ABASTECIMENTO URBANO DE ÁGUA

Quando a densidade demográfica em uma comunidade aumenta, a solução mais econômica e definitiva é a implantação de um sistema público de abastecimento de água.

Sob o ponto de vista sanitário, a solução coletiva é a mais indicada, por ser mais eficiente no controle dos mananciais, e da qualidade da água distribuída à população. O fornecimento de água para ser satisfatório deve ter como princípios a seguinte dualidade: quantidade e qualidade. Em quantidade de modo que atenda todas as necessidades de consumo e em qualidade adequada as finalidades que se destina.

Os objetivos do abastecimento são:

• Controle e prevenção de doenças;
• Melhores condições sanitárias (higienização intensificada e aprimoramento das tarefas de limpeza doméstica em geral);
• Conforto e segurança coletiva (limpeza pública e instalações antiincêndio);
• Desenvolvimento de práticas recreativas e de esportes;
• Maior número de áreas ajardinadas, parques, etc;
• Desenvolvimento turístico, industrial e comercial.

CAPTAÇÃO DA ÁGUA

O homem possui dois tipos de fontes para seu abastecimento que são as águas superficiais (rios, lagos, canais, etc.) e subterrâneas (lençóis subterrâneos).Efetivamente essas fontes não estão sempre separadas. Em seu deslocamento pela crosta terrestre a água que em determinado local é superficial pode ser subterrânea em uma próxima etapa e até voltar a ser superficial posteriormente. As águas de superfície são as de mais fácil captação e por isso havendo, pois, uma tendência a que sejam mais utilizadas no consumo humano. No entanto temos que menos de 5% da água doce existente no globo terrestre encontram-se disponíveis superficialmente, ficando o restante armazenado em reservas subterrâneas. Logicamente que nem toda água armazenada no subsolo pode ser retirada em condições economicamente viáveis, principalmente as localizadas em profundidades excessivas e confinadas entre formações rochosas. Quanto a sua dinâmica de deslocamento as águas superficiais são frequentemente renovadas em sua massa enquanto que as subterrâneas podem ter séculos de acumulação em seu aquífero, pois sua renovação é muito mais lenta pelas dificuldades óbvias, principalmente nas camadas mais profundas.

CONDIÇÕES PARA CAPTAÇÃO

Algumas condições para a captação da água devem ser consideradas. As águas superficiais empregadas em sistemas de abastecimento geralmente são originárias de um curso de água natural. Opções mais raras seriam captações em lagos naturais ou no mar com dessalinização posterior. As condições de escoamento, a variação do nível d’água, a estabilidade do local de captação, etc, é que vão implicar em que sejam efetuadas obras preliminares a sua captação e a dimensão destas obras. Basicamente as condições a serem analisadas são:

• Quantidade de água;
• Qualidade da água;
• Garantia de funcionamento;
• Economia das instalações;
• Localização.

Quantidade de água

São três as situações que podemos nos deparar quando vamos analisar a quantidade de água disponível no possível manancial de abastecimento:

• Vazão é suficiente na estiagem;
• Insuficiente na estiagem, mas suficiente na média;
• Existe vazão, mas inferior ao consumo previsto.

A primeira situação é a ideal, pois, havendo vazão suficiente continuamente, o problema seguinte é criar a forma mais conveniente de captação direta da correnteza. Esta é a forma mais comum onde os rios são perenes (ou perenizados artificialmente).

A segunda hipótese significa que durante determinado período do ano não vamos encontrar vazão suficiente para cobertura do consumo previsto. Como na média a vazão é suficiente, então durante o período de cheias haverá um excesso de vazão que se armazenado adequadamente poderá suprir o deficit na estiagem. Este armazenamento normalmente é conseguido através das barragens de acumulação que são reservatórios construídos para acumularem um volume tal que durante a estiagem compensem as demandas com o volume armazenado em sua bacia hidráulica. Esta é a forma mais frequente para sistemas com vazões de consumo para comunidades superiores a 5000 habitantes, no interior do Nordeste Brasileiro, onde é comum o esvaziamento completo dos rios nos períodos de seca. A terceira situação é a mais delicada quanto ao aproveitamento do manancial. Como não temos vazão suficiente, a solução mais simplista é procurarmos outro manancial para a captação. Se regionalmente não podemos contar com outro manancial que supra a demanda total, então poderemos ser obrigados a utilizarmos mananciais complementares, ou seja, a vazão a ser fornecida pelo primeiro não é suficiente, mas reunida com a captada em um manancial complementar (ou em mais de um) viabiliza-se o abastecimento, dentro das condições regionais. É a situação mais comum no abastecimento dos grandes centros urbanos.

Qualidade da água

Na captação de águas superficiais parte-se do princípio sanitário que é uma água sempre suspeita, pois está naturalmente sujeita a possíveis processos de poluição e contaminação. É básico, sob o ponto de vista operacional do sistema, captar águas de melhor qualidade possível, localizando adequadamente a tomada e efetivando-se medidas de proteção sanitária desta tomada, como por exemplo no caso de tomada em rios, instalar a captação à montante de descargas poluidoras e da comunidade a abastecer.

Especificamente, as tomadas em reservatórios de acumulação não devem ser tão superficiais nem também tão profundas, para que não ocorram problemas de natureza física, química ou biológica. Superficialmente ações físicas danosas podem ter origem através de ventos, correntezas (principalmente durante os períodos de enchentes com extravasão do reservatório) e impactos de corpos flutuantes. Nas partes mais profundas sempre teremos maior quantidade de sedimentos em suspensão, dificultando ou encarecendo a remoção de turbidez nos processos de tratamento.  Agentes químicos poderão está presentes a qualquer profundidade, mas há uma tendência das águas mais próximas da superfície terem maiores teores de gases dissolvidos (CO₂ , por exemplo), de dureza e de ferro e manganês e seus compostos. 

Biologicamente, nas camadas superiores da massa de água, temos maior proliferação de algas. Essa ocorrência dá gosto ruim e odor desagradável a estas águas, dificultando o tratamento, principalmente em regiões de clima quente e ensolarado. A profundidade desta lâmina, a partir da superfície livre, dependerá da espessura da zona fótica, que por sua vez vai depender da transparência da água armazenada, visto que o desenvolvimento algo lógico depende da presença de luz no ambiente aquático, isto é, a espessura da camada vai depender de até onde a luz solar irá penetrar na água. Enquanto isso no fundo dos lagos gera-se uma massa biológica, chamada de plâncton, que também confere características impróprias para utilização da água ali acumulada.

Garantia de funcionamento

Para que não haja interrupções imprevistas nos sistemas decorrentes de problemas na captação, devemos identificar com precisão, antes da elaboração do projeto da captação, as posições do nível mínimo para que a entrada de sucção permaneça sempre afogada e do nível máximo para que não haja inundações danosas às instalações de captação. A determinação da velocidade de deslocamento da água no manancial também é de suma importância para dimensionamento das estruturas de captação que estarão em contato com a correnteza e ondas e sujeitas a impactos com corpos flutuantes. Além da preocupação com a estabilidade das estruturas, proteção contra correntezas, inundações, desmoronamentos, etc., devemos tomar medidas que não permitam obstruções com a entrada indevida de corpos sólidos, como peixes, por exemplo. Esta proteção é conseguida com emprego de grades, telas ou crivos, conforme for o caso, antecedendo a entrada da água na canalização.

Economia nas instalações

Os princípios básicos da engenharia são a simplicidade, a técnica e a economia. A luz destes princípios o projeto da captação deve se guiar por soluções que envolvam o menor custo sem o sacrifício da funcionalidade. Para que isto seja conseguido devemos estudar com antecedência, a permanência natural do ponto de captação, a velocidade da correnteza, a natureza do leito de apoio das estruturas a serem edificadas e a vida útil destas, a facilidade de acesso e de instalação de todas as edificações necessárias (por exemplo, a estação de recalque, quando for o caso, depósitos, etc.), a flexibilidade física para futuras ampliações e os custos de aquisição do terreno.

Localização

A princípio, a localização ideal é aquela que possibilite menor percurso de adução compatibilizado com menores alturas de transposição pela mesma adutora no seu caminhamento. Partindo deste princípio, o projetista terá a missão de otimizar a situação através das análises das várias alternativas peculiares ao manancial a ser utilizado. Para melhor rendimento operacional, é importante que, além das medidas sanitárias já citadas a captação em rios seja em trechos retos, pois nestes trechos há menor possibilidade de assoreamentos. Quando a captação for em trecho curvo temos que na margem côncava haverá maior agressividade da correnteza, enquanto que na convexa maiores possibilidades de assoreamentos, principalmente de areia e matéria orgânica em suspensão. É, portanto, preferível a captação na margem côncava, visto que problemas erosivos podem ser neutralizados com proteções estruturais na instalação, enquanto que o assoreamento seria um problema contínuo durante a operação do sistema. A captação em barragens deve situar-se o mais próximo possível do maciço de barramento considerando que nestes locais há maior lâmina disponível, correntezas de menores velocidades, menor turbidez, condições mais favoráveis para captação por gravidade, etc. Em lagos natural as captações devem ser instaladas, de preferência, em posições intermediárias entre as desembocaduras afluentes e o local de extravasão do lago.

CARACTERÍSTICAS DAS IMPUREZAS ENCONTRADAS NA ÁGUA

Os diversos componentes que alteram os componentes presentes na água podem ser retratados de uma maneira ampla e simplificada, em termos das suas características físicas, químicas e biológicas.

Essas características podem ser traduzidas na forma de parâmetros de qualidade da água.

As principais características da água podem ser expressas como:

• Características físicas: estão associadas em sua maior parte, aos sólidos presentes na água. Tais sólidos podem ser em suspensão, coloidais ou dissolvidos, dependendo do seu tamanho.
• Características químicas: podem ser interpretadas através de uma ou duas classificações, sendo elas matéria orgânica ou inorgânica.
• Características biológicas: os seres presentes na água podem ser vivos ou mortos. Dentre os seres vivos, têm-se os pertencentes aos reinos animal e vegetal, além dos protistas.

TRATAMENTO DE ÁGUA PARA ABASTECIMENTO

Classicamente quando se define o tratamento de água descreve-se como uma sequencia de operações que conjuntamente consistem em melhorar suas características organolépticas (características dos objetos que podem ser percebidas pelos sentidos humanos, como a cor, o brilho, a luz, o odor , a textura , o som e o sabor), físicas, químicas e bacteriológicas, a fim de que se torne adequada ao consumo humano. Nem toda água requer tratamento para abastecimento público. Depende da sua qualidade em comparação com os padrões de consumo e também da aceitação dos usuários. Normalmente as águas de superfície são as que mais necessitam de tratamento, porque se apresentam com qualidades físicas e bacteriológicas impróprias, em virtude de sua exposição contínua a uma gama muito maior de processos de poluição. Apenas na captação superficial de águas de nascentes, a simples proteção das cabeceiras e o emprego de um processo de desinfecção, podem garantir uma água de boa qualidade do ponto de vista de potabilidade. Também pode-se comentar que águas de grandes rios, embora não satisfazendo pelo seu aspecto físico ou em suas características organolépticas, podem ser relativamente satisfatórias, sob os pontos de vista químico e bacteriológico, quando a captação localiza-se em pontos menos sujeitos à contaminação.  O tratamento da água destinada ao consumo humano tem a finalidade básica de torná-la segura do ponto de vista de potabilidade, ou seja, tratamento da água tem a finalidade de eliminar as impurezas prejudiciais e nocivas à saúde. Quanto mais poluído o manancial, mais complexo será o processo de tratamento e, portanto, mais cara será a água. Não é raro, porém, sistemas públicos de abastecimento que não requerem o tratamento das suas águas. São casos normalmente em que se aproveitam águas de bacias protegidas ou se abastecem com águas de poços profundos. Assim o processo de tratamento para abastecimento público de água potável tem as seguintes finalidades básicas:

• Higiênicas - eliminação ou redução de bactérias, substâncias venenosas, mineralização excessiva, teor excessivo de matéria orgânica, algas protozoários e outros microrganismos;
• Estético - remoção ou redução de cor, turbidez, dureza, odor e sabor;
• Econômico - remoção ou redução de dureza, corrosividade, cor, turbidez, odor, sabor, ferro manganês, etc.

Fonte:
Livro: Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. Autor: Marcos Von Sperling
Livro: Como cuidar do seu meio ambiente. Autor: Rita Mendonça
http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/