Memorial descritivo

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MONTES CLAROS 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
DAVID ALVES DA SILVA 
MARCO ANTONIO SAMPAIO VALLE 
MÁRIO RODRIGUES NETO 
TAMIRES RAMOS DIAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO DE DIMENSIONAMENTO DE UMA REDE DE 
DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MONTES CLAROS - MG 
2022 
 
1 
1. INTRODUÇÃO 
 
De acordo com o SNIS (Sistema Nacional de Informações Sobre Saneamento), 
um sistema de abastecimento de água pode ser entendido como o conjunto de 
infraestruturas, equipamentos e serviços com objetivo de distribuir água potável para 
o consumo humano, bem como para o consumo industrial, comercial, dentre outros 
usos. 
Sendo assim, o sistema de abastecimento de água convencional é composto 
por três etapas principais que garantem a disponibilidade de água potável para a 
população. Na captação, a água encontrada na natureza (rios, lagos, reservatórios) é 
retirada e direcionada à uma ETA (Estação de Tratamento de Água), onde são 
removidas impurezas para que a água se torne potável. A partir de então, a água pode 
seguir para as redes de distribuição, em que os consumidores são conectados por 
meio de ligações e recebem a água pronta para o consumo (SNIS, 2020). 
O presente trabalho tem como objetivo dimensionar uma rede de distribuição 
de água de um vilarejo com 06 áreas, com a planta topográfica e o memorial de cálculo 
em anexos, e o memorial descritivo que será apresentado. Os dados para o 
dimensionamento foram apresentados pela docente Sheila Cristina Pereira Martins na 
disciplina de Sistema de Abastecimento de Água do curso de Engenharia Civil da 
Universidade Estadual de Montes Claros. 
As redes de distribuição podem ser divididas em ramificadas, malhadas ou 
mistas, a depender da disposição dos tubos. Existem dois métodos clássicos de 
dimensionamento do duto da rede de abastecimento de água: método de 
dimensionamento trecho a trecho, com ou sem seccionamento fictício e o método de 
determinação do tamanho de acordo com a área afetada, conforme os nós e pontos 
intermediários localizados no duto principal. O método utilizado neste trabalho foi o de 
dimensionamento trecho a trecho em redes ramificadas. 
 
 
 
 
 
 
2 
2. MEMORIAL DESCRITIVO 
 
2.1 PARÂMETROS DE PROJETO 
Para desenvolvimento dos cálculos e determinação do traçado da rede, utilizou-
se as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas, tendo como base a ABNT 
NBR 12218/2017, que diz respeito ao projeto de distribuição de água para 
abastecimento público. Para auxiliar no dimensionamento da rede, também utilizou-
se a ABNT NBR 12211/1992, que define parâmetros para concepção de sistemas 
públicos de abastecimento de água, ABNT NBR 12217/1994, que estabelece os 
requisitos para o projeto do reservatório de distribuição de água para abastecimento 
público. 
Também foi utilizado o manual de orientações técnicas para elaboração e 
apresentação de propostas e projetos para sistemas de abastecimento de água, 
redigido pela Funasa, que descreve o passo a passo para a concepção de uma rede 
de distribuição de água bem como parâmetros para sua implementação. 
 
2.2 CÁLCULO DA POPULAÇÃO 
A região utilizada para o dimensionamento possui aproximadamente 64.636,21 
m² e 91 lotes, sendo distribuídos em 06 áreas, sendo 18 lotes na área 1, 15 lotes na 
área 2, 13 lotes na área 3, 11 lotes na área 4, 17 lotes na área 5 e 17 lotes na área 6. 
Para o cálculo da população, é considerado 1 lote igual a 1 economia, e para cada 
economia será considerado 4 habitantes, logo, a população considerada para este 
trabalho foi de 364 habitantes, tendo em vista que 4 habitantes/economias * 91 
economias = 364 habitantes. 
 
2.3 MÉTODO ADOTADO 
Para elaborar o sistema de distribuição de água, utilizou-se o método de 
dimensionamento trecho-a-trecho em redes ramificadas. Quando a rede é ramificada, 
onde é ressaltado ser esta uma situação típica de localidades muito pequenas que se 
desenvolvem ao longo de estrada ou vale estreito e acidentado (HELLER e PÁDUA, 
2006). 
 O dimensionamento é feito de jusante para montante, no sentido de 
acumulações de vazões, admitindo-se cinco orientações básicas. Parte-se do 
3 
princípio que a distribuição uniforme do consumo de água ao longo dos trechos; a 
vazão distribuída em cada trecho de tubulação é obtida pelo produto do comprimento 
do trecho pela vazão específica de distribuição por metro de tubulação; as vazões 
veiculadas nas tubulações acumulam trecho a trecho, de trás para a frente, até o 
reservatório de distribuição; o diâmetro das tubulações é determinado pela tabela de 
limites práticos de velocidade e de vazão para tubulações de rede de distribuição, a 
partir das vazões calculadas anteriormente; o cálculo da perda de carga em cada 
trecho é feito com base na vazão da extremidade de jusante do trecho considerado, 
somada à metade da vazão distribuída no trecho, resultando a denominada vazão 
fictícia de dimensionamento (HELLER e PÁDUA, 2006). 
 
2.4 SISTEMA DE RESERVATÓRIO PROPOSTO 
Segundo a ABNT NBR 12217/1994, as unidades de reservação podem ser 
instaladas a montante ou a jusante da rede de distribuição. Os reservatórios a 
montante sempre fornecem água à rede e consistem na alternativa mais 
extensivamente utilizada nos sistemas de abastecimento do país. Dependendo da 
extensão da rede, este tipo de reservatório tende a favorecer a uma variação 
acentuada nas cargas piezométricas nas extremidades das redes de distribuição 
devido à redução da demanda, por esta razão a localização ideal desse tipo de 
reservatório é próxima ao centro de consumo (HELLER e PÁDUA, 2006). 
O reservatório de jusante localiza-se a jusante da rede de distribuição de água. 
também são chamadas de reservatórios de sobras, porque recebe água durante as 
horas de menor consumo e auxilia o abastecimento durante as horas de maior 
consumo. Este reservatório possibilita uma menor oscilação de pressão nas zonas de 
jusante da rede. Uma particularidade desse tipo de reservatório consiste no fato de 
que a entrada de água se efetua por meio de uma única tubulação (TSUTIYA, 2006). 
Ao que diz respeito a classificação de acordo com sua posição no terreno, 
podem ser classificados em: reservatório enterrado, que situa inteiramente em cota 
inferior à do terreno em que está localizado; semi-enterrado, que apresenta pelo 
menos um terço de sua altura total abaixo do nível do terreno onde se encontra 
localizado; apoiado, cujo fundo se encontra a uma profundidade correspondente a 
menos que um terço de sua altura total abaixo do nível do terreno em que se localiza; 
4 
elevado, cuja cota de fundo é superior à cota do terreno onde se localiza (TSUTIYA, 
2006). 
A forma do reservatório deve proporcionar máxima economia global em 
fundação, estrutura, utilização de área disponível, equipamentos de operação e 
interligações das unidades (TSUTIYA, 2006). 
Diante disso, determinou-se que o reservatório utilizado para abastecimento da 
rede de distribuição traçada é do tipo elevado, em formato retangular. 
 
 
2.5 TUBULAÇÃO 
Para a determinação do tipo de tubulação a ser utilizado numa determinada 
obra, o projetista deve considerar diversos fatores, incluindo aspectos técnicos e 
econômicos. Os aspectos técnicos, tais como, vazão, rugosidade, resistência física e 
química às ações internas e externas, facilidade de montagem, manutenção, dentre 
outros, devem assegurar a qualidade sanitária da água e o desempenho satisfatório 
do sistema projetado, de forma a minimizar a ocorrência de interrupções no 
abastecimento de água e garantir a segurança do sistema. Os aspectos econômicos 
devem permitir a execução da obra de acordo com o planejamento e o cronograma 
previamente definidos, considerando-se, também, os custos de manutenção durante 
a vida útil da obra. Decisões baseadas exclusivamente em aspectos econômicos, sem 
as devidas consideraçõestécnicas, podem conduzir a fracassos que comprometem a 
credibilidade do profissional responsável pela especificação da tubulação (HELLER e 
PÁDUA, 2006). 
A qualidade da água a ser transportada, a vazão a ser aduzida, as condições 
de escoamento, características do local, resistência física às pressões internas e 
externas, resistência a agentes físicos e químicos, durabilidade, facilidade de 
assentamento e manutenção, custos são fatores cruciais para a determinação do tipo 
de tubulação (HELLER e PÁDUA, 2006). 
Considerando o presente trabalho de cunho didático e de aplicação direta dos 
modelos de cálculo apresentados na disciplina, definiu-se que a tubulação é de PVC 
e assim padronizar os cálculos. 
 
 
5 
3. MEMORIAL DE CÁLCULO 
 
Os coeficientes foram definidos e fornecidos para cálculos, sendo eles: 
coeficiente do dia de maior consumo (k1) = 1,2 
coeficiente da hora de maior consumo (k2) = 1,5 
 
3.1. CÁLCULO DE PERDA 
 Para se calcular o consumo per capita macromedido, será utilizado o índice de 
perda de carga, por meio da fórmula abaixo: 
 
𝑞 = 
 
 = 250 → 𝑞 = 250 𝑙/ℎ𝑎𝑏. 𝑑𝑖𝑎 
 
O consumo per capita dado foi q = 200 l/hab.dia, mas considerando as perdas 
de 20%, admitiu-se q = 250 l/hab.dia. 
 
3.2. RESERVATÓRIO 
 
3.2.1 VOLUME DO RESERVATÓRIO 
 Considerando a NBR 12.217/94 que indica que o reservatório tenha ⅓ do 
volume necessário para o dia de maior consumo, foi utilizada a fórmula abaixo para o 
cálculo de seu volume, considerando o consumo per capita macromedido. 
 
𝑽 =
𝑷 ∗ 𝑸 ∗ 𝑲𝟏
𝟏𝟎𝟎𝟎
∗
𝟏
𝟑
 → 𝑽 = 
𝟑𝟔𝟒 𝒉𝒂𝒃 ∗ 𝟐𝟓𝟎 𝒍/𝒉𝒂𝒃. 𝒅𝒊𝒂 ∗ 𝟏, 𝟐
𝟏𝟎𝟎𝟎
∗
𝟏
𝟑
 
= 𝟑𝟔, 𝟒𝟎 𝒎³ 
 
3.2.2 DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO 
𝑨 =
𝑽
𝑯
 → 𝑨 = 
𝟑𝟔,𝟒 𝒎³
𝟑
 → 𝑨 = 𝟏𝟐, 𝟏𝟑 𝒎³ 
𝑿
𝒀
=
𝟑
𝟒
 → {𝟐𝑿𝒀 = 𝟏𝟐, 𝟏𝟑} 
6 
 𝟒𝑿 = 𝟑𝒀 → 𝑿 = 
𝟑
𝟒
𝒀 
𝟑
𝟒
𝒀 ∗ 𝒀 = 𝟔, 𝟎𝟔 
𝒀² = 𝟖, 𝟎𝟖 𝒎 → 𝒀 = √𝟖, 𝟎𝟖 → 𝒀 = 𝟐, 𝟖𝟒 𝒎 
arredondando para fins práticos, temos Y = 2,85 m. 
 
𝑿 = 
𝟑
𝟒
𝒀 → 𝑿 = 
𝟑
𝟒
 ∗ 𝟐, 𝟖𝟒 𝒎 → 𝑿 = 𝟐, 𝟏𝟑 𝒎 
arredondando para fins práticos, temos X = 2,15 m. 
 
O reservatório foi locado na cota de 685 metros, o tipo escolhido foi o elevado 
com 20 metros, com nível mínimo da lâmina de água elevado a 12 metros da cota 
inicial (conforme imagem 1), atendendo assim as pressões mínimas de 10 m.c.a. e 
máximas de 40 m.c.a. 
 
Imagem 1: Indicações para alturas de lâminas d’água em reservatórios 
 
Fonte: TWORT et al. (2000) 
 
3.3 VAZÃO MÉDIA (Q) 
𝑄 = 
𝑃 ∗ 𝑄 ∗ 𝐾1 ∗ 𝐾2
86400
 → 𝑄 = 
364 ℎ𝑎𝑏 ∗ 250 𝑙/ℎ𝑎𝑏. 𝑑𝑖𝑎 ∗ 1,2 ∗ 1,5 
86400
 
= 1,90 𝑙/𝑠 
 
3.4 VAZÃO EM MARCHA (qm) 
𝑞𝑚 = 
𝑃 ∗ 𝑄 ∗ 𝐾1 ∗ 𝐾2
86400 ∗ 𝐿
 → 𝑞𝑚 = 
364 ℎ𝑎𝑏 ∗ 250 𝑙/ℎ𝑎𝑏. 𝑑𝑖𝑎 ∗ 1,2 ∗ 1,5
86400 ∗ 1.475,75 𝑚
 
= 0,0013 𝑙/𝑠 
 
3.5 PLANILHA DE DIMENSIONAMENTO 
7 
O dimensionamento da rede de distribuição de água foi feito por meio do 
software Microsoft Excel, a fim de otimizar o processo, conforme o Anexo B. Para fins 
de detalhamento, será apresentado o cálculo do trecho 1 → 2, como forma de 
exemplificar o modelo de cálculo aplicado à rede: 
 
3.5.1 COMPRIMENTO (JUSANTE) 
 Determina o comprimento em metros considerando a jusante do trecho. 
Exemplo: Trecho 1 → 2: 0 metro (trata-se do último ponto). 
 
3.5.2 COMPRIMENTO (TRECHO) 
 Determina o comprimento em metros de cada trecho. 
Exemplo: Trecho 1 → 2: 116 metros. 
 
3.5.3 COMPRIMENTO (MONTANTE) 
Determina o comprimento do trecho a montante por meio da soma dos 
comprimentos do trecho e da jusante. 
Exemplo: Trecho 1 → 2: 116 metros 
 
3.5.4 VAZÃO DA JUSANTE (QJ) 
A vazão da jusante é obtida por meio da multiplicação do comprimento do 
trecho a jusante com a vazão em marcha, conforme a fórmula abaixo. 
𝑸𝒋 = 𝑳𝒋𝒖𝒔𝒂𝒏𝒕𝒆 ∗ 𝒒𝒎 
Exemplo: 𝑸𝒋 (1 → 2) = 𝟎 𝒎 ∗ 0,0013 𝑙/𝑠 → 𝑸𝒋 = 0 𝑙/𝑠 
 
3.5.5 VAZÃO DO TRECHO (QT) 
A vazão do trecho é obtida por meio da multiplicação do comprimento do trecho 
com a vazão em marcha, conforme a fórmula abaixo. 
𝑸𝒕 = 𝑳𝒕𝒓𝒆𝒄𝒉𝒐 ∗ 𝒒𝒎 
Exemplo: 𝑸𝒕 (1 → 2) = 𝟏𝟏𝟔 𝒎 ∗ 0,0013 𝑙/𝑠 → 𝑸𝒕 = 0,15 𝑙/𝑠 
8 
3.5.6 VAZÃO MÉDIA OU VAZÃO FICTÍCIA (QF) 
A vazão fictícia é obtida por meio da soma da vazão a jusante com a vazão do 
trecho dividida por dois, conforme a fórmula abaixo. 
𝑸𝒇 = 𝑸𝒋 +
𝑸𝒕
𝟐
 
Exemplo: 𝑸𝒇 (1 → 2) = 𝟎 𝒍/𝒔 +
𝟎,𝟏𝟓 𝒍/𝒔
𝟐
 → 𝑸𝒇 = 0,07 𝑙/𝑠 
 
3.5.7 DIÂMETRO (D) 
O diâmetro da tubulação é dimensionado conforme a imagem 01, levando em 
consideração os valores obtidos da vazão fictícia (QF). 
Exemplo: Trecho 1 → 2: 50 mm, pois possui vazão fictícia QF inferior a 1,4 l/s. 
 
Imagem 01: Limites práticos de velocidade e vazão para tubulações de rede de distribuição. 
 
Fonte: Adaptado. AZEVEDO NETO et al (1988) 
 
3.5.8 VELOCIDADE (U) 
A vazão fictícia é obtida por meio da soma da vazão a jusante com a vazão do 
trecho dividida por dois, conforme a fórmula abaixo. 
9 
𝑈 =
4 ∗ 
𝑄𝑓
1000
𝜋 ∗ (
𝐷
1000
)
 
Exemplo: 𝑼 (1 → 2) = 𝑼 =
𝟒 ∗ 
𝟎,𝟎𝟕
𝟏𝟎𝟎𝟎
𝝅 ∗ (
50
1000
)
2 → 𝑼 = 0,04 𝑚/𝑠 
 
3.5.9 COTA PIEZOMÉTRICA (MONTANTE) 
A cota piezométrica do ponto à montante é iniciada a partir da cota mínima da 
lâmina de água do reservatório e finalizada na cota mais baixa, ou seja, é analisada 
de baixo para cima na planilha. A cota piezométrica à montante de um trecho é igual 
a cota piezométrica à jusante do trecho imediatamente anterior. 
Exemplo: Trecho 1 → 2: 694,70 metros. A cota piezométrica do ponto à montante é 
referente à cota piezométrica à jusante do trecho 2 → 3. 
 
3.5.10 PERDA DE CARGA (Hf) 
A perda de carga é dada pela Equação de Hazen-Williams multiplicada pelo 
comprimento do trecho. 
ℎ𝑓 =
10,64 ∗ (
𝑄𝑓
1000
) , 
𝐶 , ∗ (
𝐷
1000
) ,
 ∗ 𝐿𝑡𝑟𝑒𝑐ℎ𝑜 
 
Exemplo: 𝒉𝒇 (1 → 2) = ℎ𝑓 =
10,64 ∗ (
0,07 𝑙/𝑠
1000
)
1,85
 
1301,85 ∗ (
50 𝑚𝑚
1000
)
4,87 ∗ 116 𝑚 → 𝒉𝒇 =
 0,0076 𝑚 
 
3.5.11 COTA PIEZOMÉTRICA (JUSANTE) 
A cota piezométrica do ponto à jusante é iniciada a partir da cota mínima da 
lâmina de água do reservatório e finalizada na cota mais baixa, ou seja, é analisada 
10 
de baixo para cima na planilha. A cota piezométrica à jusante de um trecho é igual a 
cota piezométrica à montante subtraída a perda de carga do trecho. 
Exemplo: Trecho 1 → 2: 694,69 metros, resultado da subtração da cota piezométrica 
de montante do trecho (694,69 metros) com a perda de carga do trecho (0,0076 
metros). 
 
3.5.12 COTA DO TERRENO (JUSANTE) 
É a cota do terreno do ponto à jusante do trecho analisado. Na planta 
topográfica disponibilizada, nem todas as curvas de nível apresentadas passam 
exatamente em cada ponto, sendo necessário fazer uma regra de três entre as cotas 
mais próximas para descobrir qual a cota mais aproximada. 
Exemplo: Ponto 1: 662 metros (neste caso, o valor foi exato pois foi considerado o 
valor da cota, devido a sua proximidade com o ponto). 
 
3.5.13 COTA DO TERRENO (MONTANTE) 
É a cota do terreno do ponto à montante do trecho analisado. Na planta 
topográfica disponibilizada, nem todas as curvas de nível apresentadas passam 
exatamente em cada ponto, sendo necessário fazer uma regra de três entre as cotas 
mais próximas para descobrir qual a cota mais aproximada. 
Exemplo: Ponto 2: 659,1 metros. Foi feita a regra de três entre as curvas de nível de 
659 m e 660 m. 
𝑥 =
𝐷𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑜 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑜 𝑒 𝑎 𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 𝑑𝑒 𝑛í𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟
𝐷𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑎𝑠 𝑑𝑢𝑎𝑠 𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑛í𝑣𝑒𝑙
 
 𝑷𝒐𝒏𝒕𝒐 2: 𝒙 =
𝟗,𝟒𝟖
𝟑𝟐,𝟐𝟒
 = 𝟎, 𝟐𝟗 𝒎 
𝟔𝟔𝟎𝒎 − 𝟎, 𝟐𝟗 = 659,71 𝑚 
 
3.5.14 PRESSÃO DISPONÍVEL (JUSANTE) 
Determina o cálculo da pressão disponível no ponto à jusante do trecho em 
questão, por meio da equação abaixo: 
 
Pressão disponível jus. = Cota piezométrica jus.- cota do terreno jus. 
11 
 
Exemplo: Trecho 1 → 2: Pressão disponível jus. = 694,69 - 662,00 = 32,69 metros. 
 
3.5.15 PRESSÃO DISPONÍVEL (MONTANTE) 
Determina o cálculo da pressão disponível no ponto à montante do trecho em 
questão, por meio da equação abaixo: 
 
Pressão disponível mont. = Cota piezométrica mont. - cota do terreno mont. 
 
Exemplo: Trecho 1 → 2: Pressão disponível mont. = 694,70 - 659,71 = 32,69 metros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
4. REFERÊNCIAS 
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12211: 
Estudos de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água. Rio de 
Janeiro, 1992. 
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12217: Projeto 
de reservatório de distribuição de água para abastecimento público. Rio de 
Janeiro, 1994. 
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12218: Projeto 
de rede de distribuição de água para abastecimento público. Rio de Janeiro, 2017. 
FUNASA. Manual de orientações técnicas para elaboração e apresentação de 
propostas e projetos para sistema de abastecimento de água. Portaria Funasa 
n°526, 2017. 
HELLER, L. Abastecimento de água para consumo humano. Belo Horizonte: 
UFMG, 2006. 
TSUTUYA, M. Abastecimento de água. 3ªed. São Paulo: Departamento de 
engenharia hidráulica e sanitária da escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 
2006.