Aula 05 -OBRAS HÍDRICAS EM EXERCÍCIOS – CGU/2012

OBRAS HDRICAS EM EXERCCIOS CGU/2012 PROFESSOR: REYNALDO LOPES

Prof. Reynaldo Lopes www.pontodosconcursos.com.br 1

Ol pessoal! Espero que estejam gostando do curso. Na nossa aula 06, abordaremos assunto relativo a parte do item 4 do nosso edital: Obras de saneamento: abastecimento dgua - captao, aduo, tratamento (ETAs), recalque, reservao, distribuio. Agora vamos nossa aula! 4. Obras de saneamento: abastecimento dgua - captao, aduo, tratamento (ETAs), recalque, reservao, distribuio. 01 (CGU/2008) A localizao de uma estao de tratamento de gua, entre o ponto de captao e a rea urbana a ser abastecida, estabelecida aps a ponderao dos fatores abaixo, exceto: a) custo razovel do terreno e condies de vizinhana. b) condies topogrficas e geolgicas satisfatrias. c) disponibilidade de energia eltrica e facilidade de acesso e transporte. d) disponibilidade de terreno para ampliao futura. e) cota topogrfica favorvel para aduo e maior afastamento dos centros urbanos. Utilizaremos essa questo para fazer uma pequena reviso terica sobre sistemas de abastecimento, de modo geral. Em resumo pode-se afirmar que o sistema de abastecimento de gua caracteriza-se pelas seguintes etapas principais: (1) retirada da gua da natureza; (2) adequao de sua qualidade; (3) transporte at os aglomerados humanos; e (4) fornecimento populao em quantidade e qualidade suficientes s suas necessidades.



Alm da economia de recursos decorrente do ganho de escala, esse tipo de soluo (coletiva) para o abastecimento importante na medida em que favorece a superviso e manuteno das unidades instaladas, bem como o controle do manancial e da qualidade da gua.

A seguir, traremos um exemplo de sistema de abastecimento em sua integralidade, apresentado na Figura 1.

Figura 1 Sistema de abastecimento de gua Um sistema de abastecimento de gua composto por diversas unidades (acompanhe na figura 2, logo abaixo, que detalha em planta e perfil as etapas do sistema): 1 Manancial: fonte onde se retira a gua (superficial ou subterrnea). 2 Captao: conjunto de equipamentos e instalaes utilizados para a tomada de gua do manancial. 3 Aduo: transporte da gua do manancial ou da gua tratada. 4 Estaes elevatrias (ou de recalque): Instalaes de bombeamento destinadas a transportar a gua a pontos mais distantes ou mais elevados (aumento de presso na rede), ou para aumentar a vazo de linhas adutoras.



5 Tratamento: melhoria das caractersticas qualitativas da gua, dos pontos de vista fsico, qumico, bacteriolgico e organolptico1 a fim de que se torne prpria para consumo. O tratamento realizado nas chamadas ETAs (Estaes de Tratamento de gua). 6 Reservao: armazenamento da gua para atender a diversos propsitos, como a variao de consumo e a manuteno da presso mnima na rede de distribuio. 7 Rede de distribuio: conduo das guas para os edifcios e pontos de consumo, por meio de tubulaes instaladas nas vias pblicas.

Figura 2 Etapas de sistema de um abastecimento de gua O projeto de um sistema de abastecimento feito pela estimativa da vazo de gua suficiente para abastecer determinada populao. A partir dessa vazo, estabelece-se a vazo de dimensionamento de cada parte do sistema. O clculo da demanda hdrica realizado a partir dos seguintes elementos: (i) populao a ser abastecida e (ii) consumo de gua do indivduo mdio (chamado consumo per capita, ou por cabea).



O consumo per capita de gua a demanda hdrica diria mdia por habitante. Pode ser estimado por meio de dados do sistema de saneamento da localidade ou por dados da literatura para localidades onde no h informaes estatsticas do consumo de gua. O consumo per capita expresso em L/hab.dia (litros por habitante, por dia). Para vocs terem uma ideia de ordem de grandeza deste consumo de gua, vale citar a recomendao do extinto Departamento de Obras Sanitrias do Estado de So Paulo (aplicvel aos projetos de cidades do interior) que indicava o valor de 200 L/hab.dia (j previstas as perdas). Para o clculo da demanda total de gua, as perdas de gua no sistema devem ser includas no consumo per capita. Para algumas localidades onde h grande rigor no combate s perdas por parte da companhia de abastecimento local, o ndice de desperdcio de gua da ordem de 20%, ao passo que para localidades com problemas de controle de perdas tal ndice pode ser superior a 40%. A Tabela a seguir detalha alguns aspectos que interferem no consumo per capita. Tabela 1 Fatores que influenciam no consumo

Fator de influncia

Comentrio

clima climas mais quentes induzem a um maior consumo porte cidades maiores apresentam maior consumo renda regies com melhores condies econmicas consomem

mais gua industrializao regies mais industrializadas apresentam maior consumo medio do uso medio inibe o uso custo quanto mais cara a gua, menor o consumo presso quanto maior a presso na rede, mais gua sai,

portanto, h maior consumo perdas o consumo cresce com o aumento das perdas Fonte: von Sperling, 1996 Percebe-se que bem tranquilo de se deduzir qual o tipo de impacto de cada um dos fatores de influncia no consumo de gua de uma determinada localidade. A ttulo de exemplo, apresentemos o consumo per capita apresentado no SIAGUA 2007, disponvel no site da CAESB, que trata do consumo de vrias regies do Distrito Federal.



Figura 3 Consumo per capita das Regies Administrativas do Distrito Federal Observem a discrepncia entre o consumo mdio observado nas regies do Lago Sul e Braslia (regies de alta renda), por exemplo, e na regio do Recanto das Emas (baixa renda). Essas diferenas devem ser consideradas quando da estimativa de consumo de gua de uma regio para fins de projeto de um sistema de abastecimento de gua. Deve ainda ser prevista uma vazo para combate a incndio. Esse valor pode no ser representativo no universo das vazes de consumo dirio, mas significante como demanda horria (portanto pontual), sendo uma funo direta do nmero de habitantes da regio de atendimento. Segundo CETESB (1976), esse consumo influencia bastante os projetos de redes e reservatrios de distribuio. Afinal de contas, ningum deseja que falte gua justamente no momento do combate a um grande incndio, no mesmo? Ocorrem variaes significativas no consumo de gua ao longo de um ano, um ms ou mesmo um dia. Por exemplo, o consumo de gua maior nos dias mais quentes, h picos de consumo por volta de 12h (preparo de refeies), h menor consumo mdio de gua no inverno do que no vero etc (Figura 4).



Figura 4 Variaes no consumo de gua Algumas variaes so relevantes e devem ser previstas no projeto do sistema de abastecimento: normalmente citamos as variaes dirias e horrias. Nesse sentido, so utilizados os coeficientes k1 e k2. K1 denominado coeficiente do dia de maior consumo e pode ser obtido mediante a diviso entre o maior consumo dirio e a vazo mdia anual. No Brasil, o valor usual igual a 1,2. K2 denomina-se coeficiente da hora de maior consumo e representa a diviso entre a maior vazo horria registrada e a vazo mdia observada no mesmo dia. Adota-se usualmente k2 igual a 1,5. O coeficiente k1 adotado para o dimensionamento de todo o sistema, j k2 utilizado apenas no dimensionamento da rede de distribuio. O consumo estimado por habitante. Assim, para o clculo da vazo total necessria a estimativa da populao de projeto. Ou seja, quando projetamos um sistema de abastecimento, ele dever ser capaz de atender no s a populao atual, mas a populao existente ao longo do horizonte de projeto (que pode ser 10, 20 ou 30 anos, por exemplo). Definido o horizonte de projeto, feita a projeo da populao a partir da populao atual e da tendncia de crescimento. Para essa projeo existem vrios mtodos, sendo os mais simples e conhecidos o mtodo aritmtico e o mtodo geomtrico. O primeiro mais simples e consiste na extrapolao simples de dados disponveis, em linha reta. O segundo um pouco mais complexo, mas bastante recomendado para representar o crescimento de pequenas cidades.



Outra maneira comum de projetar populaes seria por meio do mtodo de componentes demogrficas. A literatura tcnica o considera mais confivel j que considera no s as taxas de fecundidade e mortalidade, mas tambm a migrao populacional entre regies.

A vazo calculada ser importante para o projeto dos componentes do sistema de abastecimento. Para o dimensionamento das estruturas de captao, aduo, recalque, reservatrio e ETA, a vazo de consumo dada por:

400.86

..1kqPQ = , onde:

Q Vazo (l/s); P Populao (hab.); q consumo per capita (l/hab.dia); k1 coeficiente do dia de maior consumo; Para o dimensionamento da rede de distribuio deve ainda ser considerada a variao devido hora de maior consumo. Portanto, conforme j comentamos, acrescenta-se equao acima o coeficiente k2:

400.86

...21 kkqPQ =

Agora analisaremos cada um dos itens da questo. a) custo razovel do terreno e condies de vizinhana. O estudo da rea a ser situada uma ETA deve levar em conta vrios fatores de ordem tcnica, econmica, social, ambiental e legal-administrativa. b) condies topogrficas e geolgicas satisfatrias. Aspectos tcnicos tambm devem ser considerados. O solo deve ser capaz de sustentar a implantao da ETA, de forma a no se colocar as estruturas sob risco. c) disponibilidade de energia eltrica e facilidade de acesso e transporte.



Novamente os aspectos tcnicos e econmicos foram considerados. A estao necessita de energia eltrica no s para a operao propriamente dita, mas tambm para o bem estar dos tcnicos que ali trabalham. O mesmo pode ser dito a respeito do transporte/acesso para os funcionrios. Alm disso, deve existir acesso para caminhes para transporte de produtos qumicos e materiais de construo. d) disponibilidade de terreno para ampliao futura. recomendvel que haja terreno disponvel para ampliao futura, caso seja previsto um aumento da populao. e) cota topogrfica favorvel para aduo e maior afastamento dos centros urbanos. A cota do terreno realmente deve ser favorvel, considerando o restante do sistema. O erro est em associar a localizao ideal distante dos centros urbanos, pois a gua sendo tratada prxima ao consumo diminui-se os custos de aduo dessa gua, alm de diminuir os riscos de contaminao dessa gua. Resposta: E 02 - (DESO/2004) No que se refere evoluo do crescimento da populao de uma cidade para fins de projetos de sistemas de abastecimento de gua, no mtodo aritmtico admite-se que a populao em uma data futura seja obtida por meio de extrapolao linear com base no conhecimento das populaes correspondentes a duas datas anteriores. Analisando a resposta da questo anterior percebe-se que o crescimento da populao estimado para fins de projeo da demanda por gua no horizonte de projeto. O mtodo aritmtico uma das metodologias mais simples para se estimar esse crescimento. Ele consiste na extrapolao da reta formada por pelo menos dois pontos anteriores de nmero de habitantes x data, determinando uma tendncia. Resposta: C



03 - (CGU/2008) Sabendo-se que a qualidade de uma gua definida por sua composio qumica, fsica e bacteriolgica, correto afirmar que: a) as anlises qumicas de determinao de cloretos, nitritos e nitratos, bem como o teor de oxignio dissolvido, permitem avaliar o grau de poluio de uma fonte de gua. b) os principais exames fsicos so: cor, turbidez, pH, sabor, odor e alcalinidade. c) a acidez uma das determinaes mais importantes no controle da gua, estando relacionada com a coagulao, reduo de dureza e preveno de corroso nas tubulaes de ferro fundido da rede de distribuio. d) as caractersticas biolgicas das guas so determinadas por meio de exames bacteriolgicos como a contagem do nmero total de bactrias e a pesquisa de coliformes, sendo a primeira de maior interesse. e) com relao ao exame fsico de pH, as condies cidas aumentam de atividade medida que o pH cresce e as condies alcalinas se apresentam a pH baixos. Para responder a esta questo cabe fazer um reviso terica sobre qualidade de gua. O Ministrio da Sade define se determinada gua est ou no em condies de ser consumida. Para isso existem os padres de potabilidade (conjunto de valores mximos permitidos para as caractersticas da gua destinada ao consumo humano). A gua encontrada na natureza apresenta diversas impurezas que podem torn-la imprpria para consumo. So as seguintes as caractersticas das principais impurezas presentes na gua:



Caractersticas fsicas: associadas presena de slidos na gua. So avaliados os slidos em suspenso (que flutuam na gua e podem sedimentar depositar-se no fundo - ou no) e os dissolvidos (que se misturam com a gua, no sendo possvel ser retirados por simples peneirao). Algumas caractersticas afetam o aspecto organolptico da gua (como gosto, sabor e odor) a fim de que se torne imprpria para o consumo. Exemplos de parmetros fsicos: cor, turbidez, sabor, odor, temperatura etc. Caractersticas qumicas: associadas presena de matria orgnica (matria em decomposio) e inorgnica (mineral). Exemplos de parmetros qumicos so: pH (potencial hidrogeninico, medida que diz se uma gua cida, pH < 7; neutra, pH=7; ou bsica/alcalina, pH > 7), alcalinidade, ferro e mangans, cloretos, nitrognio, oxignio dissolvido, matria orgnica etc. Grande parte dos compostos inorgnicos proveniente de atividade industrial, de minerao ou do uso de agrotxicos, sendo txicos e prejudiciais sade (por exemplo, metais pesados, como arsnio, chumbo, mercrio etc.). Dentre as caractersticas qumicas podemos destacar o oxignio dissolvido (OD) e a presena de matria orgnica. O primeiro de essencial importncia para os organismos aerbios (que vivem na presena de oxignio). Com a presena de bactrias na gua, essas passam a consumir o oxignio, o que ocasiona a reduo dos nveis de OD. Esse parmetro um dos mais importantes na caracterizao da gua quanto poluio por despejos orgnicos. Quanto menor o OD, pior a qualidade da gua. A falta de OD uma das principais causas de mortandade de peixes, causando graves problemas ambientais. A quantificao da presena de matria orgnica, ou do seu potencial poluidor, pode ser realizada por meio da medio do consumo de oxignio. Ou seja, as bactrias presentes na matria orgnica utilizam o oxignio no seu processo de alimentao. Os parmetros mais utilizados para essa medio so (i) a Demanda bioqumica de Oxignio (DBO) e (ii) a Demanda Qumica de Oxignio (DQO). Quanto maiores a DBO e a DQO, mais poluda a gua est. A maior diferena entre a DBO e a DQO indicada pela prpria nomenclatura. A demanda bioqumica refere-se oxidao realizada inteiramente por microorganismos. A demanda qumica ocorre devido ao de um forte oxidante (dicromato de potssio) em meio cido. Portanto, no teste da DQO so oxidadas tanto a parcela biodegradvel quanto a parcela inerte.



Lembrando que o termo biodegradvel refere-se ao que susceptvel de ser decomposto por organismos vivos em composto orgnicos. A substncia inerte no-biodegradvel. Caractersticas biolgicas: associadas presena na gua de seres mortos ou vivos. Dentre os seres vivos, tm-se os pertencentes aos reinos animal, vegetal e protista (como as bactrias, vrus e algas). Os parmetros biolgicos so importantes para determinao da possibilidade de transmisso de doenas. relevante destacar que os grupos chamados coliformes servem como forma de detectar a existncia de organismos patognicos (que causam doenas) na gua. Isso ocorre porque grande a dificuldade de se identificar os patognicos quando diludos. Ento so adotados mtodos que permitam a identificao de bactrias do grupo coliforme, que, por serem habitantes normais do intestino humano, existem em guas poludas por matria fecal. Assim, os coliformes no so patognicos, mas a sua presena na gua indica a presena de contaminao fecal, ou seja, indica a potencialidade de aquela gua transmitir doenas. Os coliformes podem ser totais (CT) e fecais (CF). Os coliformes totais so um grande grupo de bactrias que podem ser encontradas em fezes de seres humanos e outros animais de sangue quente. Seu uso como indicador tem diminudo devido ocorrncia de bactrias no intestinais. Incluem, entre outras bactrias, o grupo dos coliformes fecais. Os coliformes fecais so um grupo de bactrias indicadoras de organismos originrios do trato intestinal humano e de outros animais. O teste de CF feito a altas temperaturas, capazes de suprimir o crescimento de bactrias de origem no fecal, pois importante que se isole apenas bactrias de origem fecal, j que representam maior potencialidade de risco sade. O rol de bactrias estudado inclui a bactria Escherichia coli, cuja presena na gua bom indicador de contaminao. A relao entre CT e CF usualmente considerada igual a cinco (CT/CF=5), embora haja discusso sobre esse valor. Analisando cada um dos itens da questo:



a) as anlises qumicas de determinao de cloretos, nitritos e nitratos, bem como o teor de oxignio dissolvido, permitem avaliar o grau de poluio de uma fonte de gua. Como apresentado acima, as condies da gua podem ser avaliadas a partir de aspectos fsicos, qumicos e biolgicos. Dentre os parmetros qumicos destacam-se os cloretos, nitrognio (inclusive nas formas de nitrito e nitrato) e OD. Poderia se destacar tambm os teores de DBO, por exemplo. b) os principais exames fsicos so: cor, turbidez, pH, sabor, odor e alcalinidade. O item cobrou do candidato a diferena entre aspectos fsicos e qumicos. Os parmetros fsicos so cor, turbidez, temperatura, sabor e odor. Tanto o pH, quanto a alcalinidade so parmetros qumicos. c) a acidez uma das determinaes mais importantes no controle da gua, estando relacionada com a coagulao, reduo de dureza e preveno de corroso nas tubulaes de ferro fundido da rede de distribuio. Dureza da gua a propriedade relacionada com a concentrao de ons de determinados minerais dissolvidos nesta substncia. A dureza da gua predominantemente causada pela presena de sais de Clcio e Magnsio. Eventualmente tambm o Zinco, Estrncio, Ferro ou Alumnio podem ser levados em conta na aferio da dureza. A acidez no se relaciona com a reduo de dureza da gua. d) as caractersticas biolgicas das guas so determinadas por meio de exames bacteriolgicos como a contagem do nmero total de bactrias e a pesquisa de coliformes, sendo a primeira de maior interesse. A caracterstica mais importante no a quantidade de bactrias, pois o importante avaliar o potencial de existncia de organismos patognicos. Assim, os coliformes fecais so os indicativos mais efetivos do potencial de uma gua em transmitir doenas.



e) com relao ao exame fsico de pH, as condies cidas aumentam de atividade medida que o pH cresce e as condies alcalinas se apresentam a pH baixos. O controle do pH importante para a preservao das tubulaes, alm de que essa caracterstica influi na ocorrncia das reaes qumicas previstas para acontecerem na ETA. Mas as condies cidas aumentam de atividade com a reduo do pH. O contrrio ocorre com as condies alcalinas, que aumentam com a elevao do pH. Resposta: A 04 - (DESO/2004) O abastecimento de gua de uma comunidade pode ter como fonte tanto a gua superficial quanto a gua subterrnea. Aqui cabe uma reviso sobre mananciais. Manancial todo corpo dgua utilizado para abastecimento pblico de gua que objetiva o consumo humano. Ele pode ser dividido em trs tipos: superficial, subterrneo e gua de chuva (ou seja, captada antes que atinja a superfcie terrestre). Manancial subterrneo a parte de um manancial que se encontra totalmente abaixo da superfcie terrestre (aqferos subterrneos), podendo compreender lenis freticos e confinados, sendo sua captao feita atravs de poos e galerias de infiltrao ou pelo aproveitamento de nascentes. Apresenta como vantagens (1) o fato de fornecerem gua de boa qualidade; (2) as facilidades de obteno; e (3) a possibilidade de localizao prxima s reas de consumo. Esses mananciais podem ser de dois tipos: - Lenol fretico: encontra-se livre, com a superfcie sob presso atmosfrica. Portanto, um poo perfurado nesse tipo de aqufero ter o nvel dgua coincidente com o nvel do lenol. A alimentao do lenol ocorre geralmente ao longo de sua superfcie. As camadas de solo adjacentes servem como um filtro natural para o aqufero, mas ele sofre exposio contaminao por guas superficiais e tambm devido proximidade de fossas.



- Lenol confinado: a gua encontra-se confinada por camadas impermeveis e sujeitas presso maior que a atmosfrica. Assim, um poo perfurado poder ter o nvel dgua acima do nvel do lenol, podendo ainda ocasionar uma descarga jorrante (quando a gua jorra acima da superfcie do solo). O fenmeno de expulso da gua do aqfero quando este perfurado denominado artesianismo. Portanto, apesar de ser muito comum a populao chamar qualquer poo furado de poo artesiano, tecnicamente falando apenas os poos que apresentam o fenmeno de artesianismo (lenol confinado) podem ser classificados como tal. A alimentao do lenol confinado ocorre somente no contato da formao geolgica com a superfcie do solo, podendo ocorrer a uma distncia considervel do local do poo. Assim, as condies climticas ou o regime de chuva pouco ou nada afetam as caractersticas do aqufero. Ademais, esse tipo de aqufero sofre pouca exposio contaminao por atividades humanas.

Figura 5 Aqfero fretico (poo fretico) e confinado (poo artesiano)



J o manancial superficial a parte de um manancial que se encontra totalmente acima da superfcie terrestre, compreendendo cursos de gua, lagos e reservatrios artificiais. Incluem-se tambm, guas marinhas. A quantidade de gua disponvel ser funo da rea de contribuio, do clima, do relevo, do uso e ocupao da bacia etc. J a qualidade da gua poder ser afetada caso haja pontos de poluio a montante. E o outro tipo de manancial so as gua de chuvas que podem ser utilizada como manancial. Isto ocorre nos casos em que construdo um pequeno reservatrio que armazene a gua de chuva captada pelos telhados ou que escoa pelos terrenos. uma alternativa aplicada em regies de grande pluviosidade ou de chuva mal distribuda. Nesse ltimo caso, procura-se acumular a gua do perodo de chuva para o abastecimento dos perodos de seca. Esse tipo de alternativa, cuja quantidade disponvel depende da pluviosidade local, tem a qualidade da gua condicionada limpeza da rea de contribuio. Voltando questo, os mananciais podem ser superficiais ou subterrneos. H ainda, em menor escala, a utilizao da gua de chuva. Como a assertiva no afirmava que apenas ou unicamente as fontes superficiais e subterrneas eram vlidas, temos que a frase est correta. Resposta: C 05 (CGU/2008) A captao consiste em um conjunto de estruturas e dispositivos, construdos ou montados junto ao manancial, para retirada de gua destinada ao sistema de abastecimento de gua. Com relao concepo de abastecimento de gua com captao em manancial subterrneo, incorreto afirmar que: a) quando o aqufero fretico e o lenol aflora ou est profundidade muito pequena, como no caso de encostas formando minas de gua, a captao poder ser feita com caixa de tomada ou com drenos. b) uma das vantagens do aproveitamento de guas subterrneas por captao por meio de drenos profundos se deve qualidade da gua, geralmente satisfatria para fins potveis.



c) a construo de poos horizontais radiais para captao de gua subterrnea apresenta como inconveniente os impactos ambientais durante a sua implantao e sua vida til. d) a facilidade de captao por poos profundos em regies com condies favorveis e a possibilidade de localizao dessas obras nas proximidades dos centros de consumo concorrem para uma substancial economia no custo de instalao de sistemas de abastecimento. e) em poos que penetram num aqufero artesiano, o nvel de gua em seu interior subir acima da camada aqufera, podendo atingir a boca do poo e produzir uma descarga contnua. Para responder a esta questo, faamos uma reviso sobre captao. Define-se a captao como o conjunto de estruturas e dispositivos construdos ou montados junto a um manancial, com vistas a suprir um servio de abastecimento pblico de gua destinada ao consumo humano. Essa a primeira unidade do sistema de abastecimento de gua. A escolha do tipo e localizao da captao deve ser precedida da anlise dos seguintes fatores: distncia da ETA, custos de desapropriaes, necessidade de estaes elevatrias, qualidade sanitria da bacia a montante, disponibilidade de energia eltrica e facilidade de acesso. Captao em guas superficiais No projeto de captao de guas em mananciais superficiais devem ser levados em conta vrios fatores, tais como: (i) dados hidrolgicos da bacia; (ii) caractersticas fsicas, qumicas e bacteriolgicas da gua; (iii) localizao de focos poluidores atuais e potenciais; dentre outros. A captao compe-se de barragens, rgos de tomada dgua, gradeamento, desarenador, dispositivos de controle, tubulaes e bombas (Figura 6).



Figura 6 Tomada d gua As tomadas dgua ainda sero discutidas mais a frente nesta aula. As grades servem como uma barreira entrada de materiais slidos. Muitas vezes as tomadas dgua so seguidas por estruturas responsveis por reter materiais sedimentveis (ou seja, aqueles que tendem a sedimentar, ou decantar, depositando-se no fundo, tais como gros de areia, por exemplo). J as comportas (elementos que barram a passagem de gua) e stop-logs (tambm conhecidas como comportas ensecadeiras, ou seja, elementos que tm por objetivo secar uma rea para que realizemos a manuteno da comporta principal, por exemplo) so dispositivos para controlar a entrada de gua (Figura 7). Na figura 7, observar que apenas a ranhura do stop-log aparece (a comporta ensecadeira placa de madeira ou metal - fica guardada em outro local). Registra-se que uma nica comporta stop-log pode ser utilizada em mais de uma entrada de tomada dgua (uma comporta para duas, trs ou mais entradas), pois, como j comentado, ela s utilizada na manuteno da comporta principal e dificilmente teremos diversas comportas sofrendo manuteno ao mesmo tempo.



Figura 7 Comporta automatizada, precedida por estrutura de stop-log e gradeamento fato comum que os cursos de gua no ponto de captao localizem-se em cota inferior da cidade. Por isso, as obras de tomada dgua esto quase sempre associadas a instalaes de bombeamento, o que faz com que o projeto das obras de captao propriamente dita fique condicionado s possibilidades e limitaes dos conjuntos elevatrios. J as barragens so construdas a fim de se elevar o nvel a montante, assegurando-se a submerso permanente de canalizaes, fundos de canaletas e vlvulas de p de bombas (essas vlvulas so aquelas que se localizam na entrada da tubulao de suco). Assim como j foi estudado, essas barragens so de elevao de nvel (captao a fio dgua), e no de regularizao, servindo apenas para facilitar a retirada de gua e evitar que o assoreamento (acmulo de sedimentos em virtude principalmente de baixas velocidades da gua) interfira na entrada da gua. Esta ltima barragem (regularizao) necessria quando a vazo demandada supera as vazes mnimas de referncia. Cabe ressaltar que em reservatrios a qualidade de gua pode variar consideravelmente com a profundidade. Nas camadas mais prximas superfcie, pode ocorrer o aparecimento de algas. J nas camadas inferiores, pode haver



matria orgnica em decomposio. Assim, em muitos casos, so previstas captaes em vrias profundidades. Outra soluo muito empregada, especialmente em rios com grande oscilao de nvel, a chamada captao flutuante, que acompanha o nvel do curso dgua. Captao em guas subterrneas Apesar de freqentemente associarmos a captao de guas a mananciais de superfcie, a captao em guas subterrneas bastante relevante em alguns locais. Alguns pases da costa oeste da America Latina, por exemplo, tem mais de 50% do seu sistema de gua supridos dessa forma. A relativa facilidade de captao e a possibilidade de localizao nas proximidades dos centros de consumo contribuem para a viabilidade desse tipo de captao. Um aspecto importante a ser observado a proteo desse manancial contra fontes poluidoras (Figura 8).

Figura 8 Poluio em poos Por fim, vale apresentar algumas palavras sobre a hidrulica dos poos. Poo uma obra de engenharia regida por norma tcnica destinada captao de gua do aqfero. Quando iniciamos o bombeamento de um poo, ocorre um rebaixamento do nvel da gua do aqfero, criando uma diferena de presso entre este local e suas vizinhanas. Ento surge um fluxo de gua do aqfero para o poo (com uma depresso do nvel dgua naquele ponto), enquanto estiver sendo processado o bombeamento. Se o bombeamento parar, o nvel dgua retorna ao nvel original (recuperao).



Assim, denomina-se nvel esttico de um poo aquele de equilbrio da gua no poo, quando o mesmo no est sendo bombeado. J o nvel dinmico o nvel da gua no poo enquanto o mesmo estiver sendo bombeado. Relaciona-se o nvel dinmico com a vazo de gua retirada e com o tempo decorrido desde o incio do bombeamento. Quando, para uma dada vazo, o nvel se estabiliza tem-se o denominado nvel dinmico de equilbrio, relativo vazo em causa.

Figura 9 Poo em bombeamento Captao em fonte aflorante So utilizadas caixas de tomada convenientemente protegidas que, instaladas no local do afloramento (ponto de surgimento da gua na superfcie do solo, como em uma nascente), recolhem a gua do lenol e a conduzem para o sistema de aduo. As caixas so divididas em duas partes (cmaras), a fim de se facilitar a manuteno e evitar a contaminao da gua.



Figura 10 Caixa de tomada Captao em fonte emergente Utilizado um sistema de drenagem subsuperficial (a poucos centmetros abaixo da superfcie), denominado galeria de infiltrao. Consiste de um sistema de drenos, terminando num coletor central que levar a gua a um poo.

Figura 11 Galeria de Infiltrao Captao em poo raso ou fretico (cisterna) Trata-se de uma escavao circular, geralmente de 0,80m a 2,00m de dimetro e com profundidade de acordo com a distncia do lenol superfcie. Alguns cuidados devem ser tomados a fim de se proteger a qualidade da gua, a saber: a caixa deve ultrapassar o nvel do solo, sendo circulada por um montculo com caimento para fora e as paredes devem ser impermeabilizadas a uma profundidade de 3m. Captao em poo fundo ou artesiano, no lenol confinado A escavao de poos profundos exige mo-de-obra e equipamento especiais, como mquinas perfuratrizes percusso, rotativas e rotopneumticas. As etapas da construo de um poo desse tipo so descritas a seguir. Projeto de um poo tubular no projeto que se definem as principais caractersticas de um poo, como dimetro, a profundidade, tipo de revestimento, filtros e materiais. Alguns



conceitos e aspectos das etapas de projeto/construo de um poo so descritas a seguir: - Operao de perfurao: pode ser realizada por diferentes mtodos e equipamentos, dependendo da profundidade, dimetro do poo e natureza do terreno. Envolve a perfurao propriamente dita, a completao, a limpeza e desenvolvimento, o bombeamento e a instalao do poo. - Dimetro til: Dimetro interno ao revestimento ou do prprio poo escavado, quando este no revestido. - Completao: Diz respeito ao ato de completar o poo, ou seja, colocar a tubulao do poo (revestimento e filtro), o cascalho (pr-filtro) e o cimento (etapa chamada cimentao).

Figura 12 Projeto de poo tubular - Tubos de revestimento: Destinam-se a suportar desmoronamento e a evitar a entrada de gua de qualidade duvidosa no poo. Alm disso, permitem a introduo da bomba. Geralmente so feitos em ao. - Filtros: Peas tubulares perfuradas colocadas no prolongamento dos tubos de revestimento e junto s camadas geolgicas que contm gua. O filtro tem a funo de permitir que a gua entre no poo sem a perda excessiva de carga



(presso), impedir a passagem de material fino durante o bombeamento, e servir como suporte estrutural, sustentando a perfurao no referido material. - Pr-filtro: Consiste na construo uma camada bastante permevel (geralmente cascalho) ao redor do poo. - Cimentao: consiste no enchimento do espao anelar existente entre os tubos e a parede da formao e tem a principal finalidade da unio da tubulao de revestimento com a parede do poo e evitar que as guas imprestveis contaminem o aqufero, alm do objetivo de formar um tampo de selo no fundo do poo ou para corrigir desvios do furo durante a perfurao. - Desenvolvimento: os trabalhos de desenvolvimento em um poo para gua objetivam a remoo do material mais fino da formao aqufera nas proximidades do poo, aumentando, assim, sua porosidade e permeabilidade ao redor do poo. Alm disso, estabiliza a formao arenosa em torno de um poo dotado de filtros, permitindo fornecer gua isenta de areia. Nas rochas consolidadas, o desenvolvimento atua limpando e desobstruindo as fendas e fraturas por onde circula a gua. Isso tudo permite que a gua possa entrar mais livremente no poo, assegurando assim, quando bem feito, o mximo de capacidade e diminuindo as perdas de cargas do aqufero para o poo. Os mtodos usuais de desenvolvimento so: (1) superbombeamento, (2) pistoneamento ("plunger"), (3) ar comprimido, (4) jatos de gua horizontais, e (5) mtodos de reverso de fluxo. - Bombeamento: a ao da retirada da gua de um poo por intermdio de uma bomba. O ensaio de bombeamento destina-se a determinar a vazo de explotao (com T mesmo) do poo, utilizando-se o equipamento de bombeamento adequado, permitindo ainda a determinao dos parmetros hidrodinmicos do aqufero e das perdas de carga no poo e no aqufero. Para tanto, so feitos os registros e controle da vazo (Q), nvel esttico (NE) e nvel dinmico (ND), durante um teste de produo ou de aqufero (Figura13).



Figura 13 - Poos Apenas como curiosidade, o termo explotao muito utilizado quando se trata do uso de recursos naturais, como a gua ou petrleo. Sendo bastante sinttico, a explotao est normalmente relacionada a tirar proveito econmico de uma fonte de recursos naturais. Difere do termo explorao, pois este ltimo possui um significado mais amplo, abrangendo fases anteriores explotao, tais como prospeco e pesquisa da rea que ser explotada. Analisando cada um dos itens da questo, lembrando que a questo pede a opo incorreta: a) quando o aqufero fretico e o lenol aflora ou est profundidade muito pequena, como no caso de encostas formando minas de gua, a captao poder ser feita com caixa de tomada ou com drenos. Estas so as principais formas de captao para aquferos subterrneos em que o lenol fretico aflora ou est a pequena profundidade. b) uma das vantagens do aproveitamento de guas subterrneas por captao por meio de drenos profundos se deve qualidade da gua, geralmente satisfatria para fins potveis. Como estudamos acima, as principais vantagens de um manancial subterrneo so: (1) o fato de fornecerem gua de boa qualidade; (2) as facilidades de obteno; e (3) a possibilidade de localizao prxima s reas de consumo.



c) a construo de poos horizontais radiais para captao de gua subterrnea apresenta como inconveniente os impactos ambientais durante a sua implantao e sua vida til. Poo horizontal radial um poo escavado com dimetro maior do que o normal e que possui em sua parte inferior um conjunto de drenos horizontais cravados nas paredes e que penetram radialmente o aqufero, aumentando a rea de captao de gua e, portanto, de produo. Os poos radiais so em geral rasos e cavados em aquferos freticos. Este sistema construtivo, ao aumentar a rea de entrada da gua no poo, funciona como um poo muito mais largo do que realmente , permitindo um maior afluxo de gua para o poo sem aumentar em demasia seu cone de depresso. Em reas suspeitas de poluio a construo deste tipo de poo deve ser encarada com muito cuidado, pois camadas superficiais de gua poluda podem facilmente chegar zona de bombeamento. Os impactos ambientais durante sua implantao e vida til so mnimos, fazendo com que a assertiva esteja incorreta. d) a facilidade de captao por poos profundos em regies com condies favorveis e a possibilidade de localizao dessas obras nas proximidades dos centros de consumo concorrem para uma substancial economia no custo de instalao de sistemas de abastecimento. Novamente tratando de mananciais subterrneos, realmente a assertiva traz uma afirmao verdadeira. e) em poos que penetram num aqufero artesiano, o nvel de gua em seu interior subir acima da camada aqufera, podendo atingir a boca do poo e produzir uma descarga contnua. Um poo artesiano assim denominado quando as guas fluem naturalmente do solo, num aqufero confinado, sem a necessidade de bombeamento. Geralmente a sua profundidade maior que a de um poo convencional, e em geral suas guas so mais puras e com mais sais minerais.



O fato de que o nvel de gua no interior do poo subir acima da camada aqufera, podendo atingir a boca do poo e produzir uma descarga contnua ocorre por conta de o aqufero estar confinado. Resposta: C 06 - (TCU/2007) A captao de gua de superfcie deve situar-se em um trecho reto do curso da gua ou, caso isso no seja possvel, em local prximo sua margem externa. Conforme resposta da questo anterior, localizao da captao deve realmente situar-se em um trecho reto do curso da gua ou, caso isso no seja possvel, em local prximo sua margem externa. Resposta: C 07 - (TCU/2005) Em uma captao com barragem de nvel, o efeito de regularizao de vazo permite atender ao sistema quando a vazo do manancial for inferior demanda. As barragens de nvel so aquelas construdas com a finalidade de se criar carga hidrulica sobre as estruturas de captao. Ou seja, destinam-se a criar nvel, e no a regularizar vazes. Portanto, no garantem o abastecimento no perodo de recesso e nem acumulam cheias para serem liberadas nos perodos de vazes mnimas (efeito de regularizao). Resposta: E 08 - (MPE-AM/2007) Procura-se, no desenvolvimento do poo, remover finos nas vizinhanas imediatas do filtro. Conforme explicao em questo anterior, a entrada de materiais finos na tubulao de suco e na bomba capaz de danificar esses equipamentos. Portanto, justifica-se a remoo de finos ao redor do filtro. Esse procedimento denominado desenvolvimento do poo. Resposta: C



09 - (TCU/2009) No dimensionamento das adutoras, a vazo condicionada, entre outros aspectos, pelo consumo de gua da populao e pela posio dos reservatrios em relao adutora considerada. Utilizaremos esta questo para uma reviso terica sobre adutoras. Denomina-se aduo a parcela do sistema formada pelas tubulaes utilizadas para a conduo da gua do manancial at a regio de distribuio para a populao. As adutoras podem ser de gua bruta e de gua tratada. A adutora de gua bruta conduz a gua desde a captao at a estao de tratamento de gua (ETA). A adutora de gua tratada transporta a gua que sai da ETA e vai at o sistema de distribuio. Alm disso, as adutoras podem ser por gravidade ou por recalque. A aduo por gravidade (Figura 14a) ocorre em condutos livres, podendo ser abertos ou fechados. A gua escoa em declive e sob presso atmosfrica. H ainda a possibilidade de a aduo por gravidade ocorrer sob presso (Figura 14b), em condutos forados (e fechados). A aduo por recalque (Figura 14c) ocorre quando h a necessidade de se transportar gua de uma cota inferior para uma superior, no sendo possvel o escoamento ocorrer por simples gravidade. Nesse caso, utiliza-se bombeamento e condutos forados. Muitas vezes so utilizadas adutoras mistas, que combinam trechos em recalque com outros por gravidade.

Figura 14 Tipos de adutoras



Alguns aspectos sobre o projeto de uma adutora O dimensionamento pode ser realizado a partir das seguintes informaes principais: (1) vazo, (2) comprimento do trecho, (3) material do tubo e (4) desnvel. A vazo calculada a partir da demanda hdrica de consumo, ajustada em decorrncia do perodo de funcionamento das adutoras. Isso ocorre porque a demanda diria, mas o funcionamento das estaes elevatrias e da aduo por recalque interrompido durante os horrios de pico no valor da energia. Em outras palavras, procura-se evitar o gasto de energia para o bombeamento de gua concomitantemente ao gasto normal de energia nos chamados horrios de pico do sistema eltrico (normalmente entre 18h e 21h, quando a demanda residencial bastante concentrada devido ao uso de ar condicionado, chuveiros eltricos, TV etc.), pois o custo da energia maior justamente para desestimular o seu consumo.

Definida a vazo possvel chegar ao dimetro a partir da frmula de Hazen-Williams (avaliao da perda de carga). Caso se trate de escoamento livre, pode-se utilizar a equao de Manning (para avaliar os efeitos causados pela rugosidade dos canais). Quanto ao traado das adutoras podem ser enumeradas algumas recomendaes tcnicas: A adutora dever ser implantada, de preferncia em ruas e terrenos pblicos (evitando-se gastos com desapropriaes e indenizaes); Deve-se evitar traado onde o terreno rochoso, pantanoso e de outras caractersticas no adequadas (evitando-se cortes em rochas, mais onerosos, ou problemas para reforos nas fundaes das obras hdricas); No se devem executar trechos de aduo horizontal (ausncia de diferena de potencial gravitacional); no caso do perfil de terreno horizontal, o conduto deve apresentar alternadamente, perfis ascendentes (declividade maior que 0,2%) e descendentes (declividade maior que 0,3%);



Quando a inclinao do conduto for superior a 25%, h necessidade de se utilizar blocos de ancoragem para dar estabilidade ao conduto. A ancoragem destina-se a suportar o componente de esforos no equilibrados, oriundos da presso interna no tubo. prevista aduo tambm em curvas, ts (derivaes no formato T), extremidades ou outras peas.

Figura 15 Ancoragem So recomendados os traados que apresentam trechos ascendentes longos com pequena declividade, seguido de trechos descendentes curtos, com maior declividade. Peas especiais Numa adutora por gravidade (em condutos forados) so comuns as seguintes vlvulas (ou registros): (i) de parada, (ii) de descarga, (iii) redutoras de presso e (iv) ventosas. Numa adutora por recalque h tambm as vlvulas de reteno e as aliviadoras de presso. As vlvulas de parada destinam-se a interromper o fluxo da gua. Uma delas colocada a montante e outras ao longo da linha, de forma a possibilitar o isolamento de um trecho. As vlvulas de descarga so colocadas nos pontos baixos das adutoras para permitir o esgotamento da canalizao. As vlvulas redutoras de presso funcionam (como indica a denominao) para permitir uma diminuio permanente de presso interna na linha, evitando-se danos estrutura da adutora (paredes dos tubos).



As ventosas so dispositivos colocados nos pontos altos das tubulaes e destinam-se a permitir a expulso de ar durante o enchimento e a entrada de ar quando a tubulao esvaziada. As vlvulas de reteno so instaladas no incio da tubulao de recalque, como forma de vedar a bomba contra o retorno brusco da gua durante a interrupo do funcionamento. As vlvulas aliviadoras de presso so dispositivos destinados a reduzir a presso interna das tubulaes quando elas sofrem a ao de golpes de arete. So instaladas no incio da tubulao de recalque. Materiais utilizados Os materiais mais utilizados em adutoras so: ferro fundido, ao, concreto e PVC; sendo os dois primeiros mais utilizados no caso de adutoras por recalque. Para a escolha do material ideal deve-se considerar, dentre outros aspectos: (i) a qualidade de gua, (ii) as vazes conduzidas, (iii) a capacidade de vedao das juntas, (iv) resistncia ao trincamento (fissuras), (v) a presso da gua e, principalmente, (vi) aspectos econmicos. A Tabela a seguir apresenta a comparao entre os vrios materiais utilizados nas adutoras. Tabela 2 Materiais utilizados em adutoras

Material Vantagens Desvantagens

Ferro fundido

- elevada resistncia a presses internas, a cargas externas; - moderada resistncia a choques; - longa durabilidade; - facilidade de assentamento e conexo.

- envelhecimento provoca incrustaes; - limitao do dimetro comercial; - alto custo; - peso elevado.

Ao

- elevada resistncia a presses internas; - custo competitivo em grandes dimetros, pois as chapas so soldadas em campo.

- baixa resistncia corroso; - baixa resistncia a cargas externas e a presses internas negativas.



Concreto armado

- resiste a cargas externas elevadas; - peso elevado; - no resiste a presses internas.

PVC

- longa durabilidade; - baixo custo; - facilidade de assentamento e conexo.

- mdia a baixa resistncia presso interna; - moderada resistncia a presso externa; - baixa resistncia a choques

Ensaios de presso e vazamento Ao serem instaladas as adutoras sero submetidas a alguns testes de funcionamento. O ensaio de presso feito para pesquisar a existncia de defeitos de construo. Dura aproximadamente uma hora e realizado com a tubulao cheia e a uma presso de valor aproximadamente 50% acima da presso de trabalho. O ensaio de vazamento realizado em seguida e objetiva avaliar a qualidade da construo, especialmente das juntas. Nesse caso a presso de ensaio a mxima presso para a localidade. O vazamento deve ser inferior a um valor calculado pela seguinte equao:

3292

.. PDNV = , onde:

V = vazamento (L/h); N = nmero de juntas da tubulao ensaiada; D = dimetro nominal da canalizao (mm); P = presso mdia de ensaio (kg/cm). Voltando questo, a vazo indiscutivelmente um dos fatores utilizados para o dimensionamento de adutoras. Essa vazo ser calculada a partir das demandas hdricas (consumo), ajustada em decorrncia do perodo de funcionamento, considerando que o sistema de recalque (bombeamento da gua) pode ser interrompido no perodo de maior custo da energia. Exemplificando: imagine que no sistema haja, nesta ordem: uma estao elevatria seguida de uma adutora logo a jusante. Como h um reservatrio para



a regularizao dessa vazo, pode-se restringir o bombeamento a poucas horas do dia em que a energia seja mais barata. Assim, a linha adutora recalcar uma vazo maior num perodo menor (por exemplo, s 16 horas por dia, ao invs de 24h), enchendo o reservatrio. E esse reservatrio fornecer uma vazo constante para a adutora a jusante. No caso, o fato de haver um reservatrio (funo de regularizao) no sistema possibilitaria adutora trabalhar apenas parte do dia. Assim, a vazo bombeada seria maior. Apesar da questo citar o nmero de horas de funcionamento, entendemos que essa relao entre esse aspecto e a posio dos reservatrios no seria to imediata na assertiva, o que geraria dvidas no candidato sobre o que a questo estaria solicitando dele, mas o gabarito definitivo foi que a assertiva est correta. Resposta: C 10 - (SESPA/2004) Nos sistemas de abastecimento de gua, o funcionamento sem interrupo do servio depende de alguns itens de concepo das adutoras. Para tanto, as adutoras de conduto forado devem possuir vlvulas de descarga, para permitir o esvaziamento de trechos do conduto para limpeza da linha e manuteno e reparos. Conforme resposta da questo anterior, nos pontos baixos das tubulaes, sero previstas estruturas de descarga. Resposta: C 11 - (CGU/2008) Adutoras so canalizaes do sistema de abastecimento que conduzem a gua para as unidades que precedem rede de distribuio. Assinale a opo correta. a) As adutoras por recalque so aquelas que transportam a gua de uma cota mais elevada para uma cota mais baixa. b) Para o clculo da vazo de dimensionamento das adutoras, necessrio conhecer o horizonte de projeto, a vazo e o perodo de funcionamento da aduo.



c) So recomendados os traados que apresentem trechos ascendentes curtos com pequenas declividades, seguidos de trechos descendentes longos com maior declividade. d) Quando a inclinao do conduto for superior a 10%, h necessidade de se utilizar blocos de ancoragem para dar estabilidade ao conduto. e) Levando-se em conta os aspectos tcnicos e econmicos, os limites mximos de velocidade nas adutoras variam entre 7 e 8 m/s. Analisando cada um dos itens da questo, luz da reviso terica apresentada acima: a) As adutoras por recalque so aquelas que transportam a gua de uma cota mais elevada para uma cota mais baixa. o contrrio, adutoras por recalque transportam a gua de uma cota mais baixa para uma cota mais elevada. b) Para o clculo da vazo de dimensionamento das adutoras, necessrio conhecer o horizonte de projeto, a vazo e o perodo de funcionamento da aduo. Exato, como vimos acima, estes so alguns dos parmetros necessrios para o dimensionamento de adutoras. c) So recomendados os traados que apresentem trechos ascendentes curtos com pequenas declividades, seguidos de trechos descendentes longos com maior declividade. A recomendao da literatura a de que os trechos em aclive devem ser longos e de pequenas declividades. Os trechos em declive devem ter grandes declividades e serem curtos. d) Quando a inclinao do conduto for superior a 10%, h necessidade de se utilizar blocos de ancoragem para dar estabilidade ao conduto.



Como apresentado acima, quando a inclinao do conduto for superior a 25%, h necessidade de se utilizar blocos de ancoragem para dar estabilidade ao conduto. e) Levando-se em conta os aspectos tcnicos e econmicos, os limites mximos de velocidade nas adutoras variam entre 7 e 8 m/s. Segundo a literatura os limites mximos de velocidade nas adutoras no devem ser maiores que 2 m/s. Resposta: B 12 (CGU/2008) As estaes elevatrias so componentes essenciais dos sistemas de abastecimento de gua, sendo utilizadas na captao, aduo, tratamento e distribuio de gua. Sobre esse componente, correto afirmar que: a) de acordo com a instalao da bomba, as elevatrias se classificam em estaes de poo afogado e de poo elevado. b) as estaes pressurizadoras ou de reforo no dispem de poo de suco, pois so instaladas diretamente na adutora ou na rede principal de abastecimento de gua. c) o poo de suco deve ser projetado de modo que o centro do vrtice possibilite a variao rpida da presso do rotor da bomba, evitando vibraes e cavitao. d) a entrada da tubulao de suco deve ter cantos vivos para assegurar um escoamento mais uniforme, prevenir a separao do fluxo e reduzir as perdas de carga. e) a vlvula de p um tipo de vlvula de reteno instalada na extremidade da tubulao de suco, em instalaes de bombas afogadas. Utilizaremos esta questo para uma reviso sobre estaes elevatrias, que so o conjunto de instalaes (bombas e acessrios) que possibilitam a elevao da



carga piezomtrica da gua (presso) transportada nos servios de abastecimento pblico. Com isso, a gua poder ser conduzida a pontos mais distantes (ou mais elevados) das linhas que compem o sistema de abastecimento. As estaes elevatrias so utilizadas para captar gua e recalc-la a pontos distantes ou elevados, ou ainda para aumentar a capacidade de aduo (vazes). O ideal que as adutoras pudessem funcionar apenas por gravidade, j que os custos de implantao e manuteno so altos, alm desse sistema ser vulnervel a falhas no fornecimento de energia necessria ao funcionamento das bombas eltricas. Todavia, isso no possvel em sistemas de grande porte. Uma estao elevatria tpica mostrada na Figura 16.

Figura 16 Estao elevatria Os componentes tpicos de uma estao elevatria so: - Poo de suco: poo que reserva a gua a ser recalcada. - Linha de suco: canalizaes e peas que vo do poo de suco entrada da bomba.



- Linha de recalque: canalizaes e peas que vo da sada da bomba ao ponto de recalque. - Casas de bombas: edificao que abriga os conjuntos moto-bomba. - Motor de acionamento: equipamento encarregado do acionamento da bomba por meio do fornecimento de energia mecnica a ela. A fonte de energia do motor geralmente eltrica. - Bomba: equipamento destinado a succionar a gua retirando-a do reservatrio de suco e pressurizando-a atravs do rotor, que a impulsiona para o reservatrio de recalque. As bombas classificam-se em (1) bombas volumtricas e (2) turbo-bombas:

bombas volumtricas: utilizam a variao de volume no interior de uma cmara fechada para provocar a variao de presso. Essa variao de volume causada por movimentos rotativos ou alternativos. Assim, denominam-se bombas rotativas e bombas pisto;

turbobombas: mais utilizadas atualmente, so dotadas de um rotor, que

se movimenta dentro de uma carcaa pela ao do motor. Esse movimento produzido no lquido gera energia cintica (de movimento) que se converter em presso. Pode haver mais de um rotor dentro da carcaa, o que aumenta a altura manomtrica a ser alcanada. Essas bombas podem ser: (I) radiais ou centrfugas (Figura 17a - trajetria do fluxo se faz segundo um plano radial, normal ao eixo); (II) axiais (Figura 17b - trajetria de fluxo segundo a direo do eixo da bomba); e (III) mistas ou diagonais (Figura 17c - rotor tem fluxo diagonal).



Figura 17 Bombas - Vlvula de reteno: destina-se proteo da bomba contra o retorno da gua e manuteno da coluna lquida por ocasio da parada do motor. Seu funcionamento se d pela simples fora da gua, j que a vlvula se abre em apenas uma direo. Quando o escoamento se d no sentido correto, ela permanece aberta. Caso haja uma interrupo do escoamento da gua e ela ameace retornar, a vlvula volta com a fora da gua e se fecha, vedando o tubo. - Vlvula ou registro: aparelho instalado aps a vlvula de reteno para possibilitar sua manuteno. O registro mais utilizado o de gaveta. Ele pode ser utilizado para o controle da vazo.

- Vlvula de p com crivo: vlvula de reteno instalada na extremidade inferior da tubulao de suco, quando a bomba est acima do nvel dgua do poo de suco. Seu objetivo impedir o retorno do lquido quando a bomba pra de funcionar. Com isso, a bomba e a tubulao estaro sempre cheias dgua (escorvadas). Caso contrrio, a depresso criada na entrada da bomba pode no ser suficiente para recalcar o lquido e a bomba trabalhar vazia, sem realizar o recalque. O crivo (uma espcie de malha ou peneira que envolve a boca do tubo) tem a funo de impedir a entrada de slidos no interior da bomba. - Reduo excntrica: realiza a transio entre o dimetro da tubulao de suco (geralmente maior) e o dimetro da bomba (geralmente menor). A excentricidade tem a funo de evitar a formao de bolhas de ar na entrada da bomba. Considera-se suco positiva caso o eixo da bomba esteja acima da tubulao de suco (figura 18a). Do contrrio, a suco negativa e nesse caso afirma-se que



a bomba trabalha afogada (figura 18b). importante observar que nesse ltimo caso, a bomba permanece cheia mesmo aps a interrupo de seu funcionamento, j que se encontra abaixo do nvel de gua.

Figura 18 Suco positiva e negativa Importante destacar que em bombas afogadas torna-se desnecessria a utilizao da vlvula de p. Por outro lado, deve ser previsto um registro de gaveta a fim de se dar manuteno bomba. Parmetros e termos hidrulicos de uma instalao de recalque Passemos a tratar que alguns aspectos conceituais relativos s instalaes de recalque. Altura manomtrica A altura manomtrica representa a energia absorvida pelo lquido ao atravessar a bomba. Ou seja, a diferena entre a energia antes e depois da bomba. E qual ser a energia que a bomba tem que nos fornecer? Aquela capaz de vencer o desnvel geomtrico, somadas s perdas de carga ocorridas naquele trecho. Digamos que temos dois reservatrios. Um rebaixado (1) e um elevado (2). A bomba deve ser capaz de aduzir gua de 1 para 2. Assim, ela vai ter que fornecer a energia necessria para isso, que, nesse caso, ser igual ao desnvel



geomtrico mais as perdas de carga ocorrida na tubulao que liga os dois reservatrios. Hm = Hg + h1-2, onde: Hm = altura manomtrica; Hg = altura geomtrica; h1-2 = perdas de carga entre os pontos 1 e 2. Potncia e rendimento do conjunto elevatrio A potncia hidrulica, numa instalao de recalque, o trabalho realizado sobre o lquido ao passar pela bomba em um segundo, podendo ser expressa pela equao: PH = . Q . Hm, onde: PH = potncia hidrulica em W; = peso especfico da gua em N/m (grandeza constante da gua); Q = vazo bombeada em m/s; Hm = altura manomtrica em m. No necessrio decorar a frmula, mas entender que, a partir dela, podemos calcular qual a potncia necessria para recalcar uma vazo Q a uma altura manomtrica Hm. Entretanto, a potncia da bomba escolhida deve ser ainda maior do que esta, pois ocorrem perdas no seu interior (atrito entre as peas, gerando ineficincias no bombeamento e maior consumo de energia). Assim, adiciona-se um coeficiente equao (em seu denominador), como forma de representar o rendimento ou eficincia da bomba. Ou seja, a potncia da bomba a ser escolhida (potncia necessria) pode ser calculada por:

mB

HQP

..=

Cavitao



A cavitao o fenmeno de formao de bolhas no lquido devido ao abaixamento da presso. Quando a presso abaixa ao nvel da presso de vapor, o lquido evapora da mesma forma que no aumento da temperatura. Essa vaporizao gera bolhas que, caso haja imploso, promovero choques de partculas (liberao de energia!), podendo danificar a parede interna da bomba. Por outro lado, essas bolhas podem tambm se expandir e, nesse caso, obstruir toda a passagem de lquido pela seo. Os principais inconvenientes da cavitao so barulho, vibrao, danificao do material, entre outros. A partir da equao de Bernoulli pode-se obter um valor mximo para a altura de suco hs (distncia vertical entre do eixo da bomba ao nvel da gua no poo de suco), sendo que abaixo desse valor no haver cavitao e acima dele ocorrer o fenmeno. Assim, a avaliao das condies de cavitao pode ser realizada da comparao entre dois parmetros: NPSH disponvel x NPSH requerido. A sigla NPSH significa Net Positive Suction Head, cuja traduo literal para a lngua portuguesa no expressa de forma clara o que significa na prtica (algo como altura positiva lquida de suco ou altura de suco absoluta). O NPSH disponvel representa a carga existente na instalao para permitir a suco do fluxo. Ele varia em funo da altura hs e da perda de carga na tubulao de suco, sendo que quanto maiores forem esses valores, menor o NPSH disponvel.

J o NPSH requerido interpretado como a carga energtica que a bomba necessita para succionar o lquido sem cavitar. Esse valor fornecido pelo fabricante da bomba e varia em funo da velocidade (aumenta com o aumento da vazo).

Se o NPSH requerido igual ou superior ao NPSH disponvel na instalao, conclui-se que deve haver cavitao na bomba. Curvas caractersticas das bombas



As bombas so projetadas para trabalhar com vazes e alturas manomtricas especficas, previamente estabelecidas. Para nos explicarmos melhor apresentamos um exemplo. O engenheiro precisa comprar uma bomba para recalcar a gua da ETA para um reservatrio, localizado no ponto alto da cidade. Ele dever determinar: - a vazo de projeto (vazo de abastecimento); e - a altura manomtrica (dada pela soma do desnvel geomtrico e as perdas de

carga). Com essas duas informaes, o fabricante fornecer a bomba mais apropriada. Mas a bomba no capaz de operar apenas uma vazo e alcanar apenas determinado valor de altura manomtrica. Na realidade, ela pode operar vrias combinaes de valores (de Q e Hm), que formam uma faixa de operao.

Figura 19 Curva Caracterstica de uma bomba Alm desses dados, necessrio obter informaes sobre a potncia, o rendimento e o desenvolvimento do NPSH com a vazo recalcada. As curvas formadas pela combinao de Hm x Q e PB x Q so as curvas caractersticas da bomba. H tambm as curvas caractersticas do sistema como um todo. Elas sero obtidas por meio de pares de valores de altura manomtrica e vazo do sistema adutor. Para traar essa curva temos que lembrar a definio de altura manomtrica e da equao de Hazen-Williams para a perda de carga:



87,4

85,1

85,1

64,10

D

Q

CJ = , onde:

J = perda de carga unitria (m/m); C = coeficiente de perda de carga, depende do material de construo da adutora; Q = vazo (m/s); D = dimetro da tubulao (m). A perda de carga total na adutora obtida por meio do produto entre a perda de carga unitria J e o comprimento da tubulao L. Dessa forma, temos o seguinte roteiro: 1 Primeiro define-se a altura geomtrica total; 2 Depois por meio da equao de Hazen-Williams possvel estabelecer uma srie de valores de vazo e perda de carga total (isso porque o dimetro D e o material C j estaro estabelecidos); portanto, para cada valor de Q haver um valor de J calculado, que multiplicado pelo comprimento L nos fornecer a perda de carga total correspondente. 3 Somando-se a perda de carga (h) e a altura geomtrica total (Hg) calculada, possvel encontrar o valor da altura manomtrica Hm. 3 Com vrios pares de valores de Q e Hm estabelece-se a curva do sistema. Atravs do ponto de interseco entre a curva do sistema e a curva da bomba, encontra-se o ponto de trabalho da bomba.



Figura 20 Curva da Bomba (CB) e curva do sistema (CS) Analisando cada um dos itens da questo: a) de acordo com a instalao da bomba, as elevatrias se classificam em estaes de poo afogado e de poo elevado. Aqui o examinador tentou confundir o aluno, pois a bomba pode estar afogada (suco negativa) ou elevada (suco positiva), mas isso no interfere na classificao das elevatrias. b) as estaes pressurizadoras ou de reforo no dispem de poo de suco, pois so instaladas diretamente na adutora ou na rede principal de abastecimento de gua. As elevatrias possuem poo seco e poo de suco. No caso das estaes pressurizadas, h o poo de suco, pois elas so instaladas na rede para reforar a presso j existente na adutora. c) o poo de suco deve ser projetado de modo que o centro do vrtice possibilite a variao rpida da presso do rotor da bomba, evitando vibraes e cavitao. Exato, o poo de suco deve realmente ser projetado para evitar vibraes e a cavitao na bomba.



d) a entrada da tubulao de suco deve ter cantos vivos para assegurar um escoamento mais uniforme, prevenir a separao do fluxo e reduzir as perdas de carga. A entrada da tubulao de suco deve ter cantos arredondados, para assegurar um escoamento mais uniforme, prevenir a separao do fluxo (evitando entradas de ar indesejadas) e reduzir as perdas de carga. e) a vlvula de p um tipo de vlvula de reteno instalada na extremidade da tubulao de suco, em instalaes de bombas afogadas. A vlvula de p, como vimos acima, uma vlvula de reteno instalada na extremidade inferior da tubulao de suco, quando a bomba est acima do nvel dgua do poo de suco. Seu objetivo impedir o retorno do lquido quando a bomba pra de funcionar. Com isso, a bomba e a tubulao estaro sempre cheias dgua (escorvadas). Caso contrrio, a depresso criada na entrada da bomba pode no ser suficiente para recalcar o lquido e a bomba trabalhar vazia, sem realizar o recalque. Em bombas afogadas no h necessidade de vlvula de p. Resposta: C 13 - (PF/2004) Em uma instalao de bombeamento, o NPSH disponvel deve ser maior ou igual ao NPSH requerido. Caso contrrio, ocorrer cavitao em decorrncia de uma suco deficiente. Como vimos na resposta da questo anterior, a assertiva est correta. Resposta: C 14 - (MPOG/2008) Nas estaes de tratamento de gua, a limpeza de filtros rpidos com emprego de fluxo de gua s possvel se o sistema empregar filtrao descendente.



Utilizaremos esta questo para realizar uma reviso terica sobre tratamento de guas de abastecimento, que o conjunto de aes destinadas a alterar as caractersticas fsicas, qumicas e biolgicas da gua, de modo a satisfazer o Padro de Potabilidade estabelecido nos normativos. O tratamento coletivo para abastecimento pblico efetuado em uma Estao de Tratamento de gua (ETA), conforme j mencionamos. O tratamento de gua pode ser parcial ou completo e depender do uso a ser dado gua e de uma anlise prvia de sua qualidade antes de chegar estao (no manancial escolhido). O tratamento deve ser adequado s necessidades, pois custa muito caro. Assim, nem sempre a melhor alternativa escolher o processo mais completo. Uma gua captada em manancial de boa qualidade, no pode ter a mesma alternativa de tratamento do que outra captada em um rio poludo. Por exemplo, a Portaria 518/2004 do Ministrio da Sade prev que gua proveniente de mananciais subterrneos deve sofrer apenas desinfeco, enquanto mananciais superficiais exigem tambm filtrao. O mesmo ocorre entre duas guas cujo tipo de consumo seja distinto (consumo domstico e industrial, por exemplo). O tratamento de gua de mananciais superficiais passa pelas seguintes etapas principais: - clarificao: com o objetivo de remover slidos presentes na gua, reduzindo a sua turbidez (deixando a gua menos turva, ou seja, mais transparente); - desinfeco: para eliminao de microorganismos responsveis pela transmisso de doenas; - fluoretao: adio de flor para preveno da crie dentria, segundo a Portaria do Ministrio da Sade que exige esse procedimento; - controle da corroso: empregado baseado na preocupao econmica de se preservar a integridade das tubulaes e outras instalaes. Em funo das substncias presentes na gua, entretanto, outros processos podem ser previstos. Assim, caso o manancial apresente determinados componentes orgnicos ou inorgnicos, alguns procedimentos de operao



complexa e de alto custo devero ser implantados. Evidentemente, sai mais barata a proteo do manancial e sua bacia de contribuio.

Figura 21 Estao de tratamento

A figura acima d uma idia das etapas do tratamento de gua. Sugerimos que aps lerem os demais tpicos abaixo sobre o tratamento de gua, voltem a essa figura para identificar cada etapa e ajudar na fixao do contedo. Clarificao A clarificao constitui-se no conjunto de operaes destinadas remoo de slidos, reduzindo-se o parmetro turbidez aos padres vigentes. Durante a clarificao ocorrem as seguintes operaes: (i) coagulao, (ii) floculao, (iii) sedimentao e (iv) filtrao. Coagulao A coagulao (mistura rpida) consiste na adio de produto (coagulante) gua a fim de desestabilizar os colides (partculas slidas minsculas), permitindo que



posteriormente eles venham a se aglutinar, formando flocos. Os coagulantes mais comuns so o sulfato de alumnio, o cloreto frrico, o sulfato ferroso clorado, o sulfato frrico e o cloreto de polialumnio. So utilizadas unidades de mistura rpida a fim de se dispersar o coagulante na gua bruta. Os parmetros de projeto dessas unidades so o tempo de deteno (tempo que a gua permanecer na unidade) e o gradiente de velocidade (relacionado intensidade da agitao necessria para garantir a adequada disperso do coagulante na gua). Essas unidades de mistura rpida podem ser hidrulicas (um vertedouro ou calha parshall, por exemplo) ou mecnicas. Embora a alternativa hidrulica seja mais barata, a adoo de agitao mecnica permite o controle dos gradientes de velocidades para ajust-los s caractersticas instantneas da gua bruta. A calha Parshall um dispositivo para medio de vazo em canais abertos e compe-se de trs partes: uma seo convergente, uma seo estrangulada (throat section) e uma seo divergente. No trecho imediatamente a jusante da seo contrada ocorre o ressalto hidrulico (sobrelevao do nvel de jusante). Nesse local aplica-se o produto qumico e ocorre uma grande agitao no escoamento, promovendo o contato entre a gua e o coagulante. A vazo estimada a partir da medio do nvel d gua. A NBR 12216 (1992) recomenda que a determinao das condies ideais de mistura rpida como gradiente de velocidade, tempo de mistura e concentrao de coagulante devem ser determinadas preferencialmente atravs de ensaios de laboratrio (denominados Jar Test, ou testes de jarro, capazes de estimar as dosagens dos produtos qumicos). Floculao Tambm conhecida como mistura lenta, a fase seguinte coagulao. Consiste na introduo de energia ao sistema, favorecendo o contato entre os colides desestabilizados, de forma a permitir sua aglutinao. Aglutinados, os colides passam a ter um maior peso, o que favorecer a sedimentao nos decantadores. Por outro lado, flocos maiores tambm facilitam a filtrao, caso seja essa a estrutura seguinte na sequncia do sistema de tratamento. Assim como a mistura rpida, a floculao pode se dar de forma hidrulica ou mecnica. A alternativa hidrulica realizada por meio da construo de



chicanas (paredes delgadas inseridas como obstculos ao escoamento, conforme figura abaixo).

Figura 22 Chicanas (vertical ou horizontal) Decantao e Flotao A decantao (sedimentao) metodologia antiga no tratamento da gua e consiste na construo de um tanque de sedimentao (decantador), que visa separao dos slidos da gua, pela ao da gravidade sobre os primeiros. O resultado a clarificao do sobrenadante (camada superficial). A sedimentao que ocorre sem as fases de coagulao e floculao (sedimentao plena) aplicvel em pequenas comunidades, j que ocorre a economia decorrente da inexistncia dos custos de produtos qumicos, floculadores e estruturas de mistura rpida. Por outro lado, so necessrias grandes reas para que ocorra a decantao desejada. Em processos em que haja coagulao e floculao, so requeridas menores reas. Isto ocorre devido ao dessas fases, favorecendo a sedimentao. Em alguns casos, as etapas de coagulao e floculao da gua bruta conduzem formao de flocos com baixa velocidade de sedimentao. Nesse caso, so necessrias grandes reas para a decantao. Adota-se, em alternativa aos decantadores, os chamados flotadores, os quais funcionam de maneira contraposta dos decantadores. Nos flotadores, h a gerao de microbolhas que aderem aos flocos e os carregam para a superfcie, de onde so removidos, restando o lquido clarificado daquele ponto para baixo. As unidades de flotao exigem (i) operadores mais qualificados, (ii) equipamentos mais sofisticados e (iii) maior consumo de energia eltrica, em comparao com as unidades de decantao. Mas apresentam como vantagens o fato de (i) serem estruturas mais compactas, (ii) a formao de lodo com menos slidos e (iii) um menor consumo de coagulante.



Filtrao Denomina-se filtrao a passagem da gua atravs de um leito de material granular (normalmente um leito de areia ou antracito, uma variao do carvo mineral, mais pura em teor de carbono), visando reteno dos slidos finos no sedimentados na fase anterior. A filtrao pode ser classificada, em funo do sentido do fluxo, em: (i) ascendente e (ii) descentente. Em funo da velocidade de filtrao, podemos classificar os sistemas em (i) rpidos ou (ii) lentos. A filtrao denominada de barreira sanitria do tratamento. Essa fase indispensvel para a remoo de organismos patognicos e para o atendimento aos padres de turbidez da gua. Em alguns casos, podem ser dispensadas algumas fases da clarificao, o que no ocorre com a filtrao, fase essencial do tratamento. Passa-se a detalhar alguns aspectos concernentes filtrao.

A filtrao lenta um processo bastante simples, no aspecto operacional, e apresenta fase preliminar em um pr-filtro. Como as taxas de filtrao so pequenas, sua adoo para tratamentos de vazes elevadas demanda reas muito grandes. uma alternativa recomendvel para pequenas localidades, por exemplo, em que no h mo-de-obra especializada disponvel. Entretanto, no muito utilizada no Brasil.

A filtrao rpida surgiu da necessidade de serem filtradas maiores vazes. Nesse tipo de processo, h outras fases de clarificao antecedendo a filtrao, o que permite o aproveitamento de mananciais menos protegidos e mais prximos ao centro de consumo. Esses filtros exigem mo-de-obra mais qualificada do que os de filtrao lenta. Apresenta duas variantes de acordo com o sentido do fluxo: ascendente ou descendente.

Na filtrao de fluxo descendente a gua percorre o filtro de cima a baixo e do material mais fino para o mais grosso. A lavagem realizada no sentido contrrio do fluxo (ou seja, de baixo para cima) com uma vazo adequada para assegurar uma expanso adequada para o meio filtrante (entre 30% e 50%). No fluxo ascendente a gua atravessa o filtro de baixo para cima e encontra as camadas filtrantes da mais grossa para a mais fina. Esse filtro dispensa as fases de floculao e decantao, sendo aplicado um coagulante minutos antes da



filtrao. A lavagem realizada com uso de gua e desinfetante e ocorre no mesmo sentido da filtrao.

Desinfeco

A desinfeco da gua filtrada nas ETAs tem carter corretivo e preventivo. No primeiro aspecto, eliminam-se os organismos patognicos ainda remanescentes da gua filtrada (bactrias, protozorioas, vrus e algas). No segundo aspecto, mantm-se um montante residual do desinfetante na gua, visando a prever eventuais contaminaes na rede de distribuio.

Segundo a Portaria 518/2004, do Ministrio da Sade temos o seguinte:

Art. 13. Aps a desinfeco, a gua deve conter um teor mnimo de cloro

residual livre de 0,5 mg/L, sendo obrigatria a manuteno de, no mnimo,

0,2 mg/L em qualquer ponto da rede de distribuio, recomendando-se que a

clorao seja realizada em pH inferior a 8,0 e tempo de contato mnimo de 30

minutos.

Pargrafo nico. Admite-se a utilizao de outro agente desinfetante ou outra

condio de operao do processo de desinfeco, desde que fique demonstrado

pelo responsvel pelo sistema de tratamento uma eficincia de inativao

microbiolgica equivalente obtida com a condio definida neste artigo. (grifos nossos)

Entre os fatores que influem na eficincia da desinfeco, e consequentemente no tipo de tratamento a ser empregado, esto: (a) tipo, concentrao e disperso do contaminante; (b) tipo e concentrao do desinfetante; (c) tempo de contato; (d) caractersticas qumicas e fsicas da gua.

O calor e a radiao ultravioleta so agentes fsicos utilizados na desinfeco. Dentre os agentes qumicos, pode-se listar:

- oxidantes: cloro, bromo, iodo, oznio, pergamanganato de potssio e perxido de hidrognio;



- ons metlicos: prata e cobre.

O cloro em sua forma gasosa (como hipoclorito de clcio ou hipoclorito de sdio) o produto mais utilizado na desinfeco de gua nas ETAs. Entretanto, foi observada a formao de THM (substncia cancergena) em guas de abastecimento cloradas. Assim, passou-se a dar mais ateno a desinfetantes alternativos, entre eles o oznio e o dixido de cloro, em substituio ao cloro gasoso.

Fluoretao

A utilidade do emprego de flor em guas de abastecimento bastante controversa entre especialistas. Entretanto, normalmente, prev-se a adio de flor na forma de cido fluorsilcico ou de fluorsilicato de sdio para agir preventivamente contra a decomposio do esmalte dos dentes.

Estabilizao qumica

Alm de atender aos padres quanto ao consumo humano, a gua no pode apresentar-se como corrosiva ou incrustante e acarretar danos tubulao. A incrustao do tubo (devido a pHs altos) causa reduo de sua rea til e aumento da perda de carga. J a corroso (devido a pHs baixos) demanda manutenes constantes devido ao desgaste da tubulao.

Pode-se prever a limpeza peridica dos tubos, o que geralmente aumenta consideravelmente os custos de manuteno do sistema. Assim, o processo de estabilizao qumica visa a evitar a corroso e incrustao das tubulaes por meio do controle do pH da gua.

Outros processos e operaes unitrias Muitas vezes, a remoo de substncias orgnicas e inorgnicas da gua requer o emprego de tcnicas especficas. A seguir so detalhadas outras operaes.



Oxidao A oxidao e a elevao do pH so comumente utilizadas na remoo de metais solveis na gua, com vistas formao do precipitado dos metais (precipitado = slido formado na reao qumica). Assim, a formao do precipitado ocorre devido reao qumica entre a substncia componente do metal e o oxidante. Os metais mais citados pela literatura so o ferro e mangans, associados ao bicarbonato e ao sulfato, respectivamente. Como essas substncias so encontradas solveis na ausncia de OD, necessria a formao de precipitado (slido) a fim de que sejam retiradas da gua. Utilizando-se oxidantes, a formao do precipitado do ferro ocorre em pHs maiores do que 6,5 e do precipitado de mangans, em pHs maiores do que 8. Muitas vezes, dependendo da concentrao do contaminante e do pH da gua, a prpria aerao pode ser eficiente para reduzir a concentrao de ferro e mangans. Adsoro de contaminantes Apesar de muitas vezes eficiente, a oxidao pode gerar subprodutos nocivos sade. Ento, avaliam-se outras solues para o problema. A adsoro de contaminantes consiste na utilizao de substncias que provoquem interaes fsicas ou qumicas entre a substncia adsorvida (no caso, um contaminante) e o adsorvente (normalmente, carvo ativado), em que a primeira se adere ao segundo. Para atender essa finalidade, a adsoro em carvo ativado em p (CAP) ou carvo ativado granular (CAG) so atualmente as tcnicas mais utilizadas para reduzir a concentrao de compostos orgnicos. Comparando-se os dois, pode-se afirmar que o CAP compe-se de partculas menores e requer um investimento tambm menor. Mas, apresenta como desvantagens a remoo baixa de compostos orgnicos volteis e a gerao de mais lodo (subproduto do tratamento a ser eliminado). O carvo ativado bastante relacionado pela literatura tcnica com a retirada de odor e sabor da gua. A absoro um fenmeno em que uma substncia permeia o volume de outra (por exemplo, uma esponja absorve gua), enquanto a adsoro um fenmeno



de superfcie. A adsoro qumica (tambm chamada quimissoro) importante em inmeras situaes no dia-a-dia (por exemplo, em filtros de carvo ativado, como comentamos) e na indstria (por exemplo, em catalisadores). Linhas de tratamento As linhas de tratamento consistem na combinao entre as unidades de um sistema de tratamento de gua. Assim, essas linhas podem ter apenas algumas ou vrias etapas de tratamento. A escolha de determinada linha de tratamento deve considerar o porte da comunidade abastecida, as caractersticas da gua bruta, a disponibilidade de pessoal qualificado e vantagens/desvantagens dos diversos processos. Alm disso, cabe ressaltar que as unidades so dispostas sequencialmente. Isso implica em que o desempenho de uma unidade a montante afeta o funcionamento de todas aquelas que esto a jusante. Quando todas as fases da clarificao forem previstas, alm da desinfeco, o tratamento da gua denominado clssico ou convencional. H ainda as linhas de tratamento denominadas filtrao direta (coagulao + filtrao rpida + desinfeco) e filtrao lenta (filtrao lenta + desinfeco). Voltando a questo, a limpeza efetuada tanto na filtrao descendente quanto na filtrao ascendente. Nesta a lavagem ocorre no sentido da filtrao, naquela, no sentido contrrio. Resposta: E 15 - (MPOG/2008) O sulfato de alumnio um coagulante usualmente empregado no tratamento de gua por filtrao lenta. O sulfato de alumnio, assim como o cloreto frrico, o sulfato ferroso clorado, entre outros, so coagulantes usualmente utilizados na coagulao (processo de tratamento por mistura rpida), que consiste na adio de produto (coagulante) gua a fim de desestabilizar os colides (partculas slidas minsculas), permitindo que posteriormente eles venham a se aglutinar, formando flocos, no no tratamento por mistura lenta.



Resposta: E 16 - (PMRB/2007) A unidade de tratamento de gua s necessria para guas superficiais. Por estarem mais protegidas, as guas subterrneas apresentam, em regra, uma melhor qualidade, o que permite um tratamento mais simplificado, muitas vezes, restrito desinfeco. Mas um erro dizer que s necessrio o tratamento em guas superficiais, o que o mesmo que dizer que no dever existir qualquer tipo de tratamento em captaes subterrneas. Resposta: E 17 - (DESO/2004) Aps a desinfeco com cloro, a recomendao geral de que a gua deve conter um teor mnimo de cloro residual livre de 0,5 mg/L, sendo obrigatria a manuteno de, no mnimo, 0,2 mg/L de cloro em qualquer ponto da rede de distribuio. Logo aps a desinfeco o valor 0,5 mg/L. Em qualquer ponto da rede de distribuio, como deve ser maior que 0,2 mg/L. a funo preventiva da desinfeco. Resposta: C 18 - (PMV-ES/2007) A desinfeco da gua tem carter corretivo e preventivo. A desinfeco tem carter corretivo (relativo ltima fase de preparao da gua, antes bruta) e preventivo (ao deixar parcela um valor residual na gua). Resposta: C 19 (CGU/2008) Rede de distribuio de gua a parte do sistema de abastecimento formada de tubulaes e rgos acessrios, destinados a colocar gua potvel disposio dos consumidores, de forma contnua,



em quantidade, qualidade e presso adequada. Sobre as redes de distribuio, assinale a opo verdadeira. a) A rede de distribuio ramificada constituda por tubulaes principais que formam anis ou blocos e garantem o abastecimento por mais de um caminho. b) A verificao da capacidade mxima da rede existente consiste em determinar as vazes nos trechos e as cotas piezomtricas nos ns, com condicionamentos nas velocidades e presses, podendo assumir vrias solues. c) Para o dimensionamento da rede, so importantes a presso dinmica mxima e a presso esttica mnima, referidas ao NA mximo e NA mnimo, do reservatrio de distribuio de gua, respectivamente. d) Os principais equipamentos acessrios das redes de distribuio so as vlvulas de manobra, de descarga e reguladoras de presso, as ventosas, os hidrantes e as conexes. e) As velocidades altas nas redes redu

Aula 05 -OBRAS HÍDRICAS EM EXERCÍCIOS – CGU/2012

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