Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas
Departamento de Engenharia Civil
CIV 640 – Saneamento Urbano
Consumo de água
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas
Departamento de Engenharia Civil
CIV 640 – Saneamento Urbano
Objetivo da aula 4:
Ao final desta aula os alunos deverão conhecer os
principais aspectos quantitativos de consumo de
água de abastecimento.
Sistema de Abastecimento de Água
Fonte : VERCELLI (2012).
3
Dimensionamento do Sistema
Dependerá:
•
•
•
•
Consumo médio por habitante
População (Estimativa do número médio de habitantes)
Variações da demanda
Outros consumos que podem ocorrer na área de estudo
4
Consumidores de Água
• Doméstico
• Comercial
• Industrial
• Público
5

•
Conceito de Vazão – Q
Quantidade em volume de fluido que
atravessa uma dada seção do
escoamento por unidade de tempo.
• Q=V/T
ou
• Q = vmed X As
6
Consumo per capita
Quantidade de água consumida por dia, em média, por habitante
Volume distribuído anualmente (l/ano)
q=
365. população atendida (hab)
q = (L/hab.dia)
7
Consumo doméstico
Discriminação dos distintos consumos de origem doméstica
(L/hab.dia)
Europa
Estados Unidos (1996 - 1998)
Tipos de usos
Inglaterra
(1993)
Escócia
(1991)
Noruega
(1983)
Higiênico
86
93
70
135
96
106
Lavagem de
roupas
30
37
25
59
62
54
Cozinha
25
17
28
45
44
47
Lavagem de
carros e pátio
4
1
7
-
-
-
Total
145
148
130
239
202
197
Denver
San Diego Tampa
(Colorado) (Califórnia) (Flórida)
Fonte: TWORT et al. (2000).
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Consumo comercial
Discriminação dos distintos consumos de origem
comercial no Reino Unido
Atividade Comercial
Consumo
Escolas
25,0 L/dia.aluno, para pequenas unidades e
até 75,0 L/dia.aluno nas grandes escolas
Escritórios de grande porte
65,0 L/ empregado
Hospitais
350 -500 L/leito
Hotéis
350 - 400 L/leito e até 700 L/leito em
hotéis de alto luxo
Lojas de departamentos
100 -135 L/empregado
Fonte: TWORT et al. (2000).
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Consumo público
Consumo médio para usos públicos
Estabelecimento
Consumo
Aeroporto
8 - 15 L/ passageiro
Banheiro público
10 - 25 L/usuário
Prisão
200- 500 L/detento
Quartel
150 L/soldado
Rega de jardim
1,5 L/m²
Fonte: MACINTYRE (2003).
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Consumo industrial
Consumos específicos para indústrias de Belo Horizonte e
Contagem
Tipologia industrial
Consumo
Borracha
27,4 L/kg
Metalúrgica
8,7 L/kg
Mecânica
28,9 L/kg
Eletroeletrônicos
41,9 L/kg
Têxtil
Frigoríficos
Produtos Alimentares
Construção Civil
78,8 L/kg de algodão consumido
13,9 L/kg de carne
21,1 L/kg de farinah de trigo consumida
1,5 L/kg de cimento consumido
Fonte: MACINTYRE (2003).
11
Fatores que influenciam no consumo
de água
•
•
•
•
•
•
•
•
Clima
Porte da comunidade
Condições de renda familiar
Grau de industrialização
Pressão da água
Custo da água
Perdas no sistema
Administração do sistema de abastecimento
de água
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Fatores que influenciam no consumo
de água
Consumo per capita por porte da comunidade
Porte da comunidade
Faixa da população
(hab)
Consumo per capita
(QPC) (l/hab.d)
Povoado rural
< 5.000
90-140
Vila
5.000 – 10.000
100-160
Pequena localidade
10.000 – 50.000
110-180
Cidade Média
50.000 – 250.000
120-220
Cidade Grande
> 250.000
150-300
Fonte: VERCELLI (2011).
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Perdas no sistema
Descrição dos componentes das perdas que ocorrem nos sistemas de
abastecimento
Perdas físicas ou reais
Consumo
Vazamentos nas tubulações de
distribuição e ligações prediais
Ligações Clandestinas
Extravasamento de reservatórios
By-pass irregular no ramal das
ligações
Operações de descargas nas redes
de distribuição e limpeza de
reservatórios
Problemas de micromedição
Fonte: HELLER (2013).
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Variações no Consumo
Ocorrem variações de consumo significativas no
sistema de abastecimento de água, que podem ser
mensais, diárias, horárias e instantâneas.
Variações Diárias
Maior consumo diário no ano
K1 =
Consumo médio diário
K1 – Coeficiente do dia de maior consumo
Obs.: (1) Excluir os consumos dos dias em que ocorreram acidentes no sistema ou fatos
excepcionais responsáveis por alterações no consumo de água.
(2) Recomenda-se que seja considerados, no mínimo, cinco anos consecutivos de
observações, adotando-se a média dos coeficientes determinados.
15
Variações no Consumo
Variações do consumo no ano
Fonte: TSUTIYA (2004).
16
Variações no Consumo
Coeficientes do dia de maior consumo (K1 )
Fonte: VERCELLI (2012).
17
Variações no Consumo
Variações Horárias
Maior vazão horária do dia de maior consumo
K2=
Consumo médio horário do dia de maior consumo
K2 – Coeficiente de hora de maior consumo
OBS.: O coeficiente K1 é utilizado como reforço para cálculos de projetos
em todas as unidades do sistema, enquanto K2 é adotado como reforço
apenas para a rede de distribuição
18
Variações no Consumo
Variações do consumo horário
Fonte: TSUTIYA (2004).
19
Variações no Consumo
Coeficientes da hora de maior consumo (K2 )
Fonte: VERCELLI (2012).
20
Sistema de Abastecimento de Água
Fonte : TSUTIYA (2012).
21
Cálculo de Vazão
Vazão média
Q = vazão média (L/s)
P = população da área abastecida (habitantes);
qpc = consumo per capita de água (L/ hab. dia);
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Cálculo de Vazão
Vazão da captação, estação elevatória e adutora até a ETA
Q = vazão média (L/s)
k1 = coeficiente do dia de maior consumo;
Qs= vazão singular, por exemplo, grandes consumidores (indústrias,
comércios, etc) (L/s);
qETA = Consumo na ETA (%).
Cálculo de Vazão
Vazão da ETA até o reservatório
Q = vazão média (l/s)
k1 = coeficiente do dia de maior consumo;
Qs= vazão singular, por exemplo, grandes consumidores (indústrias,
comércios, etc);
Cálculo de Vazão
Vazão do reservatório até a rede
Q = vazão média (L/s)
k1 = coeficiente do dia de maior consumo;
k2 = coeficiente da hora de maior consumo;
Qs = vazão específica, por exemplo, grandes consumidores (indústrias,
comércios, etc);
Exercícios
Exercício 1:
Calcular as vazões de dimensionamento de um
sistema de abastecimento de água, para atender
uma população de 100.000 habitantes com vazão
industrial de 25 l/s, sendo o consumo per capita de
200 l/hab.dia e um consumo na ETA de 3%. Adotar
para k1 = 1.2 e k2=1.5. Período de funcionamento da
ETA = 15h.
26
Exercícios
Exercício 2:
No ano de 1996 foi aduzido para a cidade de Bauru
(SP) 33.752.520 m3 de água para atender a uma
população de 292.000 pessoas (sede + distritos). O
consumo máximo diário observado foi igual a
108.820 m3 e ocorreu no dia 21 de março. Calcular:
a) A Vazão média, em l/s, aduzida para a cidade;
b) O consumo médio per capita no ano, em
L/hab.dia;
c) O coeficiente do dia de maior consumo
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Estimativas de População
Sistemas de abastecimento de água
• As obras devem atender uma população maior
que a atual
• Período de projeto (plano do projeto, horizonte
do projeto): corresponde ao crescimento
demográfico em um certo número de anos.
Adotado 20 a 30 anos
Estimativas de População
As projeções de população para projetos de
saneamento devem considerar:
 Qualidade das informações que servirão de base
para a projeção populacional
 Dados populacionais do município e distritos dos
últimos quatro censos demográficos
- população residente urbana e rural
- domicílios ocupados
- número de habitantes por domicílio
- população residente e domicílios ocupados
Estimativas de População
As projeções de população para projetos de
saneamento devem considerar:
• Dados atuais do número de ligações de água e luz
(residenciais, comerciais, industriais e públicas)
• Índices de atendimentos
concessionárias
divulgados
pelas
• Dados atualizados do cadastro imobiliário da
prefeitura
Estimativas de População
As projeções de população para projetos de
saneamento devem considerar:
• Pesquisa de campo (amostra representativa):
- parâmetros urbanísticos e demográficos da
ocupação atual
- padrão econômico
- tamanho médio do lote
- domicílios por lote
- habitantes por domicílio
- índice de verticalização
Estimativas de População
As projeções de população para projetos de
saneamento devem considerar:
• Planos e projetos (industriais, habitacionais etc)
• Plano Diretor
• Situação sócio-econômica do município e seu
papel na região em que se insere
Estimativas de População
Método Aritmético
 Admite:
- taxa de crescimento constante para os anos
seguintes
- população varie linermente
dP/dt = Ka
Ka = P2-P1/t2-t1
P = P2 + Ka . (t-t2)
Onde:
dP/dt = variação da população por unidade de
tempo
Ka = constante
P1 – população do penúltimo censo
P2 – população do último censo
P – População no ano de projeção
t – ano de projeção
Obs: Pode ser utilizado para previsão populacional para um
período de 1 a 5 anos.
Estimativas de População
Método Geométrico
 Considera:
- a mesma porcentagem de aumento da
população para iguais períodos de tempo
dP/dt = Kg . P
Onde:
dP/dt = variação da população por unidade
Kg = lnP2-lnP1/t2-t1
de tempo
Kg = taxa de crescimento geométrico
P = P2 . e Kg . (t-t2)
P1 – população do penúltimo censo
P2 – população do último censo
P – População no ano de projeção
t – ano de projeção
Exercícios
Exercício 3:
Calcular a população de uma cidade para o ano 2020 e
2030, utilizando os seguintes métodos de previsão
populacional:
a) Aritmético
b) Geométrico
São conhecidos os dados da população urbana da cidade
referente aos censos de 1991, 2000 e 2010,
apresentados na tabela 1.
Tabela 1 – Dados da população
Ano
População (hab.)
1991
28.809
2000
46.867
2010
68.808