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Questões de Concurso sobre Recursos Hídricos
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Um engenheiro sanitarista está encarregado de projetar a expansão de uma rede de abastecimento de água para um município que apresenta crescimento populacional contínuo. Para o dimensionamento adequado da nova infraestrutura, é crucial estimar corretamente a demanda futura de água, considerando um horizonte de projeto de 20 anos. Nesse contexto, qual das seguintes abordagens representa a consideração mais completa e tecnicamente correta para a estimativa da vazão de dimensionamento da rede de distribuição de água?
A
A vazão de dimensionamento deve ser baseada exclusivamente na população atual do município multiplicada pelo consumo per capita médio anual, desconsiderando projeções futuras para evitar superdimensionamento.
B
A estimativa da população futura deve ser realizada utilizando-se o método aritmético, por ser o mais conservador, e a vazão de dimensionamento calculada a partir do consumo per capita residencial, sem considerar perdas ou consumos não domésticos.
C
A vazão de dimensionamento da rede de distribuição deve ser calculada considerando a população do final do período de projeto, estimada por métodos adequados de projeção, e multiplicada pelo consumo per capita residencial do dia de maior consumo, aplicando-se coeficientes de variação horária e adicionando-se separadamente as perdas e os consumos comerciais e industriais.
D
O consumo de água deve ser estimado apenas com base nos dados históricos de faturamento da concessionária, sem a aplicação de coeficientes de variação diária ou horária, pois estes já estariam embutidos nos dados de consumo medido.
E
A vazão de dimensionamento da rede de distribuição deve ser calculada considerando a população futura do município, projetada por métodos demográficos apropriados para o horizonte de projeto, e a demanda total de água, que inclui o consumo per capita médio (englobando usos domésticos, comerciais, industriais e públicos), os coeficientes de variação diária e horária para determinar os picos de consumo, e as perdas estimadas no sistema.
Uma adutora de água bruta de 25 km de extensão e diâmetro de 1.000 mm, em aço com revestimento interno (C=120, Hazen-Williams), transporta uma vazão constante de 1,5 m³/s por gravidade. O perfil longitudinal da adutora apresenta um trecho em sifão invertido, onde a cota topográfica da tubulação atinge um mínimo de 180 m, enquanto a linha piezométrica em regime permanente se mantém a 182 m. Em um cenário de interrupção abrupta do fluxo, como o fechamento rápido de uma válvula na Estação de Tratamento de Água (ETA) a jusante, qual é o fenômeno hidráulico mais crítico que pode ocorrer nesse ponto de cota mínima e qual é a solução de engenharia mais adequada para preveni-lo?
A
Erosão interna da tubulação devido à alta velocidade do escoamento, sendo a solução a redução da vazão de projeto.
B
Ocorrência de subpressões extremas, levando à formação de colunas d'água separadas e potencial colapso da tubulação por vácuo, sendo a solução a instalação de válvulas ventosas de dupla função (entrada e saída de ar) nesse ponto.
C
Formação de depósitos de sedimentos no fundo da tubulação, sendo a solução a instalação de válvulas de descarga em pontos baixos.
D
Aumento excessivo da pressão (golpe de aríete) devido à inércia da massa líquida, sendo a solução a instalação de uma câmara de equilíbrio na captação.
E
Congelamento da água em períodos de baixa temperatura ambiente, sendo a solução o isolamento térmico da tubulação.
Nos projetos de Estações de Tratamento de Água (ETAs), diferentes concepções de decantadores podem ser aplicadas, variando conforme as condições hidráulicas e operacionais. Considerando essas características, é correto afirmar que
A
decantadores de alta taxa permitem maior vazão superficial pela utilização de módulos lamelares inclinados, aumentando a eficiência da sedimentação em menor área.
B
decantadores de alta taxa são menos eficientes que decantadores convencionais, exigindo tempos de detenção superiores.
C
decantadores convencionais podem operar com módulos lamelares, mas exigem adição de polímeros para manter a eficiência.
D
decantadores de alta taxa dispensam a etapa de floculação, pois os módulos inclinados substituem a coagulação.
E
decantadores convencionais operam em módulos lamelares e são aplicáveis a águas com turbidez inferior a 10 uT.
Em um diagnóstico de alternativas de captação para ampliar a oferta de água municipal, avalia-se o uso de águas subterrâneas. Levando em conta as características gerais de aquíferos e captação por poços, assinale a alternativa INCORRETA.
A
São captadas por poços profundos ou artesianos em formações rochosas permeáveis chamadas aquíferos.
B
Tendem a apresentar qualidade natural mais estável, com menor carga de impurezas pela filtragem do solo, o que simplifica o tratamento.
C
Servem como solução principal para metrópoles por oferecer volume ilimitado ao sistema.
D
Mantêm disponibilidade menos sensível a secas e à poluição superficial, oferecendo maior estabilidade ao sistema.
E
Exigem gestão para evitar rebaixamento do lençol e podem ter disponibilidade limitada conforme o aquífero.
A ciência que estuda a água no planeta Terra, sua ocorrência, circulação e distribuição, bem como suas propriedades físicas e químicas, e sua relação com o meio ambiente, é denominada:
A
ecologia
B
hidrologia
C
sociologia
D
paleontologia
Uma estação elevatória de água opera de forma contínua para abastecer um reservatório. Durante um período de 3 horas, a vazão e a pressão na saída da bomba foram monitoradas e permaneceram absolutamente constantes, sem qualquer alteração em suas leituras em um ponto fixo da tubulação. De acordo com a variação das propriedades do fluido no tempo, esse escoamento é definido como
A
uniforme.
B
permanente.
C
variável.
D
laminar.
E
unidimensional.
Em uma Estação de Tratamento de Água (ETA) de ciclo completo, que utiliza filtros rápidos de areia, a equipe de operação tem observado um aumento persistente da turbidez na água filtrada, frequentemente excedendo o limite de 0,5 UNT, mesmo após a otimização dos processos de coagulação, floculação e decantação, que apresentam boa performance. Adicionalmente, a frequência de lavagem dos filtros aumentou consideravelmente, e o tempo de corrida entre lavagens diminuiu, indicando uma rápida saturação do meio filtrante. Qual é a causa mais provável para essa deterioração do desempenho dos filtros e qual a ação corretiva mais imediata e eficaz a ser implementada?
A
Aumentar a dosagem de coagulante na entrada da ETA para melhorar a remoção de turbidez e cor antes da filtração, reduzindo a carga sobre os filtros.
B
Reduzir a taxa de filtração dos filtros para permitir um maior tempo de contato da água com o meio filtrante, otimizando a remoção de partículas finas.
C
Substituir o meio filtrante por um material de granulometria mais fina para aumentar a eficiência de remoção de partículas, mesmo que isso acarrete maior perda de carga.
D
Implementar um sistema de pré-filtração em manta ou microfloculação para reduzir a carga de sólidos suspensos que chegam aos filtros rápidos, prolongando o tempo de corrida.
E
Realizar uma inspeção detalhada do leito filtrante para verificar a presença de bolas de lama, rachaduras, compactação excessiva ou meio filtrante degradado, e otimizar o processo de lavagem (taxa de expansão, tempo e uso de ar) para garantir a limpeza e a integridade do meio.
Os reatores biológicos anaeróbicos são amplamente utilizados no tratamento de 15 esgotos e efluentes industriais, devido à sua eficiência na remoção de matéria orgânica e à produção de biogás. Sobre os diferentes tipos de reatores anaeróbicos listados, analise as afirmativas e assinale a alternativa correta.
I- O reator de leito fixo mantém a biomassa aderida a um material suporte imobilizado, apresentando baixa capacidade de mistura, o que pode levar à formação de zonas mortas.
II- O reator de leito rotatório é caracterizado por uma estrutura giratória parcialmente submersa no efluente, promovendo contato intermitente da biomassa com o líquido e o gás.
III- O reator de leito expandido opera com velocidades ascendentes maiores que as do leito fixo, permitindo o movimento parcial dos suportes e aumentando a transferência de massa.
IV- O reator de leito fluidificado exige velocidades de escoamento ainda maiores que o leito expandido, garantindo suspensão total dos suportes e alta eficiência na retenção de biomassa.
A
Apenas as afirmativas I e III estão corretas.
B
Apenas as afirmativas II, III e IV estão corretas.
C
Apenas as afirmativas I, II e IV estão corretas.
D
Todas as afirmativas estão corretas.
Utilizando-se a equação de Darcy-Weisbach e os valores fornecidos, calcule a perda de carga distribuída no trecho e avalie se a adutora atende ao limite máximo de 4,0 metros para perda admissível.
A
Perda de carga de 1,92 m – projeto adequado.
B
Perda de carga de 4,75 m – projeto inadequado.
C
Perda de carga de 2,25 m – projeto parcialmente adequado, exige recalibração.
D
Perda de carga de 3,10 m – projeto adequado.
Com base nos dados fornecidos, determine a velocidade média da água na tubulação, o número de Reynolds e o regime de escoamento predominante.
A
A velocidade é 1,70 m/s; número de Reynolds 80.000 – regime transicional.
B
A velocidade é 1,13 m/s; número de Reynolds 169.500 – regime turbulento.
C
A velocidade é 1,13 m/s; número de Reynolds 113.000 – regime turbulento.
D
A velocidade é 0,87 m/s; número de Reynolds 25.000 – regime transicional.
Considerando que os processos biológicos de tratamento de águas residuárias dependem da ação de microrganismos aeróbios ou anaeróbios, julgue os itens a seguir.
I No processo de lodos ativados, a massa biológica que cresce e flocula é continuamente recirculada e colocada em contato com a matéria orgânica do despejo líquido afluente ao sistema, na ausência de oxigênio.
II As lagoas de estabilização, facultativas ou anaeróbias, são grandes tanques escavados no solo, nos quais as águas residuárias são tratadas por processos naturais controlados pela vazão dos efluentes.
III Nos filtros biológicos aeróbios a água residuária tem sua matéria orgânica absorvida pela massa biológica, sendo estabilizada pelos microrganismos.
Assinale a opção correta.
A
Apenas o item I está certo.
B
Apenas o item III está certo.
C
Apenas os itens I e II estão certos.
D
Apenas os itens II e III estão certos.
E
Todos os itens estão certos.
O ciclo da água, conhecido também como ciclo hidrológico, é o movimento contínuo da água na Terra, passando por diferentes estados físicos entre a superfície terrestre e a atmosfera. Esse ciclo envolve diversos processos naturais que transformam a água entre seus estados sólido, líquido e gasoso. Assinale a alternativa que apresenta somente processos de mudança de estado físico da água que ocorrem no ciclo hidrológico.
A
Evaporação, sublimação e condensação.
B
Evapotranspiração, infiltração e salinização.
C
Condensação, translação e infiltração.
D
Salinização, dessalinização e sublimação.
E
Rotação, condensação e gaseificação.
Sobre os conceitos básicos de hidráulica, assinale a alternativa CORRETA.
A
É o estudo apenas o movimento do ar em ambientes abertos.
B
Refere-se ao transporte de energia elétrica.
C
Analisa o comportamento de fluidos confinados sob pressão.
D
Trata exclusivamente de cálculos de estruturas metálicas úmidas.
E
Diz respeito ao uso de materiais cerâmicos em obras.
A etapa de desinfecção em ETAs é responsável principalmente pela remoção de ___________ presentes na água bruta.
A
óleos e graxas
B
sólidos sedimentáveis
C
nutrientes dissolvidos
D
gases dissolvidos
E
microrganismos patogênicos
Assinale verdadeiro (V) ou falso (F) para as afirmações abaixo:
( ) A água contaminada pode transmitir cólera, hepatite A e leptospirose.
( ) A desinfecção adequada é suficiente para eliminar vírus, bactérias e protozoários presentes.
( ) A presença de coliformes totais na água indica risco potencial à saúde.
( ) Apenas a filtração remove totalmente todos os patógenos da água.
A sequência correta é:
A
V – V – V – F
B
V – F – V – F
C
F – V – F – V
D
V – F – F – V
E
F – F – V – F
Sobre a filtração rápida descendente, analisar os itens.
I. A filtração com ação de profundidade pode ser entendida como resultado da sucessão de estágios relativos à colmatação de duas subcamadas que compõem o meio filtrante.
II. A primeira subcamada (subcamada 1) retém partículas até o momento em que as forças da camada filtrante, devido ao escoamento, superam as forças que mantêm as partículas aderidas aos grãos do meio filtrante, arrastando-as para a subcamada subsequente (subcamada 2).
III. Na subcamada 2, pode-se assumir que a quantidade de partículas presentes no efluente da subcamada 1 iguala a quantidade de partículas presentes no afluente, ou seja, ocorre a saturação da subcamada 1, resultando na mínima diferença de níveis de água entre os piezômetros localizados acima e abaixo da subcamada 1.
IV. A saturação de cada subcamada pode ser acompanhada por meio da coleta de amostras ao longo do meio filtrante ou da visualização do nível de água em cada piezômetro.
Está CORRETO o que se afirma:
A
Apenas no item II.
B
Apenas no item IV.
C
Apenas nos itens II, III e IV.
D
Apenas nos itens I e II.
E
Em todos os itens.
O ciclo da água envolve etapas fundamentais de ação do ciclo hidrológico. Quais são essas etapas?
A
Apenas infiltração e escoamento superficial
B
Evaporação, condensação, precipitação, infiltração e escoamento.
C
Fotossíntese, respiração e combustão.
D
Adsorção e quimiossíntese.
Em monitoramento e controle de qualidade, o parâmetro de DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) avalia:
A
Presença de óleos.
B
Cor da água.
C
Carga orgânica biodegradável.
D
Nível de cloro residual.
Em conduto forçado, seção cheia e área conhecida, a relação correta é:
A
Q = V/t.
B
Q = A·v.
C
P·D.
D
V·A.
Durante o processo de tratamento de água em uma estação de abastecimento, é comum o uso de bombas hidráulicas para transportar o líquido entre diferentes reservatórios. A eficiência energética desses sistemas é essencial para reduzir o consumo de energia elétrica e os impactos ambientais. Uma bomba hidráulica eleva água de um reservatório inferior para um reservatório superior, situado a 10 metros de altura. Sabendo que a densidade da água é de aproximadamente 1000kg/m3 e que a aceleração da gravidade é 9,8m/s2, qual é o trabalho necessário para elevar 500 litros de água até o reservatório superior, desconsiderando perdas por atrito?
A
4,9 x 104 J.
B
9,8 x 104 J.
C
5,0 x 104 J.
D
1,0 x 104 J.
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