Proposta de Melhoramento do Sistema de Abastecimento de água da Sede de M'Phende (Distrito de Magoe-Tete).pdf

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE SONGO
DIVISÃO DE ENGENHARIA
LICENCIATURA EM ENGENHARIA HIDRÁULICA
RELATÓRIO DE ESTÁGIO PROFISSIONAL
PROPOSTADE MELHORAMENTO DO SISTEMADE ABASTECIMENTO
DE ÁGUA DA SEDE DE M’PHENDE (DISTRITO DE MÁGOÈ – TETE)
AUTOR:
ATRIZ TAVARES SALICUCHEPA SUPERVISORES
Engo
. PENA A. J. LUÍS DIAS (SDPI – MÁGOÈ)
Engo
. FARIA JOAQUIM LUÍS (ISPS)
Songo, Novembro de 2022

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE SONGO
DIVISÃO DE ENGENHARIA
LICENCIATURA EM ENGENHARIA HIDRÁULICA
RELATÓRIO DE ESTÁGIO PROFISSIONAL
PROPOSTADE MELHORAMENTO DO SISTEMADE ABASTECIMENTO
DE ÁGUA DA SEDE DE M’PHENDE (DISTRITO DE MÁGOÈ – TETE)
AUTOR:
ATRIZ TAVARES SALICUCHEPA
SUPERVISORES
Engo
. PENA A. J. LUÍS DIAS (SDPI – MÁGOÈ)
Engo
. FARIA JOAQUIM LUÍS, MSc (ISPS)
Songo, Novembro de 2022

Proposta de melhoramento do sistema de abastecimento de água da Sede de
M’Phende (Distrito de Mágoè – Tete)
I
SALICUCHEPA, A. T – Relatório de Estágio Profissional
DEDICATÓRIA
O presente relatório de estágio profissional, dedico em primeiro lugar aos meus filhos
“Yurca e Áires Atriz Tavares Salicuchepa’’
A todos os colegas do curso e os demais amigos familiares conhecidos não
mencionados.

II
AGRADECIMENTO
O presente relatório foi elaborada em estreita colaboração com diversos sectores do
Serviço Distrital de Planeamento e Infra-estruturas e a Secretaria Distrital de Mágoè,
pelo que agradeço ao Governo Distrital, nomeadamente ao Administrador do Distrito
pela autorização concedida para a realização deste estágio profissional, bem como
todos os meios colocados à minha disposição.
Aos Engenheiros Faria Joaquim Luís e Pena Agostinho José Luís Dias, desejo
agradecer o tema proposto para este trabalho bem como o fornecimento de
documentação, indicação de bibliografia e outros elementos para consulta, que muito
ajudaram no desenvolvimento deste relatório. Agradeço-lhes ainda todos os
ensinamentos e incentivos e reconheço agradecido o facto de terem aceite, sem
hesitações, serem os orientadores deste trabalho.
À Chefe da Secretaria do SDPI Sónia Riva e Chefes das Repartições em especial Dr.
Boido Waizone Ofice, agradeço o apoio e todo o acompanhamento no desenvolvimento
das actividades nas repatriações de Obras Públicas em Coordenação com
Planeamento e Ordenamento Territorial. Agradeço ainda por todas as informações
facultadas e a oportunidade concedida para aplicar na prática os conhecimentos
adquiridos ao longo da minha formação académica.
Desejo também expressar o meu agradecimento aos meus Pais Tavares Juga e
Antónia Manteiga (em memória) pelo constate apoio e incentivo para a prossecução
deste curso. Ao tio Angasse Catete, que para além de todo o apoio demonstrado, muito
contribuiu ao nível de tudo o quão viví no decurso da realização do estágio.
Agradeço ainda a todos aqueles que contribuíram e ajudaram directa ou indirectamente
na realização deste relatório, nomeadamente: Jaime Weta e Maquissuero Cláudio
Mafunga na recolha de informação estatística e de todos os dados relativos ao
cadastro da rede do Sistema de Abastecimento de M’Phende. Aos colegas do curso
por juntos fizermos directas para lutar rumo a engenharia Hidráulica (Math estas ai).
Finalmente agradeço reconhecido o esforço que na concretização deste curso, exigiu à
minha esposa Lilí Maneto Luís e aos meus filhos Yurca e Áires, numa das etapas
cruciais do desenvolvimento. Aos meus Irmãos Tanner, Celma, Rivaldo, Gilaica, Acéria
e Salicuchepa Tavares Salicuchepa.

III
Epigrafe
A maior recompensa pelo nosso trabalho não é o que nos pagam por ele, mas
aquilo em que ele nos transforma.
SALICUCHEPA, Atriz Tavares.

IV
RESUMO
Uma preocupação recorrente em sistemas de abastecimento de água (SAA), é que as
redes de águas de comunidades/localidades geralmente são feitas sem seguir padrões
normalizados de instalação, e não têm registado trajectos e tipos de condutas como é o
caso da Localidade de M’Phende, Distrito de Mágoè – Tete. O seu sistema de
abastecimento passa pela crise da capacidade de abastecer água a população
propiciando a escassez hídrica nos bairros.
O objectivo desse trabalho é propor o melhoramento do sistema de abastecimento de
água da sede de M’Phende, distrito de Mágoè, Província de Tete.
O estudo foi baseado em estimar a população horizonte através da taxa de
crescimento populacional e no dimensionamento pelas equações de cálculos das
perdas de cargas com base na fórmula de Hazen-Williams com recurso às planilhas de
cálculo em Excel e o simulador Epanet.
A comunidade de M’Phende actualmente conta com aproximadamente 11644
habitantes e se prevê um crescimento demográfico de 22289 habitantes até ao ano
2042. Propõe-se a instalação de um reservatório no centro de distribuição com
capacidade total de 3 531 m3
, 253 m3
de capacidade de encache no reservatório da
captação e dimensionamento da rede de distribuição.
A proposta melhora o tempo de funcionamento da rede de 1 hora por dia em cada
bairro em dias intercalados para 2 horas no mínimo para o período de estiagem e 4
horas ao mínimo no período húmido em todos os bairros diariamente se o sistema de
captação permanecer na condição de nascente.
Palavras-chaves: Sistema de Abastecimento, Reservatórios, Dimensionamento, Rede
de distribuição.

V
ABSTRACT
A recurring concern in water supply systems (WSS), is that the water networks of
communities/localities are usually made without following standardized installation
standards, and have not recorded paths and types of conduits as is the case of the
Locality of M 'Phende, District of Mágoè – Tete. Its supply system goes through a crisis
in the ability to supply water to the population, causing water scarcity in the
neighborhoods.
The objective of this work is to propose the improvement of the water supply system of
the headquarters of M'Phende, district of Mágoè, Province of Tete.
The study was based on estimating the horizon population through the population
growth rate and on the dimensioning by the equations of calculations of load losses
based on the Hazen-Williams formula using Excel spreadsheets and the Epanet
simulator.
The community currently has approximately 11,644 inhabitants and a population growth
of 22,289 inhabitants is expected by the year 2042. It is proposed to install a reservoir in
the distribution center with a total capacity of 3,531 m3, 253 m3 of filling capacity in the
reservoir of capture and dimensioning of the distribution network.
The proposal improves the network's operating time from 1 hour per day in each
neighborhood on alternate days to a minimum of 2 hours in the dry season and a
minimum of 4 hours in the wet period in all neighborhoods daily if the catchment system
remains in the spring condition.
Keywords: Supply System, Reservoirs, Dimensioning, Distribution network

VI
ÍNDICE
DEDICATÓRIA............................................................................................................................... I
AGRADECIMENTO.......................................................................................................................II
Epigrafe..........................................................................................................................................III
RESUMO ......................................................................................................................................IV
ABSTRACT................................................................................................................................... V
LISTA DE FIGURAS .................................................................................................................VIII
LISTA DE TABELAS...................................................................................................................IX
LISTA DE ABREVIATURAS ...................................................................................................... X
CAPITULO I – INTRODUÇÃO...........................................................................................1
1.
1.1. Generalidades................................................................................................................1
1.2. Problema de estudo ......................................................................................................2
1.3. Justificativa .....................................................................................................................2
1.4. Ciências relacionadas ao Problema ...........................................................................3
1.5. Objectivos .......................................................................................................................3
1.5.1. Objectivo Geral .......................................................................................................3
1.5.2. Objectivos específicos...........................................................................................3
1.6. Delimitação.....................................................................................................................4
1.7. Enquadramento do Objecto de estudo ......................................................................4
1.8. Metodologia ....................................................................................................................4
1.9. Estrutura do trabalho.....................................................................................................5
1.10. Descrição do local de estágio ..................................................................................6
1.10.1. Organograma da Instituição..............................................................................7
Capitulo II. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA..........................................................................8
2.
2.1. Sistema de abastecimento de água ...........................................................................8
2.1.1. Componentes do Sistema de Abastecimento de Água....................................9
2.1.2. Parâmetros Hidráulicos de Sistema de abastecimento de água ..................16
2.1.3. Período de funcionamento da produção...........................................................22
2.1.4. Caudal Especial (Uso Comercial e Institucional) ............................................22
2.1.5. Caudal Mínimo de Dimensionamento ...............................................................22
2.1.6. Dimensionamento de rede ramificada ..............................................................26
2.2. Soluções técnicas de abastecimento de água........................................................27

VII
CAPITULO III. MATERIAIS E MÉTODOS .....................................................................28
3.
3.1. Materiais........................................................................................................................28
3.2. Métodos.........................................................................................................................28
3.3. Análise dos dados .......................................................................................................29
3.4. Processamento dos dados e geração dos resultados...........................................29
CAPITULO IV. CASO DE ESTUDO................................................................................30
4.
4.1. Caracterização do local ..............................................................................................30
4.1.1. Caracterização do distrito de Mágoè.................................................................30
4.2. Caracterização do sistema de abastecimento existente .......................................31
4.3. População e consumo.................................................................................................31
CAPITULO V. APRESENTAÇÃO, ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
5.
35
5.1. Condições mínimas de dimensionamento...............................................................36
5.2. Caudal Mínimo de Dimensionamento ......................................................................36
5.3. Dimensionamento de adutora....................................................................................37
5.4. Dimensionamento da estacão elevatória.................................................................39
5.5. Capacidades dos Reservatórios ...............................................................................40
5.6. Dimensionamento da rede ramificada......................................................................42
5.7. Resultados do Dimensionamento .............................................................................43
5.7.1. Análise de Pressões na Rede ............................................................................45
5.7.2. Análise de velocidades do escoamento ...........................................................45
5.8. Demostração dos resultados do Epanet..................................................................46
CAPITULO VI. Considerações Finais.............................................................................51
6.
6.1. Conclusões ...................................................................................................................51
6.2. Sugestões para futuros trabalhos .............................................................................52
6.3. Recomendações..........................................................................................................52
Referências Bibliográficas.................................................................................................53
7.
OUTRAS REFERÊNCIAS.................................................................................................55
8.
Anexos ........................................................................................................................................56
APÊNDICES................................................................................................................................70

VIII
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Organograma do SDPI ...............................................................................................7
Figura 2. Componentes de um sistema de abastecimento de água (vista em Planta).....8
Figura 3. Posição dos reservatórios ........................................................................................14
Figura 4. Mapa de Localização geográfica do Distrito de Mágoè ......................................30
Figura 5. Centro de conservação de nascente de M'Phende .............................................32
Figura 6. Furo de Reforço .........................................................................................................32
Figura 7. Reservatório da Captação .......................................................................................33
Figura 8. Reservatório de Distribuição....................................................................................34
Figura 9. Perfil de Elevação do traçado de Adutora .............................................................39
Figura 10. Variação do caudal em função do tempo ............................................................41
Figura 11. Perfil de elevação do traçado do ponto mais alto da rede ...............................42
Figura 12. Perfil de elevação do traçado da pressão mais baixa.......................................42
Figura 13. Comportamento de pressões na rede .................................................................45
Figura 14. Comportamento das velocidades .........................................................................46

IX
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Formas de captação...................................................................................................9
Tabela 2. Consumo médio Per Capita, para populações em função a localização ........19
Tabela 3 Consumo médio Per Capta, para populações desprovidas de ligações
domiciliares..................................................................................................................................19
Tabela 4. . Diâmetro em função de Caudal ...........................................................................23
Tabela 5.Limites Geográficos do Distrito de Mágoè.............................................................30
Tabela 6. Censos do Distrito ....................................................................................................35
Tabela 7. Projecção Populacional pelos métodos matemáticos ........................................35
Tabela 8. Projecção populacional pela taxa de crescimento ..............................................35
Tabela 9. Dados para determinação do caudal.....................................................................36
Tabela 10. Verificação de velocidades de escoamento.......................................................38
Tabela 11. Peças especiais......................................................................................................39
Tabela 12. Dimensionamento de rede de distribuição de água .........................................43
Tabela 13. Carga Hidráulica e Pressões nos nós (gerados pelos simulador epanet) ....47
Tabela 14. Vazões, Velocidades (gerados pelo simulador epanet)...................................48

X
LISTA DE ACRÓNIMOS E SÍMBOLOS
ACRÓNIMO SIGNIFICADO
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
CCB Curva Característica da Bomba
CCS Curva Característica do Sistema
CD Centro Distribuidor
CV Cavalo-vapor
CRAA Cálculo de Redes de Abastecimento de Água
Engo
Engenheiro
ETA Estacão de Tratamento de Água
FR Furo de Reforço
GPS Global Positioning system
INE Instituto Nacional de Estatística
ISPS Instituto Superior Politécnico de Songo
m Metros
m.c.a Metro de coluna de água
mm Milímetros
MSc Mestrado
ND Nível Dinâmico
NMA Nível Máximo de água
ONG Organização Não Governamental
PF Ponto de Funcionamento
PQG Plano Quinquenal do Governo
PVC Policleto de Venila
Qpc Consumo Per Capita
R. Oficial Residência Oficial
RC Reservatório da Captação
RD Reservatório de Distribuição
RDA Rede de Distribuição de Agua
RNSPDADAR
Regulamento Nacional de Sistemas Públicos de Distribuição de Água e
de Drenagem de Águas Residuais
SAA Sistema de Abastecimento de Água.
SATA Sistema de Abastecimento e Tratamento de Água;
SDM Secretaria Distrital de Mágoè

XI
SDPI Serviço Distrital de Planeamento e Infra-estruturas
UTM Universal Transverse Mercator.
Mont Montante;
Jus. Jusante;
Veloc Velocidade
Tc Taxa de crescimento
H Horas
Hab Habitantes
SÍMBOLO SIGNIFICADO UNIDADE
A Área da secção m2
A e n Coeficientes de perdas na instalação -
C Coeficiente de Hazen – Williams. -
CPj Cota piezométrica de jusante m
CPm Cota piezométrica de montante m
D Diâmetro mm
𝑔 Aceleração de gravidade m/s2
H Energia total num ponto m
Hg Desnível entre os níveis de água de montante e de jusante m
Hm Altura manométrica do sistema m
K coeficiente de Bresse -
L Comprimento m
Pa População do censo anterior hab
Pb População do censo actual hab
Pj Pressão disponível a jusante mca
Pm Pressão disponível a montante mca
P1 , P2 Pressão no ponto 1 e 2 N/m2
Pop População a ser estimada para o ano futuro hab.
Pop1 População inicial hab
Pop2 População actual hab.
Q Caudal a transportar m3
Q
̅ Caudal médio m3
/h
QDist. Caudal de distribuição. m3
/h

XII
Qesp. Caudal especial m3
/h
QMD Caudal máximo diário m3
/h
QMH Caudal máximo horário m3
/h
Qpc Consumo per capita L hab∙ dia
⁄
QProd. Caudal de Produção m3
/h
𝑡 Período de bombeamento de água por dia h
T Tempo final Anos
T1 Tempo inicial Anos
T2 Tempo actual Anos
U Velocidade de Escoamento m/s
VDist. Volume de distribuição m3
Vmax Velocidade máxima m/s
Vol Capacidade do reservatório m3
Volemerg. Volume de emergência m3
Volreg. Volume de regularização m3
𝛾 Peso específico do líquido N/m3
Z Energia de Posição m
Zj Cota geométrica a jusante m
Zm Cota geométrica a montante m
𝜂
Coeficiente de rendimento global da bomba depende do porte
e característica do equipamento
-
ηm Coeficiente de rendimento do motor. %
∆𝑡 Variação do tempo dos dois censos Anos
∆Hmj Perdas de carga entre montante e jusante m

1
CAPITULO I – INTRODUÇÃO
1.
1.1. Generalidades
No desenvolvimento sustentável da sociedade, a água é um meio de subsistência,
tendo um papel determinante na sobrevivência do Homem. A ocupação do território, a
alteração da paisagem natural e a evolução das civilizações estão progressivamente
condicionados ou incentivados pela disponibilidade de recursos hídricos. Assim, os
sistemas de abastecimento de água constituídos por captação, adução e distribuição
de água, assumem particular interesse, sobretudo em regiões onde a sua
disponibilidade é irregular. Esta realidade é vivida em algumas partes de Moçambique
em particular na Localidade de M’Phende, distrito de Mágoè.
Entende-se por sistemas de abastecimento de água (SAA) o conjunto de
equipamentos, obras e serviços voltados para o suprimento de água potável a
comunidades para fins de consumo doméstico, industrial e público. Estes sistemas de
abastecimento são compostos, de maneira geral, pelas unidades de captação,
tratamento, estação elevatória, adução, reservatórios, rede de distribuição e ligações
prediais.
A elaboração de um projecto de sistema de abastecimento de água requer estudos
aprofundados e mão-de-obra especializada. Inicialmente, se faz o estudo da população
a ser atendida e de sua taxa de crescimento, assim como de suas necessidades
comerciais, industriais e agrícolas. Com base nas informações obtidas no estudo, o
sistema de abastecimento é projectado visando atender a um horizonte de projecto,
que depende de factores como: custo da obra, vida útil, evolução da demanda de água,
flexibilidade na expansão futura do sistema e factores ligados ao estudo do
crescimento populacional (Tsutiya, 2006).
A concepção e o dimensionamento de cada parte do sistema de abastecimento de
água ocorrem de forma integrada, apesar de cada unidade possuir sua peculiaridade
em termos de projecto de engenharia, o que requer, geralmente, o emprego de uma
equipe de profissionais especializados (Gomes, 2009).
O uso da água está sujeito a pressões de natureza demográfica, económica, social e
tecnológica. Nesse contexto, promover a eficiência hidráulica e energética de sistemas
de abastecimento de água (SAA) torna-se um objectivo estratégico para o alcance da
sustentabilidade da sede de M’Phende.

2
1.2. Problema de estudo
O Posto Administrativo de M’Phende actualmente conta com um sistema de
abastecimento de água formado por um reservatório elevado com capacidade útil de
140 m3
no Centro de distribuição, um reservatório semi-enterrado na captação com
capacidade de encache de 40 m3
com bomba submersa acoplada e conduta adutora
de 75 mm de diâmetro, fornecendo assim água a aproximadamente 11644 Habitantes
em 5 bairros da sede do distrito sendo por um período máximo de 1 hora por dia em
cada bairro em dias intercalados. Dessa forma, são comuns relatos de problemas
enfrentados pela população ao longo dos anos, como a ocorrência de frequentes
períodos de desabastecimento. Além disso, segundo os responsáveis por manter o
sistema, a mesma passa por problemas constantes de baixa pressão.
As ligações de novos pontos de consumo na rede de distribuição costumam ser
realizadas a partir da demanda, sem a adopção de critérios técnicos, sem planeamento
e orientação de profissional habilitado. Por outro lado o crescimento da população e a
expansão das actividades comerciais e industriais no posto Administrativo de
M’Phende aumentam cada vez mais a demanda da utilização de água potável,
evidenciando desse modo a necessidade de realizar estudos para a melhoria do
sistema de abastecimento de água existente com vista a atender a comunidade, com
os requisitos mínimos de pressão, vazão e alargar o período de fornecimento conforme
as normas regulamentares.
1.3. Justificativa
A justificativa para a realização deste trabalho parte da necessidade de se desenvolver
junto à comunidade da Sede de M’Phende um sistema de abastecimento que venha
atender as necessidades básicas da referida comunidade, para que a população local
possa dispor de água na quantidade desejada, contribuindo para a qualidade de vida
dos moradores e para o desenvolvimento do Distrito de Mágoé no geral. O estudo
também traz como benefício os conhecimentos desenvolvidos durante o processo de
pesquisa, aliando a prática às teorias adquiridas durante o curso e servindo de fonte de
pesquisa para futuros trabalhos académicos tanto como materialização do sistema
proposto quando este levado a cabo.

3
As proposições feitas neste estudo almejam auxiliar as discussões e decisões
destinadas ao abastecimento de água às populações para que as mesmas tenham o
Direito Humano de um sistema melhorado.
1.4. Ciências relacionadas ao Problema
As disciplinas do plano curricular do curso de engenharia hidráulica que tem uma
relação directa com o estudo em abordagem são: Metodologia de Investigação
Cientifica; Hidráulica; Sistema de Abastecimento e Tratamento de Água (SATA) e
Cálculo de Redes de Abastecimento de Água (CRAA).
Hidráulica - como ciência que trata das leis do equilíbrio e movimento dos líquidos e da
aplicação dessas leis à solução de problemas práticos, como por exemplo
dimensionamento de tubulações para condução de água, cálculos de perda de cargas
nas condutas
SATA – dimensionamento de estacão elevatória referente ao conjunto de Motor e
bomba.
CRAA - dimensionamento de redes de abastecimento;
1.5. Objectivos
1.5.1. Objectivo Geral
O objectivo geral do relatório é Propor o melhoramento do Sistema de Abastecimento
de água da sede de M’Phende no Distrito de Mágoè, Província de Tete.
1.5.2. Objectivos específicos
 Descrever os conceitos sobre o dimensionamento hidráulico de sistemas de
abastecimento de água;
 Dimensionar os reservatórios, Bomba, condutas e acessórios do sistema de
abastecimento desde a captação até a rede em consideração ao alcance do
projecto;
 Apresentar a proposta final da rede de distribuição e dos reservatórios.

4
1.6. Delimitação
O presente trabalho abrange a área de saneamento básico, abordando de modo
específico a questão de abastecimento de água na localidade de M’Phende, em
aspectos de dimensionamento hidráulico dos reservatórios e da rede de distribuição de
forma a melhorar o fornecimento em termos de quantidade de água à comunidade.
1.7. Enquadramento do Objecto de estudo
O estudo em abordagem representa uma contribuição para com a Sociedade local e
enquadra-se no objectivo no
6 no item 6.1 da agenda 2030 para o Desenvolvimento
Sustentável, que defende o acesso universal e equitativo à água potável e ao
saneamento até 2030.
Na mesma espectativa, este estudo cobre das exigências do Plano Quinquenal do
Governo de Moçambique (PQG) 2020 – 2024 no 10o
Objectivo Estratégico que versa
sobre a Promoção do desenvolvimento de Infra-estruturas Económicas, Sociais e de
Administração. Na sua alínea (B) No Âmbito de Infra-Estruturas Sociais (Infra-
estruturas de abastecimento de água, saneamento e habitação).
No âmbito científico, este estudo contribui na normalização dos sistemas de
abastecimento de água permitindo assim um adequado funcionamento tendo em vista
o desenvolvimento do meio em que se insere. Também contribui no garante da
fiabilidade de RDA relacionada com a probabilidade de falha, tanto em condições
normais de funcionamento como perante condições extremas.
1.8. Metodologia
O presente trabalho, foi elaborado tendo em consideração aos métodos científicos
dedutivo e indutivo, Leitura, analise-síntese.
Análise – Síntese é responsável por organizar os dados colectados com o objectivo de
estabelecer padrões. A partir dai é possível criar desafios capazes de auxiliar na
compreensão do problema a fim de possibilitar soluções inovadoras, (Lakatos &
Marconi, 2007).
Com esse método, tendo na posse uma lista de obras/referências bibliográficas
identificadas como fontes prováveis que desenvolvem a abordagem de Sistema de
Abastecimento, procurou-se localizar as informações úteis através da leitura, análise -
síntese de capítulos e subcapítulos, posteriormente fez se a relação das obras que
melhor sustentam a abordagem para compor o enquadramento teórico Capitulo II.

5
Segundo (Lakatos & Marconi, 2007), método indutivo é um método responsável pela
generalização, isto é, partimos de algo particular para uma questão mais ampla, mais
geral. No raciocínio indutivo, a generalização deriva de observações de casos da
realidade concreta onde das constatações particulares levam à elaboração de
generalizações.
Este método, foi utilizado na colecta de informações a partir de observação rigorosa da
natureza de todo o sistema de abastecimento desde levantamento de dados no campo
até a organização sistemática e racional dos dados recolhidos.
E o Método dedutivo segundo (Freitas, 2013), é o método que parte do geral e, a
seguir, desce ao particular. Portanto ao longo do trabalho na base deste método fez-se
a contextualização do sistema de abastecimento de água no seu sentido geral, dando
conceitos e caracterizando cada elemento que o compõe de forma a alcançar os
objectivos definidos.
Para além dos métodos descritos acima, fez-se o uso do método de procedimento
técnico, o comparativo, visto que segundo (Lakatos & Marconi, 2007), este ocupa-se da
explicação dos fenómenos e permite analisar o dado concreto, deduzindo desse “os
elementos constantes, abstractos e gerais. Foi a partir deste método que possibilitou
ter a noção da evolução da população tanto do consumo como ligações da água desde
primeiro anos de construção do sistema até a actualidade.
1.9. Estrutura do trabalho
Este trabalho é composto por 6 capítulos: introdução, revisão bibliográfica,
metodologia, estudos do caso, resultados, conclusões e recomendações. Por fim, ainda
são expostas as referências bibliográficas utilizadas para a elaboração.
Capítulo 1 – A introdução que esclarecem sobre o tema que será concebido através de
pesquisas, Problema de estudo, justificativa juntamente com os objectivos e
delimitação da abordagem do trabalho;
Capítulo 2 – Revisão bibliográfica: apresenta-se estudos prévios desenvolvidos sobre
as informações teóricas fundamentais para o entendimento do tema, esclarecendo
sobre a importância do abastecimento de água e seus componentes.

6
Capítulo 3 – Materiais e Métodos: descreve-se os métodos utilizados para a obtenção
dos dados referentes ao sistema actual de captação, reservação e distribuição,
permitindo assim analisar e diagnosticar sua eficácia conforme as normas
estabelecidas;
Capitulo 4 – Estudo do caso: caracteriza-se todo o sistema de abastecimento existente
desde a captação, infra-estruturas de reservação até a rede de distribuição.
Capítulo 5 – Resultados: contém os resultados do estudo, o diagnóstico quantitativo da
água utilizada no abastecimento, análise da capacidade de reservação,
dimensionamento do sistema, análises dos resultados da solução proposta,
demostração da rede com uso de programa Epanet 2.0, Google Earth Pro e
apresentação das peças desenhadas da proposta;
Capítulo 6 – Conclusões e Recomendações: apresenta-se as conclusões, sugestões e
recomendações do trabalho baseado nas pesquisas bibliográficas e nos resultados.
1.10. Descrição do local de estágio
O Estágio Profissional foi realizado no Serviço Distrital de Planeamento e Infra-
Estruturas de Mágoè, uma estrutura orgânica do Governo Distrital criado pelo Governo
de Moçambique ao abrigo do artigo 8 da lei no
8/2003, de 19 de Maio.
O Serviço Distrital de Planeamento e Infra-Estruturas de Mágoè é uma entidade pública
responsável pela gestão e monitoria das áreas de planeamento e ordenamento
territorial, obras públicas, infra-estruturas e equipamento, transportes e trânsito, gestão
ambiental, emergências e prestação de serviços públicos ao nível do distrito. O SDPI
está estruturado da seguinte maneira: Gabinete do Director, Secretaria Comum,
Repartição de Obras Públicas e Equipamentos, Repartição de Planeamento e
Ordenamento Territorial, Repartição de gestão Ambiental e Repartição de
Administração/Planificação e recursos Humanos.
As actividades do Estágio Profissional foram desenvolvidas nas Repartições de Obras
Públicas e Equipamentos, Planeamento e Ordenamento Territorial, com ênfase nos
âmbitos de recursos hídricos, das obras públicas infra-estruturas e equipamentos.
a) No âmbito do Planeamento e Ordenamento territorial:
 Elaborar as propostas do plano de Estrutura e Ordenamento do Território;

7
 Promover o planeamento e Ordenamento do Território;
 Coordenar a execução do plano de Desenvolvimento Distrital;
 Estabelecer as Reservas distritais de terras;
 Garantir a implementação adequada dos planos de urbanização;
 Promover o zoneamento do território.
b) No âmbito de recursos hídricos
 Promover a construção de fontes de abastecimento de água potável;
 Gerir ou promover a gestão dos sistemas de abastecimento de água;
 Incentivar o uso de sistemas de retenção de água nos edifícios públicos e
outros.
c) No âmbito das obras públicas, infra-estruturas e equipamento
 Assegurar a reabilitação e manutenção das estradas não classificadas, pontes e
outros equipamentos de travessia;
 Assegurar a construção, manutenção e reabilitação de infra-estruturas e
edifícios públicos;
 Promover a melhoria da utilização de material local na construção de habitação
da população;
 Construir valas de irrigação;
 Construir jardins públicos, infra-estruturas gimnodesportivas e parques de
estacionamento.
1.10.1. Organograma da Instituição
O funcionamento do Serviço Distrital de Planeamento e Infra-estruturas do distrito de
Mágoè está estruturado conforme o organograma indicado na figura 1 abaixo.
Gabinete do
Director
Secretaria comum
Repartição de
Planeamento e
Ordenamento
Repartição de Obras Pub, Infra-
estruturas e equipamentos
Repartição de gestão
Ambiental
Repartição de Adm/ção
Planificação e Recursos
Humanos
Figura 1. Organograma do SDPI
Fonte: SDPI de Mágoè

8
Capitulo II. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.
2.1. Sistema de abastecimento de água
Um sistema de abastecimento de água com qualidade e quantidade adequada para
suprir toda a demanda de consumo é uma das principais prioridades que a população
exige dos administradores públicos que, junto com as empresas gestoras, se esforçam
para atender.
Um sistema de abastecimento de água (SAA) é um conjunto de obras e instalações
que englobam a captação, adução, tratamento e distribuição de água para atender uma
determinada população, beneficiando os indivíduos que a compõem.
Segundo (Gomes, 2004 apud Girol 2008) um sistema de abastecimento de água é o
conjunto de equipamentos, obras e serviços voltados à comunidade, para fins de
consumo doméstico, industrial e público.
Sistemas de abastecimento de água urbanos (SAAU) – são projectados de modo a
satisfazer as mais diversas necessidades de usos de água, tais como uso doméstico,
comercial e industrial. Estes devem ser capazes de atender a demanda de consumo de
água às pressões adequadas, mantendo qualidade e regularidade do abastecimento às
populações (Heller & Pádua, 2010).
(GRAFF, 2019) diz que uma rede de distribuição de água deve primar por itens básicos
como qualidade, quantidade, pressão e continuidade. Para que a água possa chegar
tratada aos consumidores é preciso que ela passe por várias etapas, sendo que na
maioria das situações os sistemas são constituídos por mananciais, captação, estação
elevatória, adutora, estação de tratamento de água (ETA), reservatório e pela rede de
distribuição conforme mostrado na Figura 2.
Figura 2. Componentes de um sistema de abastecimento de água (vista em Planta)
Fonte: Tsutiya (2006 p.155)

9
2.1.1. Componentes do Sistema de Abastecimento de Água
2.1.1.1. Manancial
É o corpo de água superficial ou subterrâneo que oferece todas as condições
satisfatórias para a retirada e para o fornecimento de água do ponto de vista sanitário e
económico, devendo oferecer vazão suficiente para atender a demanda de projecto,
mesmo nos períodos de estiagem (Tsutiya, 2006).
A selecção do manancial e da captação de sua água resultam no êxito do sistema de
abastecimento, pois sua preservação e adequada construção fornecem a vazão
necessária para o consumo da comunidade (Heller & Pádua, 2010).
Para que a rede tenha bom rendimento e seja melhor projectada, com redução de
gastos e bons níveis de segurança é aconselhável que sejam realizadas investigações
com testes em laboratórios para averiguar a potabilidade da água (Richter & Netto,
1991).
Para cada tipo de manancial há uma forma de captação correcta, como ilustra a tabela
1, para que não ocorra problemas com a quantidade e qualidade da água requerida,
nem prejudique o manancial em questão.
Tabela 1. Formas de captação
Fontes de água Exemplo de forma de captação
Água de chuva Superfície de colecta (cobertura)
Nascente de encosta Caixa de tomada
Fundo de vales Galeria Filtrante
Lençol freático Poço escavado
Rios lagos e açudes Tomada directa (fixa ou móvel)
Lençol Subterrâneo Poço tubular profundo
Fonte: Roberta Diehl (2019, p.29)
a) Captação
Segundo (Florençano, 2011), captação é definida como sendo o conjunto de
equipamentos e instalações utilizadas para a tomada de água no manancial, podendo
ser por gravidade ou recalque.

10
A captação é o conjunto de obras, equipamentos e acessórios instalados junto ao
manancial com a finalidade de abastecer o sistema. Para a elaboração do projecto de
captação de águas, deve-se realizar uma análise das condições locais do manancial
para a implantação das obras, levando-se em consideração os métodos construtivos
necessários para a instalação dos equipamentos que irão compor o sistema, inclusive
os custos com desapropriações e a disponibilidade de energia eléctrica para alimentar
as bombas da estação elevatória (Netto & Fernández, 2017).
b) Adutoras
São canalizações dos sistemas de abastecimento de água com o propósito de conduzir
água para as unidades que antecedem a rede de distribuição do sistema. As adutoras,
em geral, não distribuem água aos consumidores e são responsáveis pela interligação
da captação, estação de tratamento e reservatórios (Tsutiya, 2006).
(Tsutiya, 2005) divide as adutoras em duas categorias pela natureza da água
transportada que se subdivide em:
 Adutoras de águas brutas que conduzem as águas que vem do corpo hídrico até
a ETA;
 Adutoras de águas tratadas que conduzem águas da ETA até o reservatório.
Por outro lado as adutoras são classificadas segundo a energia de movimentação da
água em adução por gravidade, recalque e mistas (Gargez, 1976).
Por gravidade, conduzem a água do ponto mais elevado para o mais baixo (Michelan,
2016), podendo ser realizado por condutos forçados, onde a água preenche
inteiramente a secção de escoamento, sofrendo pressão superior à atmosférica. E por
condutos livres, a água preenche somente partes da secção de escoamento,
apresentando uma superfície livre, sujeita a pressão atmosférica (Coelho & Baptista,
2014). Por recalque, conduzem a água de um ponto para outro mais elevado, através
de estações elevatórias. E as mistas constituem-se pela união das duas anteriores.
Para (Heller & Pádua, 2010) a adução por gravidade apresenta-se como vantagem
económica, contudo necessita-se de um desnível topográfico adequado para assegurar
vazão apropriada a todos os pontos de consumo.

11
2.1.1.2. Estações Elevatórias
Estação elevatória é um conjunto formado de bombas, tubulações e acessórios,
montado com a finalidade de aplicar energia a um líquido (como água) e assim
transporta-lo de uma cota inferior para uma cota superior (Porto, 2006).
Segundo (Tsutiya, 2006), as estações elevatórias são de fundamental importância
dentro de um sistema de abastecimento de água. Elas podem ser utilizadas na
captação, adução, tratamento e na distribuição propriamente dita. Seu emprego,
porém, deve ser visto com cautela, devido ao elevado custo da energia eléctrica.
(Heller & Pádua, 2010) afirmam que caso os fluídos pudessem ser carregados somente
pela gravidade, os gastos seriam bem mais brandos, a operação e manutenção do
sistema seriam menos onerosos, porém infelizmente este tipo de situação é muito difícil
de ocorrer.
Um sistema elevatório, ou recalque, é composto basicamente por três partes, a sucção,
que é formada pela tubulação e pelos acessórios que ligam a bomba ao líquido que
será recalcado; o próprio conjunto elevatório, composto pelas bombas e seus
respectivos motores, que normalmente são movidos à electricidade; e a tubulação de
recalque, destinada a conduzir o líquido até o ponto a que se destina (Porto, 2006).
Para proceder com a selecção do grupo electrobomba idóneo para uma instalação
hidráulica, faz-se necessário conhecer as características da instalação.
Consiste em conhecer o ponto de funcionamento do sistema (PF) através do cálculo da
demanda energética da instalação (𝐇𝐦) necessária para elevar um certo caudal do
projecto (𝐐𝐏).
a) Curva Característica do Sistema (CCS)
A Curva Característica do Sistema (CCS) mostra os dois parâmetros mais importantes
para o dimensionamento da bomba para um sistema:
 A altura manométrica total Hm ou Hsist
 O caudal (Q ou Qp ou Qsist.)
Esta curva é determinada a partir da fórmula geral da altura manométrica total 𝐇𝐦 =
𝐟(𝐐) para determinados pontos de caudal. O único termo variante com o caudal é a
perda de carga hf, separada em duas partes:

12
Estática: envolve parâmetros independentes do caudal
Dinâmica: envolve parâmetros variantes com o caudal.
Hm = Hg + (
p2 − p1
γ
) + AQn
Eq.(1)
Hg = Z2 – Z1 Eq.(2)
b) Curva Característica da bomba (CCB)
As curvas características de uma bomba visam corresponder às características da
instalação através da elevação de um caudal Q a uma altura total H que representam a
demanda do sistema. São um conjunto de curvas que caracterizam a bomba e são
fornecidos pelo fabricante (FOQUIÇO, 2020).
c) Potência do conjunto de elevação
A potência recebida pela bomba, potência esta fornecida pelo motor que acciona a
bomba é dada pela expressão:
PotB =
γ ×Q × Hm
75 × η
(cv) Q(
m3
s
) e Hm (m) Eq.(3)
O motor deve ter uma potência eléctrica superior à potência absorvida pela bomba.
(PORTO, 2006). A potencia eléctrica fornecida pelo motor que acciona a bomba, o seu
rendimento global é dado por:
PotB =
γ ×Q × Hm
75 × η × ηm
(cv) Q (
m3
s
) e Hm (m)
PotB =
γ × Q × Hm
η × ηm
(KW) Eq.(4)
d) Selecção do conjunto Motor-Bomba
A especificação de uma bomba na condição de um certo projecto, é um dos principais
problemas práticos que se apresenta em vários campos de engenharia.
Conhecida a vazão necessária de bombeamento e a altura manométrica total de
elevação e escolhida a velocidade de rotação, o mosaico de utilização permite a pré-
selecção da bomba pelo código. A escolha definitiva com a terminação do diâmetro do
rotor, rendimento do ponto de funcionamento, potência necessária e outros dados de

13
interesse, é feita pela consulta no catálogo ao diagrama em colina relativo à bomba
pré-seleccionada (Porto, 2006).
2.1.1.3. Estação de Tratamento de Água (ETA)
A Estação de Tratamento de Água é o local onde a água passa por determinado tipo de
tratamento antes de ser distribuída aos consumidores. O sistema de abastecimento de
água deve fornecer aos seus usuários água potável e de boa qualidade, de acordo com
a norma e os padrões de potabilidade exigidos por legislação.
A estação de tratamento é onde a água bruta proveniente da captação é tratada e
regularizada conforme exigido pelas normas e padrões de potabilidade que as
legislações vigentes exigem, tornando-a uma água apta para consumo sem prejudicar
a saúde e também a segurança da população.
De acordo com (Heller & Pádua, 2010), atendendo estas exigências devem suprir a
demanda solicitada pela localidade, e no momento em que são verificadas as questões
físicas e bacteriológicas das águas dos mananciais são definidas as medidas que vão
ser tomadas para adequar a água aos padrões de potabilidade.
2.1.1.4. Reservatórios
Reservatórios são unidades destinadas ao armazenamento de água para absorver as
variações de consumo, manter a pressão adequada na rede de distribuição, promover
a continuidade do abastecimento em caso de paralisação na produção de água tratada
e também para garantir o consumo em casos emergenciais (Tsutiya, 2006).
Os reservatórios são os elementos destinados a compensar as variações de vazão,
assegurar reservas para combates a incêndios e outras emergências, regularizar as
pressões nas redes de distribuição e garantir segurança ao abastecimento (Braga et
al., 2005). Podendo ser classificados conforme sua posição em relação ao terreno em
enterrados, semienterrados, apoiados e elevados, como exemplifica a Figura 3. Ainda
podem ser classificados em função da sua posição à rede em montante ou jusante
(Netto et al, 1998) e pelo seu material de construção como de fibra de vidro, aço,
concreto armado, madeira e alvenaria (Gargez, 1976).
Os reservatórios devem ser instalados, aproveitando-se ao máximo a topografia do
terreno, de maneira que ele possa cumprir as exigências mínimas de pressão e vazão
na rede. Quanto ao formato, não há nenhuma recomendação construtiva, fica a critério
do projectista, desde que mantenha a qualidade da água e que o volume seja suficiente
para atender a demanda (Tsutiya, 2006). Reservatórios contribuem também para

14
redução de custos da rede de distribuição se localizados e planejados de forma
correcta.
Figura 3. Posição dos reservatórios
Fonte: ALEM SOBRINHO & CONTRELA 2016).
a) Capacidade volumétrica do reservatório
A capacidade dos reservatórios deve ser determinada, para atender a população por
período de alcance determinado e ainda sempre em função de:
 Volume para o atendimento das variações de consumo;
 Volume para atendimento de emergências.
Quando não se tem a curva de distribuição, adopta-se capacidade mínima de
reservação de água, um terço do consumo máximo de distribuição para adução
contínua (Porto, 2006). Portanto adopta-se:
𝑉𝑜𝑙𝑟𝑒𝑔. =
𝐐𝐃𝐢𝐬𝐭.
𝟑
=
𝐕𝐃𝐢𝐬𝐭.
𝟑
A capacidade total do reservatório é dada pela equação:
V𝑜𝑙 = 𝑉𝑜𝑙𝑟𝑒𝑔. + 𝑉𝑜𝑙𝑒𝑚𝑒𝑟𝑔.
 Volume contra eventuais incêndios
Segundo (FOQUIÇO, 2020) Para a determinação do volume contra incêndios leva-se
em conta o grau de risco de cada sector. Existem normas que estabelecem os valores
mínimos a considerar para cada zona.
Grau 1: 𝑉𝑜𝑙𝑖𝑛𝑐𝑒𝑛𝑑𝑖𝑜 ≥ 75 𝑚3
Grau 5: definido de acordo com o caso específico

15
 Volume contra avarias
Para a determinação deste volume:
1. A avaria se dá no período mais desfavorável, mas não simultaneamente em
mais de uma conduta alimentadora;
2. Localização: 1 – 2 horas (fácil acesso), mais 0,5 h/km de conduta de difícil
acesso;
3. Reparação: 4 – 6 horas;
De acordo com as considerações (1), (2) e (3), o volume mínimo para avarias será:
𝑉𝑜𝑙𝑎𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑠 = (5 á 8)[ℎ] × 𝑄𝑚ℎ [𝑚3
ℎ
⁄ ]
 Volume contra emergências:
𝑉𝑜𝑙𝑒𝑚𝑒𝑟𝑔. = 𝑚á𝑥{𝑉𝑜𝑙𝑖𝑛𝑐𝑒𝑛𝑑𝑖𝑜; 𝑉𝑜𝑙𝑎𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎𝑠}
b) Dimensões económicas dos reservatórios
Determinada a capacidade do reservatório, as soluções geométricas são vastas, desde
que obedeça a questões de segurança. Seleccionado o tipo e a geometria da secção
do reservatório, é possível estudar dimensões que o tornem de custo mínimo,
particularmente para os reservatórios de betão armado (Florençano 2011 p 103).
2.1.1.5. Redes de distribuição de água
(Azevedo Netto 1991) define as redes de distribuição de água como a unidade do
sistema que é responsável por conduzir a água até os locais de consumo, sendo
constituída por tubulações e peças especiais com o objectivo de garantir o
abastecimento de quem a consome de forma segura, tendo as pressões, a quantidade
e a qualidade recomendadas por normativas.
A rede de distribuição caracteriza-se pelas canalizações e acessórios, que distribuem
continuamente a água potável aos consumidores (Puppi, 1981), com quantidade e
pressão mínima adequada por 24 horas (Okun e Ernst, 1987).
A rede é constituída de condutos principais e secundários onde os principais possuem
maiores diâmetros e o intuito de abastecer os secundários, que por sua vez, possuem
diâmetros menores e o intuito de abastecer os próprios pontos de consumo do sistema
de abastecimento (Michelan e Ferreira, 2017).

16
Segundo (Tsutiya, 2006), as redes de abastecimento de água são formadas por
tubulações e órgãos acessórios com o objectivo de levar água potável de forma
contínua em quantidade, qualidade e pressão adequada aos consumidores de acordo
com a norma vigente. As redes são constituídas por dois tipos de canalizações:
Principal: São as tubulações com maior diâmetro que tem por objectivo levar água as
tubulações secundárias. Estas tubulações também são conhecidas como canalização
mestra ou conduto tronco.
Secundária: São as tubulações de menor diâmetro e tem por objectivo abastecer os
pontos de consumo no sistema.
Com relação ao tipo de traçado destes condutos, (Araújo PRINCE, 2006) classifica-os
como:
Rede ramificada: Esta configuração é característica de áreas que possuem um
desenvolvimento linear em que as ruas não conectam entre si devido a problemas na
topografia local ou de traçados urbanos. Estas redes podem ter traçados do tipo
“espinha de peixe” ou “em grelha”.
Rede malhada: Esta configuração de rede é típica de áreas com ruas formando malhas
viárias. As tubulações principais formam blocos ou anéis permitindo o abastecimento
do sistema por mais de um caminho, favorecendo a manutenção na rede com o mínimo
possível de interrupção no abastecimento de água.
Rede mista: a rede mista nada mais é do que a combinação da rede ramificada com a
rede malhada.
2.1.2. Parâmetros Hidráulicos de Sistema de abastecimento de água
Redes ramificadas são bastante utilizadas para atender o fornecimento de água em
pequenas localidades. Para o correcto dimensionamento de uma rede de
abastecimento de água do tipo ramificada, é necessário conhecer conceitos básicos da
hidráulica e suas respectivas equações, inerentes a este tipo de sistema. Para que se
possa dar continuidade a este estudo, tais conhecimentos são indispensáveis.

17
2.1.2.1. Alcance de projecto
Para (Tsutiya, 2006), tanto em obras de abastecimento de água quanto nas de
esgotamento, deve-se atentar durante a concepção do projecto para que o sistema
venha atender a uma população sempre maior que a actual, geralmente adopta-se um
horizonte de projecto que varia entre 20 e 30 anos, porém, o mais comum é adoptar 20
anos. Essa medida é necessária para acompanhar o crescimento demográfico da
região, pois, com o tempo, é natural que a população se modifique, tanto no
crescimento populacional, quanto nos hábitos locais, devido ao aumento de renda dos
moradores ou ao crescimento do comércio e da indústria local, tudo isso gera um
aumento na demanda do consumo de água.
Para (Heller & Pádua, 2010), sistema de menor porte pode ser fixado um determinado
alcance com base no bom senso do projectista. Este valor em geral oscila entre 8 e 12
anos, com média de 10 anos, devendo ser menor quando se adoptam taxas de
crescimento populacional maiores e se suspeita que estas podem não se realizar. Além
da definição do alcance da primeira etapa de projecto, é importante pensar na
expansão do sistema, ou seja, na capacidade das etapas posteriores.
2.1.2.2. Projecção da população
A população de projecto está vinculada à definição do alcance do projecto. Ou seja
definido o modelo de projecção populacional a ser adoptado, para se obter a população
a ser considerada é necessário se estabelecer que alcance o projecto pretenderá
atingir. Para esta definição deve-se procurar um adequado balanço entre dois
extremos, (Heller & Pádua, 2010).
Quanto ao cálculo da população, segundo (Tsutiya, 2006), são diversos os métodos
existentes para estimar o crescimento populacional, dentre todos se destacam: o
método dos componentes demográficos, considerando variáveis demográficas como
fecundidade, mortalidade, imigração, sempre tomando como base tendências
passadas naquela região; há também o método da extrapolação gráfica, que é ideal
para estimar populações em longos períodos, este método consiste em uma curva
arbitrária que vai se ajustando através de dados levantados em comunidades
semelhantes à estudada; e, por fim, os métodos matemáticos, que estimam a
população através de cálculos matemáticos, tendo como base parâmetros e dados já
conhecidos como a população dos anos anteriores. Dentre os métodos matemáticos,
destacam-se o aritmético e o geométrico, conforme as equações abaixo.

18
Aritmético
Pop = Pop2 + Ka × (T − T2 ) Eq.(5)
Geométrico
Pop = Pop2 × eKg × (T− T2)
Eq.(6)
Onde
Kg =
ln Pop2 − ln Pop1
T2 − T1
e Ka =
Pop2 − Pop1
T2 − T1
Segundo Regulamento dos Sistemas Públicos de Distribuição de Água e de Drenagem
de Águas Residuais Artigo 12 que versa da evolução populacional, diz que: Na
elaboração de estudos de sistemas de distribuição de água, é indispensável conhecer
a situação demográfica actualizada da zona a servir e avaliar a sua evolução previsível,
tomando em conta os aspectos ambientais e de saúde pública.
Segundo INE é possível definir projecção populacional como sendo o conjunto dos
resultados de cálculos relativos a evolução futura de uma população. Para a projecção
deste resulta na relação seguinte:
Pop = Pop2 +
Tc
100
× Pop2 i = 1;2; … ; n
Tc =
𝑃𝑏 − 𝑃𝑎
∆𝑡 ∗ 𝑃𝑎
Eq.(7)
2.1.2.3. Caudal do Projecto
A demanda total de água que deve ser garantida durante a operação do sistema de
acordo com o alcance ou horizonte. Para o seu estudo torna importante conhecer os
componentes de consumo da população permanente: População residente; População
temporária ou flutuante; entidades públicas; actividades comerciais; industria;
actividades agrícolas e pecuárias; combate a incêndio; emergências e perdas.
a) Consumo Per capita
Consumo per capita (qpc), representa a média diária (24 horas), por individuo, dos
volumes requeridos para satisfazer aos consumos doméstico, comercial, público e
industrial, além das perdas no sistema (Heller & Pádua, 2010) e é dado por litro por
habitante por dia – (L/hab . dia).
(Tsutiya, 2006) apresenta vários factores que podem influenciar o consumo médio per
capita, como por exemplo, os hábitos da população, a temperatura local, o padrão

19
social dos moradores, assim como o desenvolvimento da cidade e a perspectiva de
crescimento futuro. Também influenciam no consumo as características do sistema
como pressão, vazão e a própria qualidade da água. As tabelas 2 e 3 apresentam o
consumo médio per capta, em função a localização e tipo de situação de ligação
domiciliar.
Cálculo
O volume total distribuído em um ano divide-se pelo número de dias em um ano e o
número de habitantes, isto é:
𝑞𝑝𝑐 =
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑏𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑚 𝑢𝑚 𝑎𝑛𝑜
(𝑛𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠) × (𝑛𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑑𝑜 𝑎𝑛𝑜)
Eq.(8)
Na ausência de medições, podem ser considerados valores sugeridos pela literatura
e/ou Regulamento Nacional de Sistemas de Distribuição de água e de Drenagem de
Águas Residuais de acordo com as características da zona e o número de habitantes.
Tabela 2. Consumo médio Per Capita, para populações em função a localização
Porte da
Comunidade
Faixa da População
(habitantes)
Consumo per
capita (L/hab.dia)
Povoado rural < 5.000 90 a 140
Vila 5.000 a 10.000 100 a 160
Pequena localidade 10.000 a 50.000 110 a 180
Cidade media 50.000 a 250.000 120 a 220
Cidade grande > 250.000 150 a 300
Fonte: Heller e Pádua (2010, p 140)
Tabela 3 Consumo médio Per Capta, para populações desprovidas de ligações domiciliares.
Situação Consumo médio per capita
(L/hab.dia)
Abastecimento somente com torneiras públicas ou
chafarizes.
30 a 50
Além de torneiras públicas e chafarizes, possuem
lavandarias públicas.
40 a 80
Abastecidas com torneiras públicas e chafarizes
lavandarias públicas e sanitário ou banheiro público.
60 a 100
Fonte: Heller & Pádua (2010, p 140)

20
Segundo o Regulamento Nacional de Sistemas de Públicos de Distribuição de Água e
Drenagem de Águas Residuais, artigo 14 diz:
1. As captações totais devem ser determinadas pela análise e extrapolação da sua
evolução nos últimos anos na zona a servir ou em zonas de características
semelhantes em situações de suficiência de água, não devendo no entanto ser
inferiores a:
a) 30 l/hab/dia em áreas abastecidas por fontenários;
b) 50 l/hab/dia em áreas com torneiras de quintal;
c) 80 l/hab/dia em áreas até 2000 habitantes com abastecimento domiciliário
e distribuição predial.
d) 125 l/hab/dia em áreas com mais de 2 000 habitantes com abastecimento
domiciliário e distribuição predial.
2. Não se consideram incluídos nestes consumos os relativos a estabelecimentos de
saúde, ensino, militares, prisioneiros, turismo, bombeiros e instalações desportivas,
que devem sempre que possível, ser avaliados de acordo com as suas
características e assimilados a consumos industriais.
3. Em caso de impossibilidade prática de obter informação que permita estimar os
consumos a que se refere no no
2 desse artigo, podem usar-se a título indicativo os
seguintes valores de referência:
a) Hospitais: 300 a 400 l/cama/dia;
b) Hotéis: 70 l/quarto/banheira ou 230 l/quarto/banheira;
c) Escritórios: 15 l/pessoa/dia;
d) Restaurantes: 20 a 45 l/refeição servida/dia;
e) Escolas: 10 l/aluno/dia
 Coeficientes de variação do consumo
Para efeitos práticos de dimensionamento de sistemas de abastecimento de água,
interessa:
 Variação diária do consumo e
 Variação horária do consumo

21
 Coeficiente do dia de maior consumo
O coeficiente do dia de maior consumo (𝐊𝟏) consiste na razão entre o maior consumo
diário verificado em um ano e o consumo médio diário no mesmo ano, considerando-se
as ligações. Para o cálculo do caudal do dia de maior consumo utiliza-se um coeficiente
𝐊𝟏 de majoração e leva em conta o caudal do dia de maior consumo no ano.
K1 =
Caudal do dia de maior consumo no ano
Caudal médio diário no ano
Eq.(9)
Segundo (Heller & Pádua, 2010), na ausência de determinações específicas,
recomenda a adopção de um valor de K1 = 1,2.
 Coeficiente da hora de maior consumo (𝐊𝟐)
Para o cálculo do caudal da hora de maior consumo utiliza-se o coeficiente K2 de
majoração que leva em conta o caudal da hora de maior consumo no dia. Recomenda
a adopção de um valor de K2 = 1,5 (Heller & Pádua, 2010).
Caudal da hora de maior consumo do dia de maior consumo tem relação com o
Sistema de distribuição.
K2 =
Caudal da hora de maior consumo no dia
Caudal médio horário no dia
Eq.(10)
Segundo (Heller & Pádua, 2010), na ausência de determinações específicas,
recomenda a adopção de um valor de1,5 para K2.
b) Caudal Médio
O caudal médio é calculado a partir do consumo per capita e o número total da
população a ser atendida.
Q
̅ = Pop × qpc Eq.(11)
c) Caudal Máximo diário
 Leva em conta o caudal médio e o coeficiente do dia de maior consumo 𝐊𝟏
QMD = K1 × Q
̅ Eq.(12)
d) Caudal Máximo horário
Leva em conta o caudal máximo do dia de maior consumo e o coeficiente da hora de
maior consumo 𝐊𝟐.
QMH = K2 x QMD Eq.(13)

22
2.1.3. Período de funcionamento da produção
O período de funcionamento das unidades de produção deve ser considerado na
determinação das vazões de dimensionamento dessas unidades e deve ser
cuidadosamente definido. A escolha pode ser condicionada por factores técnicos ou
económicos.
Um factor técnico típico que pode condicionar essa escolha consiste no tipo de
manancial. Neste caso, quando a captação é realizada em manancial subterrâneo, é
usual limitar o tempo de funcionamento em 16 horas/dia, visando evitar a super
exploração do aquífero e permitindo o período diário de pelo menos oito horas para a
sua recarga (Heller & Pádua, 2010).
2.1.4. Caudal Especial (Uso Comercial e Institucional)
Segundo (Heller & Pádua, 2006), o consumo comercial inclui entre outras, as
demandas de água por hotéis, bares, restaurantes, escolas, hospitais, postos de
gasolina e oficinas mecânicas.
Em edificações públicas, como escolas e universidades, onde o usuário não é
responsável directamente pelo pagamento da conta de abastecimento de água, ocorre
uma tendência a um maior desperdício de água (Ilha et al, 2008).
2.1.5. Caudal Mínimo de Dimensionamento
 Caudal de Produção
QProd. =
K1 × Q
̅ × 24
t
× (1 + IETAP) + Qesp.
Eq.(14)
 Caudal de Distribuição
QDistr. = K1 × K2 × Q
̅ + Qesp. Eq.(15)
 Diâmetros
i) Método do diâmetro económico (Fórmula de Bresse)
Segundo (Coelho & Baptista, 2014); Adução contínua → 24 h/dia:
D = K × √Q Eq.(16)
Adução intermitente → menos de 24h/dia:
D = 1,3 × X0,25
× √Q Eq.(17)
X =
n
24
n = número de horas de funcionamento por dia;

23
A fórmula de Bresse, comumente é aplicada em sistemas que operam 24 horas por dia
e a selecção do diâmetro mais adequado é realizado com base no critério de menor
custo total e o custo total é dado pelos custos de investimento inicial e de operação e
manutenção do sistema.
Segundo (FOQUIÇO 2020), Nem sempre o diâmetro encontrado nos cálculos coincide
com o comercial, comumente adopta-se o comercial imediatamente superior ao
calculado. O imediatamente inferior pode ser adoptado desde que bem fundamentada
a solução com base no adequado funcionamento da instalação. A tabela 4 apresenta
os valores dos diâmetros das tubulações em função aos caudais máximos.
Tabela 4. Diâmetro em função de Caudal
Diâmetros
(mm))
Valores máximos
Velocidades (m/s) Caudal (L/s)
50 0.60 1.18
75 0.70 3.09
100 0.75 5.89
125 0.80 9.82
150 0.80 14.14
200 0.90 28.27
250 1.00 49.09
300 1.00 70.69
350 1.10 105.83
Fonte: FOQUIÇO 2020
2.1.5.1. Velocidade de recalque
A velocidade da água nas canalizações está diretamente ligada à segurança e
durabilidade das canalizações. Velocidades baixas diminuem a abrasão nos condutos,
aumentando, por consequência sua durabilidade. Porém permitem o acúmulo de
sedimentos que podem acessar o conduto e, no caso de águas duras facilitam a
ocorrência de incrustações (Tsutiya, 2006).
Por outro lado, as velocidades maiores permitem a escolha de um conduto com
diâmetro menor e, consequentemente, menor custo das tubulações. Os aspectos
negativos atrelados às altas velocidades elencam ruídos, perdas de carga elevadas e
desgaste por abrasão e cavitação nas peças componentes da rede, aumentando os
custos de manutenção (Tsutiya, 2006). São comumente adoptados valores entre 1,0 –
1,5 m/s.

24
Segundo RNSPDADAR, Artigo 41 que descreve o dimensionamento hidráulico diz que:
O dimensionamento hidráulico dos ramais de ligação consiste na determinação dos
seus diâmetros com base nos caudais de cálculo e para uma velocidade de
escoamento compreendida entre 0,5 m/s e 2 m/s, em função da pressão disponível na
rede pública.
2.1.5.2. Pressões máximas e mínimas na rede
A pressão mínima recomendada pela ABNT (2017) é de 100 kPa. Esse valor deve ser
garantido para que o escoamento tenha, no ponto mais crítico, energia suficiente para
alcançar os reservatórios residências. A mesma referência pontua que a pressão
máxima na rede deve ser de 400 kPa, sendo tolerável 500 kPa em localidades com
relevo bastante acidentado.
Segundo RNSPDADAR, artigo 24, número 2 alínea c e d diz:
 A pressão máxima estática ou de serviço em qualquer ponto de utilização não
deve ultrapassar os 600 kPa, medido ao nível do solo;
 Por razões de conforto para os utentes e de segurança do equipamento não é
aceitável que a flutuação de pressões ao longo do dia e em qualquer local de
consumo exceda 300 kPa grande flutuação de pressões em cada nó do sistema,
impondo-se uma variação máxima ao longo do dia de 300 kPa.
ii) Materiais comummente utilizados
Os Materiais comummente utilizados para as adutoras são:
 PVC;
 Ferro Fundido;
 Aço e Betão Armado.
Critérios de selecção
 Resistência;
 Natureza da água a transportar e Custos.
Equações utilizadas
Assumem-se conhecidas todas as características da instalação:
 O caudal do projecto;
 A longitude total das tubulações;
 O tipo de material das tubulações;

25
 As cotas topográficas de jusante e montante;
 As características do fluido a transportar.
Conhecidas as características da instalação, podem ser utilizadas as equações sobre a
conservação de massa e de energia:
Equação de Bernoulli
H1 = H2 + hf(1−2) Eq.(18)
Sendo que em qualquer ponto:
H = z +
p
γ
+ α
U2
2g
Eq.(19)
Equação de continuidade
Q(entrada) = Q(saída)
Eq.(20)
Sendo que:
Q = AU
Equações de perda de carga
i. Perdas de carga contínuas
Para o cálculo de perda de carga contínua será usado a Fórmula de Hazen-Williams:
hfC = 10,65
Q1,85
C1,85D4,87
L Eq.(21)
Segundo (Porto, 2006), das equações empíricas desenvolvidas ao longo da história, a
de Hazen-Williams é a que mais tem aceitação entre os profissionais, devido ao
sucesso dos resultados obtidos.
De acordo com (Coelho e Baptista, 2014), a equação de Hazen-Williams é bastante
empregada para a determinação da perda de carga em condutos destinados somente
ao transporte de água, e com diâmetro mínimo de 50mm.
ii. Perdas de carga localizadas
As perdas de carga localizadas ocorrem devido a mudanças de secção ou direcção da
canalização e outras singularidades, e tem a seguinte forma:
hfL = K
U2
2g
Eq.(22)
𝐊 – é característico de cada singularidade;

26
2.1.6. Dimensionamento de rede ramificada
Para o dimensionamento de uma rede de distribuição do tipo ramificada, é importante
que o faça através de planilhas em Excel, com as células condicionadas nas fórmulas
das vazões, pressões e perdas de cargas em cada trecho/ponto da rede, obedecendo
a uma sequência para facilitar os cálculos (Porto, 2006).
 Caudal de Marcha
Determina-se o caudal de distribuição em marcha (qm), dividindo o caudal total da
rede, pelo comprimento total da rede. A equação abaixo apresenta a fórmula do
caudal em marcha:
𝑞𝑚 =
𝑄
𝐿
Eq.(23)
 Caudal distribuído em cada trecho
O caudal distribuído em cada trecho (Qd) é dado, multiplicando o caudal em marcha
pelo comprimento do trecho (l) correspondentes. Considera-se como ponta seca, ou
seja, caudal de jusante (Qj) igual a zero, os trechos finais da rede, onde o caudal de
montante (Qm) deverá ser igual ao caudal distribuído. Conforme a relação abaixo:
𝑄𝑑 = 𝑞𝑚 × 𝑙 = 𝑄𝑚 Eq.(24)
Em um nó, o caudal de jusante de um trecho que chega será a soma dos caudais de
montante dos trechos que saem desse nó, ou vice-versa.
Para o dimensionamento das perdas de carga na rede e, consequentemente, das
pressões, faz-se necessário definir o caudal fictício (Qf) em cada trecho. A maioria das
literaturas apresenta a definição do caudal fictício como a média aritmética entre os
caudais de montante e jusante. Nos trechos cujo caudal de jusante é igual a zero
(ponta seca), o caudal fictício pode ser determinado dividindo o caudal de montante do
trecho pela raiz quadrada de 3. Como mostram as equações abaixo:
𝑄𝑓 =
𝑄𝑚+𝑄𝑗
2
e 𝑄𝑓 =
𝑄𝑚
√3
Eq.(25)
De acordo com (Tsutiya, 2006), outra maneira de se dimensionar o diâmetro é através
da fórmula empírica de Porto (1998). Conforme mostra abaixo a equação:
𝑉𝑚𝑎𝑥 = 0,6 + 1,5 × 𝐷 Eq.(26)
A perda de carga unitária (J), é dimensionada através da fórmula de Hazen-Williams
para perda de carga, aplicando a vazão fictícia e o diâmetro do trecho. Para
dimensionar a perda de carga total, basta multiplicar a perda de carga unitária pelo
comprimento do trecho.

27
As cotas piezométricas de montante e de jusante, são determinadas com as fórmulas
abaixo:
𝐶𝑃𝑚 = 𝐶𝑃𝑗 + ∆𝐻𝑚𝑗 Eq.(27)
As pressões disponíveis em cada ponto, podem ser dimensionadas através das
equações relacionadas abaixo:
𝑃𝑚 = 𝐶𝑃𝑚 − 𝑍𝑚 e 𝑃𝑗 = 𝐶𝑃𝑗 − 𝑍𝑗 Eq.(28)
2.2. Soluções técnicas de abastecimento de água
Solução técnica é o processo criativo de transformar o problema em uma solução,
sendo que a descrição da solução também é chamada de projecto (Pfleeger, 2004).
(Pressman, 2001) define projecto como a representação significativa de alguma coisa a
ser construída. As soluções técnicas de abastecimento de água, essenciais para
garantir o acesso à água potável, integram-se nas medidas estruturais que
compreendem investimentos em obras de infra-estrutura em saneamento.
 Escolha de solução
De acordo com (Heller, 2010a), a escolha da solução técnica de abastecimento de
água para o consumo humano dependerá de diversos factores tais como tamanho da
população a ser atendida, densidade demográfica, tipo e características físicas,
químicas e biológicas dos mananciais, características topográficas, geológicas e
geotécnicas, instalações existentes, condições económico-financeiras, recursos
humanos e disponibilidade de energia eléctrica. Além disso, devem ser consideradas
as características sociais e culturais da população a ser atendida.
As soluções de abastecimento de água podem ser categorizadas, de acordo a
abrangência de atendimento, como soluções individuais e colectivas. As soluções
individuais caracterizam-se pela produção e consumo de água de apenas um domicílio.
Como explica (Pádua, 2010b), as soluções alternativas podem ser aplicadas a
situações transitórias ou emergenciais, porém não devem ser compreendidas como
soluções improvisadas, pois, assim como os sistemas de abastecimento de água,
devem fornecer água potável e em quantidade suficiente. Ainda segundo o autor, o
monitoramento da água oriunda dessas soluções de abastecimento é um aspecto que
deve ser observado, fomentando assim a necessidade de instruir as populações que
utilizam dessa modalidade de abastecimento de água.

28
CAPITULO III. MATERIAISE MÉTODOS
3.
Neste capítulo são abordados os materiais e métodos que foram utilizados para
atender os objectivos propostos neste trabalho, que tem por finalidade analisar o
sistema de abastecimento de água existente para fins que visam propor melhorias para
atendimento aos seus consumidores de acordo com as exigências das normas que
regulam.
3.1. Materiais
A realização deste trabalho baseou-se em consultas de livros, regulamentos, arquivos
técnicos, contractos e artigos que versam sobre o abastecimento de água. A geração
dos Mapas, Croquis, tabelas de resultados e para a compilação do mesmo foram
usados programas informáticos: Microsoft office Excel 2010; ArchiCAD versão 19,
Google Earth; Microsoft office Word 2010.
Para a recolha de dados no campo foram utilizados equipamentos, GPS Garmin 73s,
GPS Garmin 68s, percorrendo a estrutura física de todo o sistema de abastecimento de
água, fazendo o levantamento de todos os pontos “in loco”.
3.2. Métodos
Com a obtenção do material documental e bibliográfico e os dados necessários, foi
analisado o conjunto de informações disponíveis sobre a Localidade de M’Phende
referente as infra-estruturas hídricas, dados estes fornecidos pelo SDPI, Sede da
Localidade, Vitrinas de SDM e SOMA - Engenharias. Por sua vez a recolha de dados
no campo foi executada em carácter exploratório, com levantamento ponto a ponto no
local. Os responsáveis pelo gerenciamento e manutenção do sistema, indicaram o
percurso por onde passa a rede actual e características das suas condutas, para poder
descrever e detalhá-la correctamente. Esta colecta visou caracterizar as condições da
nascente de onde é captada e aduzida a água, como também de toda extensão da
rede.

29
3.3. Análise dos dados
Das informações colhidas, foram analisados dados de densidade populacional,
distribuição dos sectores sociais e dos sectores económicos no espaço urbano em
paralelo à área abastecida. Portanto foram analisados as informações do período de
2007 a 2017 partindo de censos, empregando formulas matemáticas, momentos estes
que constituíram antes e depois de ter sido construído o sistema de distribuição para se
observar seus impactos iniciais e com a projecção olhando o horizonte fez-se a análise
do comportamento do consumo em função do tempo.
3.4. Processamento dos dados e geração dos resultados
Foram escritos os principais achados nos documentos, bibliografia e transferência dos
dados colectados ‘’in loco’’ para o computador.
Posteriormente, utilizando os softwares Google Earth e Epanet foram produzidos
mapas, croqui proposto do sistema da localidade e demonstração de pontos fixos onde
foram instalados bombas manuais (Bombas AFRIDEV) que contribuem para o
abastecimento da Localidade minimizando assim a demanda na rede.
No dimensionamento do sistema, foram usadas planilhas electrónicas preparadas de
fórmulas matemáticas versadas no capítulo II, para realizar os cálculos necessários a
partir dos dados inseridos. As planilhas utilizadas são do Microsoft office Excel 2010.
No mesmo dimensionamento foi utilizado o software de simulação de abastecimento de
água, Epanet versão 2.0, modelo hidráulico este de sistemas pressurizados de redes
de distribuição de água.
O software Excel também foi utilizado para a confecção de tabelas com os pontos em
coordenadas UTM. As peças desenhas das propostas dos reservatórios nos dois
pontos, captação e distribuição, foram executadas com programas ArchiCAD versão
19.

30
CAPITULO IV. CASO DE ESTUDO
4.
4.1. Caracterização do local
4.1.1. Caracterização do distrito de Mágoè
O Distrito de Mágoè localiza-se na região do Baixo Zambeze, Província de Tete. A área
total do Distrito de Mágoè é de aproximadamente 8554 km2
e têm seus limites
geográficos os apresentados na tabela 5 abaixo.
Tabela 5.Limites Geográficos do Distrito de Mágoè
Distrito
Limites
Norte Sul Este Oeste
Mágoè
Distrito de Zumbo e
Marávia
(Província de Tete)
República do
Zimbabwe
Distrito de Cahora
Bassa (Província
de Tete)
República do
Zimbabwe
Figura 4. Mapa de Localização geográfica do Distrito de Mágoè
Fonte: Perfil do distrito de Mágoè
A Sede do Distrito (Localidade de M’Phende) possui uma área de 92335 ha e situa-se à
270 km de distância da Cidade Capital de Tete. O distrito de Mágoè tem 3 Postos
Administrativos: M’Phende, Mukumbura e Chinthopo no seu todo são banhados pelas
águas da Albufeira de Cahora Bassa em toda a sua costa norte que constitui fronteira
com os distritos vizinhos da Marávia e do Zumbo.

31
O principal curso de água permanente no Distrito é o rio Zambeze que desagua no
Oceano índico (foz do Chinde). Para além deste rio existem outros rios com maior
caudal permanente como é o caso dos rios Mphanhame e Mussenguezi no Posto
Administrativo de Chinthopo. A sede de Mágoè (M’Phende) tem cinco bairros: 1o
Bairro;
2o
Bairro; 3o
Bairro; 4o
Bairro (Canhole) e 5o
Bairro. O posto Administrativo de
M’Phende, para além de rio Zambeze a norte, também é atravessado pelo rio perene
Chowe a oeste na Localidade de Cazindira a aproximadamente 16 km da sede.
4.2. Caracterização do sistema de abastecimento existente
O sistema da comunidade foi instalado, através de investimentos públicos no ano de
2016 com objectivo de abastecer a comunidade na base de 5 fontenárias Públicas.
Desde então a comunidade se desenvolveu, surgiram estabelecimentos comerciais e
novas famílias se estabeleceram na localidade e foram construídas mais 2 fontenárias
públicas. Hoje, o sistema é composto por uma rede com 263 ligações domiciliares e 7
fontenários públicos. A captação é realizada por meio de uma bomba de 18 kW de
potência, uma adutora que leva a água da captação até ao reservatório de distribuição,
uma rede com extensão aproximada de 4300 m, e um reservatório no centro
distribuidor com capacidade de 140 m³.
Embora tenha sido registrado aumento populacional, os investimentos em melhorias no
sistema foram aplicados na proporção de garantia de pressão, não sendo observado a
demanda, o que resultou na implantação e expansão com plano a curto prazo do
sistema. É importante destacar, ainda que o sistema é mantido pela SOMA-
ENGENHARIAS, sendo a responsável por fazer manutenção, operação e medição dos
consumos nos hidrómetros.
4.3. População e consumo
A comunidade possui dados censitários disponíveis. Na base do censo populacional de
2007 o distrito de Mágoè contava com 68.852 habitantes e uma densidade demográfica
de 8,0 hab/km² e pelo censo 2017 possuía 91313 Habitantes. E até ao alcance do
projecto na base dos dados usados para a projecção populacional, a localidade estará
na ordem de 22289 habitantes até ao ano 2042.
O número da população bem como o crescimento das ligações feitas à rede de acordo
com os registros disponibilizados pelo SDPI e SOMA-Engenharias até o mês de Abril
de 2022. Para o projecto, as intervenções do melhoramento do sistema serão

32
concebidas para um alcance de 20 anos; para efeito do mesmo, o arranque está
previsto para 2023.
 Captação
A captação do sistema de abastecimento é na base de nascente ligada ao reservatório
semi-enterrado com uma adutora de 63 mm de diâmetro. A nascente está localizada a
uma cota topográfica de 477 m de altitude e com sua localização geográfica de 366273
E; 8252782 S, a caixa de tomada dista a 35 metros em relação ao reservatório semi-
enterrado. A figura 5 abaixo, ilustra o centro de conservação da nascente e tomada de
água da localidade de M’Phende sede.
Figura 5. Centro de conservação de nascente de M'Phende
Fonte: Autor (2022)
Além da nascente que é a principal fonte de captação como pode-se observar na figura
6 a água também é capada através de um furo em coordenadas 366246E; 8252772S
com adutora em PVC de 63 mm que dista à 20 metros do reservatório semi-enterrado
que reforça assim a nascente no enchimento do reservatório da captação.
Figura 6. Furo de Reforço
Fonte: Autor, (2022)
 Adução
O sistema de adução em função da energia utilizada para realizar o transporte da água,
é classificada de adução mista, isto é, da nascente para reservatório semi-enterrado
(figura 7) é por gravidade e do furo ao reservatório semi-enterrado é por recalque e por
fim do reservatório enterrado ao reservatório de distribuição o sistema é por recalque. A

33
adutora é constituída em dois troços: o primeiro troço é da bomba submersa até a cota
do terreno no reservatório de distribuição, possui extensão aproximada de 670 m,
constituída em material PVC de diâmetro 75 mm e o segundo é da cota do terreno até
a cota máxima do reservatório é constituído em ferro fundido de diâmetro 75 mm com
uma extensão de 11,5 m.
Reservatório da Captação
 Capacidade: 40 m3
 Localização: Captação; Coordenadas 366240E; 8252743S
 Tipo: Semi-enterrado;
 Cota Tipográfica: 452 m
Figura 7. Reservatório da Captação
Fonte: Autor
Tratamento
O único processo de tratamento de água no sistema de abastecimento em estudo, é
feito directamente na captação (reservatório semi-enterrado) através da adição de
desinfectantes à água para destruir os microrganismos patogénicos. Portanto não
possui outras etapas como um sistema convencional de tratamento de água.
Reservação
O sistema conta com um reservatório de distribuição instalado no (SDPI), construído de
blocos vazados de cimento e areia com características construtivas: 7,5 x 7,5 x 2,5
metros e 11,50 m de altura do nível máximo de armazenamento e 9 m do nível mínimo.
A figura 8 ilustra as características físicas do reservatório de distribuição instalado no
centro distribuidor de SDPI.
Reservatório de Distribuição
 Capacidade: 140 m3
 Localização: Centro Distribuidor SDPI; Coordenadas 366206 E; 8252262 S

34
 Tipo: Elevado
 Cota Topográfica: 479 m
 Nível mínimo de água: 488 m
 Nível máximo de água: 490,50 m
Figura 8. Reservatório de Distribuição
Fonte: Autor, (2022)
Rede de distribuição de água
A rede de distribuição instalada é do tipo ramificada. As canalizações possuem,
aproximadamente 4300 m de extensão, destes, aproximadamente 2650 m em
condutas de 90 mm em PVC, 800 m em condutas de 63 mm, 500 m em conduta de
50mm, 42 m em condutas de 75 mm e os 300 m restantes em conduta de 20 mm
também em PVC. Destaca-se também que, o desnível máximo entre o reservatório e a
rede é de 46,8 metros. A rede existente possuí diâmetros que variam de 20 mm a 90
mm em toda rede de distribuição.
A expansão da rede, a partir da demanda, resultou em diversos problemas, pode ndo-
se citar:
 Falta de um cadastro da rede, o que dificulta a identificação do local exacto da
passagem das condutas;
 Rede construída em terreno particular, onde posteriormente foram construídas
edificações;
 Ausência de critérios para seu dimensionamento;
 Ligações domiciliares em travessias e passagem da rede sob a via de rolamento
com baixa profundidade em alguns pontos, o que leva a maior incidência de
rompimentos com a passagem de veículos pesados e invasão de animais
dificultando a manutenção.

35
CAPITULO V. APRESENTAÇÃO, ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS
5.
RESULTADOS
Tabela 6. Censos do Distrito
Ano
População
(hab)
2007 68852
2017 91313
Fonte: INE
A Localidade de M’Phende em 2017 contava com 9899 habitantes e estima-se que no
ano 2007 contava com aproximadamente 74651
habitantes. Da posse desses dados, e
aplicando-os nas equações 5, 6 e 7 de projecção populacional, têm-se os resultados
apresentados nas tabelas 7 e 8.
Tabela 7. Projecção Populacional pelos métodos matemáticos
Ano População
T1 2007 P1 7465
T2 2017 P2 9899
T 2042 Alcance do projecto 20 Anos
Método População
Aritmético 15984 hab
Geométrico 19935 hab
Fonte: Autor (2022)
Taxa de Crescimento
𝑇𝐶 =
91313 − 68852
68852 ∗ 10
= 0.033 = 3,3%
Tabela 8. Projecção populacional pela taxa de crescimento
Ano 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 2036 2038 2040 2042
População 11644 12425 13258 14148 15097 16110 17191 18344 19575 20888 22289
Fonte: Autor (2022)
Na tabela 7, são apresentados os resultados de projecção populacional pelos dois
métodos matemáticos (aritmético e geométrico) e a tabela 8 apresenta-se resultados
pelo método de projecção pela taxa de crescimento populacional.
1
Importa salientar que esse dado foi extrapolado do censo de 2007 para a Localidade de M’Phende.

36
De acordo com os resultados obtidos, é possível observar que o número de população
com base na taxa de crescimento, é superior aos métodos matemáticos. Então para
estimar a população a ser atendida na localidade, em um alcance do projecto de 20
anos, toma-se como referência a taxa de crescimento populacional, que fornece maior
segurança no dimensionamento.
5.1. Condições mínimas de dimensionamento
Na tabela 9 são apresentados os dados utlizados para o dimensionamento do sistema
de abastecimento de água no seu todo.
Tabela 9 Dados para determinação do caudal
Tempo (h)
Pop.
(hab)
qpc
(l/hab/dia)
K1 K2
Captação -
Reservatório
22289 120 1.2 1.5 16
Fonte: Autor (2022)
Caudal Médio
Q
̅ = 22289 hab× 120
l
hab × dia
= 2674680 l/dia = 111.45 m3
/h
Caudal Máximo diário
QMD = K1 × Q
̅ = 1.2 × 111.45 m3
/h = 133.74 m3
/h
Caudal Máximo horário
QMH = K2 × QMD = 1.5 × 133.74 m3
/h = 200.61 m3
/h
Caudal Especial
Pela insuficiência de fontes de abastecimento de água na localidade, muitas
instituições públicas e estabelecimentos comerciais, estão vinculadas a rede pública de
abastecimento tornando assim a base do projectista adoptar um caudal especial para
este projecto igual a 5% do caudal máximo horário. Sendo assim:
Qesp. = 0.05 × 200.61
m3
h
= 10.03 m3
/h
5.2. Caudal Mínimo de Dimensionamento
 Caudal de Produção (Captação até ao reservatório do SDPI)

37
QProd. =
1.2 × 111.45 m3
/h × 24
16
+ 10.03
m3
h
= 210.64 m3
/h
IETAP = 0 → não há tratamento e t = 16 h (tempo de bombeamento)
 Caudal de Distribuição (Reservatório de distribuição até a Rede) - 2042
QDistr . = K1 × K2 × Q
̅ + Qesp.
QDistr. = 1.2 × 1.5 × 111.45 m3
/h + 10.03 m3
/h = 210.64 m3
/h
 Caudal real disponível
No caso da fonte de captação, o autor junto ao SDPI e SOMA-Engenharias (empresa
gestora), realizou uma avaliação geral da capacidade de produção da nascente junto
ao furo de reforço e avaliado o tempo de enchimento, o reservatório da captação em
tempo de estiagem leva aproximadamente 2 horas ao máximo para atingir a
capacidade máxima isso considerando todas as válvulas de abastecimento directo ao
Sistema de 8 torneiras fechadas e no tempo húmido 1 hora para atingir a capacidade
de encache. O que matematicamente pode se escrever:
Qreal nascente = 20
𝑚3
ℎ
= 0.0056
𝑚3
𝑠
Qreal nascente = 40
𝑚3
ℎ
= 0.011
𝑚3
𝑠
5.3. Dimensionamento de adutora
Diâmetro económico de recalque em condições máximas de vazão; da captação ao
centro Distribuidor do SDPI.
O sistema de adução será constituído por duas fazes. Da tomada de água da nascente
até ao reservatório semi-enterrado será uma adução por gravidade e que no
dimensionamento da adutora, considera-se o caudal real da nascente e do reservatório
semi-enterrado ao reservatório de distribuição é por recalque onde considera-se o
caudal de produção. Assim sendo temos os seguintes diâmetros calculados abaixo:
 Considerando caudal da nascente e furo
D𝑟 = 1.3 × (
16
24
)
0,25
× √0.011 = 0.123 𝑚 = 123 𝑚𝑚
- Estiagem
- Húmido

38
X =
n
24
=
16
24
D𝑟 = 125 𝑚𝑚 (diâmetro comercial)
 Considerando caudal de cálculo
D𝑟 = 1.3 × (
16
24
)
0,25
× √0.059 = 0.285 𝑚 = 285 𝑚𝑚
D𝑟 = 300 𝑚𝑚 (diâmetro comercial)
 Velocidades na adutora
Segundo o regulamento Nacional de Sistemas Públicos de Distribuição de Água e de
Drenagem de Águas Residuais artigo 72:
1. O diâmetro das condutas elevatórias é definido em função de um estudo
técnico económico que abranja todo o período de exploração, não devendo no
entanto a velocidade de escoamento ser inferior a 0,7 m/s.
Tabela 10. Verificação de velocidades de escoamento
Adução
Q
(m3
/h)
Q
(m3
/s)
D
(mm)
A
(m2
)
V
(m/s)
Verificação
Pela nascente 40 0.011 125 0.012 0.90 0k
Pelo Projecto 210.64 0.059 300 0.071 0.83 0k
Fonte: Autor (2022)
Como pode-se observar, considerando o caudal real da nascente tanto caudal do
projecto, as velocidade de escoamento nas adutoras estão dentro do parâmetro
estabelecido no numero 1, artigo 72 do RNSPDADAR, o que pode-se afirmar que com
essas velocidades reduz-se a deposição de sedimentos na parede da conduta evitando
assim as incrustações de partículas na parede que reduzem a secção de escoamento e
consequentemente comprometer a capacidade de vazão da adutora.
 Linha de transporte
O sistema de captação até ao reservatório de distribuição, será através de tubos PVC
com diâmetro de 300 mm. A extensão total desde RC até ao CD de SDPI é de 670 m.

39
Figura 9. Perfil de Elevação do traçado de Adutora
Fonte: Adaptado pelo Autor (2022)
5.4. Dimensionamento da estacão elevatória
Traçado de Captação até ao reservatório de distribuição
Material
Conduta em PVC (C = 140)
Extensão = 681.50 m
Caudal: Q = 210.64
𝑚3
ℎ
= 0.059
𝑚3
𝑠
Nível máximo do Reservatório de Captação: RC/ND = 448.50 m
Nível do Reservatório de Distribuição: RD/NMA = 487 m
Tabela 11. Peças especiais
Condutas de Recalque: Peças K
6 Curvas de 90o
2.40
2 Curvas de 45o
0.40
1 Válvula de retenção 2.50
51 Uniões 20.40
Fonte: Autor, 2022
𝐻𝑚 = 𝐻𝑔 + (
𝑝2 − 𝑝1
𝛾
) + 𝐴𝑄𝑛
𝐻𝑔 = 𝑅𝐷/𝑁𝑀𝐴 − 𝑅𝐶/𝑁𝐷 = 487 − 448.50 = 38.50 𝑚
Os reservatórios em ambos os pontos estarão fechados o que torna as pressões
𝑝2 − 𝑝1 corresponderem a pressão do ar, isto é, 𝑝2 = 𝑝1 .
𝐴𝑄𝑛
= (𝐴𝑠 + 𝐴𝑟) × 𝑄𝑛
= [(ℎ𝑓𝑙𝑠 + ℎ𝑓𝑐𝑠) + (ℎ𝑓𝑙𝑟 + ℎ𝑓𝑐𝑟)] × 𝑄𝑛
Tratando-se de bomba submersa, todas as perdas de cargas na sucção foram
desprezadas.
452 m
479 m
CD de SDPI
670 m
0,0 m

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