Baixe Mananciais e Captação de Água e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity! Mananciais e Captação 5-1 5 MANANCIAIS E CAPTAÇÃO 5.1 Introdução A quantidade de água existente no planeta mais facilmente utilizável para o consumo do homem é muito pequena. Por esse motivo, a preservação dos recursos hídricos é essencial para a garantia da qualidade da água consumida pelas populações. A Terra possui 1,36 x 1018 m3 de água, distribuídos da seguinte forma: - água do mar .........................97,0% - calotas polares ou geleiras......2,2% - água doce................................0,8% → água subterrânea.....97,0% água superficial.........3,0% Figura 5.1 Mananciais são toda fonte de água, superficiais ou subterrâneos, de onde é retirada a água para abastecimento. 5.2 Tipos de Mananciais Os mananciais disponíveis podem ser divididos nos três grandes grupos explicados abaixo: Figura 5.2 Mananciais e Captação 5-2 • Manancial Superficial É toda parte de um manancial que escoa na superfície terrestre, compreendendo os córregos, ribeirões, rios, lagos e reservatórios artificiais. • Manancial Subterrâneo É a parte do manancial que se encontra totalmente abaixo da superfície terrestre, compreendendo os lençóis freático e profundo, tendo sua captação feita através de poços rasos ou profundos, galerias de infiltração ou pelo aproveitamento das nascentes. • Água de Chuvas Pode ser utilizada como manancial abastecedor, sendo armazenada em cacimbas ou cisternas. As cacimbas são reservatórios que acumulam água da chuva captada nos telhados dos prédios, ou a que escoa pelo terreno. 5.3 Escolha de um manancial A escolha do manancial se constitui na decisão mais importante na implantação de um sistema de abastecimento de água, seja ele de caráter individual ou coletivo. Havendo mais de uma opção, sua definição deverá levar em conta, além da pré- disposição da comunidade em aceitar as águas do manancial a ser adotado, os seguintes critérios: 1º critério: previamente é indispensável a realização de análises de componentes orgânicos, inorgânicos e bacteriológicos das águas do manancial, para verificação dos teores de substâncias prejudiciais, limitados pela resolução nº 20 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA); 2º critério: vazão mínima do manancial, necessária para atender a demanda por um determinado período de anos; 3º critério: mananciais que dispensam tratamento, incluem águas subterrâneas não sujeitas a qualquer possibilidade de contaminação; 4º critério: mananciais que exigem apenas desinfecção: inclui as águas subterrâneas e certas águas de superfície bem protegidas, sujeitas a baixo grau de contaminação; 5º critério: mananciais que exigem tratamento simplificado: compreendem as águas de mananciais protegidos, com baixos teores de cor e turbidez, sujeitas apenas a filtração lenta e desinfecção; 6º critério: mananciais que exigem tratamento convencional: compreendem basicamente as águas de superfície, com turbidez elevada, que requerem tratamento com coagulação, floculação, decantação, filtração e desinfecção. 5.4 Formas de Captação da Água De acordo com o manancial a ser aproveitado, podem ser utilizadas as seguintes formas de captação: • superfície de coleta (água de chuva); • caixa de tomada (nascente de encosta); Mananciais e Captação 5-5 Superfície de Coleta Para se determinar a área da superfície de coleta, deve-se conhecer a precipitação pluviométrica anual da região, medida em mm. Considerando uma residência com área da projeção horizontal do telhado igual a 40 m2 e precipitação pluviométrica anual igual a 800 mm, poderemos captar a seguinte quantidade de água. 40m2 x 0,8m (800mm) = 32m3 = 32.000 litros/ano. Considerando ainda um coeficiente de aproveitamento, para os casos de telhado, igual a 0,80, já que nem toda área pode ser aproveitada, a quantidade máxima de água a ser captada será de: 32.000 litros x 0,8 = 25.600 litros/ano, suficiente para suprir a cisterna dimensionada neste exemplo. 5.4.2 Caixa de Tomada - Fonte de Encosta O aproveitamento da água de encosta é realizado através da captação em caixa de tomada. Para prevenir a poluição da água essa caixa deve ter as paredes impermeabilizadas, tampa, canaletas para afastamento das águas de chuvas, bomba para retirada da água, ser convenientemente afastada de currais, pocilgas, fossas e ter sua área protegida por uma cerca. Figura 5.5 – Caixa de tomada – fonte de encosta. A caixa deve ter, além das proteções citadas: a) um ladrão telado; b) um cano de descarga de fundo provido de registro, para limpeza; c) uma abertura de 0,80 x 0,80m na tampa, que permita a entrada de um homem para fazer a limpeza. Essa abertura deve ser coberta com outra tampa e selada de Mananciais e Captação 5-6 preferência com argamassa fraca. Quando se constrói a proteção da fonte, deve-se ter o cuidado de aproveitar adequadamente as nascentes. O fundo da caixa deve ter uma camada de pedra britada grossa para diminuir a entrada de areia. Depois de protegida, a fonte deve ser desinfetada; a técnica é a mesma utilizada para poços, fontes ou caixas d’água. 5.4.3 Galeria de Infiltração - Fonte de Fundo de Vale O aproveitamento da fonte de fundo de vale é conseguido por meio de um sistema de drenagem subsuperficial sendo, em certos casos, possível usar a técnica de poço raso para a captação da água. Normalmente, a captação é feita por um sistema de drenos que termina em um coletor central e deste vai a um poço. A construção e a proteção do poço coletor são feitas obedecendo-se aos mesmos requisitos usados para o poço raso ou fonte de encosta. Os drenos podem ser feitos de pedra, bambu, manilhas de concreto ou cerâmica e de tubos de PVC perfurados. A duração dos drenos de concreto depende da composição do terreno; terrenos ácidos corroem os tubos de concreto não protegidos. Os mais duráveis são os de manilha vidrada e os de PVC. Os diâmetros mais empregados são os de 10 a 20cm; excepcionalmente, empregam-se os de 30cm. Para captar mais água, é preferível estender a rede em vez de aumentar os diâmetros. Os drenos devem ser colocados nos fundos de valas abertas no terreno. As valas devem ter fundo liso, protegido por camada de cascalho, e a inclinação deve ser uniforme. A profundidade mínima das valas deve ser de 1,20m; declividade mínima de 0,25m por 100m, declividade máxima 3,0m por 100m. Os drenos principais devem ter sempre declividade superior aos drenos laterais ou secundários: declividade mínima 0,5m por 100m (0,5%). Figura 5.6 – Galeria de infiltração. Figura 5.7 – Fonte de fundo de vale. Mananciais e Captação 5-7 5.4.4 Poços Escavados Também conhecidos como poços rasos ou freáticos, com diâmetro mínimo de 90 centímetros, são destinados tanto ao abastecimento individual como coletivo. Esta solução permite o aproveitamento da água do lençol freático, atuando geralmente, entre 10 a 20 metros de profundidade, podendo obter de dois a três mil litros de água por dia. Um exemplo de poço raso, de técnica mais apurada, é o poço tipo amazonas. Figura 5.8 – Poço raso (Fonte: Barros et al., 1995). • Locação Em primeiro lugar, a construção do poço só será viável se houver indícios de água subterrânea na área pretendida e possibilidade de ser atingido o lençol. As referidas condições poderão ser determinadas por meio de métodos científicos e emprego de tecnologia apropriada. Na área rural, bons resultados serão obtidos através de algumas indicações de ordem prática aliadas à experiência dos moradores da área. Por exemplo: - verificar se há poços escavados na área, sua profundidade, quantidade e características da água fornecida; - ouvir a opinião dos moradores vizinhos e do poceiro local sobre o tipo de solo, profundidade do lençol, variação da quantidade de água nas épocas de seca e de chuva; - em terrenos fáceis de perfurar, como os argilosos e os arenosos, pode-se recorrer à sondagem; Mananciais e Captação 5-10 Figura 5.9 - Operação de Bomba Manual. • Desinfecção Após a construção das obras o poço deverá ser desinfetado. Só assim a água a ser fornecida estará em condições de uso. o Os agentes desinfetantes mais comumente usados são os compostos de cloro: - Hipoclorito de cálcio (superior a 65% de Cl2); - Cloreto de cal (cerca de 30% de Cl2); - Hipoclorito de sódio (cerca de 10% a 15% de Cl2); - Água sanitária (cerca de 2% a 2,5% de Cl2). o Quantidade de desinfetante a usar: - solução a 50 mg/l de Cl2 – tempo de contato 12 horas; - solução a 100 mg/l de Cl2 – tempo de contato 4 horas; - solução a 200 mg/l de Cl2 – tempo de contato 2 horas. o Técnica de desinfecção: - cubar o reservatório ou poço a ser desinfetado; - calcular o desinfetante a ser usado; - preparar a solução desinfetante a 5%, pesando o produto e despejando-o em água limpa. Agitar bem e depois deixar em repouso; Mananciais e Captação 5-11 - desprezar a borra e derramar a solução no poço. o O cálculo do desinfetante é feito de acordo com o produto, o tempo de contato e a cubagem do poço: - Calcular a quantidade de cloro necessário por meio de regra de três. Exemplo: 2.000 litros de água e 12 horas de contato. 1 litro de água -------------- 50 mg de Cl 2.000 l de água ------------- x mg de cloro; - A quantidade x de cloro encontra-se em diferentes proporções nos produtos. Exemplo: em cloreto de cal a 30%, logo: 100 mg de cloreto ----------------- 30 mg de Cl y mg de cloreto --------------------x mg de Cl Agitar o mais possível e deixar a solução permanecer em contato com o poço o tempo necessário, de acordo com a dosagem, 2 - 4 - 12 horas. Findo o prazo, esgotar o poço até que nenhum cheiro ou gosto de cloro seja percebido na água. Se possível, confirmar o resultado da desinfecção pela análise bacteriológica antes de utilizar a água para bebida. Observação: - A desinfecção com solução forte de 100mg/l de Cl2 deve ser precedida de limpeza, com escovas, de todas as superfícies do poço, paredes, face interna da tampa, tubo de sucção; - As amostras para análise bacteriológica devem ser colhidas depois que as águas não apresentem mais nenhum odor ou sabor de cloro; - A desinfecção de um poço elimina a contaminação presente no momento, mas não tem ação sobre o lençol de água propriamente dito, cuja contaminação pode ocorrer antes, durante e depois da desinfecção do poço. EXERCÍCIO-EXEMPLO: Desinfecção de água de poço (Provão 2000): Um cliente seu adquiriu uma propriedade rural. Como não existia abastecimento de água no local, foi necessário cavar um poço freático. Quando as obras do poço ficaram concluídas, e antes de utilizar a água para consumo, o cliente resolveu fazer uma desinfecção da água do poço e solicitou os seus serviços, passando-lhe as seguintes informações: - diâmetro do poço = 2,0 m; - profundidade do poço = 9,0 m, abaixo do nível do terreno; - profundidade do nível da água = 6,0 m, abaixo do nível do terreno. Pesquisando a bibliografia especializada, você resolveu que o produto indicado seria o cloro, sendo que: - a dosagem de cloro a ser aplicada deveria ser de 51 mg/l; - o produto comercial escolhido deveria apresentar 68% de cloro ativo; Mananciais e Captação 5-12 - o desinfetante deveria ser aplicado através de uma solução a 5%. Considerando todo o exposto, responda, com os respectivos desenvolvimentos, às perguntas abaixo, apresentadas pelo seu cliente. a) Qual a quantidade necessária, em quilogramas (kg), do produto desinfetante que devo comprar ? b) Qual o volume, em litros (l), de solução desinfetante a ser aplicada no poço ? Dados/ Informações adicionais: - Massa específica do produto desinfetante: ρ = 1.000 kg/m3 Solução: a) Quantidade de cloro ? Volume do poço: 3 2 m 42903 4 02 ,, ),( V =××= π = 9.420 l - produto comercial = 68% de cloro ativo ∴ a dosagem do desinfetante deve ser de mg/l 75 680 51 = , - Quantidade de cloro necessário = 75 x 9.420 = 706.500 mg = 706,5 g = 0,7065 kg b) Volume da solução desinfetante ? 0,7065 kg a 5% - Como ρ = 1.000 kg/m3 = 1 kg/l ⇒ 1 70650 70650 = l kg , , ou 100% 050 70650 , l kg x , = ⇒ 1314 050 70650 , , , x == ∴ VS = 14,13 litros • Método Expedido para a Medida Aproximada da Vazão de um Poço o a vazão deve ser medida, de preferência, na época de estiagem; o o teste deve ser feito da seguinte maneira: - instala-se a bomba no poço. A mesma deverá ter um registro na saída para regular sua descarga; - bombeia-se durante um período mínimo de uma hora até que o nível da água, no poço, se estabilize, para uma vazão que, aproximadamente, se deseja obter do poço. Isso pode ser controlado regulando-se a abertura do registro de saída da bomba. Pela descarga da bomba pode-se ter uma idéia aproximada da vazão; - para medir, com maior precisão, a vazão do poço, para as condições acima mencionadas, basta cronometrar o tempo de enchimento de um recipiente de volume conhecido como, por exemplo, um tambor de 200 litros.