SH2 - A02 - Drenagem e Esgotamento

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DRENAGEM E ESGOTAMENTO
PROF. FABRÍZIO NICOLAI MANCINI
SISTEMAS HIDROENERGÉTICOS II
ESCOLA POLITÉCNICA
UP 2021 2º SEMESTRE
EMENTA
• IDENTIFICAÇÃO, INTERPRETAÇÃO E ANÁLISE DE 
PROBLEMAS RELATIVO AS ESTRUTURAS DE UMA 
USINA HIDRELÉTRICA VINCULADOS A DRENAGEM 
DA PLANTA E ESGOTAMENTO DAS UNIDADES 
GERADORAS.
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SEGURANÇA ESTRUTURAL DAS 
BARRAGENS
NECESSÁRIO 
A ANÁLISE 
DAS VAZÕES 
DE 
INFILTRAÇÃO 
ATRAVÉS DAS 
ESTRUTURAS
E 
FUNDAÇÕES
(PATIAS et al, 2015)
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UNICAMP(2014)
BARRAGENS
ITAIPU
MUITAS 
ESTRUTURAS
FORMAM O 
RESERVATÓRIO
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SISTEMA DE DRENAGEM
• ITAIPU
•DRENAGEM 
DO CONCRETO
•DRENAGEM DA 
FUNDAÇÃO
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SISTEMA DE DRENAGEM
• SISTEMA AUXILIAR MECÂNICO DESTINADO A 
RETIRADA DA ÁGUA DE PERCOLAÇÃO 
(INFILTRAÇÃO) DA ESTRUTURA DA USINA 
HIDRELÉTRICA
• INFRAESTRUTURA CRÍTICA DA USINA HIDRELÉTRICA
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COMO PROJETAR?
•PROJETO BÁSICO E PROJETO EXECUTIVO
• CÁLCULOS PRELIMINARES
• CRITÉRIOS DE PROJETO
• FILOSOFIA DE FUNCIONAMENTO
• FLUXOGRAMA
• MEMORIAL DESCRITIVO
• MEMORIAL DE CÁLCULO
• DIAGRAMA FUNCIONAL
• INTEGRAÇÃO COM OUTROS SISTEMAS
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•DETERMINAR PERCOLAÇÃO NOS DIVERSOS 
LOCAIS DA USINA
• FIXAR O TAMANHO DO POÇO DE 
DRENAGEM
•COMPARTILHAMENTO OU NÃO DAS 
BOMBAS COM O SISTEMA DE 
ESGOTAMENTO E ENCHIMENTO DE CAIXA 
ESPIRAL (SE POSSUIR)
•POTÊNCIAS DAS MOTOBOMBAS
• TIPO DE BOMBA
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CRITÉRIOS BÁSICOS DO SISTEMA DE DRENAGEM 
(FILOSOFIA DE FUNCIONAMENTO):
• FUNCIONAMENTO DA DRENAGEM (GRAVIDADE OU 
BOMBEAMENTO)
• NÚMERO DE POÇOS
• COMUNICAÇÃO ENTRE ELES (SE TIRVER MAIS DE UM)
• QUANTIDADE DE BOMBAS E TIPO
• FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
• ACIONAMENTO E AUTOMAÇÃO LOCAL
• AUTOMAÇÃO REMOTA
• MONITORAMENTO
• RISCOS E PROCEDIMENTOS (PRELIMINAR)
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EXEMPLO
“SISTEMA DE DRENAGEM DA CASA DE FORÇA
O sistema de drenagem tem a finalidade de bombear para o canal de fuga as 
águas provenientes por gravidade dos pisos e infiltrações na Casa de Força, de 
drenagem das turbinas, dos filtros de limpeza automática e de equipamentos, 
depois de recolhidas em dois poços de drenagem.
O sistema de drenagem consistirá de dois poços de drenagem, cada poço terá 
três bombas submersíveis (BD) (uma de reserva/auxiliar) de instalação fixa em 
poço seco, uma tubulação de recalque para cada bomba, três chaves de nível 
para ligar e desligar cada uma das bombas e uma chave de nível que aciona os 
alarmes de nível muito alto, nível alto e de nível baixo, assim como, também, 
ligar/desligar as bombas na falha das chaves liga-desliga.
Indicadores de níveis monitoram o nível de água dentro de cada poço de 
drenagem.
A água será retirada dos poços pelas bombas e descarregada para jusante no 
canal de fuga, acima do nível máximo (El.máx.173,10).
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As três bombas de drenagem para cada poço de drenagem estarão instaladas 
na sala de bombas (de esgotamento e de drenagem) na elevação 124,00 m, na 
unidade 5, podendo operar juntas em emergência.
Os dois poços de drenagem estarão situados na elevação 124,00 m, na unidade 
5, com acesso pela Galeria de Acesso ao Tubo de Sucção. Estes poços serão
interligados ao poço de esgotamento por tubulações. O acesso aos poços se 
fará por portas estanques.
As águas provenientes de áreas sujeitas à contaminação por óleo passarão por 
uma caixa separadora de óleo antes de ir para os poços de drenagem.
Um pequeno poço de drenagem, situado dentro da sala das bombas, terá duas 
bombas submersíveis (BS) (uma reserva/auxiliar) de instalação fixa em poço
molhado, que bombearão para os Poços de Drenagem da Casa de Força, os 
vazamentos que ocorrerem na sala das bombas (de esgotamento e de 
drenagem) e também as águas drenadas de cada um dos poços de drenagem e 
de esgotamento, por ocasião de manutenção. As tubulações de descarga dessas 
bombas submersíveis possuem válvulas para manobra possibilitando escolher 
qual dos poços receberá a descarga. Estas bombas serão acionadas por chave 
de nível e podem operar juntas.”
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• INICIADO NO PROJETO BÁSICO
•REFINADO DURANTE A CONSTRUÇÃO
•ANÁLISE DA VAZÃO
• VAZÃO TOTAL DE DRENAGEM NAS 
CONDIÇÕES NORMAIS DE OPERAÇÃO
• DIMENSIONAMENTO DAS BOMBAS
• CARACTERÍSTICAS DAS BOMBAS DE 
DRENAGEM DA CASA DE FORÇA
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• EXPLICITAÇÃO DOS CRITÉRIOS DE PROJETO
•DESCRIÇÃO DA
• DRENAGEM
• LOCAIS
• NECESSIDADES
• COMPOSIÇÃO DO SISTEMA
• PAINÉIS
• SISTEMA DE CONTROLE E SUPERVISÃO
• MODO DE CONTROLE
• LOCAL DE CONTROLE
• SINAIS ANALÓGICOS E DIGITAIS
• CRITÉRIOS PARA CONSTRUÇÃO DAS LÓGICAS
• CONVENCIONAIS E DIGITAIS
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•DIAGRAMAS
• UNIFILAR
• HIDRÁULICA
• FUNCIONAL
• LÓGICAS CONVENCIONAIS E AUTOMAÇÕES
• SINALIZAÇÕES
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INTEGRAÇÃO COM OUTROS SISTEMAS
•DRENAGEM E ESGOTAMENTO PODEM SER 
INTEGRADOS
• CUIDAR COM A ESTANQUEIDADE DOS TANQUES
• RISCO DE INUNDAÇÃO DA USINA
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SISTEMA DE ESGOTAMENTO
• SISTEMA DESTINADO A RETIRADA DA ÁGUA DA 
CAIXA ESPIRAL E/OU TUBO DE SUCÇÃO, 
POSSIBILITANDO REPAROS EM TURBINAS DE 
REAÇÃO
•PODE SER PARCIAL OU TOTAL
•DINÂMICA SIMILAR
• POSSIBILIDADE DE SER UTILIZADA PARA O 
ENCHIMENTO DA CAIXA ESPIRAL
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COMO PROJETAR?
•PROJETO BÁSICO E PROJETO EXECUTIVO
• CÁLCULOS PRELIMINARES
• CRITÉRIOS DE PROJETO
• FILOSOFIA DE FUNCIONAMENTO
• FLUXOGRAMA
• MEMORIAL DESCRITIVO
• MEMORIAL DE CÁLCULO
• DIAGRAMA FUNCIONAL
• INTEGRAÇÃO COM OUTROS SISTEMAS
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•DETERMINAR O VOLUME DE ÁGUA A SER 
BOMBEADO
• FIXAR O TAMANHO DO POÇO DE 
ESGOTAMENTO
•COMPARTILHAMENTO OU NÃO DAS 
BOMBAS COM O SISTEMA DE DRENAGEM
•POTÊNCIAS DAS MOTOBOMBAS
• TIPO DE BOMBA
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CRITÉRIOS BÁSICOS DO SISTEMA DE ESGOTAMENTO E 
ENCHIMENTO (FILOSOFIA DE FUNCIONAMENTO):
• FUNCIONAMENTO ESGOTAMENTO E DO ENCHIMENTO 
(GRAVIDADE OU BOMBEAMENTO)
• NÚMERO DE POÇOS
• COMUNICAÇÃO ENTRE ELES (SE TIRVERMAIS DE UM)
• QUANTIDADE DE BOMBAS E TIPO
• FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
• ACIONAMENTO E AUTOMAÇÃO LOCAL
• AUTOMAÇÃO REMOTA
• MONITORAMENTO
• RISCOS E PROCEDIMENTOS (PRELIMINAR)