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Documento que apresenta o projeto de rede de abastecimento de água em rio claro, sp. Inclui informações sobre a hidrografia, captação, vazões e adutoras. Utiliza dados fornecidos pelo instituto brasileiro de geografia e estatística (ibge) e apresenta figuras e tabelas.
Tipologia: Esquemas
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João Victor Fertrin da Silva 191011037
Juan Andrade Van Melis 191012807
Laís Helena Lazaro da Silva 191010154
Leonardo Mendes 191012637
Leonardo Magalhães 171011023
Nicolly Carlos de Souza 191012785
Para o primeiro projeto da disciplina de Saneamento Básico, foi
realizado o projeto de rede de abastecimento para a cidade de Rio Claro - SP.
Localizada a 173 km da capital paulista, a cidade possui 209.548 habitantes
segundo o censo do Instituto Brasileiro de Geografia Estatística (IBGE). Possui uma
área que se aproxima de 500.000 km² e toma uma posição de 34° e 105° lugar no
índice de IDH e PIB do Brasil, respectivamente, o que evidencia a colocação da
cidade em uma boa posição de qualidade de vida e desenvolvimento, fato que
pressupõe a necessidade e importância de um projeto de rede de abastecimento de
água adequado e eficaz.
Figura 1 - Mapa de localização da cidade de Rio Claro.
Fonte: Os autores (2022).
Quanto à hidrografia, o principal rio que banha o território é chamado
de Corumbataí, sendo sua bacia a principal via de drenagem, a qual contém as 17
microbacias hidrográficas do município: Alto Ribeirão Claro, Alto Corumbataí, Médio
Corumbataí, Jacutinga, Assistência, Baixo Ribeirão Claro, Ibitinga, Sapezeiro,
Cachoeirinha, Servidão, Alto Cabeça, Campo do Cocho, Baixo Corumbataí, Baixo
Cabeça, Médio Cabeça, Baixo Passa-Cinco e Rio Jacu. A captação de água, por
sua vez, é realizada através do Rio Corumbataí e do Rio Batalha.
Figura 2 - Localização do Rio Corumbataí e do ponto de captação na estação de
tratamento de água (ETA 2).
Fonte: Os autores (2022).
O clima, por sua vez, é classificado como trivial de altitude, sendo a
temperatura média de 20,3° C e a pluviosidade média anual em torno de 1294 mm.
Os verões são caracterizados como quentes e chuvosos, enquanto o inverno é mais
frio e seco.
Por fim, o sistema de captação de água em Rio Claro está localizado entre a
rodovia Wilson Finardi e no final da Avenida Brasil, mais distante da parte urbana da
cidade (marcado em vermelho, ao norte da foto, está localizada a estação de
tratamento), como pode ser visto na Figura 1.
Tabela 1 - Uso e ocupação da cidade de Rio Claro.
Densidade demográfica 373,69 hab/km²
Área da cidade 498,422 km²
Área urbanizada da cidade 48,25 km²
Esgotamento sanitário adequado 98,6 %
Abastecimento de água 100 %
Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2021).
Figura 4 - Uso e ocupação da cidade de Rio Claro.
Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2021).
Figura 5 - Área urbanizada e a área verde da cidade do bairro.
Fonte: Os autores (2022).
Em seguida, foram coletados os dados referentes ao bairro, que foram
condensados na Tabela 2.
Tabela 2 - Uso e ocupação do bairro.
Área total do bairro 481170 m²
Áreas verdes 60621 m²
Porcentagem de área verde 12,59867 %
Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2021).
Por fim, coletou-se dados acerca dos parâmetros sociais e econômicos da
cidade de Rio Claro, os quais foram explicitados na Tabela 3 e na Figura 2.
Tabela 3 - Aspectos sociais e econômicos da cidade de Rio Claro.
Renda per capita 50923.39 R$
Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE).
Com estudos realizados no bairro, foi possível observar que o bairro tem
algumas características, como os habitantes, número de lotes e uma média de
habitantes por lote.
Com a coleta desses dados, observa-se que no bairro existem 2012
habitantes e foi definido que o bairro possui 503 lotes.
Portanto, após esses estudos, se considera 4 habitantes por lote, em média,
dado fundamental para o cálculo de vazão necessária para atender a demanda do
bairro.
Para realizar os estudos da população, e uma previsão do aumento dessa
população, foi utilizada a equação seguinte:
(( 𝑡−𝑡2 )÷ 𝑡2−𝑡1( ))
Onde P é a população futura; P1 População de 2010; P2 População de 2021;
t é a população de 2030; t1 é a população de 2010; t2 é a população de 2021.
Considerando os dados de que a população em 2010 era de 186253
habitantes e em 2021 209548 habitantes.
Com esses dados podemos desenvolver e prever a população em qualquer
ano possível, nesse caso, em 2030, que aplicada a equação, temos que o P,
população em 2030, efetiva, de 230759 habitantes. Portanto, será esta população a
ser utilizada para os cálculos de vazão.
O sistema de abastecimento de água considerado para o presente trabalho é
referente à Estação de Tratamento de Água II da cidade de Rio Claro – SP, com a
captação feita no Rio Corumbataí.
Figura 7 - Captação de água em Rio Claro
Fonte : os autores (2022)
Como mostrado na figura, a captação conta com uma barragem de nível para
acumular um volume mínimo de água (TSUTIYA, 2006). Conta também com uma
tomada d’água que conduz o fluxo para dentro da caixa de areia. Abaixo da tomada
d’água, existe uma grade que detém maiores impurezas, enquanto a caixa de areia
é incumbida de decantar as partículas de areia. O cálculo para o dimensionamento
da caixa de areia está em outra seção do presente trabalho.
Considerando todo o percurso da água, pode-se definir inicialmente que
existem 3 tipos de vazões, sendo elas: QA, a vazão que sai do manancial e chega na
ETA; QB, a vazão da ETA até o reservatório; e QC, a vazão do reservatório até a
rede. Foi calculada a vazão para cada situação, a população da cidade de Rio Claro
e a população do bairro.
Para isso utilizou-se as seguintes fórmulas:
QA = [(K 1 .P.q)/86400 + QESP].CETA;
QB = (K 1 .P.q)/86400 + QESP;
QC = (K 1 .K 2 .P.q)/86400 + QESP.
Onde P é a população da área abastecida, q é o consumo per capita de água,
K 1 é o coeficiente do dia de maior consumo, K 2 é o coeficiente da hora de maior
consumo, QESP é a vazão específica e CETA é o consumo na ETA.
Como não há dados suficientes sobre a vazão específica, como dados de
indústria e comércio, foi desconsiderado e utilizada a equação sem este dado para o
cálculo da vazão na cidade de Rio Claro. Quanto ao bairro, este não apresenta
áreas de consumos especiais, então foi novamente desconsiderado.
Para que seja definida as vazões, foram estabelecidos os seguintes
parâmetros:
anteriores);
Dessa maneira, foram encontradas as vazões: QA = 1,372035 m³/s; QB =
1,332072 m³/s; QC = 1,998109 m³/s.
Para que seja definida as vazões, foram estabelecidos os seguintes
parâmetros:
Dessa maneira, foram encontradas as vazões: QA = 0,011963 m³/s;
QB = 0,011614 m³/s; QC = 0,017422 m³/s.
Como a água do manancial possui materiais flutuantes e em suspensão,
primeiro foi colocado uma grade evitando que passe esses materiais mais
grosseiros. Em seguida, visando o depósito de partículas pequenas, foi colocada
uma caixa de areia onde se considerou uma velocidade de sedimentação das
partículas igual ou inferior a 0,021 m/s e uma velocidade de escoamento longitudinal
igual ou menor que 0,30 m/s.
Assim, considerando as condições de operação para os níveis máximos e
mínimos, foi utilizada a equação abaixo:
Como dito anteriormente, a adutora bruta representa a etapa onde a água
ainda não passou pela estação de tratamento. Dessa maneira, foram estabelecidos
os seguintes parâmetros:
epóxico usado +20 anos = 120.
Em seguida, foi calculado o diâmetro teórico, a partir da vazão (QA) com o
valor de 1,372035 m³/s - valor determinado para a cidade de Rio Claro - e dos
coeficientes pré-determinados.
Assim, o valor do diâmetro teórico (D) foi de 507,86 mm. Considerando que
deverão ser estabelecidos diâmetros encontrados no mercado, foi determinada a
utilização de dois tubos de 300 mm.
Está sendo considerada a adutora de água tratada, aquela que está presente
no percurso após a estação de tratamento de água até o reservatório. Para este
cálculo, foi utilizado o valor de vazão calculado para o bairro a ser implantado.
Assim, estabeleceu-se:
epóxico usado +20 anos = 120.
Em seguida, foi calculado o diâmetro teórico, a partir da vazão (Q B ) com o
valor de 0,011614 m³/s - valor encontrado para o bairro de Bauru - e dos
coeficientes estabelecidos anteriormente.
Assim, o valor do diâmetro teórico (D) foi de 105,468 mm. Dessa maneira, o
diâmetro encontrado no mercado foi de 150mm. Foi possível notar uma grande
diferença entre as adutoras de água tratada e água bruta por conta dos fatores: o
consumo (para a água bruta, utilizou-se a população da cidade toda para o cálculo
das vazões) e a geometria da adutora.
Para o dimensionamento do reservatório, foram utilizadas as seguintes
equações:
𝐾1.𝑃.𝑞
Onde Vconsumo é o volume do reservatório devido ao consumo, K 1 é o
coeficiente do dia de maior consumo, P é o número de habitantes e, q é a vazão de
consumo.
Vemergência = 0,25.Vconsumo
Onde Vemergência é o volume de reservatório para emergências
Vincêndio = 120 m³, valor estabelecido em TSUTIYA (2006).
Vtotal = Vconsumo + Vemergência + Vincêndio
Dessa maneira, foi considerada a vazão Q 2 cujo valor é de 0,011614 m³/s.
Uma vez que o reservatório é um terço do volume do dia de maior consumo, o
cálculo do volume de consumo foi feito da seguinte maneira:
Vconsumo = 0,011614.86400.(⅓)
Vconsumo = 334,495 m³.
Para o volume de emergência foi considerado 25% do volume de consumo,
totalizando 83,62 m³. Como estabelecido por TSUTIYA (2006), o volume de incêndio
é de 120 m³ para populações menores que 5000 habitantes. Assim, o volume total
O bairro foi locado em uma das avenidas de acesso para a ETA esta avenida
possui uma altitude superior a do bairro. A figura abaixo mostra a altitude da base do
reservatório, bem como onde ele será locado em relação à implantação do bairro. A
escolha deste local foi feita a partir de muitos testes de altura do nível d’água para
que fossem garantidos os limites de pressão. A planilha de cálculos utilizada para o
cálculo da pressão disponível em cada ponto da rede dependia do nível d’água do
reservatório (cota piezométrica à montante do tramo 1 da rede).
Figura 10 - Altitude da base do reservatório
Fonte: os autores
O bairro conta com um canteiro central contendo uma rotatória, esta estrutura
poderá ser utilizada como rampa de acesso do bairro para a avenida.
A figura abaixo mostra o que foi proposto acima.
Figura 11 - Localização do reservatório em relação ao bairro
Fonte: os autores
A seta superior aponta para o reservatório, enquanto a seta inferior aponta
para a rampa de acesso que liga a cota altimétrica da avenida com a do bairro. A
cota do reservatório foi possível por conta do declive natural do terreno naquele
local.
