Aula 02 - Pressões Estática, Dinâmica e de Serviço

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Aula 02 – Pressões nas Tubulações
Curso Técnico em Edificações
Prof. Zacarias Caetano
Pressão Estática, Dinâmica e de Serviço. Perda de Carga
Conceitos Fundamentais: vazão, 
pressão e velocidade
Conceito de Vazão
• Vazão: quantidade de água que é fornecida no tempo por um
equipamento de utilização (ex: torneira, chuveiro, etc). Em outras
palavras, o volume de fluido que passa pela seção de um tubo, no tempo.
Matematicamente:
• As medidas mais utilizadas são:
– Litros/hora → l/h
– Litros/segundo → l/s
– Metros cúbicos/hora → m³/h
– Metros cúbico /segundo → m³/s
• Devemos lembrar que:
– 1 m³ tem 1.000 litros
– 1 hora tem 60 minutos
– 1 minuto tem 60 segundos
Conceito de Velocidade
• O termo Velocidade, normalmente, se refere à velocidade média de
escoamento por meio de uma seção.
• Para determinação da velocidade da água precisamos saber duas coisas: a
sua vazão (Q) e área do tubo por onde escoa a água. A velocidade da água
é apresentada, normalmente, da seguinte forma:
• Nos encanamentos a velocidade máxima é de 3,0 m/s.
– Objetivo: evitar ruídos em níveis que incomodem quando da passagem da água em
velocidades muito elevadas.
Ainda com relação a velocidade..
• Velocidade muito pequena, está associada a um vazão também muito
pequena, que pode significar uma ausência de conforto para o usuário do
sistema.
• Velocidade muito alta na tubulação está associada a vazão muito alta, o
que pode ser uma fonte de ruído no sistema hidráulico predial e
desconforto para o usuário, além de elevado consumo predial.
https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=2ahUKEwir5reUydjjAhXNFLkGHWMzBmQQjRx6BAgBEAU&url=https://aquecenorte.com.br/blog/bomba-pressurizador-de-agua/&psig=AOvVaw3ZJFeNnwWxCDVNdv9rdyQO&ust=1564436199588668
Exemplo
• Uma saída de tubulação de 25 mm, enche uma caixa d’água de 
1.440 litros em duas horas. Determine:
– A) Vazão (litros/segundo)
– B) Velocidade (m/s)
Resposta (a):
2 horas x 3600 = 7200 s
Vazão = 1440/7200 = 0,20 l/s
Resposta (b):
Velocidade = Vazão (m³/s)/ Area (m²)
Vazão = 0,20 l/s = 0,00020 m³/s
A = πd²/4
A = π(0,025)²/4
A = 0,00049 m²
Velocidade = 0,00020/0,00049 = 0,41 m/s.
Conceito de Pressão
• Pressão: quantidade de força aplicada sobre uma superfície.
• As unidades, utilizadas:
– Quilograma-força/metro quadrado → kfg/m²
– Quilograma-força/centímetro quadrado → kgf/cm²
– Pascal → Pa
– Metros de Coluna de Água → m.c.a
Pressão Hidrostática
A variação de d e g são desprezíveis, nas
instalações prediais de água fria são
desprezíveis, sendo influenciada por h.
Conceito de Pressão
• Imagine um reservatório com 10 metros de altura, completamente
cheio de água. Qual é a pressão, que teremos sobre o fundo deste
reservatório?
Resposta: A pressão será de 10 m.c.a.
De acordo com o Sistema Internacional
(SI) a pressão é expressa em Pascal.
Sendo assim temos:
1kgf/cm² = 10 mca = 100000 Pa (100 kPA)
Conceito de Pressão
• A água tem um peso, e esse peso exerce uma determinada pressão no
fundo dos reservatórios e nas paredes dos tubos ou reservatórios.
Olhando para os copos A e B, em qual ocorre uma maior pressão no
fundo?
Resposta: A pressão é igual no fundo dos dois copos.
Em resumo: A pressão que água exerce em uma superfície qualquer
(um ponto qualquer ou as paredes do tubo ou reservatório) só
depende da altura da água até a superfície. Assim não depende do
volume de água contido nem da forma do recipiente, pois níveis
iguais apresentam pressões iguais.
Conceito de Pressão
Em qual ponto a pressão 
hidráulica é maior?
Resposta: Ponto C 
Por que?
A coluna de água acima do
ponto C é maior, do que a
coluna de água acima do
ponto A.
Conceito de Pressão
Qual a pressão no pontos A e C?
a) em mca
b) kgf/cm²
c) kPa
Ponto A:
10 mca
1 kgf/cm²
100000 Pa = 100 kPa
Ponto C
15 mca
1,5 kgf/cm²
150000 Pa = 150 kPa
Pressão Estática, Dinâmica e de 
Serviço
Pressão Estática
• Pressão Estática (PE): pressão da água quando ela está parada dentro da
tubulação. O seu valor é medido pela altura que existe entre o ponto onde
queremos determinar a pressão e o nível do reservatório.
Pressão Estática:
PA = 5 mca
PB = 3 mca
PC = 8 mca
Pressão Dinâmica
• Pressão Dinâmica (PD): pressão da água quando ela está em movimento
dentro da tubulação. O seu valor é igual a pressão estática (PE) menos as
perdas de cargas (Δh)
Pressão de Serviço
• A ocorrência de sobrepressões devidas a transientes (rápidas alterações)
hidráulicos deve ser considerada no dimensionamento das instalações.
Segundo a NBR 5626 podem ser consideradas as sobrepressões podem ser
consideradas não superando 200 kPa (20 m.c.a). Ou seja, a pressão de
serviço não deve ultrapassar 60 mca.
• Pressão de serviço: maior valor de pressão a que um componente pode
fcar submetido em condição de operação normal (NR 5626/2020)
https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=2ahUKEwiEsfqkzNjjAhXhB9QKHWWZBOMQjRx6BAgBEAU&url=https://www.obramax.com.br/tubo-agua-fria-soldavel-pvc-3m-50mm-89207195.html&psig=AOvVaw18t6nSHCCTR1sgqK0lEnEi&ust=1564437020403393
Ainda sobre Pressão de Serviço
Vale ressaltar que o conceito de pressão máxima independe do tipo de
tubulação, pois a norma não faz distinção quanto ao tipo de material.
Dessa forma, a pressão estática máxima de 40 mca deve ser obedecida
em qualquer caso, independente dos materiais dos tubos (PVC, ferro,
cobre, etc).
O que diz a NBR 5626/2020
• 6.9.1 A pressão dinâmica mínima da água atuante nos pontos de
utilização deve ser aquela necessária para assegurar a vazão de
projeto.
• 6.9.4 Em qualquer ponto do sistema de distribuição, a pressão
dinâmica da água não pode ser inferior a 5 kPa (0,5 mca), excetuados
os trechos verticais de tomada d’água nas saídas de reservatórios
elevados para os respectivos barriletes em sistemas indiretos.
• 6.9.5 A pressão estática nos pontos de utilização não pode superar 400
kPa (40 mca).
• 6.9.7 A ocorrência de sobrepressões devidas a transientes hidráulicos
deve ser considerada no dimensionamento das tubulações. Estas
sobrepressões, em relação à pressão dinâmica prevista em projeto, são
admitidas desde que não superem 200 kPa (20 mca)
E nas edificações altas?
• Segundo a NBR 5626, em uma instalação predial de água-fria, em
qualquer ponto, a pressão máxima não deve ultrapassar 40 m.c.a.
• Como fazer uma instalação de predial de água-fria em um edifício
com mais de 40 metros?
• Temos duas soluções possíveis:
– Reservatórios Intermediários
– Válvulas Reguladoras de Pressão (solução mais utilizada)
Fonte: Carvalho (2012)
Fonte: Carvalho (2012)
Fonte: Revista Equipe de Obra
Um modelo residencial
A pressão de água elevada fará com 
que haja vazamentos em máquinas de 
lavar e gerará muitos respingos em 
torneiras, por exemplo.
Fonte: https://www.lumienergy.com.br/valvula-redutora-de-pressao-com-manometro-integrado-censi
Golpe de Ariete
Golpe de Aríete
• Nas instalações hidráulicas quando a água escorre em velocidade
elevada nas tubulações, e esta é bruscamente interrompida, isso
provoca golpes de grande força (elevações de pressão) nos
equipamentos.
• Podem causar golpe de aríete: máquinas de lavar roupa ou louça, 
bombas hidráulicas, registros (principalmente ¼ volta) e válvulas de 
descarga desreguladas ou antigas. 
• Para combater os golpes de aríetes utiliza-se válvulas de
fechamento lento. Existem algumas marcas de válvulas de descarga
que possuem dispositivos anti-golpes de aríete, que tornam o
fechamento da válvula mais suave.
• Ver Video: https://www.youtube.com/watch?v=b0sslk7DhXA
https://www.youtube.com/watch?v=b0sslk7DhXA
O que diz a NBR 5626
• 6.8.3 As tubulações devem ser dimensionadas de modo a limitar a
velocidade de escoamento a valores que evitem golpes de aríete
com intensidades prejudiciais aos componentes.
– NOTA O dimensionamento da tubulação assumindo um limite máximo de
velocidade média da água de 3 m/s não evita a ocorrência de golpe de
aríete, mas limita a magnitude dospicos de sobrepressão.
• 6.17.1 Os componentes dos SPAFAQ, durante a operação de
fechamento do fuxo de aparelho sanitário, não podem provocar
golpe de aríete que cause sobrepressões superiores ao valor
especifcado em 6.9.7.
Exemplos de Golpe de Ariete
Exemplos de Golpe de Aríete
https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiQ0ZC2yLLgAhUrH7kGHbkSAO0QjRx6BAgBEAU&url=http://www.hidrojing.com/golpe-de-ariete-un-efecto-colateral-a-no-desdenar/&psig=AOvVaw0ErUOVpXQcM7teuzyPDV8Z&ust=1549936171092601
https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=&url=https://docplayer.es/55585675-El-fenomeno-del-golpe-de-ariete-causas-efectos-y-prevencion.html&psig=AOvVaw0ErUOVpXQcM7teuzyPDV8Z&ust=1549936171092601
Perda de Carga
Perda de Carga
• Quando um fluído escoa , existe um movimento relativo entre suas partículas,
resultando num atrito entre elas, dissipando energia. Então, perda de carga
pode ser definida como sendo a perda de energia que o fluido sofre durante o
escoamento em uma tubulação.
• Perda de carga ocorre devido ao atrito da água com o tubo em virtude de sua
rugosidade, e das alterações nas trajetórias do próprio liquido, imposta pelas
peças e dispositivos instalados ao longo da tubulação.
• As perdas de cargas são de dois tipos:
– Distribuída: aquela que ocorre ao longo da tubulação, pelo atrito da água com as
paredes do tubo.
– Localizada: quando são ocasionadas pelo movimento da água nas conexões,
válvulas, registros, etc., que causam turbulência, alteram a velocidade, mudam a
direção, aumentando assim o atrito e provocando choques das partículas líquidas.
Onde perda de carga é maior?
Onde perda de carga é maior?
Onde perda de carga é maior?
Onde perda de carga é maior?
Cálculo das Perdas de Carga (NBR 5626)
• 6.14.4 A determinação das perdas de carga nas tubulações e o
cálculo das pressões dinâmicas nos pontos de utilização devem ser
feitos mediante o emprego de equações pertinentes.
• NOTA: A equação universal de perda de carga é a mais indicada. Em
caso de utilização de equações empíricas, convém adotar a mais
adequada para o material e o diâmetro do trecho de tubulação
considerado.
Cálculo da Perda de Carga Contínua
Expressões de Fair-Whipple-Hsiao:
Cálculo da Perda de Carga Localizada
Método dos comprimentos equivalentes: cada peça produz uma
perda de carga semelhante à que seria produzida num determinado
comprimento de tubulação de mesmo diâmetro. Somando-se os
comprimentos equivalentes de todas as peças (Leq) ao comprimento
real da tubulação(Lreal), obtêm-se o comprimento virtual (Lv). A perda
de carga total será encontrada conforme abaixo:
Δhtotal = J. Lv sendo (Lv = Lreal + Leq)
Onde:
Δhtotal = Perda de Carga Total (kPa)
J = Perda de Carga Unitária (kPa/m)
Lv = Comprimento Virtual (m)
Lreal = Comprimento Real (m)
Leq = Comprimento Equivalente (m)
Perda de Carga Localizada
Exemplo I:
• Determine a pressão estática e dinâmica no ponto no chuveiro.
Exemplo II
• Determine a pressão estática e pressão dinâmica no ponto de alimentação da caixa de 
descarga(imediatamente após o joelho). Considere D= 25 mm (todos os trechos):
Importante , lembrar essas diferenças....