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PROPOSTA DE EXPANSÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA PAR

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Helio Lara

on 7 July 2015

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Transcript of PROPOSTA DE EXPANSÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA PAR

PROPOSTA DE EXPANSÃO DO
SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE
ÁGUA PARA O MUNICÍPIO DE
FORMOSA – GO, EM UM
CENÁRIO DE CRESCIMENTO URBANO

Daiana Lira de Araujo
Helio Guilherme de Almeida Lara

Justificativa
Objetivos
Revisão Bibliográfica
Crescimento Urbano e Planejamento Ambiental
Sistema de Abastecimento de Água
Geoprocessamento
Modelos de Simulação Hidráulica
Metodologia
Diagnóstico
Estudo Demográfico
Mapa de Aptidão à Expansão Urbana
Concepção do Sistema de Distribuição
Cronograma de Atividades
Justificativa
Evolução da população urbana - 36% a 84%


Desafio:
Vida Urbana vs. Desenvolvimento Ambiental
Saneamento Ambiental


A Lei nº 11.445 de 2007, apresenta como primeiro princípio fundamental a
universalização do acesso

Formosa:
Ampliação ou adequação do sistema existente


OBJETIVO GERAL
Proposta da expansão do sistema de abastecimento de água frente a um cenário futuro de ocupação urbana no Município de Formosa - GO
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Avaliação da expansão urbana: mapa de aptidão
Concepção do SAA em parte da expansão urbana
Análise das ferramentas usadas

Revisão Bibliográfica
Crescimento Urbano e
Planejamento Ambiental
Sistema de Abastecimento de Água
Geoprocessamento
Modelos de Simulação Hidráulica
Decorrente do crescimento natural da população, do êxodo rural e da migração de outras localidades

Falta de um plano de ocupação - saúde humana e meio ambiente

A ação especulativa sobre o uso do solo urbano dificulta o acesso a moradias adequadas - vazios urbanos

Planejamento Ambiental na expansão urbana - características ambientais, sociais e econômicas
Legislação Vigente
Estatuto da Cidade (Lei nº 10.257/2001) – uso da propriedade urbana em prol do bem coletivo
Lei Federal nº 6.766/1979 – parcelamento do solo urbano e casos de impedimento
Código Florestal (Lei nº 12.651) – dispõe sobre a proteção da vegetação nativa áreas de preservação permanente (APP)
Plano Diretor de Formosa (Lei Municipal nº 251/2004) – propõe o ordenamento do território do Município de Formosa


Estudo de Cenários
É a instalação formada por um conjunto de obras, instalações e serviços destinados a produzir e distribuir água a uma comunidade, em quantidade e qualidade compatíveis com as necessidades da população (FUNASA,2007).

Possui as seguintes componentes: manancial, captação, estação elevatória,
adutora, ETA, reservatório e rede de distribuição
Concepção de SAA
Os principais parâmetros para a definição da concepção do sistema são:
o tipo de manancial, a topografia da área e a população a ser atendida.


Consumo de água
Rede de Distribuição
Componente do SAA destinados a distribuir a água de forma contínua, a todos os usuários do sistema
Normas
Segundo a norma
NBR 12.211/92
, deverão ser considerados os consumidores residenciais, comerciais, industriais e públicos.

Variação do Consumo
Consumo
Per capita
Estudo demográfico
Nos projetos de abastecimento público de água, o per capita adotado varia de acordo com a natureza da cidade e o tamanho da população local (FUNASA, 2007).
Coeficientes do dia de maior consumo (k1)
Coeficiente da hora de maior consumo (k2)
Segundo Tsutya, é comum se adotar valores padrão para esses coeficientes que são:
k1= 1,2
k2= 1,5
Obras de Saneamento são planejadas para atender a uma população estimada ao final de dado horizonte temporal.
No Brasil, os sistemas de abastecimento de água têm sido projetados com alcances que variam de
10 a 30 anos
(Gomes, 2009).
Métodos de aplicáveis a estudos demográficos
Método dos componentes demográficos
- considera a tendência passada verificada pelas variáveis demográficas
Métodos matemáticos
- fazem a previsão da população futura através da aplicação de equações matemáticas - aritmético, geométrico e da curva logística
Método da extrapolação gráfica
- traça-se uma curva arbitrária que se ajuste aos dados já observados de populações de outras comunidades com características semelhantes a de estudo
8 normas da ABNT relacionadas a SAA

No que tange rede de distribuição:
- NBR 12.218 de 1994 (Projeto de rede de distribuição de água para abastecimento público)
NBR 12.211 de 1992 (Estudo de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água)
NBR 12.217 de 1994 (Projeto de reservatório de distribuição de água para abastecimento)
Traçado da rede
Uma rede é formada de tubulações principais e secundárias que podem ser dispostam em dois tipos de traçado:
Malhado ou Ramificado
O traçado malha é preferível por permitir maior flexibilidade em satisfazer a demanda e minimizar interrupções no abastecimento
O traçado da rede está sujeita a uma série de recomendações apresentadas na norma.
Dimensionamento da rede
Elaboração de projeto e rede de distribuição
Expectativa do futuro tem assumido grande importância - escolhas

Mesmo sistemas complexos obedecem a
certas caractrísticas de comportamento - incertezas

Seu uso permite reduzir os riscos no planejamento e tomadas de decisões

Grande importância a partir da metade do século XX - mapas em papel

Apoiado a um SIG, armazena, analisa e manipula dados geográficos

SIG trata dados de diversas fontes e formatos:
mapas temáticos, mapas cadastrais, redes, imagens e modelos digitais do terreno (MDT)
Figura - Componentes de um SIG
SIG na Construção de Cenários
Indispensável ao planejamento ambiental - espacialização, acessibilidade, precisão e velocidade

Toda ação de planejamento deve incluir análise dos diferentes componentes do meio ambiente - meio físico-biótico, ocupação humana e sua inter-relação
Análise Espacial Multicritério
Ferramenta matemática para comparação de diferentes critérios - escolha mais ponderada

O SIG permite a padronização e integração de dados - avaliação conjunta

Eficiência e confiabilidade da tomada de decisão

Há diferentes métodos de análise
Classificação dos Critérios
Critério é uma base mensurável e avaliável para uma decisão

São classificados em fatores e restrições

Restrições limitam as alternativas consideradas - elimina áreas
Fatores são de natureza relativa, variam espacialmente o seu grau de aptidão
Método Booleano
Método binário usado para modelagem das restrições

Os limites são rígidos, não há talvez

Regras de associação baseadas na teoria dos conjuntos

Ruim para fenômenos naturais
Figura - conjuntos booleanos
Método Lógica Fuzzy
Lógica nebulosa

Modelagem de termos e relações imprecisos

Codificação de conhecimentos inexatos

Fuzzy linear e fuzzy senoidal
Figura - Fuzzy linear
Figura - Diferença de fronteiras
Método da Combinação Linear Ponderada
Os fatores são padronizados em uma escala numérica comum

São atribuídos pesos a cada critério - soma = 1

Possibilidade de efetuar uma compensação entre os fatores
Técnica AHP
Processo Analítico Hierárquico
Técnica usada para se determinar a importância de cada fator

Diferentes critérios são comparados dois a dois - relação de importância entre eles

Matrizes de comparação pareada e normalizada

Ao final, cada fator recebe um peso de acordo com a sua importância para o objetivo
Restrições apresentadas na norma NBR 12.218/1994
Pressão nas tubulações que abastecem consumidores ou secundárias:

Mínimas -100kPa e Máximas - 500kPa

Velocidades na rede

mínimas - 0,6m/s
e
máximas 3,5 m/s
Diâmetros mínimos

Secundárias - 50 mm
Criação de zonas de pressão com respectivos reservatórios.
Métodos
São diversos e dependem do tipo de traçado da rede
Cálculos iterativos
- método recomendado pela norma para dimensionamento de rede malhada

Tsutiya (2006) recomenda um roteiro composto das seguintes etapas:
Delimitação da área a ser atendida
Estudo demográfico
Concepção do sistema de distribuição
considerando estudos das zonas de pressão, de setorização e o traçado da rede
Seleção dos pontos de concentração de vazões
Extensão dos trechos; áreas de influência dos nós
Projeto da rede de distribuição
Tratam-se de ferramentas computacionais desenvolvidas para representação dos sistemas físicos, baseando-se em leis que regem o escoamento dos fluidos.
EPANET
programa gratuito criado pela agência de proteção ambiental dos EUA, a USEPA (U.S. Environmental Protection Agency)
Simulação hidráulica
Conjunto de ferramentas de cálculo, onde se destacam como principais características:
ilimitado número de componentes da rede analisada;
opção entre três as fórmulas para o cálculo das perdas de carga (Hazen-Williams, Darcy-Weisbach e Chezy-Manning
modelagem de bombas e válvulas de diversos tipos,
consumo nos nós, entre outras.
Modelagem hidráulica
Utilização de técnicas iterativas para resolver o “Balanço Hidráulico” da rede
"Método do Gradiente"

Metodologia
Considerações iniciais:

Horizonte temporal - 20 anos
Cenário de crescimento otimista

Resultados previstos
Mapa de aptidão para expansão urbana do Município de Formosa;
Projeto de rede de distribuição de Água para parte da expansão prevista.
A metodologia escolhida será uma adaptação do roteiro proposto por Tsutiya (2006), com o auxílio de SIG e MSH
Programas a serem utilizados
SIG
ArcGis 10.2.2, da ESRI
SPRING 5.2.6, do INPE
MSH
Epanet 2.0 Brasil
Área de Estudo
Porção urbana do Município de Formosa, que situa-se na latitude 15º 32’ 14” S e longitude 47º 20’ 04” W, estando presente no entorno do Distrito Federal, bem próximo ao seu limite nordeste.
Já possui SAA, porém, segundo o ATLAS da ANA e o Plano diretor referente a 2004, apresenta a necessidade de ampliação ou adequação do sistema existente.
Diagnóstico
Fontes pretendidas:
IBGE Cidades
Plano Diretor de Formosa referente ao ano de 2003

Informações referentes ao SAA :
Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS)
Agência Nacional de Águas (ANA)
Estudo demográfico
Para Alcantra (2002, apud Tsutiya) a projeção da população para dimensionamento de um sistema de abastecimento de água deve levar em consideração as especificidades da área de projeto, suas características socioeconômicas, urbanísticas e a dinâmica na ocupação do solo.
Método dos componentes demográficos
Mapa de Aptidão
Concepção do SAA
Será feito, a priori, para uma das áreas de expansão prevista
Etapas:
Cálculo das vazões de projeto
Estudo das zonas de pressão e setorização
Traçado da rede
Dimensionamento dos condutos
Inserção da rede e seus elementos no SIG

A partir de 5 passos:

Obtenção dos critérios (mapas)

Ponderação das classes de cada critério
Fuzzy e Booleana

Soma ponderada dos fatores
Combinação Linear Ponderada pela Técnica AHP

Cruzamento das informações restritivas

Geração de um MDT variando de 0 a 1
Pedologia

Geologia

Declividade

Distância de zonas adensadas

Profundidade do lençol freático

Uso e cobertura do solo

Áreas de restrições ambientais/legais

Cronograma Executivo
1 – Obtenção de dados
2 – Processamento dos dados
3 – Mapa de aptidão à ocupação urbana
4 – Escolha da área a ser implementado o SAA
5 – Estudo demográfico/demandas
6 – Proposta do SAA
7 – Relatório Final

OBRIGADO!
RC = 0,10
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