• A vazão total de projeto dos sistemas de adução no final de plano será de 800 L/s;
  • 40 % da população reside na zona alta da cidade ( z=200 m ), e 60 % na zona baixa ( z=150 m );
  • A zona baixa é abastecida a partir de um reservatório apoiado ( z=180 m ), em um terreno com área disponível e reservada para a construção de uma ETA, e a zona alta, 3 km a oeste, a partir de um centro de reservação com um reservatório apoiado ( z=200 m ) e um reservatório elevado ( z=225 m );
  • O Rio Bongali ( z=120 m ), 7 km a leste da cidade, pode fornecer 30 % da vazão necessária no final do plano sem a necessidade de uma represa formando um reservatório de regularização, ou 60 % se for construído o reservatório;
  • Um manancial na Serra Ekole, 16 km ao norte da cidade e na cota 390 m , pode fornecer 30 % da vazão necessária (com cloração simples);
  • Um aquífero artesiano pode ser explorado 5 km ao sul da cidade ( z=130m ), com capacidade para fornecer até 40 % da vazão necessária (com cloração simples).
    Preencha as tabelas abaixo resumindo as duas alternativas propostas (adutoras do sistema, comprimentos, vazões, desníveis, operação por gravidade ou recalque, etc.) e escreva um parágrafo comentando as diferenças entre elas, indicando, possivelmente, qual delas seria a melhor alternativa e justifique a sua resposta.

Passo 1

O exercício é sobre projetar as adutoras que trazem água de várias fontes até os reservatórios da zona baixa (cota 180 m) e zona alta (cotas 200 m/225 m) de uma cidade, para uma vazão total de projeto de 800,L/s. O conteúdo envolve balanço de vazões ( % de cada fonte), cálculo de desníveis ( De) e definição se o fluxo será por gravidade ou por recalque (bombeamento). A partir daí preenchemos tabelas com comprimento, vazão, desnível e modo de operação para duas alternativas:
– A: sem reservatório de regularização no Rio Bongali (uso de 3 fontes).
– B: com reservatório no Rio Bongali (uso de 2 fontes).

Passo 2

Vamos primeiro definir as vazões de cada fonte em cada alternativa.
Alternativa A (sem reservoir do Bongali):
– Rio Bongali: 30 % de 800 L/s → Q1=0,30cdot800=240,L/s
– Manancial Ekole: 30 % de 800 L/s → Q2=240,L/s
– Aquífero artesiano: 40 % de 800 L/s → Q3=320,L/s
Alternativa B (com reservatório no Bongali, 60 % de 800 L/s = 480 L/s):
– Rio Bongali com reservatório: Q1'=0,60cdot800=480,L/s
– Aquífero artesiano: Q2'=0,40cdot800=320,L/s
(Manancial Ekole não entra nesta alternativa.)

Passo 3

Agora calculamos os desníveis e definimos modo de operação.
Dados de cota das fontes e reservatório da zona baixa (cota 180 m):
– Rio Bongali: zrm fonte=120,m → Dem (subida → recalque)
– Manancial Ekole: zrm fonte=390,m → Dem (descida → gravidade)
– Aquífero artesiano: zrm fonte=130,m → Dem (subida → recalque)
Na Alternativa B o cálculo de De e De é o mesmo, pois o reservatório de regularização fica na cota da água do rio (120 m), e o trecho até o reservatório da zona baixa continua subindo 60 m.
Comprimentos (dados):
– Rio Bongali → 7 km
– Manancial Ekole → 16 km
– Aquífero artesiano → 5 km

Passo 4

Tabela da Alternativa A
Fonte Q (L/s) Comprimento (km) De (m) Operação
Rio Bongali 240 7 +60 recalque
Serra Ekole 240 16 –210 gravidade
Aquífero artesiano 320 5 +50 recalque

Passo 5

Tabela da Alternativa B
Fonte Q (L/s) Comprimento (km) De (m) Operação
Rio Bongali (com represa) 480 7 +60 recalque
Aquífero artesiano 320 5 +50 recalque

Passo 6

Comentário e escolha da melhor alternativa
– A usa três adutoras, sendo duas com bombeamento (Bongali e aquífero) e uma só a gravidade (Ekole). Tem menor investimento em infraestrutura de barragem, mas maior custo de operação com bombeios e mais trechos de tubulação.
– B exige a construção do reservatório de regularização no Rio Bongali (até 60 % da vazão) e só usa duas adutoras, ambas com recalque. Reduz custo de tubulação e manutenção de ETA extras, mas aumenta o investimento em barragem.
Se o orçamento permitir investir na barragem, a Alternativa B é mais enxuta (menos linhas e menos ETA), menor custo de operação a longo prazo (dois recalques em vez de três e não depende do manancial Ekole, que pode ter vazões sazonais). Portanto, em geral, escolheríamos a Alternativa B.

Resposta

A melhor alternativa é a B, pois simplifica a malha de adutoras (duas em vez de três), reduz necessidade de estações de tratamento complexas e, apesar do investimento na barragem, oferece menor custo operacional a longo prazo.

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