBA
CAMADA IMPERMEÁVEL
AREIA
VAI PARA DISTRIBUIÇÃO
ÁREA DE CAPTAÇÃO
MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação através de drenos
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MANANCIAL SUBTERRÂNEO: Captação de água subterrânea
Poço Artesiano
Jorrante
Linha Piesométrica do
Aquífero Artesiano
Poço Freático
Recarga do
Aquífero
Freático
Poço
Artesiano
Aquífero Freático
Aquífero Artesiano
Tipos de aqüíferos e de poços.
Captação de água subterrânea.44
MANANCIAL
SUBTERRÂNEO:
Captação em poços
profundos
Sistema de abastecimento
de água da cidade de
Jales, interior do Estado
de São Paulo
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CAPTAÇÃO EM MANANCIAL SUPERFICIAL E SUBTERRÂNEO
Rio
Reservatórioda zona baixa
Reservatórioda zona alta
Rede da zona alta
Rede da zona baixa
Captação porpoços profundos
ETACaptaçãosuperficial
Estaçãoelevatória Estação
elevatória
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LEGISLAÇÃO FEDERAL
4747
Resolução CONAMA nº 1, de 23/01/1986: critérios básicos e
diretrizes gerais para a avaliação de impacto ambiental.
Art. 1º: ... considera-se impacto ambiental qualquer alteração das
propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente,
causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das
atividades humanas que, direta ou indiretamente, afetam:
I - a saúde, a segurança e o bem-estar da população;
II - as atividades sociais e econômicas;
III - a biota;
IV - as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente;
V - a qualidade dos recursos ambientais.
Os efeitos podem ser positivos ou negativos!
LICENCIAMENTO AMBIENTAL
Sistema de abastecimento
de água:
− Captação (eventuais
barragens)
− Adução
− Tratamento
− Reservação
− Distribuição
Licenciamento ambiental:
− Para todo o sistema
− Partes do sistema
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RELATÓRIO AMBIENTAL PRELIMINAR
49
Resolução SMA n° 42/1994, normatização do licenciamento
ambiental no Estado de São Paulo: exigência da apresentação do
Relatório Ambiental Preliminar (RAP), que pode tornar dispensável a
elaboração do EIA e RIMA.
Conteúdo mínimo:
objeto do licenciamento;
justificativa do empreendimento;
caracterização do empreendimento;
diagnóstico ambiental preliminar da área de influência;
identificação dos impactos ambientais;
medidas mitigadoras
50
RAPTermo de
ReferênciaEIA/RIMA
Licença Prévia
Licença de Instalação
Licença de Operação
suficiente?não
sim
ROTEIRO PARA OBTENÇÃO DE LICENÇAS
51
Lembrete 2: slide não é material de estudo!!!
Lembrete 1: o material das aulas é atualizado durante o
semestre...
http://www.phd.poli.usp.br Graduação > Disciplinas > PHD2412
BIBLIOGRAFIA
Lição de casa:
ler páginas 1 a 34
52
Exercício
logo depois do intervalo!
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