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Diagnóstico e proposição de sistema de abastecimento e tratamento de água para consumo humano no município de Humaitá-AM

RC: 122484
420
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DOI: 10.32749/nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/abastecimento-e-tratamento

CONTEÚDO

ARTIGO ORIGINAL

ARAÚJO, Dagmara Nascimento de [1], SOUZA, Gregory Phyllype Fernandes de [2], GOMES, Eugênio Maria [3], OLIVEIRA, Rosane Gomes de [4]

ARAÚJO, Dagmara Nascimento de. Et al. Diagnóstico e proposição de sistema de abastecimento e tratamento de água para consumo humano no município de Humaitá-AM. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano. 07, Ed. 07, Vol. 05, pp. 162-189. Julho de 2022. ISSN: 2448-0959, Link de acesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/abastecimento-e-tratamento, DOI: 10.32749/nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/abastecimento-e-tratamento

RESUMO

Em Humaitá-AM, município de estudo, não existe a presença do tratamento de água durante o processo de abastecimento, sendo assim, a questão norteadora deste trabalho é: será que um sistema de abastecimento e tratamento de água poderia ser sugerido como alternativa para o consumo de água humano no município de Humaitá-AM e, assim, contribuir com a população local, evitando, possivelmente, a veiculação de doenças hídricas e melhor qualidade de saúde? Diante do exposto, o presente trabalho teve como objetivo descrever a situação do sistema de abastecimento e tratamento de água do município de Humaitá-AM e realizar uma análise descritiva e comparativa de tecnologias de tratamento de água para consumo humano convencionais e alternativas capazes de suprir as demandas necessárias detectadas neste município. A metodologia empregada para descrever o sistema de abastecimento foi realizada por meio de pesquisas de campo, cálculos de projeção populacional e vazões, além de estabelecer, através de revisões literárias, características importantes sobre os principais tratamentos existentes e que poderiam ser utilizados como alternativas de tratamento de água para abastecimento do município. Após o diagnóstico realizado   e a revisão sobre os tratamentos convencionais e alternativos existentes, chegou-se à conclusão de que seria interessante para o município de Humaitá-AM a implantação de uma estação de tratamento de água convencional, de fácil manutenção, capaz de assegurar os parâmetros de potabilidade necessários para tratar a água bruta captada, trazendo uma maior infraestrutura em saneamento para os consumidores, podendo este oferecer maiores benefícios para a saúde da população Humaitaense.

 Palavras-chave: abastecimento de água, tratamento de água convencional e alternativo, indicadores de abastecimento, saneamento básico.

1. INTRODUÇÃO

Os serviços de saneamento básico são essenciais para promover a melhoria da qualidade de vida e dignidade humana, no entanto, o crescimento desordenado das cidades, aliado a falta de planejamento e a não definição de prioridades da gestão, principalmente, relacionadas à questão cultural, coloca a situação do saneamento básico como um dos maiores problemas enfrentados no país.  (GARCIA; GARCIA, 2015)

O acesso aos serviços de saneamento básico é garantido pela lei 11.445, de 5 de janeiro de 2007 (BRASIL, 2007), de forma universal, igual e integral, e, na última década, observamos que ocorreram alguns avanços na cobertura dos mesmos, no entanto, o cenário do saneamento básico no Brasil ainda é preocupante e muito longe do ideal. (CARCARÁ et al., 2018)

O gerenciamento e o manuseio correto dos recursos hídricos contribuem com vantagens significativas em relação a qualidade de vida da população de um determinado município, pois a água é um dos principais elementos do saneamento básico e está conectada com diversos processos subsequentes. (BARROS et al., 1995; CAVINATTO, 1992; RIVEIRO; ROCK, 2010)

A distribuição de água tratada colabora com o conforto de diversos indivíduos, indo além do desenvolvimento econômico, uma vez que é fundamental no preparo de alimentos, na limpeza de ambientes, hidratação, entre outros, e exige grande responsabilidade dos gestores nos municípios. (RAZZOLINI; GÜNTHER, 2008)

Em âmbito nacional, a cobertura de abastecimento de água tratada, no ano de 2018, foi de 83,6% da população, 57,1% levando em consideração apenas a região norte. Em Humaitá-AM, o índice de atendimento urbano de água foi de 80% dos habitantes em 2013, e o volume de água tratada 0 m³/ano, conforme dados disponibilizados pelo Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS, 2020). Estes índices são considerados alarmantes quando pensamos no direito constituído por lei de água tratada e do qual grande parte da população carece deste fornecimento.

A ausência de políticas públicas e da aplicação de investimentos no setor de abastecimento de água e de infraestrutura em saneamento básico pode desencadear diversas consequências físicas e ambientais aos indivíduos expostos a esse contexto, aumentando, por exemplo, o número de pessoas atendidas no sistema público de saúde. (RAZZOLINI; GÜNTHER, 2008; CARCARÁ et al., 2018)

O atual sistema de abastecimento de água de Humaitá-AM, por ser simples, pode estar contribuindo com a disseminação de doenças de veiculação hídrica, devido não existir nenhum tratamento prévio da água, e a implantação de uma estação ou sistema de tratamento pode evitar que os índices de pessoas contaminadas pelo consumo de água inadequado venham aumentar e interferir na qualidade de vida e socioeconômica deste município.

Diante dos fatores mencionados anteriormente, a questão norteadora deste trabalho é: Será que um sistema de abastecimento e tratamento de água poderia ser sugerido como alternativa para o consumo de água humano no município de Humaitá-AM? Para isto, esta pesquisa buscou descrever qual é a situação atual do sistema de abastecimento e de tratamento de água no município de Humaitá-AM, bem como apresentar e discutir possíveis instalações e tecnologias de novos sistemas que atendam às necessidades básicas dos consumidores desta localidade de acordo com alternativas propostas na literatura e já consolidada para abastecimentos e tratamentos de água.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 ÁREA DE ESTUDO 

O município de Humaitá, está localizado às margens do Rio Madeira, precisamente ao sul do estado do Amazonas, e faz divisa com os municípios de Manicoré-AM, Porto Velho- RO, Machadinho d’Oeste-RO, Tapauá-AM e Canutama-AM. Possui uma área total de 33.111 km² e uma densidade demográfica de 1,34 hab./km², sendo a área de perímetro urbano 8,63 km². A população estimada para o ano de 2020 é de 56.144 habitantes (IBGE, 2020). As coordenadas de latitude e longitude do ponto central da sede municipal são de respectivamente, 7° 31 ‘0.25″ Sul e 63° 1’ 47.52″ Oeste (GOOGLE EARTH, 2020).

O município de Humaitá-AM está dividido em treze bairros, demonstradas espacialmente na figura 1 (dados de delimitações dos bairros existentes no município foram fornecidos pela Empresa Brasileira de Agropecuária – Projeção Universal Transversa de Mercator-UTM/Zona 20S. Datum). (EMBRAPA, 2020), sendo eles: Centro, Divino Pranto, Nossa Senhora do Carmo, Nova Esperança, Nova Humaitá, Novo Centenário, Santo Antônio, São Cristóvão, São Domingos Sávio, São Francisco, São José, São Pedro e São Sebastião.

O clima de Humaitá é caracterizado como tropical, com uma relevante pluviosidade ao decorrer dos meses do ano, tendo como média anual 2.191 mm. Com uma pluviosidade média de 307 mm, março é o mês mais chuvoso, e julho com média de 27 mm, o mais seco. A temperatura média do município é de 26,5 °C. As médias indicam que os meses com maiores e menores índices de temperatura são, respectivamente, o de setembro, com 27,4 °C, e o de junho, com 25,8 °C. (CLIMATE-DATA.ORG, 2020).

Figura 1: Mapa de Localização do Município de Humaitá-AM

Mapa de Localização do Município de Humaitá-AM
Fonte: Autores 2020.

Para caracterizar o sistema de abastecimento e tratamento do município de Humaitá-AM, foram realizadas pesquisa de campo de cunho exploratório, composto pela obtenção de dados do abastecimento de água do município, fornecidos e acompanhados pelo responsável pelo saneamento básico local, representante da Companhia Humaitaense de Águas e Saneamento (COHASB).

2.2 ESTRUTURA DE PESQUISA

Os dados relacionados à estrutura dos poços de abastecimento e localização deles foram fornecidos por fontes do governo, como a prefeitura municipal, Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS) e Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), sendo realizado uma pesquisa bibliográfica, utilizando como fontes livros científicos, manuais de saneamento, normas vigentes e artigos de periódicos, a fim de escolher o melhor método de abastecimento e tratamento de água para o município. Também foram escolhidos alguns indicadores de abastecimento de água, sendo eles uma projeção populacional, consumo e per capita de água e vazão dos poços, descritos para escolha de sistemas de abastecimento de água.

A pesquisa de campo foi realizada no município para obter informações da situação dos poços locais e características destes, tendo acontecido no mês de julho de 2020, com visita  in loco em todos os poços existentes, utilizando procedimentos de observação e fotografias, coleta de latitude, longitude e demais características dos poços que fosse possível para diagnosticar, de forma clara, a situação do sistema de abastecimento de água existente. Assim, buscou-se identificar as condições dos poços, reservatórios e motivos por trás da inexistência de uma estação de tratamento de água.

2.3 RECONHECIMENTO DOS LOCAIS DE CAPTAÇÃO

Para detalhar a localização da captação de água do município de estudo, foi elaborado um mapa através do QGIS, software de georreferenciamento, com auxílio do Google Earth e Google Maps, além de arquivos constituídos por informações referentes aos limites do município, disponibilizados pela EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária), e dados relativos aos endereços, cedidos pela Companhia Humaitaense de Águas e Saneamento Básico (COHASB).

2.3.1 PROJEÇÃO POPULACIONAL

O cálculo da estimativa da população do município de Humaitá-AM foi realizado através do método de projeção geométrica (HELLER; PÁDUA, 2006) e aritmética (TSUTIYA, 2006).

O método da projeção geométrica é aplicado em função da população existente. Ele atenua que o crescimento da população ocorra de forma geométrica, ou seja, seguindo o mesmo padrão de crescimento dos anos anteriores (HELLER; PÁDUA, 2006). Diante disso, a determinação da projeção populacional através do método geométrico será obtida através das seguintes equações:

Equação 1

Onde:

??= coeficiente para a taxa de crescimento;

i = taxa de crescimento;

Pt = população estimada no ano t.

Já a projeção pelo método aritmético presume uma taxa de crescimento constante para os anos subsequentes, isto a partir de dados relacionados à população do último censo (TSUTIYA, 2006). O cálculo da projeção populacional segundo o método aritmético foi realizado a partir das seguintes equações:

Equação 2

Onde:

?? = é uma constante;

?1 = população do penúltimo censo (ano ?1);

?2 = população do último censo (ano ?2);

? = população total.

A projeção de Humaitá foi realizada levando em consideração os dados censitários de 1970, 1980, 1991, 2000, 2010 e 2020, e o período de alcance do projeto acordado para estas projeções foi de 20 anos.

2.3.2  CONSUMO PER CAPITA

O consumo médio per capita de água levado em consideração neste trabalho foi calculado por meio de informações lançadas pela COHASB no Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS).

2.3.3 VAZÃO

Buscando evitar possíveis problemas de escassez no abastecimento de água durante alguns períodos do ano, a determinação da vazão foi realizada, considerando a demanda máxima prevista (TSUTIYA, 2006).

A vazão corresponde a um período determinado de acordo com a população, e, para isso, é fundamental, na realização dos cálculos, o coeficiente 1,2 e 1,5, referente ao dia de maior consumo (?1) e a hora de maior consumo (?2), respectivamente.

Segundo Heller e Pádua (2006), os gastos do próprio sistema de abastecimento também devem ser levados em consideração, já que a água é utilizada no preparo dos produtos químicos e na limpeza dos componentes da Estação de Tratamento de Água (ETA).

De acordo com Tsutiya (2005), o consumo de água pela ETA pode variar entre 1 a 5%, sendo assim, foi estipulado um valor médio de 3% da vazão necessária para este trabalho. Portanto, conforme Heller e Pádua (2006), em cada etapa do sistema de abastecimento de água, as fórmulas das vazões podem ser as seguintes descritas abaixo:

Vazão da captação, estação elevatória e adutora até a estação de tratamento de água em (L/s):

Equação 3

Vazão da estação de tratamento de água até o reservatório em (L/s):

Equação 4

 

Vazão do reservatório até a rede de distribuição em (L/s):

Equação 5

Sendo:

P = população em habitantes;

qpc = consumo per capita;

?1 = coeficiente do dia de maior consumo;

?2 = coeficiente da hora de maior consumo;

86400 = segundos em 1 dia;

????= vazão específica;

????= consumo da estação de tratamento de água.

2.3.4 COMPARATIVO DAS ALTERNATIVAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA 

A coleta de informações sobre tipos de alternativas de abastecimento de água existentes foi executada a partir de pesquisas bibliográficas acerca das tecnologias de tratamentos convencionais e alternativos de água, observando o padrão de potabilidade exigido pela PRC n° 5, de 28 de setembro de 2017, Anexo XX (BRASIL, 2017), do Ministério da Saúde, assim como a viabilidade de operação e manutenção do sistema, em paralelo aos dados observados em campo.

Deve-se ressaltar que, para o embasamento das informações, foram feitas comparações de caráter descritivo-exploratório, destacando as vantagens e desvantagens que os modelos de tratamento de água descritos na literatura apresentam.

2.4 SUGESTÃO DE ALTERNATIVA PARA SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

Após caracterizar o abastecimento de água no município Humaitá-AM, sendo realizado o diagnóstico local e o apontamento dos possíveis problemas causados pelo tipo de abastecimento existente, com a busca na literatura, foi possível realizar uma descrição de sistemas existentes de tratamento alternativos e convencionais e, ainda, utilizar os indicadores de abastecimento de água como parâmetros para sugerir um tratamento de água mais adequado. Os indicadores de abastecimento foram utilizados de acordo com orientações técnicas descritas pela Fundação Nacional de Saúde. Dentre as variáveis que deverão ser levadas em consideração antes das tomadas de decisões estão: a análise da projeção populacional, as vazões de dimensionamento, o consumo per capita, as características dos mananciais responsáveis pelo abastecimento e as unidades do sistema existente que são suscetíveis de aproveitamento.

As variáveis foram analisadas de forma teórica, através de cálculos e apresentação de quadros comparativos desenvolvidos a partir da revisão de literatura sobre tratamentos convencionais e alternativos, com intuito de verificar as tecnologias de tratamento mais adequadas para a localidade em estudo.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 CARACTERÍSTICAS DO ABASTECIMENTO DE ÁGUA DO MUNICÍPIO

A estrutura do sistema de abastecimento de água do município de Humaitá é composta por duas das inúmeras etapas que constituem o sistema de abastecimento convencional, onde há a captação e a distribuição.

De acordo com as informações disponibilizadas pela COHASB (2020), que é uma autarquia responsável pela distribuição de água do município, o produto final não recebe nenhum tipo de tratamento convencional. Isso implica que a água é distribuída para população por meio de dutos de PVC no mesmo estado em que é captada do subsolo, de maneira in natura.

3.1.1 PONTOS DE CAPTAÇÃO DE ÁGUA E CARACTERÍSTICAS DOS RESERVATÓRIOS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA ATIVOS E NÃO ATIVOS NO MUNICÍPIO

A captação é realizada através de bombas hidráulicas submersas instaladas em poços espalhados pelo município. A figura 2 apresenta a localização dos poços utilizados para captação de água.

Figura 2: Localização de poços de abastecimento em Humaitá-AM.

Localização de poços de abastecimento em Humaitá-AM.
Fonte: Autores 2020.

O município possui um total de vinte e sete poços distribuídos pelos treze bairros que o constituem, sendo que cinco deles se encontram paralisados devido à ausência de bombas em boas condições. Os números dos poços foram informados pela COHASB (2020) e não seguem um padrão numérico coeso devido a desativação de poços que não constam mais no sistema da empresa, conforme pode ser observado na tabela 1.

Os poços são artesianos, em formato tubular, e a água é captada através de bombas hidráulicas com potências variadas, conforme a profundidade e vazão dos mesmos. A cada seis meses com intuito de checar o funcionamento dos equipamentos e limpar as bombas, as estruturas de captação são submetidas a uma manutenção, realizada por funcionários da empresa responsável.

Características pertinentes das condições atuais do sistema foram constatadas em visitas nos locais de captação, realizadas com auxílio da COHASB. Os poços são protegidos por um pequeno abrigo feito de concreto, e, em alguns casos, essa proteção está danificada, vandalizada e cercada por vegetação, que muitas vezes dificulta o acesso a limpeza e verificação dos poços (COHASB, 2020).   Estas descrições podem ser observadas nas figuras 3 e 4.

Figura 3: Poço tubular 11 – Nossa Senhora do Carmo

Poço tubular 11 – Nossa Senhora do Carmo
Legenda: Representação real de um poço tubular feito de concreto
Fonte: Autores (2020).

Figura 4: Poço tubular 18 -São Cristóvão

Poço tubular 18 -São Cristóvão
Legenda: Representação real de um poço tubular feito de concreto com vegetações ao entorno.
Fonte: Autores 2020.

Figura 5: Reservatório elevado – Av. Transamazônica-Humaitá-AM

Reservatório elevado - Av. Transamazônica-Humaitá-AM
Legenda: Estrutura poço tubular com estação elevatória e vegetação ao entorno.
Fonte: Autores 2020.

Foi possível, ainda, notar que os poços de captação localizados próximos de residências domiciliares possuem uma quantidade considerável de lixo lançado em seus arredores, além da presença de reservatórios danificados junto das estruturas ativas.

Tabela 1: Localização e características dos poços de Humaitá-AM

Poços tubulares Localização Característica
02 Av. 5 de Setembro – Centro Revestimento de ferro de 8 polegadas; profundidade de 36m; motor bomba Vambro 8cv; vazão 36,00 m³/h.
04 Rua 13 de Maio – Centro Revestimento de ferro de 8 polegadas; profundidade de 36m; motor bomba Leão 12cv; vazão 45 m³/h.
06 Rua das Flores – São Cristóvão Revestimento de ferro de 8 polegadas; profundidade de 36m; motor bomba Ebara 11 cv (nova); vazão 42 m³/h.
08 Rua das Flores – São Cristóvão Revestimento de PVC de 6 polegadas; profundidade 36m; motor bomba Leão 8cv, vazão de 45 m³/h.
11 Rua da Olaria – Nossa Senhora do Carmo Revestimento PVC de 6 polegadas; profundidade 36m; motor bomba Vambro RECUP. 12 cv; vazão 36 m³/h.
Poços tubulares Localização Característica
12 Rua S/1 – Novo Centenário Revestimento PVC 6 polegadas; profundidade 36m; motor bomba Vambro 8 cv; vazão 36 m³/h.
13 Rod. Transamazônica – São Domingos Sávio Revestimento PVC 6 polegadas; profundidade 25m; motor bomba Ebara Fina 5,5 cv; vazão 22,500m³/h; Paralisado.
15 Rua Pe. José Maria Pena – São Pedro Revestimento PVC 8 polegadas; profundidade 25m; motor bomba Ebara 16cv; vazão 45 m³/h.
16 Rua Circular Municipal – Divino Pranto Revestimento PVC 8 polegadas; profundidade 36m; motor bomba Vambro nova de 8 cv; vazão de 36 m³/h.
17 Rua Edmundo Monteiro – São Pedro Revestimento PVC 8 polegadas; profundidade 24m; motor bomba Leão 8 cv; vazão 42 m³/h; paralisado.
18 Rua Municipal II – São Cristóvão Revestimento PVC 8 polegadas; profundidade 24m; motor bomba Leão recuperada 8 cv;  vazão 21m³/h.
20 Rua Fausto Maia – Nova Humaitá Revestimento PVC 6 polegadas; profundidade 36m;
23 Parque das Mangabeiras – São Domingos Sávio Revestimento PVC 6 polegadas; profundidade 36m; motor bomba Leão fina 5 cv; vazão 22.500 m³/h.
25 Rua Benjamin Constant – São Sebastião Revestimento PVC 6 polegadas; profundidade 25m; motor bomba Vambro 6,5cv; vazão 36m³/h; paralisado.
26 Rua das Camélias – São Francisco Revestimento PVC 6 polegadas; profundidade 36m; motor bomba Vambro recuperada 6.5 cv; vazão 36m³/h.
27 Rod. Transamazônica – São Domingos Sávio Revestimento PVC 6 polegadas; profundidade 36m; motor bomba Vambro de 5,5 cv; vazão 22.500m³/h; paralisado.

 

Poços Tubulares Localização Característica
 

28

 

Rua da República (IPASEA) – Centro

 

Revestimento PVC 8 polegadas; profundidade 39m; motor bomba Vambro nova 16 cv;  vazão 55m³/h.

29 Rua Francisco Monteiro Neto – São Pedro   Revestimento PVC 8 polegadas; profundidade 36m; motor bomba Leão recuperada 10 cv; vazão 45m³/h.
30 Vila Cumaru – Centro Revestimento PVC 8 polegadas; profundidade 32m; motor bomba Leão palito 5,5 cv; vazão 22,500 m³/h; Paralisado.
32 Avenida Rio Madeira – São Domingos Sávio Revestimento PVC 8 polegadas; profundidade 32m; motor bomba Leão 10 cv; vazão 42 m³/h.
34 Rua Pará – São Cristóvão Revestimento PVC 8 polegadas; profundidade 36m; motor bomba Ebara nova 15 cv;  vazão 55 m³/h.
36 Rua Fausto Maia – Nova Esperança Revestimento PVC 8 polegadas; profundidade 36m; motor bomba Thebe fina 5,5 cv;  vazão 45 m³/h.
37 São Gonçalo – Andaraí (São Domingos Sávio). Revestimento PVC 8 polegadas; profundidade 27m; motor bomba Vambro nova 8 cv;  vazão 36 m³/h.
38 Conjunto Uruapiara – São Cristóvão Revestimento de PVC 8 polegadas; profundidade 28m; motor bomba Vambro 10 cv; vazão 36 m³/h.
39 Rua Princesa Isabel – Nova Esperança Revestimento de PVC 6 polegadas; profundidade 28m; motor bomba Vambro recuperada 16 cv; vazão 28.800 m³/h.
40 Rua Princesa Isabel – Nova Esperança Revestimento de PVC 6 polegadas; profundidade 30m; motor bomba Vambro recuperada 6,5 cv; vazão 36 m³/h.
41 Rodovia Transamazônica – Em Frente ao Poço 27 Revestimento de PVC 6 polegadas; profundidade 28m; motor bomba Vambro nova 8 cv; vazão 36 m³/h.

Fonte: COHASB (2020)

O sistema do município conta com oito reservatórios de água inutilizados durante o processo de abastecimento, compostos por caixas baixas e elevadas, com capacidades variadas entre 15 a 500 mil litros. Os motivos de desativação dos reservatórios, descritos na tabela 2, variam entre infiltrações, falta de vazão suficiente dos poços e vazamentos.

 Tabela 2: Indicações dos reservatórios existentes em Humaitá-AM.

Reservatório Localização Características
01 Rua 13 de Maio Caixa de concreto; capacidade de 100 mil litros.
02 Avenida Transamazônica Caixa de concreto; capacidade de mil litros.
03 Rua das Flores (Possui duas caixas) Caixa de concreto; capacidade:  300 e 100 mil litros.
04 Rua 5 de Setembro Caixa de concreto; capacidade de 500 mil litros.
05 Rio Madeira (Possui duas caixas) Caixa de concreto; capacidade:  300 e 150 mil litros.
06 Rua Padre José Maria Pena Caixa de ferro; capacidade de

150 mil litros.

Fonte: COHASB (2020)

3.2 INDICADORES DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

3.2.1 PROJEÇÃO POPULACIONAL

O sistema de abastecimento de água precisa ser desenvolvido para funcionar com eficácia ao decorrer de um período predeterminado. Indicar a população futura de uma localidade é importante e deve considerar a tendência de crescimento contínuo. A escolha da alternativa não pode beneficiar apenas a população atual. O principal objetivo por trás da projeção populacional é evitar que um sistema recém-instalado possua problemas de subdimensionamento.

Na tabela 3 estão apresentadas as projeções populacionais realizadas obedecendo os métodos aritmético e geométrico para o município de Humaitá a partir da estimativa realizada pelo IBGE (2020) para o ano de 2020, é de 56.144 habitantes.

Tabela 3: Projeção populacional para o abastecimento de água do município de Humaitá-AM.

Ano População por método (hab.)
Aritmético Geométrico
2020 56.144 56.144
2021 57.500 57.500
2022 58.885 58.888
2023 60.211 60.310
2024 61.566 61.766
2025 62.922 63.257
2026 64.278 64.785
2027 65.633 66.349
2028 66.989 67.951
2029 68.345 69.592
2030 69.700 71.272
2031 71.056 72.993
2032 72.411 74.755
2033 73.767 76.560
2034 75.123 78.409
2035 76.478 80.302
2036 77.834 82.241
2037 79.189 84.227
2038 80.545 86.260
2039 81.901 88.343
2040 83.256 90.476
2041 84.612 92.661

Fonte: Autores 2020

Conforme os resultados, é possível definir que o método aritmético apresenta dados mais coesos a curto prazo, porém, há significativa discrepância com o aumento dos anos, já que se trata de uma estimativa recomendada para um período de tempo menor (até cinco anos).  Portanto, para análise final, foram adotados os valores obtidos por meio do método geométrico. A população total atendida pelo sistema de abastecimento de água, em 20 anos, de acordo com o método geométrico, será de 92.661 habitantes, como pode ser observado na tabela 3.

3.2.2 CONSUMO MÉDIO PER CAPITA

O consumo per capita de um município é obtido conforme o número de habitantes atendidos pelo sistema e o tipo de abastecimento de água oferecido. Existe uma relação direta entre o total de água consumida por dia com o número total da população. Na variação de consumo médio, os projetos de abastecimento de água podem ainda considerar a natureza da cidade, como a presença de comércios e indústrias, as características climáticas e os hábitos dos consumidores.  (SNIS, 2020)

Os dados da tabela 4 são referentes ao consumo per capita de Humaitá-AM, de acordo com as informações disponibilizadas pela COHASB (2020) no Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (2020).

Tabela 4: Consumo médio per capita de água no município de Humaitá-AM

Ano Consumo médio per capita

(L/hab./dia)

Índice de atendimento

urbano de água

2008 134,80 75,5%
2011 199,60 82%
2010 195,19 85,2%
2013 229,17 80%

Fonte: SNIS (2020)

Comparando o consumo médio per capita com o número de habitantes de Humaitá no período dos anos citados na tabela 4, é possível notar um aumento significativo dos valores de consumo de água em paralelo ao crescimento do   número de consumidores expressos.

Deve-se observar que com o aumento do consumo de água houve, também, a queda do índice de atendimento urbano, indicando possíveis. Para que todos tenham acesso a água potável, é interessante notar que a variação nos valores de consumo deve ser levada em consideração na escolha da concepção de alternativas de tratamento de água e seu consumo humano.

3.2.3 VAZÕES NAS DISTINTAS UNIDADES DE UM SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

Com a determinação da projeção populacional e do consumo médio per capita, foi realizada a estimativa das vazões para um sistema de abastecimento de água. Para este trabalho, as vazões calculadas foram as vazões de produção, adução de água tratada e distribuição, como pode ser observado na tabela 5.

Tabela 5: Valores de vazões para o abastecimento de água de Humaitá-AM

Ano QProd (L/s) QAAT (L/s) QDist (L/s)
2020 178,70 220,88 321,66
2021 183,02 226,21 329,43
2022 187,44 231,67 337,38
2023 191,96 237,26 345,53
2024 196,60 242,99 353,87
Ano QProd (L/s) QAAT (L/s) QDist (L/s)
2025 201,34 248,86 362,42
2026 206,21 254,87 371,17
2027 211,18 261,02 380,13
2028 216,28 267,33 389,71
2029 221,51 273,78 398,71
2030 226,85 280,39 408,34
2031 232,33 287,16 418,20
2032 237,94 294,09 428,20
2033 243,68 301,19 438,63
2034 249,57 308,47 449,22
2035 255,59 315,91 460,07
2036 261,77 323,54 471,18
2037 268,09 331,36 482,56
2038 274,56 339,35 494,21
2039 281,19 347,55 506,14
2040 287,98 355,94 518,36
2041 294,93 364,54 530,88

Fonte: Autores 2020.

Para optar por alternativas de distribuição de água que não se tornem obsoletas em um curto período de tempo, é importante definir uma vazão que não atenda apenas às condições populacionais atuais do município. A vazão de produção calculada para o ano de 2020 é de 178,70 L/s, entretanto, levando em consideração o ano de 2041, essa mesma vazão aumenta para 294,93 L/s.

3.2.4 COMPARATIVO DOS MÉTODOS DE TRATAMENTO DE ÁGUA CONVENCIONAIS E ALTERNATIVOS 

As tecnologias de tratamento convencional de água, conhecidas como vertedores, calha de Parshall, injetores e difusores (PAZ, 2007), utilizadas para o tratamento de água para consumo humano, são apresentadas no quadro 1, expondo as vantagens e desvantagens de cada tratamento.

Quadro 1: Vantagens e desvantagens das tecnologias de coagulação para tratamento   convencional de água.

Vertedores A mistura não requer energia elétrica;
A manutenção é simplificada pela facilidade que se tem de acessar a unidade;
Os vertedores podem ser aproveitados como medidores de vazão;
A mistura é melhor para as  ETAs que possuem vazão afluente constante;
As unidades possuem maior facilidade de serem projetadas e construídas.
(PAZ, 2007)
Devido a acumulação de sedimentos antecedente do vertedor, o misturador necessita de limpeza periódica;
Na área da queda de água, o misturador pode exibir erosões na estrutura;
Como as unidades não se adequam à variação de vazão afluente à ETA, quando são instaladas, não se pode controlar o tempo e o gradiente de velocidade de mistura. (PAZ, 2007)
Calha Parshall As vantagens 1, 2 e 4, destacadas nos vertedores, se enquadram à Calha Parshall;
A eventualidade de sedimentação de material no fundo do canal é bem pequena.
(PAZ, 2007)
Se comparada com os vertedores, a construção não se torna simples;
Quando comparada com os difusores e injetores, a unidade acaba por ocupar o maior espaço em planta na ETA;
As unidades que são dimensionadas para vazões menores que 40 L/s podem ser muito pequenas, e isso acaba por dificultar a sua construção.
(PAZ, 2007).
Injetores e difusores Na planta, o misturador ocupa pouco espaço
(PAZ, 2007).
Quando houver variação da vazão afluente à ETA, o gradiente de velocidade e o tempo de mistura não poderão ser alterados;
Devido a unidade aparentar risco eminente de entupimento do injetor, são necessários cuidados no preparo do coagulante para que haja uma minimização do problema;
Para otimizar a mistura, os misturadores precisarão de grade, defletor ou constrição à jusante da aplicação do coagulante;
A entrada na unidade para a manutenção é árdua;
O operador da ETA não consegue visualizar a
aplicação do coagulante.
(PAZ, 2007).

Fonte:  Autores 2020

O quadro 2 apresenta as vantagens e desvantagens das tecnologias de floculação, conhecidas como: tipo chicanas, meio granular, Alabama e helicoidal, mecânico de paletas e mecânico tipo turbinas, que foram descritos por Paz (2007) e Di Bernardes e Dantas (2005) para o tratamento convencional de água, e os mais empregados, atualmente, descritos na literatura.

Quadro 2: Vantagens e desvantagens das tecnologias de floculação para tratamento convencional de água.

Tecnologia Vantagens Desvantagens
Tipo chicanas Utilizado em grande escala nas ETAs brasileiras.
Não utiliza energia elétrica para funcionar;
Componentes apropriados para ETAs com quantidade e qualidade de água constantes; Não exige qualificação especializada para operação e manutenção.
(PAZ, 2007)
Quando ocorrem oscilações na quantidade de água, o gradiente de velocidade não pode ser ajustado; Podem causar a ruptura dos flocos; Maior área em planta devido aos misturadores apresentarem pouca profundidade.
(PAZ, 2007)
Em meio granular Maior eficiência no tratamento de água com níveis de turbidez relativamente altos;
Tempo de floculação reduzido (dois a dez minutos).
(DI BERNARDO; DANTAS, 2005)
Não é comum em ETAs brasileiras; A limpeza é complicada.
(DI BERNARDO; DANTAS, 2005)
Alabama e helicoidal Baixo custo de implantação, operação e manutenção; Indicado para ETAs menores que 100 L/s.
(PAZ, 2007)
Desempenho insatisfatório devido à presença de zonas mortas; Acúmulo de lodo dificultando a limpeza;
São implantadas conforme experiências anteriores, sem uma técnica pré-determinada para
desenvolvimento de projetos.
(PAZ, 2007)
Mecânico de paletas Indicadas para misturas com gradiente de velocidade inferior a 30s-1;
Fácil acesso de operação e manutenção graças à localização dos conjuntos motrizes sobre a estrutura.
(DI BERNARDO; DANTAS, 2005
Possuem limitações de tamanho por serem projetadas de acordo com os catálogos do fabricante;
Possui zonas mortas e curtos-circuitos, porém, o número de, no mínimo, três unidades em série, pode evitar esse problema.
(DI BERNARDO; DANTAS, 2005)
Mecânico tipo turbinas Indicadas para misturas com gradiente de velocidade acima  de 30s-1.
(DI BERNARDO; DANTAS, 2005)
Cria zonas deficientes de floculação a partir de certa velocidade de rotação.
(DI BERNARDO; DANTAS, 2005)

Fonte:  Autores 2020

O quadro 3 apresenta as vantagens e desvantagens das tecnologias de decantação para tratamento convencional de água, conhecidas como: decantadores de baixa taxa e decantadores de alta taxa, sendo estes processos mais utilizados e eficientes, de acordo com Paz (2007).

Quadro 3: Vantagens e desvantagens das tecnologias de decantação para tratamento convencional de água.

Decantadores de baixa taxa Levando em consideração sua construção simples, são indicados para vazões pequenas.
(PAZ, 2007)
Visando impedir o transporte do lodo, a velocidade da água deve ser baixa, ocupando áreas maiores, se comparado aos decantadores de alta taxa;
Pode apresentar correntes secundárias, responsáveis por prejudicar o processo de sedimentação.
( PAZ, 2007)
Decantadores de alta taxa Grande eficiência, consequência dos flocos sedimentados ao longo das placas;
Menor área em planta devido ao tempo inferior de detenção de água;
Podem ser utilizados durante
a reforma de decantadores sempre que a entrada e saída do decantador sejam adaptadas.
( PAZ, 2007)
Podem apresentar problemas de manutenção causadas pelo crescimento de algas nas placas ou dutos;
A construção requer cuidados especiais devido a forma e espaçamento das tubulações, que precisam obedecer às condições de escoamento do projeto.
( PAZ, 2007)

Fonte: Autores 2020

O quadro 4 apresenta as vantagens e desvantagens das tecnologias de filtração para tratamento convencional de água, conhecidas como: filtros rápidos descendentes, filtros rápidos ascendentes e filtros   lentos (PAZ, 2007; FUNASA, 2007). 

Quadro 4: Vantagens e desvantagens das tecnologias de filtração para tratamento convencional de água.

Desinfetantes Vantagens Desvantagens
Cloro Habitualmente o mais utilizado nas ETAs no Brasil;
Admite residual no sistema de distribuição.
(PAZ, 2007)
Se relacionados com o ozônio ou o dióxido de cloro, apresenta baixa eficiência na remoção de protozoários e vírus;
Devido a uma eventual fatalidade com vazamentos do gás cloro, o projeto do
sistema de desinfecção deve ater-se a todos os itens de segurança.
(PAZ, 2007)
Possui custo razoável e pode ser encontrado no mercado de maneira mais fácil;
Possui aplicação de forma segura e manuseio moderadamente simples; Inativa de maneira eficaz uma ampla variedade de microrganismos patogênicos encontrados na água.
(DI BERNARDO; DANTAS, 2005)
Dependendo das dosagens utilizadas, o mesmo pode gerar gosto e odor na água; O cloro livre pode reagir com inúmeros compostos orgânicos e inorgânicos presentes na água e formar subprodutos indesejáveis.
(DI BERNARDO; DANTAS, 2005)
Hipoclorito de sódio É o desinfetante mais apropriado para comunidades de portes menores devido a sua fácil manipulação.
(PAZ, 2007)
Este desinfetante apresenta propriedades corrosivas. (EPA, 1999)
O hipoclorito de sódio é três vezes mais
caro que o cloro, além de deteriorar rapidamente com a luz e com o calor.
(KAWAMURA, 2000)
Se gerado in situ, é capaz de produzir subprodutos como cloratos e traços de clorito, onde, dependendo da dosagem aplicada de hipoclorito, o teor de cloratos aceitáveis sugeridos pela OMS pode ser ultrapassado, vindo, desta forma, a prejudicar a saúde humana.
(PROSAB, 2001)
Hipoclorito de cálcio É fortemente solúvel em água, e pode ser conservado por até um ano em estado sólido.
(AZEVEDO et al., 1987)
O local de armazenamento do desinfetante deve ser fresco e ventilado, devido ao risco de combustão espontânea;
Se comparado ao cloro, o seu custo é maior;
A solução pode gerar subprodutos como o clorito e causar a precipitação de algumas impurezas.
(EPA, 1999)

Fonte: Autores 2020

O quadro 6 menciona algumas vantagens e desvantagens dos compostos químicos utilizados para adicionar o flúor no tratamento de água, descritos por Azevedo et al. (1987). E de acordo com Ferreira et al. (2013), adicionar o flúor em abastecimento público de saúde, é importante que exista a necessidade e controle, que é o controle do produtor sobre o processo de produção, distribuição e consumo, e deve haver o controle por parte das instituições do Estado.

Quadro 6: Vantagens e desvantagens dos compostos comumente utilizados para adicionar flúor no tratamento de

Ácido fluossilícico Componente químico de pequeno custo e fácil aquisição.
(AZEVEDO et al., 1987)
Necessita de atenção no manuseio e aplicação para não prejudicar a saúde  dos operários.
(AZEVEDO et al., 1987)
Fluorsilicato de sódio Produto químico utilizado em grande escala pelas ETAs brasileiras.
(AZEVEDO et  al., 1987)
A manutenção do produto pode oferecer perigo para a saúde dos operários
(AZEVEDO et al., 1987)
Fluoreto de sódio Levando em consideração o
fluorsilicato de sódio, possui maior solubilidade
(AZEVEDO et al., 1987)
Custos elevados.
(AZEVEDO et al., 1987)
Fluoreto de cálcio Produto de baixo custo.
(AZEVEDO et al., 1987)
Pouco usual por ser praticamente insolúvel em água. (AZEVEDO et al., 1987)

Fonte: Autores 2020

O quadro 7 apresenta algumas vantagens e desvantagens das tecnologias alternativas, conhecidas como zeólitas (FUNGARO; SILVA, 2002; SHINZATO, 2007), radiação ultravioleta (BASTOS, 2007) e oxidação por ozônio (DI BERNARDO; DANTAS, 2005), ou seja, não convencionais, que têm sido consideradas eficazes no tratamento de água e na purificação da água para consumo humano e mesmo no devolver desta para o meio ambiente.

Quadro 7: Vantagens e desvantagens das tecnologias alternativas para tratamento de água.

Ácido fluossilícico Componente químico de pequeno custo e fácil aquisição.
(AZEVEDO et al., 1987)
Necessita de atenção no manuseio e aplicação para não prejudicar a saúde  dos operários.
(AZEVEDO et al., 1987)
Fluorsilicato de sódio Produto químico utilizado em grande escala pelas ETAs brasileiras.
(AZEVEDO et  al., 1987)
A manutenção do produto pode oferecer perigo para a saúde dos operários
(AZEVEDO et al., 1987)
Fluoreto de sódio Levando em consideração o
fluorsilicato de sódio, possui maior solubilidade
(AZEVEDO et al., 1987)
Custos elevados.
(AZEVEDO et al., 1987)
Fluoreto de cálcio Produto de baixo custo.
(AZEVEDO et al., 1987)
Pouco usual por ser praticamente insolúvel em água. (AZEVEDO et al., 1987)
Tecnologia Vantagens Desvantagens
Uso de zeólitas em meios filtrantes Possibilidade de tamanhos, formas e cargas seletivas graças às suas estruturas;
Material de síntese abundante; Custo inferior às demais
resinas poliméricas responsáveis pela troca de íons.
(FUNGARO; SILVA, 2002)
A seletividade iônica, assim como os parâmetros relacionados a eficiência de adsorção e capacidade de troca iônica, está completamente relacionada à estrutura cristalina das zeólitas, bem como das características químicas dos íons detectado na solução;
A temperatura, PH e a concentração iônica inicial podem afetar a remoção dos metais.
(SHINZATO, 2007)
Radiação ultravioleta A desinfecção UV é efetiva na inativação de muitos vírus, esporos e cistos;
A desinfecção UV é um processo físico, o que elimina a necessidade de geração, manuseio, transporte ou estocagem de produtos químicos tóxicos, perigosos e corrosivos; Não geram efeitos residuais prejudiciais em humanos ou vida aquática;
A desinfecção tem um tempo de contato menor quando feito a comparação com outros desinfetantes (aproximadamente 20 a 30 segundos com lâmpadas de baixa pressão);
A desinfecção UV é facilmente controlada pelos operadores; O equipamento de desinfecção UV requer menos espaço que outros métodos.
(BASTOS, 2007)
Turbidez e sólidos suspensos totais na água pode prejudicar a eficiência da inativação;
Os microrganismos podem, às vezes, reparar e reverter os efeitos destrutivos do UV através de mecanismos de reativação ou fotorreativação, ou ainda, na ausência de luz, conhecido como recuperação no escuro;
Necessidades de programa preventivo para controle de formação de biofilmes nos tubos de quartzo (reator de contato);
Baixas dosagens podem não ser efetivas na inativação de alguns vírus, esporos e cistos.
(BASTOS, 2007)
Oxidação por ozônio Desinfecção mais eficiente quando comparado com o uso do cloro, dióxido de cloro e as cloraminas na inativação de bactérias, protozoários e vírus; Oxidação de micropoluentes inorgânicos (ferro, manganês, sulfetos); Oxidação de micro poluentes que ocasionam sabor e odor na água;
Redução na dosagem de coagulantes;
Oxidação de macro poluentes; Redução da dosagem de cloro na pós-cloração;
Diminuição da concentração dos precursores de trihalometanos;
Anulação de algas; Aumento da duração das carreiras de filtração;
Melhoria geral da qualidade da água nas diferentes unidades de tratamento.
(DI BERNARDO; DANTAS, 2005)
Instalação possui um custo inicial elevado;
Alto custo de energia para a geração de ozônio;
É altamente tóxico e corrosivo; Não há produção de residual persistente na água;
A concentração de ozônio diminui rapidamente com aumento do PH e da temperatura da água;
Formação de subprodutos bromados, isso quando houver brometos na água, assim como as acetonas, dentre outros; Filtros biologicamente ativados são necessários para a remoção de carbono orgânico assimilável e subprodutos biodegradáveis.
(DI BERNARDO; DANTAS, 2005)

Fonte: Autores 2020

Existem muitas técnicas de tratamento de água convencional nas ETAs no Brasil, e diferentes alternativas tecnológicas ou sustentáveis estão sempre sendo apresentadas ou descritas. Conhecer essas vantagens e desvantagens dos tratamentos existentes é, sem dúvida, fundamental para se pensar ou sugerir algum tipo de tratamento de água em locais ou municípios que não existem infraestrutura em saneamento básico ou estação de tratamento de água. Faz-se saber, também, que, além destes métodos apresentados nos quadros, existem inúmeros outros, no entanto, estes são descritos como os mais usuais.

4. CONCLUSÕES 

Após a realização do diagnóstico da situação de abastecimento de água do município de Humaitá-AM e da revisão bibliográfica de métodos tradicionais e alternativos de tratamento de água existentes no Brasil e apresentados neste estudo, retornamos a questão norteadora desta pesquisa: será que um sistema de abastecimento e tratamento de água poderia ser sugerido como alternativa para o consumo de água humano no município de Humaitá-AM e, assim, contribuir com a população local, evitando, possivelmente, a veiculação de doenças hídricas e melhor qualidade de saúde?

Pode-se constatar, de acordo com os dados disponibilizados pela COHASB (2020) e apresentados durante a execução deste estudo, que o atual sistema de abastecimento de água de Humaitá-AM atende as demandas de distribuição graças ao aproveitamento das fontes subterrâneas, que facilitam a distribuição devido a locação dos pontos de captação de água serem próximos às áreas urbanas. No entanto, a distribuição realizada não garante a eficácia da qualidade imposta pelos parâmetros de potabilidade previstos pela Portaria de Consolidação (PRC) nº 5, de 28 de setembro de 2017 (BRASIL, 2017), para distribuição de água potável para consumo humano.

Adequar o sistema de abastecimento com a implantação de uma estação de tratamento de água convencional contribuiria com uma distribuição de água de mais qualidade e livre de possíveis patógenos que causam doenças, e ainda seria interessante adaptar o sistema de captação e distribuição existentes no município, fazendo ajustes para comportar as vazões necessárias para o tempo ideal de fornecimento de água adequado que possa atingir o contingente populacional de forma satisfatória.

Após realizar os cálculos de projeção populacional e vazões apresentados neste estudo, o ideal seria um projeto de uma ETA convencional com alcance de 20 anos, pois pode-se observar que o município está sujeito a um grande crescimento populacional, indicando, consequentemente, o aumento do consumo per capita e das vazões de projeto e distribuição do sistema de abastecimento de água. Levando em conta estes dois fatores mencionados, a implantação de um sistema de abastecimento de água convencional, usado em grande escala nos municípios brasileiros, poderia oferecer a infraestrutura necessária de abastecimento e tratamento de água para garantir o bem-estar da população do município de Humaitá-AM.

A implantação deste sistema poderia se adequar melhor às características do município de Humaitá-AM e oferecer maiores benefícios para a saúde da população Humaitaense, pois estará de acordo com as portarias vigentes de fornecimento de abastecimento e tratamento de água para consumo humano.

REFERÊNCIAS

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Projeto de estação de tratamento de água para abastecimento público. Rio de Janeiro: ABNT, 1992 

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BASTOS, P. F. Tratamento de água da chuva através de filtração lenta e desinfecção UV. 2007. 135f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Florestal) – Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, ES, 2007.

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[1] Graduação em Engenharia Civil. ORCID: 0000-0002-4759-9511.

[2] Graduação em Engenharia Civil. ORCID: 0000-0003-2275-114X.

[3] Doutorado em Administração, Mestrado em Administração, Especialização em Gestão Empresarial, Graduação em Engenharia Mecânica. ORCID: 0000-0002-5573-5974.

[4] Orientadora. Doutora em Biotecnologia, Mestre em Ciências Naturais e Saúde, Especialização em Ciências Naturais, Graduação em Biologia e Graduação em Matemática. ORCID: 0000-0002-3861-9605.

Enviado: Agosto, 2021.

Aprovado: Julho, 2022.

4.4/5 - (23 votes)
Rosane Gomes de Oliveira

2 respostas

  1. O artigo apresentada uma revisão sobre as principais vantagens e desvantagens de vários tipos de tratamentos de água para consumo humano que são utilizados no Brasil e ao mesmo tempo apresenta um diagnóstico real da situação de abastecimento de água para consumo humano no município de Humaitá-AM sugerindo alternativas para tratamento de água local.

  2. O artigo apresenta uma revisão sobre as principais vantagens e desvantagens de vários tipos de tratamentos de água para consumo humano que são utilizados no Brasil e ao mesmo tempo faz um diagnóstico real da situação de abastecimento de água para consumo humano no município de Humaitá-AM sugerindo alternativas para tratamento de água local. Situação de extrema importância em Saneamento básico e também para qualidade de vida e saúde da população no município.

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