Prova Lista de Exercícios Resolvida Com Respostas - Reservatório de Distribuição de água - Reservação de água -Macrossistemas de Abastecimento de Água - Engenharia Civil - UFAM - Universidade Federal

A8 PARTE 2 - MACROSSISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUAS
1) Responda:
a) Explique quais as funções do reservatório de água.
b) Comente sobre cada classificação dos reservatórios de água e suas
características principais:
b.1) Quanto à localização no sistema.
b.2) Quanto à localização no terreno.
b.3) Quanto à sua forma.
b.4) Quanto aos materiais de construção.
c) Quais os fatores que são levados em consideração na definição da capacidade
dos reservatórios? Comente as principais características de cada volume que
constitui a capacidade total dos reservatórios.
d) Na determinação do volume útil necessário para atender as variações de
consumo de água no sistema são utilizados dois métodos. Comente sobre a
determinação do método baseado na curva do consumo para adução contínua.
2) Relacione para a elaboração de projetos de reservatórios as principais
recomendações da NBR 12217/94 da ABNT para a determinação do volume.
3) Comente sobre dois elementos acessórios que constituem o projeto dos
reservatórios.
4) Faça uma estimativa dos volumes de projeto de um reservatório enterrado e
um elevado para atender área com as seguintes características:
• População: 6200 habitantes
• Consumo per capita: 200 L/hab. dia
• Coeficiente do dia de maior consumo: K1=1,2.
RESPOSTAS
1) a) As funções dos reservatórios de água são várias:
- Regularizar a vazão: receber água equivalente à demanda, acumular
água quando a demanda é menor que a média e fornecer as vazões
complementares quando a vazão for superior à média;
- Fornecer água quando ocorrem interrupções no funcionamento da
adução (seja por ruptura da adutora, manutenção e etc);
- Suprir vazões extras para o combate à incêndio;
- Regularizar pressões: a localização dos reservatórios de distribuição
pode, principalmente, reduzir as variações de pressões na rede;
- Permitem que se faça o bombeamento de água fora do horário de pico
elétrico, diminuindo os custos de energia elétrica;
- Aumentar o rendimento dos conjuntos elevatórios: os conjuntos
motor-bomba podem operar próximos ao ponto de rendimento máximo
devido aos valores de altura manométrica e vazão aproximadamente
constante.
b)
b.1) Quanto à localização do reservatório no sistema, eles podem ser
classificados em reservatório de montante, de jusante e de posição intermediária.
O reservatório de montante localiza-se a montante da rede de distribuição,
sendo o que sempre fornece água à ela.
Em casos nos quais as populações estão em áreas com declividades muito
acentuadas, as pressões nas áreas mais baixas podem alcançar valores muito altos
então para atender aos limites de pressão pode-se optar por uma distribuição
escalonada com dois reservatórios, um mais alto e um mais baixo.
Em outros casos pode-se haver um reservatório principal e um complementar
com capacidade inferior, ambos à montante da rede de distribuição. Em horas de
baixo consumo, o reservatório principal alimenta a rede e o reservatório
complementar, e em horas de alto consumo, a rede é alimentada pelos dois
reservatórios. Essa solução é normalmente utilizada quando há necessidade de
aumentar a reservação, devido ao aumento do consumo de água acima do previsto
e/ou por insuficiência de pressão na rede.
O reservatório de jusante localiza-se a jusante da rede de distribuição de
água. Podem ser chamados de reservatórios de sobras, porque têm como
características receber água durante as horas de menor consumo e auxiliar o
abastecimento durante as horas de maior consumo.
Esse tipo de reservatório possibilita uma menor oscilação de pressão nas
zonas de jusante da rede e uma particularidade é que a entrada e saída de água
acontecem por meio de uma tubulação única.
Por fim, o reservatório de posição intermediária, o qual consiste em
reservatório intercalado no sistema de adução e tem a função de servir de volante
de regularização das transições entre bombeamento e/ou adução por gravidade.
Normalmente são reservatórios de pequena capacidade.
b.2) Quanto à localização no terreno, os reservatórios podem ser
classificados em reservatório enterrado, semi-enterrado, apoiado e elevado.
Reservatório enterrado é aquele que fica em uma cota inferior à do terreno.
Reservatório semi-enterrado é aquele que pelo menos um terço da altura
total fica abaixo do nível do terreno.
Reservatório apoiado é aquele cujo fundo se encontra a uma profundidade
correspondente a menos de um terço da altura total dele abaixo do nível do terreno.
Reservatório elevado é aquele cuja cota do fundo é superior à cota do
terreno.
O reservatório enterrado tem a vantagem de ser isolado termicamente e
provoca menos impacto ambiental que outros tipos de reservatórios, entretanto,
possui custo de execução maior, entrada, saída e descarga do reservatório mais
difíceis e onerosas. Os semi enterrados e apoiados são mais fáceis de se construir,
mas normalmente precisam de um isolamento térmico adequado.
Os reservatórios elevados são necessários nos casos em que a topografia do
terreno não é adequada para usar os outros tipos de reservatórios com a
desvantagem de possuírem custo elevado e impacto ambiental. Eles podem
funcionar como um dispositivo de proteção das tubulações do sistema de
distribuição de água, contra o fenômeno dos transitórios hidráulicos e como reserva
de água para o combate a incêndios ou situações de emergência, além de permitir
maior controle de pressões na rede de distribuição com a diminuição das perdas de
água.
Outra característica dos reservatórios elevados é que podem ter mais de um
compartimento para a reservação de água, de modo que, cada compartimento
atende a uma determinada zona de pressão.
b.3) Quanto à forma, ela deve proporcionar máxima economia global em
fundação, estrutura, utilização de área disponível, equipamentos de operação e
interligação das unidades.
Nos reservatórios enterrados, semi-enterrados e apoiados o formato é
normalmente circular ou retangular, mas não existe restrição e poderia ser
hexagonal, octogonal ou outro. É comum construir esses reservatórios divididos em
duas câmaras por uma parede interna. Às vezes, uma das câmeras é construída
para atender a primeira etapa de construção, e posteriormente, é construída a
segunda câmara.
Em relação aos reservatórios elevados, eles também são construídos com
grande variedade de formas.
b.4) Quanto ao material de construção, os reservatórios podem ser
construídos de diversos materiais, tais como: concreto armado, aço, poliéster
armado com fibras de vidro, madeira, borracha, alvenaria, etc.
A escolha do material deve ser feita após estudo técnico e econômico que
leve em consideração as condições da fundação, a disponibilidade do material da
região e a agressividade da água a armazenar e do ar atmosférico.
c) A capacidade dos reservatórios é determinada levando em consideração o
volume necessário para atender às variações de consumo de água, para combate a
incêndios e para emergências.
O volume para atender às variações diárias de consumo é denominado de
volume útil. Esse volume é compreendido entre o nível máximo (maior nível que
pode ser atingido em condições normais de operação) e o nível mínimo
(correspondente à quantidade necessária para evitar vórtices, cavitação e arraste de
sedimentos do fundo do reservatório).
O volume adicional para combate a incêndio é necessário quando a
capacidade do sistema de abastecimento de água não é suficiente, o que
geralmente acontece em sistemas de pequeno e médio porte. Em sistemas de
grande porte, onde as demandas de incêndio são uma fração muito pequena da
demanda máxima diária, normalmente não há necessidade de se prever um volume
adicional para essa finalidade.
Para determinar as vazões para o combate a incêndio, deve-se levar em
consideração as características e dimensões do incêndio, a capacidade de
fornecimento de água pelo sistema de abastecimento e a possibilidade do corpo de
bombeiros levar água por caminhões tanques. Para calcular o volume