Projeto Estação de Tratamento de Água

Prévia do material em texto

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/338124254
ETA - PROJETO ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Thesis · December 2019
DOI: 10.13140/RG.2.2.29343.30886
CITATIONS
0
READS
18,246
1 author:
Patricia Azevedo de Oliveira
Faculdade de Tecnologia do Estado de São Paulo (FATEC-SP)
9 PUBLICATIONS   1 CITATION   
SEE PROFILE
All content following this page was uploaded by Patricia Azevedo de Oliveira on 23 December 2019.
The user has requested enhancement of the downloaded file.
https://www.researchgate.net/publication/338124254_ETA_-_PROJETO_ESTACAO_DE_TRATAMENTO_DE_AGUA?enrichId=rgreq-b7e50bbcc4b3d0c8b24663990b183bc4-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzODEyNDI1NDtBUzo4MzkyOTYzOTEwNzc4ODhAMTU3NzExNTI2MTM3Nw%3D%3D&el=1_x_2&_esc=publicationCoverPdf
https://www.researchgate.net/publication/338124254_ETA_-_PROJETO_ESTACAO_DE_TRATAMENTO_DE_AGUA?enrichId=rgreq-b7e50bbcc4b3d0c8b24663990b183bc4-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzODEyNDI1NDtBUzo4MzkyOTYzOTEwNzc4ODhAMTU3NzExNTI2MTM3Nw%3D%3D&el=1_x_3&_esc=publicationCoverPdf
https://www.researchgate.net/?enrichId=rgreq-b7e50bbcc4b3d0c8b24663990b183bc4-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzODEyNDI1NDtBUzo4MzkyOTYzOTEwNzc4ODhAMTU3NzExNTI2MTM3Nw%3D%3D&el=1_x_1&_esc=publicationCoverPdf
https://www.researchgate.net/profile/Patricia-Azevedo-De-Oliveira?enrichId=rgreq-b7e50bbcc4b3d0c8b24663990b183bc4-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzODEyNDI1NDtBUzo4MzkyOTYzOTEwNzc4ODhAMTU3NzExNTI2MTM3Nw%3D%3D&el=1_x_4&_esc=publicationCoverPdf
https://www.researchgate.net/profile/Patricia-Azevedo-De-Oliveira?enrichId=rgreq-b7e50bbcc4b3d0c8b24663990b183bc4-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzODEyNDI1NDtBUzo4MzkyOTYzOTEwNzc4ODhAMTU3NzExNTI2MTM3Nw%3D%3D&el=1_x_5&_esc=publicationCoverPdf
https://www.researchgate.net/institution/Faculdade_de_Tecnologia_do_Estado_de_Sao_Paulo_FATEC-SP?enrichId=rgreq-b7e50bbcc4b3d0c8b24663990b183bc4-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzODEyNDI1NDtBUzo4MzkyOTYzOTEwNzc4ODhAMTU3NzExNTI2MTM3Nw%3D%3D&el=1_x_6&_esc=publicationCoverPdf
https://www.researchgate.net/profile/Patricia-Azevedo-De-Oliveira?enrichId=rgreq-b7e50bbcc4b3d0c8b24663990b183bc4-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzODEyNDI1NDtBUzo4MzkyOTYzOTEwNzc4ODhAMTU3NzExNTI2MTM3Nw%3D%3D&el=1_x_7&_esc=publicationCoverPdf
https://www.researchgate.net/profile/Patricia-Azevedo-De-Oliveira?enrichId=rgreq-b7e50bbcc4b3d0c8b24663990b183bc4-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMzODEyNDI1NDtBUzo4MzkyOTYzOTEwNzc4ODhAMTU3NzExNTI2MTM3Nw%3D%3D&el=1_x_10&_esc=publicationCoverPdf
 
www.fmu.br 
Rua Vergueiro, 107 – Liberdade – São Paulo – SP 
CEP01504-001 – Tel.: (11) 3132-3000 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DAS 
FACULDADES METROPOLITANAS UNIDAS 
 
 
 
 
 
 
PROJETO ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA 
 
 
 
 
 
 
PATRICIA DE OLIVEIRA AZEVEDO 
 
(Técgª Hidráulica e Saneamento Ambiental) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2019 
 
www.fmu.br 
Rua Vergueiro, 107 – Liberdade – São Paulo – SP 
CEP01504-001 – Tel.: (11) 3132-3000 
 
 
 
PROJETO ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA 
 
 
 
 
 
 
 
PATRICIA AZEVEDO DE OLIVEIRA 3423753 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2019
Relatório apresentado ao Centro 
Universitário das Faculdades 
Metropolitanas Unidas – Pós 
Graduação FMU, como parte dos 
requisitos para obtenção de 
aprovação na disciplina de 
Tratamento de Águas e Esgotos. 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. OBJETIVO ................................................................................................... 9 
1.1. Vazões de Projeto ................................................................................................................. 10 
1.2. Condução Da Água Bruta Até a ETA ................................................................................... 10 
1.2.1. Dimensionamento da captação do manancial superficial, caixa de areia ............................. 10 
1.2.2. CAIXA DE AREIA ............................................................................................................. 11 
2. DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO ............................................................ 12 
3. DIMENSIONAMENTO DA ESTAÇÃO ELEVATÓRIA ....................................... 15 
4. ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA (ETA) ............................................. 16 
4.3.1. Cálculo da Largura do Canal (B) ......................................................................................... 23 
4.3.2. Cálculo Área do Canal (A) .................................................................................................. 24 
4.3.3. Cálculo do Raio Hidráulico do Canal (Rh) .......................................................................... 24 
4.3.4. Cálculo da Perda de Carga Unitária (j) ................................................................................ 24 
4.3.5. Cálculo do Gradiente de Velocidade (G) ............................................................................. 24 
4.4.1. Cálculo do Volume do Floculador (Vf) ................................................................................ 25 
4.4.2. Cálculo da Área superficial do Floculador (As) ................................................................... 25 
4.4.3. Cálculo da Largura do Floculador (Bf) ................................................................................ 25 
4.4.4. Cálculo das Áreas total e individual (As individual) .................................................................. 26 
4.4.5. Cálculo do Volume de cada câmara de floculação (V) ........................................................ 26 
4.4.6. Cálculo da Potência a ser introduzida no volume de líquido (P) ......................................... 26 
4.4.7. Dimensionamento do Sistema de Agitação .......................................................................... 26 
4.4.8. Dimensionamento do Sistema de Agitação .......................................................................... 27 
4.5.1. Dimensionamento dos decantadores convencionais de fluxo horizontal ............................. 28 
4.5.2. Cálculo da área superficial do decantador (As) .................................................................... 28 
4.5.3. Cálculo da velocidade superficial do decantador (Vs) ......................................................... 28 
4.5.4. Verificação do tempo de detenção hidráulico (θh) ............................................................... 29 
4.5.5. Definição da Geometria do decantador ................................................................................ 29 
4.5.6. Cálculo da taxa de escoamento superficial (q) ..................................................................... 29 
4.5.7. Cálculo da Velocidade Horizontal (Vh) ............................................................................... 29 
4.5.8. Cálculo do Raio Hidráulico (Rh) .......................................................................................... 30 
4.5.9. Cálculo do Número de Reynolds (Re) ................................................................................. 30 
4.5.10. Dimensionamento das calhas de coleta de água decantada .................................................. 30 
4.5.11. Vazão estimada (ql) ............................................................................................................. 30 
4.5.12. Cálculo do Comprimento Total do Vertedor (Lv) ................................................................ 30 
4.5.13. Cálculo do número de Calhas (N calha) .................................................................................. 31 
4.5.14. Cálculo do espaçamento entre as calhas (Esp) ..................................................................... 31 
4.5.15. Dimensionamento da cortina difusora de passagem do sistema de floculação para o 
decantador ..........................................................................................................................................31 
4.5.16. Cálculo da área dos furos (A furos) ........................................................................................ 31 
 
 
4.5.17. Cálculo do número de orifícios (N orfícios)............................................................................. 31 
4.5.18. Disposição das passagens na cortina difusora ...................................................................... 32 
4.6.1. Cálculo da área total de filtração (Atf) ................................................................................. 34 
4.6.2. Cálculo aproximado do número de filtros (N) ..................................................................... 35 
4.6.3. Cálculo da área de cada filtro (Af) ....................................................................................... 35 
4.6.4. Definição das dimensões básicas de cada filtro ................................................................... 35 
4.6.5. Características dos materiais filtrantes ................................................................................. 36 
4.6.6. Verificação da grandeza L/def. ............................................................................................ 36 
4.6.7. Definição da camada suporte ............................................................................................... 37 
4.6.8. Cálculo da expansão do meio filtrante ................................................................................. 38 
4.6.9. Cálculo do volume de água de lavagem (Qal) ..................................................................... 39 
4.6.10. Dimensionamento da tubulação de água de lavagem ........................................................... 40 
4.7.1. Dimensionamento do sistema de desinfecção (Vol) ............................................................ 40 
4.7.2. Definição da geometria do tanque de contato ...................................................................... 41 
4.7.3. Verificação da velocidade nas passagens e canal principal (Vh) ......................................... 41 
4.7.4. Cálculo do consumo diário de cloro .................................................................................... 42 
4.7.5. Dimensionamento do sistema de reservação - Cloro ........................................................... 42 
4.7.6. Dimensionamento do sistema de fluoretação ....................................................................... 43 
4.7.7. Cálculo da massa diária ....................................................................................................... 43 
4.7.8. Cálculo da massa de ácido fluossílico .................................................................................. 43 
4.7.9. Dimensionamento do sistema de reservação – ácido fluossílico ......................................... 43 
Determinação do Desnível Geométrico Δg entre Reservatórios ........................................................ 47 
DIMENSIONAMENTO DA ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ÁGUA ............................................. 47 
CASA DE BOMBAS ......................................................................................................................... 47 
Dimensionamento do Barrilete de Sucção ......................................................................................... 47 
Determinação do diâmetro ................................................................................................................. 47 
Determinação da velocidade final ...................................................................................................... 47 
Determinação da perda de carga distribuída ...................................................................................... 48 
Escolha do Diâmetro Econômico da Adutora .................................................................................... 48 
Arranjos Estudados Para Estação Elevatória ..................................................................................... 49 
4.8.1. CÁLCULOS PARA ADUTORA Ø 700 MM ..................................................................... 49 
Cálculo da velocidade ........................................................................................................................ 49 
Cálculo da altura total da bomba ........................................................................................................ 49 
Arranjos 51 
Ponto de operação .............................................................................................................................. 52 
Curva característica da bomba ........................................................................................................... 52 
4.8.2. CÁLCULOS PARA ADUTORA Ø 800 MM ..................................................................... 53 
Cálculo da altura total da bomba ........................................................................................................ 54 
Arranjos 55 
Ponto de Operação ............................................................................................................................. 56 
Curva característica da bomba ........................................................................................................... 56 
4.8.3. CÁLCULOS PARA ADUTORA Ø 900 MM ..................................................................... 57 
 
 
Cálculo da velocidade ........................................................................................................................ 57 
Cálculo da altura total da bomba ........................................................................................................ 58 
Arranjos 59 
Curva característica da bomba ........................................................................................................... 60 
Ponto de operação .............................................................................................................................. 61 
Análise econômica ............................................................................................................................. 61 
Sistema tarifário ................................................................................................................................. 61 
Dispositivos de proteção das adutoras ............................................................................................... 63 
Blocos de ancoragem e pilaretes ........................................................................................................ 63 
Órgãos acessórios ............................................................................................................................... 64 
4.9.1. Dimensionamento De Entrada No Reservatório .................................................................. 65 
4.9.2. Dimensionamento do reservatório ....................................................................................... 65 
4.9.3. Determinação do volume útil ............................................................................................... 65 
4.9.4. Volume de reservação .......................................................................................................... 65 
4.9.5. Determinação Da Geometria Do Reservatório .................................................................... 66 
4.9.6. Área do reservatório ............................................................................................................. 66 
4.9.7. Diâmetro do reservatório ..................................................................................................... 67 
4.9.8. Dimensionamento da tubulação de saída ............................................................................. 67 
4.9.9. Dimensionamento do respiro ............................................................................................... 67 
4.9.10. Chapéu chinês ......................................................................................................................67 
4.9.11. Extravasor ............................................................................................................................ 68 
5. CONCLUSÃO ............................................................................................. 69 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
As estações de tratamento de água, comumente chamadas de ETA, são locais 
que realizam procedimentos de tratamentos necessários para que água, vinda das 
fontes naturais, se torne consumível e acessível. A água consumida diariamente pela 
população passa por três grandes estágios antes de chegar até as residências: a 
captação, o tratamento e a distribuição. 
 
Figura 1. Representação esquemática dos processos realizados no tratamento de tratamento de 
água. Fonte: Sabesp 2010 
Após o processo de captação da água para a estação de tratamento por meio 
de adutoras em mananciais superficiais ou subterrâneos, é adicionada a água um 
agente químico, geralmente sulfato de alumínio ou sulfato férrico para aglutinar as 
partículas maiores de sujeira por meio do processo de coagulação. Os sólidos maiores 
como, galhos e madeira, são removidos por gradeamento que impedem a passagem. 
Depois a água prossegue para um tanque de concreto que a mantém em movimento 
lento na etapa de floculação, onde as partículas presentes se aglutinam em flocos 
maiores, e são removidos quando se encaminham para o fundo, por ação da 
gravidade, nos tanques de decantação ou sedimentação, formando o lodo. Já as 
partículas menores são retidas no processo de filtração, passando por filtros de 
carvão, areia e pedaços de rocha. 
Para remover micro-organismos que possam causar doenças na população, é 
adicionado cloro a água no processo de desinfecção. Depois destinada a fluoretação, 
 
 
e ao final do processo, a correção do Ph da água com cal hidratada reduzindo sua 
corrosividade nas tubulações de distribuição. 
Depois de um longo caminho e de análises laboratoriais para testar a 
qualidade da água, ela é levada até os pontos de uso pela rede de distribuição. 
As primeiras obras visando o abastecimento de água foram construídas para atender 
as necessidades da população e para irrigação de suas culturas agrícolas. 
As primeiras construções para controlar o fluxo de água foram criadas na 
Mesopotâmia e no Egito. A cidade de Knossos, na ilha de Creta estava em seu apogeu, 
por volta de 1700-1450 a.C., e desenvolveu um sistema de transporte de água que 
utilizava condutos circulares e distribuíam para toda cidade e para o palácio em 
tubulações sob pressão, enquanto outras civilizações utilizavam apenas canais 
superficiais. Mas foi em 100 d.C. que os romanos começaram a buscar água de 
melhor qualidade para abastecimento da população, vinda de fontes e não de rios, 
que poderia ser transportada com ajuda da gravidade através de aquedutos. Existiam 
aquedutos construídos acima do terreno, com escoamento livre em canais, e 
condutos enterrados que transportava água para reservatórios e distribuído 
principalmente às fontes e casas de banho. A distribuição era feita com tubos de 
chumbo ou cerâmica, colocados sob as principais ruas da cidade. 
No Brasil, em 1723, foi construído o primeiro aqueduto no Rio de Janeiro, 
levando por adução águas do Rio Carioca através dos arcos velhos até o chafariz 
público. Em 1876 foi contratado o projeto para o primeiro sistema de abastecimento 
de água encanada do Rio de Janeiro; e, em São Paulo, o primeiro chafariz público foi 
construído em 1744 e em 1746 foram construídas linhas de adução para abastecer 
dois conventos, de Santa Tereza e da Luz. O primeiro projeto de adução e distribuição 
de água para São Paulo servida por chafarizes públicos foi elaborado em 1842. 
Atualmente, no Brasil existem cerca de 7500 estações de tratamento de água, e 
em sua grande maioria com ciclo completo de processo – coagulação, floculação, 
decantação e filtração. 
 
 
 
1. OBJETIVO 
 
Uma cidade com 800 m de altitude, terá um sistema de abastecimento de 
água, sua população futura para fins de projeto, foi estimada em 120.000 habitantes. 
Determinação das vazões para dimensionamento, expressas em litros por 
segundo, dos diferentes trechos de canalização, admitindo os seguintes dados: 
 
 
Dados de interesse para o projeto: 
 
• P = população futura para fins de projeto 
• Qespecial = vazão específica, grandes consumidores = indústrias, comércio, 
escolas, hospitais etc. 
• qpercapta = OMS = 150 l/hab. dia mínimo 
• CETA lavagem dos filtros (consumo da ETA) 
• K1 = coeficiente do dia de maior consumo 
• K2 = coeficiente da hora de maior consumo 
 
 
Dados Valores 
População 120.000 
Consumo percapta 200 l/hab.dia 
Coeficiente do dia de maior consumo (K1) 1,25 
Coeficiente da hora de maior consumo (K2) 1,50 
Consumo Especial 70,00 l/s 
Consumo da ETA 4% 
Tabela 1: Dados para o projeto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.1. Vazões de Projeto 
Para dimensionar as vazões necessárias ao projeto, é preciso calcular as 
vazões da captação, estação elevatória, adutora e ETA. 
 
1.1.1. Vazão da Captação até a ETA 
Q1 = (
K1Pq
86400
+ Qespecial) CETA 
Q1 = (
1,25 .120000 . 200
86400
+ 70) 1,04 
𝑸𝟏 = 𝟒𝟑𝟑, 𝟗𝟏 𝒍/𝒔 
 
 
1.1.2. Vazão da ETA até o Reservatório 
 
Q2 =
K1Pq
86400
+ Qespecial 
Q2 =
1,25 .120000 . 200
86400
+ 70 
𝑸𝟐 = 𝟒𝟏𝟕, 𝟐𝟐 𝒍/𝒔 
 
 
1.1.3. Vazão do Reservatório até a Rede 
 
Q3 =
K1K2Pq
86400
+ Qespecial 
Q3 =
1,25 . 1,50 . 120000 . 200
86400
+ 70 
𝑸𝟑 = 𝟓𝟗𝟎, 𝟖𝟑 𝒍/𝒔 
 
 
 
1.2. Condução Da Água Bruta Até a ETA 
 
1.2.1. Dimensionamento da captação do manancial superficial, caixa de areia 
A partir de uma curva no rio, estabeleceu-se a construção do canal de 
captação com 100 metros de comprimento, com a caixa de areia com duas divisões 
visando a limpeza e adutora por gravidade até o poço de sucção da estação 
elevatória. 
 
 
1.2.2. CAIXA DE AREIA 
Sendo: 
QVAZÃO NECESSÁRIA = 0,43391 m3/s 
VESCOAMENTO = 0,3 m/s 
VSEDIMENTAÇÃO = 0,021 m/s 
Diâmetro médio das partículas ≥ 0,2 mm 
Autonomia min = 1 semana 
Coef. Segurança = 1,5 
BL = 0,20 m 
 
• Cálculo da área da caixa de areia 
𝐴 =
𝑄
𝑉𝑆
=
0,43391
0,021
= 20,66𝑚² 
 
• Dimensões da caixa de areia 
Adotando-se a largura da caixa de areia b = 3,00 m, o comprimento L resulta: 
𝐿 =
𝐴
𝑏
=
20,66
3,00
= 6,887𝑚 
Para compensar a turbulência na entrada e saída da caixa de areia, aplica-se 
um coeficiente de segurança de 50% no comprimento da caixa, resultando: 
𝑳 = 𝟔, 𝟖𝟖𝟕𝒙𝟏, 𝟓𝟎 = 𝟏𝟎, 𝟑𝟑𝒎 → 𝟏𝟏, 𝟎𝟎 𝒎 
 Assim as dimensões da caixa de areia serão de: 
- Largura: 3,00m 
- Comprimento: 11,00m 
 
• Profundidade da caixa de areia 
𝑄 = 𝑉. 𝐴 → 𝐴 =
𝑄
𝑉
=
0,43391
0,30
= 1,446𝑚² 
 Sendo A=b.h, obtém-se h: 
ℎ =
𝐴
𝑏
=
1,446
3,00
= 0,482𝑚 → ℎ = 0,50𝑚 
 
 
 
 
2. DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO 
 
2.1. Diâmetro da Tubulação de Captação 
O Diâmetro é calculado a partir da equação da continuidade: 
Q = V ∗ A → 
π ∗ D2
4
=
V
Q
 → D = √(
4
π
) ∗ (
Q
V
) 
D = √(
4
π
) ∗ (
0,43391
2
) = D = 0,526 m ou 526 mm 
𝑫 = 𝟎, 𝟔𝟎𝟎 𝒎 𝒐𝒖 𝟔𝟎𝟎 𝒎𝒎 
 
O diâmetro comercial que mais se aproxima corresponde ao de 600 mm, 
portanto será adotado esse diâmetro. 
Tubo flangeado, montado por dilatação térmica, interferência e roscado, é 
destinado para transporte de água bruta ou tratada, podendo ser com ou sem aba 
de vedação. Tubo de ferro fundido dúctil fabricado conforme norma NBR 7675. 
 
Tabela 2: Diâmetros Tubulação Ferro Fundido. Fonte. Saint-Gobain. 
 
 
2.2. Velocidade no Trecho 
Para o cálculo da velocidade da água na tubulação usou-se a equação: 
V = 
(4 ∗ Q)
(π ∗ D2)
 
Onde: 
Q = Vazão na tubulação, em m³/s 
D = Diâmetro interno de recalque, em m 
V = Velocidade do fluxo na tubulação, em m/s 
𝐕 = 
(𝟒 ∗ 𝟎, 𝟒𝟑𝟑𝟗𝟏)
(𝛑 ∗ 𝟎, 𝟔𝟐𝟓𝟏𝟐)
 → 𝟏, 𝟒𝟏𝟒𝐦/𝐬 
 
2.3. Perdas de Carga 
 
Perda de Carga DistribuídaPela Fórmula Universal, obtém-se a perda de carga distribuída na tubulação, 
conforme equações a seguir: 
 
2.4. Rugosidade Relativa: 
ε: Rugosidade da Tubulação de Ferro Fundido Oxidado 
ε
D
=
0,0015
0,6251
 
𝛆
𝐃
= 𝟎, 𝟎𝟎𝟐𝟑𝟗𝟗𝟔 
 
2.5. Número de Reynolds 
𝜈: Viscosidade Cinemática da Água 
Re =
V ∗ D
ν
 
Re =
1,26 ∗ 0,6251
10−6
 
𝑹𝒆 = 𝟕𝟖𝟕𝟔𝟐𝟔 
 
 
 
 
 
2.6. Coeficiente de Atrito 
 
f =
[
 
 
 
 
(
64
 787626
)
8
+
9,5
(ln (
0,0039
3,7 ∗ 6251
+
5,74
(477805,40,9)
) − (
2500
787626)
6
)
16
 
]
 
 
 
 
0,125
 
 𝒇 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟑𝟐 
 
2.7. Perda de Carga Distribuída 
ΔH = f
L
D
∗
V2
2g
 
Onde: 
ΔH = Perda de Carga Distribuída 
f = Coeficiente de Atrito 
L = Comprimento da Tubulação 
D = Diâmetro no tubo 
V = Velocidade 
g = Aceleração da Gravidade 
 
Portanto: 
ΔH = 0,0132
1500
0,6251
∗
1,4142
2 ∗ 9,81
 
𝜟𝑯 = 𝟑𝟐, 𝟐𝟖 𝒎 
 
 
 
 
 
 
3. DIMENSIONAMENTO DA ESTAÇÃO ELEVATÓRIA 
 
3.1. Altura Manométrica 
 
Para o cálculo da altura manométrica total da(s) bomba(s), somou-se ao 
desnível geométrico o valor da perda de carga distribuída ao longo da tubulação de 
recalque e a perda de carga localizada total. 
O desnível geométrico é dado pela diferença entre a cota mais alta do ponto 
de recalque e a cota mínima do líquido no poço de sucção. Ver a equação a seguir: 
 
𝐻𝑔 = 𝐶𝑀𝐴𝑋 , 𝑟𝑒𝑐 − 𝐶𝑀𝐼𝑁 , 𝑠𝑢𝑐 
Onde: 
Cmáx,rec = Cota do ponto mais alto da linha de recalque 
Cmín,suc = Cota do nível mínimo no poço de sucção 
Desta forma obtém-se o seguinte desnível geométrico 
Hg = Desnível Geométrico 
 
𝐻𝑔 = 800 − 764 
𝑯𝒈 = 𝟑𝟔 𝒎 
 
A altura manométrica total (AMT) será dada pela equação a seguir: 
𝐴𝑀𝑇 = 𝐻𝑔 + 𝛥𝐻𝑡 
Onde: 
Hg* = Desnível Geométrico 
ΔHt = Perda de carga total 
AMT = Altura Manométrica Total 
𝐴𝑀𝑇 = 𝐻𝑔 + 𝛥𝐻𝑡 
𝑨𝑴𝑻 = 𝟑𝟔 + 𝟑𝟐, 𝟐𝟖 = 𝟔𝟖, 𝟐𝟖 𝒎 
 
 
 
 
 
4. ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA (ETA) 
 
As ETAs foram criadas para remover os riscos presentes nas águas das fontes 
de abastecimento, por meio de uma combinação de processos e de operações de 
tratamento. A seleção da técnica deve satisfazer três conceitos fundamentais: 
múltiplas barreiras, tratamento integrado e tratamento por objetivos. 
No sistema de abastecimento de água, o conceito de múltiplas barreiras 
sugere a necessidade de haver mais de uma etapa de tratamento para alcançar 
condições de baixo risco; juntas devem, progressivamente, remover os 
contaminantes para produzir água com qualidade satisfatória e promover máxima 
proteção contra agentes de veiculação hídrica. O conceito integrado, por sua vez, 
sugere que as barreiras devem ser combinadas de forma a produzirem o efeito 
esperado. A estratégia de tratamento por objetivos considera que cada fase de 
tratamento possui uma meta específica de remoção relacionada a algum tipo de 
risco. 
Serão dimensionadas as seguintes unidades constituintes da ETA: mistura 
rápida e lenta, sedimentação, filtração, desinfecção e fluoretação. 
Este dimensionamento garantirá que a água anteriormente captada receba o 
tratamento necessário para que o abastecimento esteja garantido dentro dos 
padrões dos órgãos responsáveis. 
 
 
4.1. Funções de cada parte constitutiva 
 
4.1.1. Calha Parshall 
 A calha Parshall é um dispositivo de medição de vazão na forma de um 
canal aberto com dimensões padronizadas. A água é forçada por uma garganta 
relativamente estreita, sendo que o nível da água à montante da garganta é o 
indicativo da vazão a ser medida, independendo do nível da água à jusante de tal 
garganta. 
 
 
 A calha Parshall possui diversas vantagens, tais como: facilidade de 
construção (podendo ser local ou pré-fabricada), baixo custo, simplicidade na 
medição de vazão e pequena perda de carga. 
 
4.1.2. Coagulação e Floculação 
O processo de coagulação/floculação/sedimentação se inicia na câmara de 
mistura rápida. A finalidade desta câmara é criar condições para que em poucos 
segundos, o coagulante seja uniformemente distribuído por toda a massa d’água. 
Os coagulantes mais utilizados são: Alumínio; Sulfato de Alumínio; Ferro; 
Alcalinizantes; Polímeros sintéticos etc. 
O fundamento da mistura lenta, também chamada de floculação é a formação 
de flocos sedimentáveis de suspensões finas através do emprego de coagulantes. A 
floculação tem por finalidade aumentar as oportunidades de contato entre as 
impurezas das águas e os flocos que se formam pela reação do coagulante, pois os 
flocos até então formados bem como as impurezas ainda dispersas não têm peso 
suficiente para se sedimentarem por peso próprio. 
 
4.1.3. Decantador 
 A decantação é o fenômeno físico em que, devido à ação da gravidade, as 
partículas suspensas apresentam movimento descendente em meio líquido de 
menor massa específica. 
 Os decantadores consistem em grandes tanques retangulares longos com 
escoamento horizontal, nos quais a água entra em uma extremidade, move-se na 
direção longitudinal e sai pelo extremo oposto. 
 
4.1.4. Filtração 
A filtração consiste na remoção de partículas suspensas e coloidais presentes 
na água que escoa através de um meio poroso. Nas ETA’S, a filtração é o processo 
final de remoção de impurezas, portanto, principal responsável pela produção de 
água com qualidade condizente com o padrão de potabilidade. 
 
 
 
4.1.5. Desinfeção e fluoretação 
 
Depois de filtrada, a água deve receber a adição de cal para correção do pH, 
a desinfecção por cloro e a fluoretação. Nesta fase a desinfecção por cloro é 
frequentemente chamado de pós-cloração. Só então ela está própria para o 
consumo, garantindo a inexistência de bactérias e partículas nocivas à saúde 
humana, que poderiam provocar surtos de epidemias, como de cólera ou de tifo. É 
essencial o monitoramento da qualidade das águas em seus laboratórios, durante 
todo o processo de produção e distribuição. A desinfecção é o processo de 
tratamento para a eliminação dos micro-organismos patogênicos eventualmente 
presentes na água. Quase todas as águas de abastecimento são desinfetadas para 
melhoria da qualidade bacteriológica e segurança sanitária. 
O objetivo da fluoretação é proporcionar aos dentes, enquanto se processa o 
seu desenvolvimento, um esmalte mais resistente e de qualidade superior, reduzindo 
na proporção de 65% a incidência de cárie dentária. 
É o processo pelo qual se adicionam compostos de flúor às águas de 
abastecimento público, a fim de que tenham teor adequado de íons fluoreto. Este 
teor varia de um local para o outro, de acordo com a temperatura média das máximas 
anuais. 
 
4.2. Dimensionamento das Unidades de Mistura Rápida e Lenta 
 
Dados do projeto: 
𝑸𝟏 = 𝟒𝟑𝟑, 𝟗𝟏 𝒍/𝒔 𝒐𝒖 𝟎, 𝟒𝟑𝟑𝟗𝟏 𝒎𝟑/𝒔 
Mistura Rápida: Calha Parshall 
Mistura Lenta: Sistema de floculação mecanizado 
 
 
 
 
 
 
4.2.1. Dimensionamento da Calha Parshall 
 
4.2.2. Seleção da Calha Parshall 
Para dimensionamento da Calha Parshall serão utilizadas as tabelas extraídas 
do Manual de Hidráulica de Azevedo Netto, conforme abaixo: 
Tabela 3: Seleção do tamanho: medidores Parshall 
Limites de aplicação: medidores Parshall com escoamento livre 
W Capacidade (l/s) 
Pol. cm Mínima Máxima 
3" 7.6 0,85 53,3 
6" 15.2 1,42 110,4 
9" 22.9 2,55 251,9 
1' 30.5 3,11 455,6 
1 ½' 45.7 4,25 696,2 
2' 61 11,89 936,7 
3' 91.5 17,26 1426,3 
4' 122 36,79 1921,5 
5' 152.5 45,30 2422 
6' 183 73,60 2929 
7' 213.5 84,95 3440 
8' 244 99,10 3950 
10' 305 200 5660 
Fonte: Manual de Hidráulica – Azevedo Netto 
 
Tabela 4: Dimensões padronizadas 
W 
W 
(cm) 
W 
(m) 
A B C D E F G K N X Y 
Vazão com 
Escoamento 
Livre (L/s) k n 
MIN MÁX 
1'' 2,5 - 36,3 35,6 9,3 16,8 22,9 7,6 20,3 1,9 2,9 - - 0,30 5,10 - - 
3'' 7,6 0,075 46,6 45,7 17,8 25,9 45,7 15,2 30,5 2,5 5,7 2,5 3,8 0,80 53,90 3,704 0,646 
6'' 15,2 0,150 61,0 61,0 39,440,3 61,0 30,5 61,0 7,6 11,4 5,1 7,6 1,40 110,50 1,842 0,636 
9'' 22,9 0,229 88,0 86,4 38,0 57,5 76,3 30,5 45,7 7,6 11,4 5,1 7,6 2,50 252,10 1,486 0,633 
1' 30,5 0,305 137,2 134,4 61,0 84,5 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 3,10 455,10 1,276 0,657 
1 
1/2' 
45,7 0,460 144,9 142,0 76,2 102,6 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 4,20 696,70 0,966 0,650 
2' 61,0 0,610 152,5 149,6 91,5 120,7 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 11,90 937,40 0,795 0,645 
3' 91,5 0,915 167,7 164,5 122,0 157,2 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 17,30 1427,30 0,608 0,639 
4' 122,0 1,220 183,0 179,5 152,5 193,8 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 36,80 1922,80 0,505 0,634 
5' 152,5 1,525 198,3 194,1 183,0 230,3 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 45,30 2423,10 0,436 0,630 
6' 183,0 1,830 213,5 209,0 213,5 266,7 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 73,60 2930,90 0,389 0,627 
7' 213,5 - 228,8 224,0 244,0 303,0 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 85,00 3437,80 - - 
8' 244,0 2,440 244,0 239,2 274,5 349,0 91,5 61,0 91,5 7,6 22,9 5,1 7,6 99,10 3950,30 0,324 0,623 
10' 305,0 - 274,5 427,0 366,0 475,9 122,0 91,5 183,0 15,3 34,3 - - 200,00 5660,10 - - 
Fonte: Manual de Hidráulica – Azevedo Netto 
Para a vazão de 0,43391 m³/s será adotada uma Calha Parshall com garganta de 4”. 
 
 
4.2.3. Equação de Descarga da Calha parshall 
 Em consulta à tabela, a qual foi retirada do Manual de Hidráulica de Azevedo 
Neto, foi obtida a seguinte equação para a Calha escolhida: 
 
𝐻 = 𝑘 ∗ 𝑄𝑛 
Então: 
𝐻0 = 0,505 ∗ 0,433910,634 
𝐻0 = 0,297 𝑚 
 
4.2.4. Cálculo da Largura na Secção de Medida (D’) 
Para o cálculo da Largura na Secção de Medida é utilizada a seguinte fórmula: 
𝐷′ =
2
3
∗ (𝐷 − 𝑊) + 𝑊 
Da tabela, foram obtidos os valores de D=193,8 e W=122,00, portanto: 
𝐷′ =
2
3
∗ (193,8 − 122,0) + 122,0 = 169,87 𝑐𝑚 − 1,698 𝑚 
 
4.2.5. Cálculo da Velocidade na Secção de Medida (Va’) 
Para o cálculo da Velocidade na Secção de Medida é utilizada a seguinte fórmula: 
𝑉𝑎′ =
𝑄
𝐴
=
𝑄
𝐷′ ∗ 𝐻𝑎
 
 
𝑉𝑎′ =
0,43391
1,6987 ∗ 0,297
= 0,859 𝑚/𝑠 
 
4.2.6. Cálculo da Energia Total Disponível (Ea) 
Para calcular a Energia Total disponível utiliza-se a fórmula: 
𝐸𝑎 = 𝐻𝑎 +
𝑉𝑎2
 2 ∗ 𝑔 
+ 𝑁 
Da tabela foi obtido o valor de N=0,229, sendo: 
𝐸𝑎 = 0,297 +
0,859²
 2 ∗ 9,81 
+ 0,229 = 0,564 𝑚 
 
 
 
 
4.2.7. Cálculo do Ângulo Fictício (θ) 
É dado pela equação: 
cos(Ɵ) = −
g ∗ Q
W + (0,67 ∗ g ∗ Ea)
3
2 
 
cos(Ɵ) = −
9,81 ∗ 0,43391
0,229 + (0,67 ∗ 9,81 ∗ 0,564)
3
2 
 
cos(Ɵ) = −0,492 
Ɵ = 𝟏𝟏𝟗, 𝟓𝟎° 
 
4.2.8. Cálculo da Velocidade da água no início do ressalto (V1) 
É calculada a velocidade a partir da seguinte equação: 
V1 = 2 ∗ cos (
Ɵ
3
) ∗ [
2 + g ∗ Ea
3
]
1
2
 
V1 = 2 ∗ cos (
Ɵ
3
) ∗ [
2 + 9,81 ∗ 0,564
3
]
1
2
 
𝑽𝟏 = 𝟐, 𝟗𝟓 𝒎/𝒔 
 
4.2.9. Cálculo da Altura de água no início do Ressalto (y1) 
É obtida pela equação: 
y1 =
q
V1
 
onde q =
Q
W
=
0,43391
1,220
= 0,356 m³/s/m 
∴ 𝒚𝟏 =
𝟎, 𝟑𝟓𝟔
𝟐, 𝟗𝟓
= 𝟎, 𝟏𝟐𝟏 𝒎 
 
4.2.10. Cálculo do Número de Froude (Fr1) 
Fr1 =
V1
√g ∗ y1 
 
Fr1 =
2,95
√9,81 ∗ 0,121 
 
𝑭𝒓𝟏 = 𝟐, 𝟕𝟏𝟐 → 𝑶𝑺𝑪𝑰𝑳𝑨𝑵𝑻𝑬 "𝑰𝑫𝑬𝑨𝑳" 
 
 
 
4.2.11. Cálculo da altura conjugada do ressalto (y3) 
É obtida pela equação: 
y3 =
y1
2
∗ [√1 + 8 ∗ Fr1 
2 − 1] 
y3 =
0,121
2
∗ [√1 + 8 ∗ 2,7122 − 1] 
𝒚𝟑 = 𝟎, 𝟒𝟎𝟔 𝒎 
 
4.2.12. Cálculo da profundidade no Final do Trecho divergente (y2) 
A profundidade no final do Trecho divergente é calcula a partir da equação: 
y2 = (y3 − N + K) 
 
Da tabela foi obtido N=0,229 e K=0,076 e, portanto: 
y2 = (0,406 − 0,229 + 0,076) 
𝒚𝟐 = 𝟎, 𝟐𝟓𝟑 𝒎 
 
4.2.13. Cálculo da Velocidade na saída do Trecho divergente (V2) 
 
É calculada a velocidade a partir da seguinte equação: 
𝑉2 =
𝑄
𝐴
=
𝑄
𝑦2 ∗ 𝐶
 
Da tabela foi obtido C=1,525, sendo: 
𝑉2 =
𝑄
𝐴
=
0,43391
0,253 ∗ 1,525
 
𝑉2 = 1,124 𝑚/𝑠 
 
4.2.14. Cálculo da Perda de Carga no Ressalto Hidráulico (ΔH) 
𝛥𝐻 = (𝐻𝑎 + 𝑁) − 𝑦2 
𝛥𝐻 = (0,297 + 0,229) − 0,253 
𝛥𝐻 = 0,273 𝑚 
 
 
 
 
4.2.15. Cálculo do tempo de residência médio no trecho divergente (θh) 
O tempo pode ser calculado segundo a equação: 
𝜃ℎ =
𝐺𝑃𝑎𝑟𝑟𝑠ℎ𝑎𝑙𝑙
𝑉1 + 𝑉2
2
 
Da tabela 5 foi obtido G=0,915, de modo que: 
𝜃ℎ =
0,915
0,876 + 1,124
2
 
𝜃ℎ = 0,915 𝑠 
 
4.2.16. Cálculo do Gradiente de Velocidade (G) 
Foram adotados os seguintes valores: 
Massa especifica(ρ) = 998,23Kgf/m³ ou 9792,636 N/m³ 
Viscosidade Cinemática = 0,000001m/s 
Viscosidade Dinâmica (µ) = 0,001002 N.s/m³ 
Substituindo na equação abaixo, temos: 
𝐺 = √
𝜌 ∗ 𝛥𝐻
µ ∗ 𝜃ℎ
 
𝐺 = √
9792,636 ∗ 0,1188
0,001002 ∗ 0,915
= 882 𝑠−1 
 
4.3. DIMENSIONAMENTO DO CANAL DE ÁGUA COAGULADA 
Foram adotadas as seguintes hipóteses iniciais: 
Velocidade = 1,77 m/s 
Profundidade da lâmina liquida = 0,5 m 
 
4.3.1. Cálculo da Largura do Canal (B) 
Calculada pela equação: 
𝐵 =
𝑄
𝑉𝑐 ∗ ℎ
 
𝐵 =
0,4339
1,77 ∗ 0,5
 
 
 
𝐵 = 0,49 − 𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜 0,50 𝑚 
 
4.3.2. Cálculo Área do Canal (A) 
𝐴 = 𝐵 ∗ ℎ 
𝐴 = 0,49 ∗ 0,5 = 0,245 − 𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜 0,25 𝑚² 
 
4.3.3. Cálculo do Raio Hidráulico do Canal (Rh) 
𝑅ℎ =
𝐵 ∗ ℎ
𝐵 + 2ℎ
 
𝑅ℎ =
0,4959 ∗ 0,50
0,4959 + 2 ∗ 0,50
 
𝑅ℎ = 0,16621 𝑚 
4.3.4. Cálculo da Perda de Carga Unitária (j) 
𝑗 = (
𝑄 ∗ 𝑛
𝐴 ∗ 𝑅ℎ
2
3
)
2
 
Adotando-se uma rugosidade do concreto igual a 0,013, temos: 
𝑗 = (
0,4339 ∗ 0,013
0,25 ∗ 0,16621
2
3
)
2
 
𝑗 = 0,0058234 𝑚/𝑚 
 
4.3.5. Cálculo do Gradiente de Velocidade (G) 
𝐺 = √
𝜆 ∗ Q ∗ j
µ ∗ T
 
𝑇 =
2 ∗ 𝐵
𝑉1+𝑉2
 
𝑇 =
2 ∗ 0,4959
2,95 + 0,876
 
𝐺 = √
9792,636 ∗ 0,4339 ∗ 0,0058234
0,001002 ∗ T
 
𝐺 = 102 𝑠−1 
O valor obtido está acima de 100, obedecendo ao parâmetro. 
 
 
 
 
4.4. Dimensionamento dos Floculadores Mecânicos de Eixo Vertical 
Foram adotados os parâmetros de projeto a seguir listados: 
Tempo de detenção hidráulico - 30min 
Gradientes de Velocidade Escalonados – 70s-1, 50s-1 e 20s-1 
Profundidade da lâmina liquida – 3 m 
Vazão - Q = 0,43391 ∗ 60 = 26,04 m3/min 
Vazão individual - 𝑄𝑖𝑛𝑑 =
26,04
3
= 8,6782
𝑚3
𝑚𝑖𝑛
− 0,145𝑚3/𝑠 
Número de câmaras – 3 
Largura dos decantadores – 8,0 m (adotada) 
 
4.4.1. Cálculo do Volume do Floculador (Vf) 
𝑉𝑓 = 𝑄 ∗ Ɵℎ 
𝑉𝑓 =
0,4339
3
∗ 30 = 260,35 𝑚3 
 
4.4.2. Cálculo da Área superficial do Floculador (As) 
𝐴𝑠 =
𝑉𝑓
ℎ
 
𝐴𝑠 =
260,35
3
 
𝑨𝒔 = 𝟖𝟔, 𝟕𝟖 𝒎𝟐 = 𝟖𝟕, 𝟎𝒎² 
 
4.4.3. Cálculo da Largura do Floculador (Bf) 
𝐵𝑓 =
𝐴𝑠
ℎ
 
𝐵𝑓 =
87
8
 
𝐵𝑓 = 10,88 𝑚 − 𝒂𝒅𝒐𝒕𝒂𝒅𝒐 𝟏𝟏, 𝟎 𝒎 
𝐵𝑓𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙 =
𝐵𝑓
3
 
𝐵𝑓𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙 =
11,0
3
 
𝑩𝒇𝒊𝒏𝒅𝒊𝒗𝒊𝒅𝒖𝒂𝒍 = 𝟑, 𝟔𝟐𝟓 𝒎 
 
 
 
4.4.4. Cálculo das Áreas total e individual (As individual) 
𝐴𝑠𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 8,0 ∗ 10,88 
𝐴𝑠𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 87 𝑚2 
𝐴𝑠𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙 =
87
3
= 29 𝑚2 
 
4.4.5. Cálculo do Volume de cada câmara de floculação (V) 
𝑉 =
𝑉𝑓
𝑛𝑐
 
Conforme parâmetros de projeto serão adotadas 9 câmaras de Floculação, portanto: 
𝑉 =
260,35
9
= 28,933 𝑚3 
 
4.4.6. Cálculo da Potência a ser introduzida no volume de líquido (P) 
 
Potência para Gradiente 70s-1 
𝑃 = 𝐺2 ∗ µ ∗ 𝑉 
𝑃 = 702 ∗ 0,001008 ∗ 28,93 
𝑃 = 148,83 𝑊 
Para Gradiente 50s-1 
𝑃 = 𝐺2 ∗ µ ∗ 𝑉 
𝑃 = 502 ∗ 0,001008 ∗ 28,93 
𝑃 = 75,93 𝑊 
Para Gradiente 20s-1 
𝑃 = 𝐺2 ∗ µ ∗ 𝑉 
𝑃 = 202 ∗ 0,001008 ∗ 28,93 
𝑃 = 12,15 𝑊 
 
4.4.7. Dimensionamento do Sistema de Agitação 
𝑛 = √
𝑃
𝐾𝑡 ∗ 𝑝 ∗ 𝐷5
3
 
Conforme parâmetro de projeto será adotado Kt=1,5 
 
 
 
Para Gradiente 70s-1 
𝑛 = √
148,83
1,5 ∗ 978,9 ∗ 1,25
3
 
𝑛 = 0,27 𝑟𝑝𝑠 𝑜𝑢 15,97 𝑟𝑝𝑚 
 
Para Gradiente 50s-1 
𝑛 = √
75,93
1,5 ∗ 978,9 ∗ 1,25
3
 
𝑛 = 0,21 𝑟𝑝𝑠 𝑜𝑢 12,76 𝑟𝑝𝑠 
 
Para Gradiente 20s-1 
𝑛 = √
12,15
1,5 ∗ 978,9 ∗ 1,25
3
 
𝑛 = 0,12 𝑟𝑝𝑠 𝑜𝑢 6,93 𝑟𝑝𝑚 
 
4.4.8. Dimensionamento do Sistema de Agitação 
Para Gradiente 70s-1 
𝑉𝑝 = 𝜋 ∗ 𝐷 ∗ 𝑛 
𝑉𝑝= 𝜋 ∗ 1,2 ∗ 0,27 
𝑉𝑝 = 1,17 𝑚/𝑠 
Para Gradiente 50s-1 
𝑉𝑝 = 𝜋 ∗ 𝐷 ∗ 𝑛 
𝑉𝑝 = 𝜋 ∗ 1,2 ∗ 0,21 
𝑉𝑝 = 0,94 𝑚/𝑠 
Para Gradiente 20s-1 
𝑉𝑝 = 𝜋 ∗ 𝐷 ∗ 𝑛 
𝑉𝑝 = 𝜋 ∗ 1,2 ∗ 0,12 
𝑉𝑝 = 0,51 𝑚/𝑠 
 
 
 
 
 
Tabela 5 Resultados de Dimensionamento 
Câmara G Vol. 
(𝒎𝟑) 
Pot. 
(W) 
D n 
(rps) 
n 
(rpm) 
Vp 
(𝒎/𝒔) 
1 70 28,93 148,83 1,2 0,27 15,97 1,17 
2 50 28,93 75,93 1,2 0,21 12,76 0,94 
3 20 28,93 12,15 1,2 0,12 6,93 0,51 
 
 
4.5. Dimensionamento das Unidades de Sedimentação 
Foram adotados os seguintes parâmetros de projeto: 
Vazão - 𝑄 = 0,4339 𝑚3/𝑠 
Vazão individual – 37.489,82 𝑚3/𝑑𝑖𝑎 
Taxa de escoamento superficial – 25
𝑚3
𝑚2
𝑑𝑖𝑎 
Profundidade da Lâmina liquida – 3,0 m 
Velocidade máxima de passagem – 0,2 m/s 
Número de unidades de sedimentação - 3 
Viscosidade cinemática - 0,000001 m/s 
Massa especifica - 9792,636 N/m3 
Viscosidade Dinâmica - 0,001002 N.s/m2 
 
4.5.1. Dimensionamento dos decantadores convencionais de fluxo horizontal 
 
4.5.2. Cálculo da área superficial do decantador (As) 
𝐴𝑠 =
𝑄
𝑞
 
𝐴𝑠 =
0,4339
3
∗ 86400
50
 
𝑨𝒔 = 𝟐𝟒𝟗, 𝟗𝟑 𝒎𝟐 
 
4.5.3. Cálculo da velocidade superficial do decantador (Vs) 
𝑉𝑠 =
𝑄
𝐴𝑠
=
0,4339
249,93
 
𝑉𝑠 = 0,001736 𝑚/𝑠 
 
 
 
4.5.4. Verificação do tempo de detenção hidráulico (θh) 
𝜃ℎ =
𝑉𝑑𝑒𝑐
𝑄
 
𝜃ℎ =
249,93 ∗ 3,0
(0,4339/3) ∗ 3600
= 1,44 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 
 
4.5.5. Definição da Geometria do decantador 
Admitindo-se uma relação entre o comprimento do decantador e sua largura 
igual a 4,0, tem-se que: 
𝐴𝑠 = 𝐵 ∗ 𝐿 − 𝑐𝑜𝑚𝑜 𝐿 = 4𝐵, 𝑡𝑒𝑚𝑜𝑠: 
249,93 = 𝐵2 ∗ 4 
𝐵 = √
249,93
4
 
𝐵 = 7,90 𝑚 
Portanto será adotado: 
𝐵 = 8 𝑚 
𝐿 = 4 ∗ 𝐵 = 4 ∗ 8 = 32 𝑚 
𝐴𝑠 = 8 ∗ 32 = 256 𝑚2 
 
4.5.6. Cálculo da taxa de escoamento superficial (q) 
𝑞 =
𝑄
𝐴𝑠
 
𝑞 =
(0,4339/3) ∗ 86400
249,93
= 48,815 𝑚3/𝑚2/𝑑𝑖𝑎 
 
4.5.7. Cálculo da Velocidade Horizontal (Vh) 
𝑉ℎ =
𝑄
𝐴ℎ
 
𝑉ℎ =
0,4339
3
3 ∗ 8,0
 
𝑉ℎ = 0,00603 𝑚/𝑠 𝑜𝑢 0,603 𝑐𝑚/𝑠 
 
 
 
 
4.5.8. Cálculo do Raio Hidráulico (Rh) 
𝑅ℎ =
𝐵 ∗ ℎ
(𝐵 + 2 ∗ ℎ)
 
𝑅ℎ =
8 ∗ 3,0
(8 + 2 ∗ 3,0)
 
𝑅ℎ = 1,71 𝑚 
 
4.5.9. Cálculo do Número de Reynolds (Re) 
𝑅𝑒 =
𝑉ℎ ∗ 𝑅ℎ
𝑣
 
𝑅𝑒 =
0,00603 ∗ 1,71
0,000001
 
𝑅𝑒 = 10229 
 
 
4.5.10. Dimensionamento das calhas de coleta de água decantada 
4.5.11. Vazão estimada (ql) 
A vazão nas calhas de coleta de água decantada pode ser estimada como: 
𝑞𝑙 ≤ 0,018 ∗ 𝐻 ∗ 𝑞 
𝑞𝑙 ≤ 0,018 ∗ 3,0 ∗ 48,815 
𝑞𝑙 ≤ 2,64 𝑙/𝑠/𝑚 
Portanto será adotado um valor de ql de projeto igual a 2,64 l/m/s 
 
4.5.12. Cálculo do Comprimento Total do Vertedor (Lv) 
𝐿𝑣 =
𝑄
𝑞𝑙
 
𝐿𝑣 =
0,4339/3 ∗ 1000
2,64
 
𝑳𝒗 = 𝟓𝟒, 𝟖𝟕 𝒎 
Admitindo que o comprimento da calha de coleta de água de lavagem não 
exceda a 20% do comprimento do decantador, tem-se: 
𝐿𝑐𝑎𝑙ℎ𝑎 = 32 ∗ 0,2 
𝑳𝒄𝒂𝒍𝒉𝒂 = 𝟔, 𝟒 𝒎 
 
 
 
4.5.13. Cálculo do número de Calhas (N calha) 
𝑁𝑐𝑎𝑙ℎ𝑎 =
𝐿𝑣
2 ∗ 𝐿𝑐𝑎𝑙ℎ𝑎
 
𝑁𝑐𝑎𝑙ℎ𝑎 =
55
2 ∗ 6,4
 
𝑵𝒄𝒂𝒍𝒉𝒂 = 𝟒, 𝟑 
Portanto, será adotado um total de 5 calhas com 6,4 m de comprimento cada, logo: 
𝐿𝑣 = 5 ∗ 6,4 ∗ 2 = 64 𝑚 
𝑞𝑙 =
0,4339
3
64
∗ 1000 
𝒒𝒍 = 𝟐, 𝟐𝟔 𝒍/𝒔/𝒎 
 
4.5.14. Cálculo do espaçamento entre as calhas (Esp) 
𝐸𝑠𝑝 =
𝐵
𝑁𝑐𝑎𝑙ℎ𝑎
 
𝐸𝑠𝑝 =
8
5
 
𝑬𝒔𝒑 = 𝟏, 𝟔𝟎 𝒎 
 
4.5.15. Dimensionamento da cortina difusora de passagem do sistema de 
floculação para o decantador 
Será admitida uma velocidade de passagem igual a 0,2 m/s. 
 
4.5.16. Cálculo da área dos furos (A furos) 
𝐴𝑓𝑢𝑟𝑜𝑠 =
𝑄
𝑉
 
𝐴𝑓𝑢𝑟𝑜𝑠 =
0,4336/3
0,2
= 0,723 𝑚2 
Serão adotados furos com geometria quadrada, tendo largura de 0,10m. 
 
4.5.17. Cálculo do número de orifícios (N orfícios) 
𝑁𝑜𝑟𝑖𝑓í𝑐𝑖𝑜𝑠 =
𝐴𝑓𝑢𝑟𝑜𝑠
0,1 𝑥 0,1
 
𝑁𝑜𝑟𝑖𝑓í𝑐𝑖𝑜𝑠 =
0,723
0,12
= 72,32 − 𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜 72 
 
 
4.5.18. Disposição das passagens na cortina difusora 
Cálculo da Área individual de influência de cada orifício (A ind) 
𝐴𝑖𝑛𝑑 =
𝐵 ∗ ℎ
𝑁𝑜𝑟𝑖𝑓í𝑐𝑖𝑜𝑠
 
𝐴𝑖𝑛𝑑 =
3 ∗ 8,0
72
 
𝐴𝑖𝑛𝑑 = 0,333 𝑚2 
 
Cálculo de influência do jato d’água (L ind) 
𝐿𝑖𝑛𝑑 = √𝐴𝑖𝑛𝑑 
𝐿𝑖𝑛𝑑 = √0,333 
𝐿𝑖𝑛𝑑 = 0,58 𝑚 
 
Cálculo do número de fileiras horizontais e verticais 
Para cálculo no número de fileiras verticais temos: 
𝑁𝑓𝑖𝑙𝑒𝑖𝑟𝑎𝑠 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑖𝑠 =
𝐵
𝐿𝑖𝑛𝑑
 
𝑁𝑓𝑖𝑙𝑒𝑖𝑟𝑎𝑠 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑖𝑠 =
8
0,58
 
𝑁𝑓𝑖𝑙𝑒𝑖𝑟𝑎𝑠 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑖𝑠 = 13,86 𝑓𝑖𝑙𝑒𝑖𝑟𝑎𝑠 − 𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜 14 𝑓𝑖𝑙𝑒𝑖𝑟𝑎𝑠 
 
Para cálculo no número de fileiras horizontais temos: 
𝑁𝑓𝑖𝑙𝑒𝑖𝑟𝑎𝑠 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑖𝑠 =
ℎ
𝐿𝑖𝑛𝑑
 
𝑁𝑓𝑖𝑙𝑒𝑖𝑟𝑎𝑠 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑖𝑠 =
3,0
0,58
 
𝑁𝑓𝑖𝑙𝑒𝑖𝑟𝑎𝑠 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑖𝑠 = 5,2 − 𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜 5 𝑓𝑖𝑙𝑒𝑖𝑟𝑎𝑠 
 
A partir de então, é possível o cálculo do número de furos, conforme abaixo: 
𝑵𝒇𝒖𝒓𝒐𝒔 = 𝟓 ∗ 𝟏𝟒 = 𝟕𝟎 𝒇𝒖𝒓𝒐𝒔 
Portanto, serão adotadas 5 fileiras horizontais e 14 verticais, tendo um total 
de 70 furos. 
 
 
 
 
Cálculo da velocidade de escoamento nos orifícios (Vh) 
𝑉ℎ =
𝑄
𝐴𝑜𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜𝑠
 
𝑉ℎ =
0,4339/3
72 ∗ 0,12
 
𝑉ℎ = 0,20 𝑚/𝑠 
 
Cálculo do Gradiente de Velocidade nos orifícios (Dh) 
𝐷ℎ = 4 ∗ 𝑅ℎ 
𝐷ℎ =
4 ∗ 𝐵 ∗ ℎ
2 ∗ (𝐵 + ℎ)
 
𝐷ℎ =
4 ∗ 0,1 ∗ 0,1
2 ∗ (0,1 + 0,1)
 
𝑫𝒉 = 𝟎, 𝟏 𝒎 
𝑅𝑒 =
𝑉ℎ ∗ 𝐷ℎ
𝑣
 
𝑅𝑒 =
0,20 ∗ 0,1
0,000001
 
𝑹𝒆 = 𝟐𝟎. 𝟎𝟎𝟎 
 
Cálculo do Fator de atrito (f) 
𝑓 =
0,25
[log ((
𝜀
3,7 ∗ 𝐷ℎ
) + (
5,74
𝑅𝑒
0,9))]
2 
𝑓 =
0,25
[log ((
0,5 ∗ 1000
3,7 ∗ 0,1 ) + (
5,74
200000,9))]
2 
𝒇 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟓𝟓 
 
Cálculo da perda de carga unitária (j) 
𝑗 =
𝑓 ∗ 𝑉2
𝐷ℎ ∗ 2 ∗ 𝑔
 
𝑗 =
0,0255 ∗ 0,202
0,1 ∗ 2 ∗ 9,81
 
𝒋 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟎𝟓𝟐 𝒎/𝒎 
 
 
𝐺 = √
𝜆 ∗ 𝑉 ∗ 𝑗
µ
 
𝐺 = √
9792,636 ∗ 0,20 ∗ 0,00052
0,001002
 
𝑮 = 𝟑𝟏, 𝟖𝟖 𝒔−𝟏 
 
 
4.6. DIMENSIONAMENTO DAS UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
 
Serão adotados os parâmetros de projeto listados abaixo: 
Vazão: 433,9 l/s; 0,4339 m³/s; 
Filtros de dupla camada areia-antracito 
Taxa de Filtração: 240m³/ (m²*dia) 
Lavagem com ar seguido de água em contra-corrente 
Sistema de drenagem composto por blocos Leopold 
Taxa de filtração constante com variação de nível 
Número de decantadores: 3 
Largura do decantador: 8 m 
Viscosidade cinemática: 0,000001m/s 
Massa específica: 9792,636 N/m³ 
Viscosidade dinâmica: 0,001008 N.s/m² 
 
4.6.1. Cálculo da área total de filtração (Atf) 
𝐴𝑡𝑓 =
𝑄
𝑞
 
𝐴𝑡𝑓 =
(0,4339 ÷ 3) ∗ 86400
240
 
𝑨𝒕𝒇 = 𝟓𝟐, 𝟎𝟕 𝒎² 
 
 
 
 
 
 
4.6.2. Cálculo aproximado do número de filtros (N) 
Será utilizada a fórmula de Kawamura 
𝑄𝑘 = 
(0,4339 ÷ 3)𝑥 86400
3785 (𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠ã𝑜)
 𝑸𝒌 = 𝟑, 𝟑𝟎 𝒎³/𝒔 
𝑁 = 1,2 𝑥 𝑄0,5 
𝑁 = 1,2 𝑥 3,300,5 
𝑵 = 𝟐, 𝟏𝟖 → 𝟐 
𝒇𝒊𝒍𝒕𝒓𝒐𝒔
𝒎ó𝒅𝒖𝒍𝒐
 
Em função do número de decantadores, será admitido um total de 6 filtros, 
sendo 2 filtros associados a cada decantador. 
 
4.6.3. Cálculo da área de cada filtro (Af) 
𝐴𝑓 =
𝐴𝑡𝑓
𝑁
 
𝐴𝑓 =
52,07
2
 
𝑨𝒇 = 𝟐𝟔, 𝟎 𝒎² 
 
4.6.4. Definição das dimensões básicas de cada filtro 
Cada filtro será composto por uma única célula e canal lateral de coleta de 
água de lavagem, com largura igual a 1,0 metros a fim de que seja possível a 
instalação da comporta de saída de água de lavagem. 
Cada decantador apresenta uma largura individual de 8,0 metros e, 
admitindo-se que a cada um esteja associado 2 filtros, tem-se que: 
 
 
 
 
𝐴𝑓 𝑢𝑛𝑖𝑡 = L x C 
52,07 =
8
2
 x C 
𝑪 = 𝟏𝟑, 𝟎𝟐 𝒎 
 
Ct = C + 1 
Ct = 13,0 + 1 
𝑪𝒕 = 𝟏𝟒, 𝟎 𝒎 
 
L =
Ldecantador
Nfiltros
=
8
2
= 4m 
𝐋 = 𝟒, 𝟎 𝒎 
Portanto será adotado x= 13,0 m e y= 4,0 m. 
 
 
4.6.5. Características dos materiais filtrantes 
Os Filtros serão do tipo dupla camada, constituídos de areia-antracito. As suas 
características granulométricas a serem adotadas estão apresentadas na Tabela 8. 
 
Tabela 8– Características granulométricas 
 
Fonte: Roteiro de cálculos 
 
4.6.6. Verificação da grandeza L/def. 
𝐿
𝑑𝑒𝑓
= Ʃ
𝐿
𝑑𝑒𝑓
 
𝐿
𝑑𝑒𝑓
=
300
0,5
+
500
1,0
 
 
 
𝑳
𝒅𝒆𝒇
= 𝟏. 𝟏𝟎𝟎 (≥ 𝟏. 𝟎𝟎𝟎 − 𝑶𝑲) 
 
4.6.7. Definição da camada suporte 
Dado que a lavagem do material filtrante será efetuada com ar e água, 
utilizando-se o bloco Leopold como sistema de drenagem, a camada suporte deverá 
ter a seguinte composição segundo a tabela 9 (Recomendação de fabricante): 
 
Tabela 9 – Composição de camadas suporte sugerida para ETA 
 
Fonte: Roteiro de cálculos 
 
De posse das características granulométricas de ambos os materiais filtrantes 
(areia e antracito) é possível efetuar os cálculos de d90, Ga e Remf, estando os 
resultados apresentados na tabela 10: 
 
Tabela 10: Cálculo da velocidade de mínima fluidificação 
 
Fonte: Roteiro de cálculos 
 
 
 
Uma vez que a velocidade mínima de fluidificação do antracito é maior do que 
a da areia, tem-se que: 
𝑉𝑚𝑓(1) = 𝑉𝑚𝑓(𝑎𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖𝑡𝑜) 
𝑉𝑚𝑓(2) = 𝑉𝑚𝑓(𝑎𝑟𝑒𝑖𝑎) 
Da tabela10, temos: 
𝑉𝑚𝑓(1) = 0,01055𝑚/𝑠 
𝑉𝑚𝑓(2) = 0,008905𝑚/𝑠 
 
𝑉𝑚𝑓 = 𝑉𝑚𝑓(1) ∗ (
𝑉𝑚𝑓(2)
𝑉𝑚𝑓(1)
)
0,5581,69
 
𝑉𝑚𝑓 = 0,0105 ∗ (
0,0089
0,0105
)
0,5581,69
 
𝑉𝑚𝑓 = 0,0099𝑚/𝑠 𝑜𝑢 855,65𝑚/𝑑𝑖𝑎 
 
4.6.8. Cálculo da expansão do meio filtrante 
O sistema de lavagem será dimensionado de modo que o material filtrante 
sofra uma expansão de 20%. Uma vez que ambos os materiais filtrantes apresentam 
granulometria desuniforme, eles serão segmentados em cinco subcamadas de igual 
espessura tendo os seguintes diâmetros característicos. 
 
Tabela11 - Composição das subcamadas de cada material filtrante 
Camada Areia (mm) Antracito (mm) 
Camada 1 0,50 1,00 
Camada 2 0,60 1,20 
Camada 3 0,70 1,40 
Camada 4 0,83 1,66 
Camada 5 0,98 1,97 
Fonte: Roteiro de Cálculos 
 
 
Utilizando-se a fórmula proposta por CLEASBY, para diferentes valores de 
velocidade ascensional de água de lavagem, tem-se que: 
 
 
 
log(𝐴1) = 0,56543 + 1,09348 ∗ log(𝑅𝑒𝑡) + 0,17979 ∗ (log(𝑅𝑒𝑡))
2 − 0,00392
∗ (log(𝑅𝑒𝑡))
4 − 1,5 ∗ (log(𝛹))2 
𝐴1 =
𝜀𝑒𝑥𝑝
3 ∗ 𝑝 ∗ (𝑝1 − 𝑝) ∗ 𝑔
(1 − 𝜀𝑒𝑥𝑝)
2
∗ 𝑆𝑣
3 ∗ µ2
 
𝑅𝑒𝑡 =
𝑉 ∗ 𝑝
𝑆𝑣 ∗ (1 − 𝜀𝑒𝑥𝑝) ∗ µ
 
 
Tabela 12 – Expansão do meio filtrante em função da velocidade ascensional de 
água de lavagem 
 
Fonte: Roteiro de Cálculos 
 
Será adotada uma velocidade ascensional de água de lavagem igual a 1,3 
cm/s, que corresponde a uma taxa igual a 1.123,20 m³/m²/dia. 
 
4.6.9. Cálculo do volume de água de lavagem (Qal) 
𝑄𝐴𝐿 = 𝑣 ∗ 𝐴𝑓 
𝑄𝐴𝐿 = 0,013 ∗ 52,07 
𝑸𝑨𝑳 = 𝟎, 𝟔𝟕𝟔𝟗 𝒎³/𝒔 
 
Admitindo que a duração da lavagem do meio filtrante seja de 10 minutos, tem-se 
que: 
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 = 𝑄𝐴𝐿 ∗ 𝑡 
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 = 0,6769 ∗ 10 ∗ 60 
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 = 406,14 𝑚³ 
𝑅𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎çã𝑜 = 2 ∗ 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 
𝑅𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎çã𝑜 = 4 ∗ 406,14 
𝑅𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎çã𝑜 = 812,28 𝑚³ − 𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜 813 𝑚³ 
 
 
4.6.10. Dimensionamento da tubulação de água de lavagem 
 
Será adotada uma velocidade igual a 2,5m/s. Portanto, tem-se que: 
ø = √
4 ∗ 𝑄𝐴𝐿
𝜋 ∗ 𝑉
 
ø = √
4 ∗ 0,6769
𝜋 ∗ 2,5
 
ø = 𝟎, 𝟓𝟖𝟕 𝒎 − 𝒂𝒅𝒐𝒕𝒂𝒅𝒐 𝟎, 𝟔 𝒎 𝒐𝒖 𝟔𝟎𝟎 𝒎𝒎 
 
 
4.7. DIMENSIONAMENTO DAS UNIDADES DE DESINFECÇÃO E 
FLUORETAÇÃO 
Serão adotados os seguintes parâmetros de projeto: 
 
Vazão: 433,9 l/s; 0,4339 m³/s; 37489 m³/dia 
Viscosidade cinemática: 0,000001m/s 
Massa específica: 9792,636 N/m³ 
Viscosidade dinâmica: 0,001002 N.s/m² 
Dosagem mínima de cloro: 0,8 mg/l ou 0,0008 Kg/m³ 
Dosagem média de cloro: 1,5 mg/l ou 0,0015 Kg/m³ 
Dosagem máxima de cloro: 2,5 mg/l ou 0,0025 Kg/m³ 
Tempo de contato: 30min 
Concentração de flúor na água bruta: 0,1 mg/l ou 0,0001 Kg/m³ 
Concentração de flúor na água final: 0,9 mg/l ou 0,0009 Kg/m³ 
Profundidade da lâmina líquida: 3,5 m 
 
4.7.1. Dimensionamento do sistema de desinfecção (Vol) 
Cálculo do Volume do tanque de contato 
𝑉𝑜𝑙 = 𝑄 ∗ 𝑇𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑡𝑜 
𝑉𝑜𝑙 = 0,4339 ∗ 30 ∗ 60 
𝑉𝑜𝑙 = 781,0 𝑚3 
 
 
4.7.2. Definição da geometria do tanque de contato 
 
Será admitido um nível de água no tanque de contato igual a 3,0 metros. 
Desse modo, temos: 
H=3,50 metros 
𝐴𝑠 =
𝑉𝑜𝑙
𝐻
 
𝐴𝑠 =
781
3,0
 
𝐴𝑠 = 260,35 − 𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜 261 𝑚² 
 
𝐿 = √
𝐴𝑠
3
 
𝐿 = √
261
3
 
𝐿 = 29,0 𝑚 
Portanto será adotado: 
L= 29 m 
B= 9,00 m 
𝑏 =
𝐵
𝑛
=
9
5
= 1,80 𝑚 
H= 3,0 m 
Esp.= 2 m 
 
4.7.3. Verificação da velocidade nas passagens e canal principal (Vh) 
𝑉ℎ =
𝑄
𝐻 ∗ 𝐸𝑠𝑝
 
𝑉ℎ =
0,15
3,5 ∗ 2
 
𝑽𝒉 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟏 𝒎/𝒔 
 
 
 
 
 
4.7.4. Cálculo do consumo diário de cloro 
 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑎 = 𝑄 ∗ 𝐶 ∗ ∆𝑡 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑎 = 12960 ∗ 0,0008 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑎 = 10,37 𝐾𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚é𝑑𝑖𝑎 = 12960 ∗ 0,0015 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚é𝑑𝑖𝑎 = 19,44 𝐾𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 = 12960 ∗ 0,0025 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 = 32,40 𝐾𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
4.7.5. Dimensionamento do sistema de reservação - Cloro 
 
Será admitido que o sistema de reservação tenha uma autonomia de 20 dias. 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 ∗ 20 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 = 32,40 ∗ 20 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 = 648 𝐾𝑔 
 
Opção 1: Cloro gasoso 
 
Será adotado 1 cilindro de 1 tonelada. 
 
Opção 2: Hipoclorito de sódio 
 
Concentração da solução: 12% em peso como Cl2 
Massa específica da solução: 1220 Kg/m³ 
 
 
 
 
𝑀𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 =
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎
0,12
 
𝑀𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 =
648
0,12
 
𝑀𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 = 5400 𝐾𝑔 
 
𝑉𝑜𝑙 =
𝑀𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜
𝑝𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜
 
𝑉𝑜𝑙 =
5400
1220
 
𝑉𝑜𝑙 = 4,43 − 𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜 4,5 𝑚³ 
 
4.7.6. Dimensionamento do sistema de fluoretação 
 
4.7.7. Cálculo da massa diária 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 = 𝑄 ∗ (𝐶𝐴𝐹 − 𝐶𝐴𝐵 ) ∗ ∆𝑡 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 = 12960 ∗ (0,0009 − 0,0001) 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 = 10,37 𝐾𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
4.7.8. Cálculo da massa de ácido fluossílico 
Mol H2SiF6 = 144,10g 
Massa de F por mol de H2SiF6 = 114,00 g 
 
𝑀á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑓𝑙𝑢𝑜𝑙𝑖𝑐𝑖𝑙𝑖𝑐𝑜 = 
(𝑀𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑎 ∗ 𝑀𝑜𝑙𝐻2Si𝐹6)
𝑀𝐹 
 
𝑀á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑓𝑙𝑢𝑜𝑙𝑖𝑐𝑖𝑙𝑖𝑐𝑜 = 
10,37 ∗ 144,10
114,0
 
𝑀á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑓𝑙𝑢𝑜𝑙𝑖𝑐𝑖𝑙𝑖𝑐𝑜 = 13,11 𝐾𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
4.7.9. Dimensionamento do sistema de reservação – ácido fluossílico 
Será admitido que o sistema de reservação tenha uma autonomia de 20 dias. 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 = 𝑀á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑓𝑙𝑢𝑜𝑙𝑖𝑐𝑖𝑙𝑖𝑐𝑜 ∗ 20 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 = 13,11 ∗ 20 
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 = 262,16 𝑘𝑔 
 
 
Concentração da solução: 22,0% em peso como H2SiF6 
Massa específica da solução: 1.260 kg/m3 
 
 𝑀𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 =
𝑀
𝐶𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜
 
 𝑀𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 =
262,16
0,22
 
 𝑀𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 = 1191,64 𝑘𝑔 
 
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 =
 𝑀𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜
𝑝𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜
 
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 =
1191,64
1260,00
 
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 = 0,95 − 𝑎𝑑𝑜𝑡𝑎𝑑𝑜1 𝑚³ 
 
 
 
 
 
 
4.8. ADUTORAS E SISTEMAS ELEVATÓRIOS DE ÁGUA 
As adutoras podem ser classificadas quanto à energia para a movimentação da 
água: 
• Adutora por gravidade em conduto livre, onde a água escoa sempre em declive, 
mantendo uma superfície livre sob o efeito da pressão atmosférica. Os condutos 
não funcionam com seção plena (totalmente cheios). 
• Adutora por gravidade em conduto forçado, nesse tipo de adutora, a pressão 
interna permanentemente superior à pressão atmosférica permite à água mover-
se, quer em sentido descendente quer em sentido ascendente. 
• Adutora de recalque, quando, por exemplo, o local da captação estiver em um 
nível inferior, que não possibilite a adução por gravidade, é necessário o emprego 
de equipamento de recalque (conjunto moto-bomba e acessórios). Nesse caso, 
diz-se que a adução é feita em condutos forçados por recalque. 
• Adutora mista, quando se compõem de trechos por recalque e de trechos por 
gravidade. 
O dimensionamento de adutoras deve levar em consideração o horizonte de 
projeto, a vazão de adução, o período de funcionamento da adução. Recomenda-se 
ainda uma criteriosa análise e considerarhipóteses de correção no momento de sua 
construção, a fim de verificar a correta colocação de seus órgãos acessórios, assim 
como, blocos de ancoragem nos pontos onde ocorrem esforços que possam causar o 
deslocamento das peças. 
A escolha do material utilizado no sistema de adução, varia de acordo com 
fatores, como: método de fabricação dos tubos e acessórios; condição de 
funcionamento hidráulico; pressão interna e durabilidade do material face às 
características do solo; cargas externas; natureza da água transportada; custo. 
Lembrando que canalizações enterradas são constantemente submetidas a várias 
solicitações, entre as quais a agressividade dos terrenos e dos reaterros; havendo a 
necessidade de revestimentos internos e externos, sendo esses executados 
especificamente obedecendo as normas e padrões nacionais e internacionais. Sendo 
ainda necessário prever dispositivos de proteção; tais como: ventosas; descargas; 
válvulas de admissão de ar; e dispositivos contra transitórios hidráulicos. 
 
 
Os materiais mais empregados são os tubos metálicos: Aço Soldado ou com junta 
ponta e bolsa, flangeado, junta travada ou elástica; Ferro Fundido dúctil, podendo 
ser flangeados ou com juntas (mecânicas, elástica, elástica travada, chumbo) 
comumente revestidos com argamassa de cimento e externamente revestidos com 
zinco. As vezes utiliza-se os não metálicos, tais como: PRFV (Poliéster Reforçado com 
Fibra de Vidro), fibra de vidro impregnado em resinas de poliéster; Polietileno; 
raramente aplica-se: Concreto Armado ou PVC. 
O tipo de construção de uma adutora, vai depender do tipo de material e se ela 
estará enterrada ou sobre o solo: se a tubulação consistir em ligações flangeadas esta 
normalmente não é enterrada, não havendo a necessidade de ancoragem devido a 
sua resistência a pressão caracterizada pelo seu PN, às vezes apenas utiliza-se alguns 
pilaretes ao longo do caminho traçado em projeto, uma vez utilizadas somente para 
conexões em válvulas, travessias aéreas, reservatórios, estações de bombeamento; 
visando facilitar sua futura manutenção e desmontagem. 
No caso de assentamento aéreo da canalização, estando em posição inclinada ou 
não, formada com ponta-bolsa mesmo que com junta elástica travada ou mecânica 
deve-se definir: os suportes em cada bolsa, berço de apoio, pilaretes com colar 
equipado com proteção de elastômetro, a ancoragem dos elementos submetidos aos 
empuxos hidráulicos e os métodos de absorção das dilatações térmicas. 
Dimensionar os sistemas adutor e elevatório de Água, de acordo com as 
normas: NBR 12 214 – Projeto de Sistema de Bombeamento de Água para 
Abastecimento Público, promulgada em 1992; NBR 12 215 – Projeto de Adutora de 
Água para Abastecimento Público, promulgada em 1991; NBR 12.211 Estudos de 
concepção de sistemas públicos de abastecimento de água e se aplica à definição de 
qualquer sistema público de abastecimento de água com amplitude suficiente para 
permitir o desenvolvimento do projeto de todas ou qualquer das partes constituintes 
do sistema com a finalidade de atender a toda a população todos os dias do ano. 
 
 
 
 
 
 
Determinação do Desnível Geométrico Δg entre Reservatórios 
Dados do projeto 
 Vazão máxima diária = 356,8L/s ou 0,3568 m³/s 
Δ𝑔 = 𝑁𝐴𝑀𝐴𝑋𝑅2 + 6,00 − 𝑁𝐴𝑀𝐼𝑁𝑅1 
Δ𝑔 = 755 + 6,00 − 813 = 𝟔𝟒 𝒎 
 
DIMENSIONAMENTO DA ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ÁGUA 
A estação elevatória de água foi concebida e dimensionada para realizar o recalque 
da água tratada para um reservatório de distribuição a uma distância de 3225 metros 
e um desnível geométrico de 64 metros. Nesse caso, a estação elevatória será 
instalada entre o tratamento realizado e a rede de distribuição de água. 
 Para o cálculo da vazão de dimensionamento das adutoras é necessário 
conhecer os seguintes fatores intervenientes: Horizonte de projeto; Vazão de 
adução; Período de funcionamento da adução (vide estudos anteriores). 
 
CASA DE BOMBAS 
Local em espécie de abrigo onde se encontram as bombas, registros, tubos, quadro 
de comando e outros acessórios. Garante que a bomba esteja em local seco, bem 
ventilado e de fácil acesso para inspeção e manutenção. 
 
Dimensionamento do Barrilete de Sucção 
Determinação do diâmetro 
Dado: velocidade máxima: 2,5m/s 
Vazão - 𝑄 = 0,4339 𝑚3/𝑠 
𝐷 = √
4𝑄
𝜋𝑉
= √
4 ∗ 0,4339
𝜋 ∗ 2,5
= 0,470 𝑚 → 𝑫𝑨𝑫𝑶𝑻 = 𝟓𝟎𝟎 𝒎𝒎 
Determinação da velocidade final 
𝑉𝐹𝐼𝑁𝐴𝐿 =
𝑄
𝐴
=
4𝑄
𝜋𝐷2
=
4 ∗ 0,4339
𝜋 ∗ 0,500²
= 𝟐, 𝟐𝟏 𝒎/𝒔 
 
 
 
 
Determinação da perda de carga localizada 
Peça Quantidade K 
Curva de 90º 1,0 0,4 
Tê Lateral 1,0 1,8 
Válvula retenção 1,0 2,5 
Válvula globo 1,0 10,0 
Redução excêntrica 1,0 0,2 
Velocidade 1,0 1,0 
K total = 15,9 
𝒉𝒇 = 𝑲
𝑽𝟐
𝟐𝒈
= 𝟏𝟓, 𝟗 ∗
(𝟐, 𝟐𝟏)𝟐
𝟐 ∗ 𝟗, 𝟖𝟏
= 𝟑, 𝟗𝟔 𝒎𝒄𝒂 
 
Determinação da perda de carga distribuída 
Dados: Ltotal=25,0m 
𝑅𝑒 =
𝑉𝐷
𝜐
=
2,24 ∗ 0,500
10−6
= 1,008𝑥106 
𝑓1 =
0,25
[log (
0,003
3,7 ∗ 0,450
+
5,72
1,008𝑥1060,9)]
2 = 𝟎, 𝟎𝟑𝟑 
𝒉𝒇 = 𝒇
𝑳
𝑫
𝑽𝟐
𝟐𝒈
= 𝟎, 𝟎𝟑𝟑 ∗
𝟐𝟓
𝟎, 𝟒𝟓𝟎
𝟐, 𝟐𝟒
𝟐 ∗ 𝟗, 𝟖𝟏
= 𝟎, 𝟐𝟏𝒎 
 
Escolha do Diâmetro Econômico da Adutora 
A escolha do diâmetro de uma canalização é feita levando-se em consideração: 
Parâmetros hidráulicos (vazão, perdas de carga, velocidade) e econômicos (custo do 
bombeamento e amortização das instalações) para uma adução por recalque. 
𝐷 = 𝐾√𝑄 = 1,3√0,4339 = 0,800 𝑚 → 𝑫𝑨𝑫𝑶𝑻 = 𝟖𝟎𝟎 𝒎𝒎 
 O diâmetro comercial que mais se aproxima corresponde ao de 800 mm. No 
entanto, para melhor definição das bombas a serem utilizadas serão feitos os cálculos 
também para o diâmetro comercial anterior e para o próximo, ou seja, de 400 e 600 
mm. 
 
 
 
 
 
Arranjos Estudados Para Estação Elevatória 
Os principais componentes de uma estação elevatória de água são: equipamento 
eletromecânico: bomba, motor; tubulações: sucção, barrilete, recalque; construção civil: 
poço de sucção, casa de bomba 
ARRANJOS ESTUDADOS 
Ø 
(mm) 
V 
(m/s) 
Re f L 
(m) 
ΔH 
(m) 
AMT 
(Δg-ΔH) 
Ø1 700 0,93 648900 0,024 3225 4,86 59,14 
Ø2 800 0,71 567788 0,025 3225 2,59 61,41 
Ø3 900 0,56 504700 0,026 3225 1,48 62,52 
 
 
4.8.1. CÁLCULOS PARA ADUTORA Ø 700 MM 
Cálculo da velocidade 
1. Da equação da continuidade temos: 
𝑉1 =
4.𝑄
𝜋. 𝐷²
=
4 ∗ 0,3568
𝜋 ∗ 0,700²
= 𝟎, 𝟗𝟑𝒎/𝒔 
 
Cálculo da altura total da bomba 
2. Para cálculo da altura total foi adotada uma rugosidade 
relativa do tubo na ordem de 0,003 (ferro fundido). Para cálculo do 
número de reynolds será considerada a temperatura da água a 20° c: 
𝑅𝑒1 =
𝑉𝐷
𝜐
=
0,93 ∗ 0,700
10−6
= 𝟔𝟒𝟖𝟗𝟎𝟎 
 
Será utilizada a fórmula de swamee-jain para cálculo do coeficiente de atrito: 
𝑓1 =
0,25
[log (
0,003
3,7 ∗ 0,700 +
5,72
6489000,9)]
2 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟒 
 
Por se tratar de tubulação extensa, as perdas de carga localizadas serão desprezadas. 
Por fim, para obtenção da altura manométrica é utilizada a seguinte equação: 
𝑯 = 𝑯𝒈 + 𝜟𝑯 
 
 
 
PORTANTO ΔH SERÁ: 
∆𝐻1 = 𝑓
𝐿
𝐷
𝑉²
2𝑔
= 0,024
3225
0,700
0,93²
2𝑔
= 𝟒, 𝟖𝟔𝐦 
A partir de então é possível o cálculo da altura manométrica (h): 
𝑯 = 𝑯𝒈 + 𝜟𝑯 = 𝟒, 𝟖𝟔 + 𝟔𝟒 = 𝟔𝟗 𝒎 
 
4.2.1.3. Cálculo da Potência da Bomba 
Para cálculo das bombas serão utilizados os seguintes dados: 
• COEFICIENTE DA VELOCIDADE CINEMÁTICA DA ÁGUA: 𝝊 = 𝟏𝟎−𝟔 
• FORÇA DE GRAVIDADE: G = 9,81 M/S² 
• RUGOSIDADE RELATIVA: Ɛ = 0,003 
• TEMPERATURA AMBIENTE: T=20ºC 
• VELOCIDADE BASE PARA O DIMENSIONAMENTO DO DIÂMETRO 
(GRANDES SISTEMAS): V= 2,0 M/S 
• COMPRIMENTO DO RECALQUE (ADUÇÃO): 3225 M 
• VAZÃO MÁXIMA DIÁRIA = 356,8L/S OU 0,3568 M³/S 
• PESO ESPECÍFICO DA ÁGUA: 𝚼=1000 
• RENDIMENTO TOTAL DA BOMBA: 𝜼 =0,80 
𝑃𝑜𝑡1 =
Υ𝑄𝐻𝑚𝑎𝑛
75𝜂
=
1000 ∗ 0,3568 ∗ 59,14
75 ∗ 0,80
= 𝟑𝟓𝟏, 𝟔𝟐𝒄𝒗 
 
H(m) Q(m³/h) Q(m³/s) Q(l/s) 
60,12508 126,654 0,035182 35,18188 
60,5003 253,309 0,07036470,36376 
61,12568 379,964 0,105546 105,5456 
62,00121 506,619 0,140728 140,7275 
63,1269 633,273 0,175909 175,9094 
64,50273 759,928 0,211091 211,0913 
66,12871 1284,305 0,356755 356,755 
68,00485 1296,548 0,387001 387,0007 
70,13114 1393,202 0,422183 422,1826 
72,50758 1519,857 0,457364 457,3644 
75,13417 1646,512 0,487001 487,0007 
78,01092 1766,548 0,522183 522,1826 
81,13781 1884,305 0,356755 356,755 
Tabela 16: Curva do Sistema – Adutora Ø 700mm 
 
 
 
Gráfico 01: Curva do Sistema – Adutora Ø 700mm 
Arranjos 
Para fins econômicos foi adotado um sistema de recalque com três bombas em 
paralelo, sendo uma reserva. Com isso os cálculos realizados para determinar o 
tipo de bomba tem como vazão, a metade do valor a ser recalcado. 
 
 
Figura 01: Nuvem de Bombas 
Portanto, para diâmetro de 700 mm poderá ser utilizado o modelo 300-400b 
 
0
25
50
75
100
125
0 500 1000 1500 2000 2500
H
(m
)
Q(m³.h-1)
Curva do sistema
Curva do sistema
 
 
Ponto de operação 
Para obtenção do ponto de trabalho característico (ponto ótimo), onde a bomba 
apresenta o seu melhor rendimento (h), é necessária a intersecção da curva característica 
da bomba com a curva característica do sistema. 
 
Gráfico 04: Ponto de operação – Adutora Ø 700mm – Modelo 300-400B 
Curva característica da bomba 
A curva característica de uma bomba é composta através da expressão cartesiana de 
suas características de funcionamento, expressas por vazão, em m3/h na abcissa 
e na ordenada altura, em mca; rendimento (h), em %; perdas internas (npshr), 
em mca; e potência absorvida (bhp), em cv. 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
0 500 1000 1500 2000 2500
H
(m
)
Q(m³.h-1)
2 BOMBAS EM PARALELO
Série1 Série2 Série3
Ponto de 
operação
 
 
 
Gráfico 02: Curva Caraterística da bomba – diâmetro 700mm – Modelo 300-400B 
 
4.8.2. CÁLCULOS PARA ADUTORA Ø 800 MM 
Cálculo da velocidade 
Da equação da continuidade temos: 
 
 
𝑽𝟐 =
𝟒 ∗ 𝑸
𝝅 ∗ 𝑫𝟐
=
𝟒 ∗ 𝟎, 𝟑𝟓𝟔𝟖
𝝅 ∗ 𝟎, 𝟖𝟎𝟎²
= 𝟎, 𝟕𝟏 𝒎/𝒔 
Cálculo da altura total da bomba 
Para cálculo da altura total foi adotada uma rugosidade relativa do tubo na ordem de 
0,003 (ferro fundido). Para cálculo do número de reynolds será considerada a 
temperatura da água a 20° c: 
𝑅𝑒2 =
𝑉𝐷
𝜐
=
0,71 ∗ 0,800
10−6
= 𝟓𝟔𝟕𝟕𝟖𝟕 
Será utilizada a fórmula de swamee-jain para cálculo do coeficiente de atrito: 
𝑓2 =
0,25
[log (
0,003
3,7 ∗ 0,800 +
5,72
5677870,9)]
2 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟓 
Por se tratar de tubulação extensa, as perdas de carga localizadas serão desprezadas. 
Por fim, para obtenção da altura manométrica é utilizada a seguinte equação: 
∆𝐻2 = 𝑓
𝐿
𝐷
𝑉²
2𝑔
= 0,025
3225
0,800
0,71²
2𝑔
= 𝟐, 𝟓𝟗𝐦 
A partir de então é possível o cálculo da altura manométrica (h): 
𝑯 = 𝑯𝒈 + 𝜟𝑯 = 𝟐, 𝟓𝟗 + 𝟔𝟒 = 𝟔𝟕 𝒎 
 
Cálculo da Potência da Bomba 
𝑃𝑜𝑡2 =
Υ𝑄𝐻𝑚𝑎𝑛
75𝜂
=
1000 ∗ 0,3568 ∗ 61,41
75 ∗ 0,80
= 𝟑𝟔𝟓, 𝟏𝟔𝒄𝒗 
H(m) Q(m³/h) Q(m³/s) Q(l/s) 
60,12508 126,654 0,035182 35,18188 
60,5003 253,309 0,070364 70,36376 
61,12568 379,964 0,105546 105,5456 
62,00121 506,619 0,140728 140,7275 
63,1269 633,273 0,175909 175,9094 
64,50273 759,928 0,211091 211,0913 
66,12871 1284,305 0,356755 356,755 
68,00485 1296,548 0,387001 387,0007 
70,13114 1393,202 0,422183 422,1826 
72,50758 1519,857 0,457364 457,3644 
75,13417 1646,512 0,487001 487,0007 
78,01092 1766,548 0,522183 522,1826 
81,13781 1884,305 0,356755 356,755 
Tabela: Curva do Sistema – Adutora Ø 800mm 
 
 
 
Gráfico: Curva do Sistema – Adutora Ø 800mm 
 
Arranjos 
 Para fins econômicos foi adotado um sistema de recalque com três bombas 
em paralelo, sendo uma reserva. Com isso os cálculos realizados para determinar o 
tipo de bomba tem como vazão, a metade do valor a ser recalcado. 
 
Figura: Nuvem de Bombas 
Portanto, para diâmetro de 800 mm poderá ser utilizado o modelo 300-400b 
 
0
25
50
75
100
125
0 500 1000 1500 2000 2500
H
(m
)
Q(m³.h-1)
Curva do sistema
Curva do sistema
 
 
Ponto de Operação 
Para obtenção do ponto de trabalho característico (ponto ótimo), onde a bomba 
apresenta o seu melhor rendimento (h), é necessária a intersecção da curva característica 
da bomba com a curva característica do sistema. 
 
Gráfico: Ponto de operação – Adutora Ø 800mm – Modelo 300-400B 
 
Curva característica da bomba 
 A curva característica de uma bomba é composta através da expressão 
cartesiana de suas características de funcionamento, expressas por vazão, em m3/h 
na abcissa e na ordenada altura, em mca; rendimento (h), em %; perdas internas 
(npshr), em mca; e potência absorvida (bhp), em cv. 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
0 500 1000 1500 2000 2500
H
(m
)
Q(m³.h-1)
2 BOMBAS EM PARALELO
Série1 Série2 Série3
Ponto de 
operação
 
 
 
Gráfico 02: Curva Caraterística da bomba – diâmetro 800mm – Modelo 300-400B 
4.8.3. CÁLCULOS PARA ADUTORA Ø 900 MM 
Cálculo da velocidade 
3. Da equação da continuidade temos: 
𝑉1 =
4.𝑄
𝜋. 𝐷2
=
4 ∗ 0,3568
𝜋 ∗ 0,9002
= 𝟎, 𝟓𝟔𝒎/𝒔 
 
 
Cálculo da altura total da bomba 
Para cálculo da altura total foi adotada uma rugosidade relativa do tubo na ordem de 
0,003 (ferro fundido). Para cálculo do número de reynolds será considerada a 
temperatura da água a 20° c: 
𝑅𝑒3 =
𝑉𝐷
𝜐
=
0,56 ∗ 0,900
10−6
= 𝟓𝟎𝟒𝟕𝟎𝟎 
Será utilizada a fórmula de swamee-jain para cálculo do coeficiente de atrito: 
𝑓3 =
0,25
[log (
0,003
3,7 ∗ 0,900 +
5,72
5047000,9)]
2 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟔 
Por se tratar de tubulação extensa, as perdas de carga localizadas serão desprezadas. 
Por fim, para obtenção da altura manométrica é utilizada a seguinte equação: 
∆𝐻3 = 𝑓
𝐿
𝐷
𝑉²
2𝑔
= 0,026
3225
0,900
0,56²
2𝑔
= 𝟏, 𝟒𝟖𝐦 
A partir de então é possível o cálculo da altura manométrica (h): 
𝑯 = 𝑯𝒈 + 𝜟𝑯 = 𝟏, 𝟒𝟖 + 𝟔𝟒 = 𝟔𝟓, 𝟓𝟎 𝒎 
 
Cálculo da Potência da Bomba 
𝑃𝑜𝑡1 =
Υ𝑄𝐻𝑚𝑎𝑛
75𝜂
=
1000 ∗ 0,3568 ∗ 62,52
75 ∗ 0,80
= 𝟑𝟕𝟏, 𝟕𝟐𝒄𝒗 
H(m) Q(m³/h) Q(m³/s) Q(l/s) 
60,12508 126,654 0,035182 35,18188 
60,5003 253,309 0,070364 70,36376 
61,12568 379,964 0,105546 105,5456 
62,00121 506,619 0,140728 140,7275 
63,1269 633,273 0,175909 175,9094 
64,50273 759,928 0,211091 211,0913 
66,12871 1284,305 0,356755 356,755 
68,00485 1296,548 0,387001 387,0007 
70,13114 1393,202 0,422183 422,1826 
72,50758 1519,857 0,457364 457,3644 
75,13417 1646,512 0,487001 487,0007 
78,01092 1766,548 0,522183 522,1826 
81,13781 1884,305 0,356755 356,755 
 
 
 
Gráfico: Curva do Sistema – Adutora Ø 900mm 
 
ARRANJOS 
 Para fins econômicos foi adotado um sistema de recalque com três bombas 
em paralelo, sendo uma reserva. Com isso os cálculos realizados para determinar o 
tipo de bomba tem como vazão, a metade do valor a ser recalcado. 
 
Figura 01: Nuvem de Bombas 
Portanto, para diâmetro de 900 mm poderá ser utilizado o modelo 300-400b 
 
 
0
25
50
75
100
125
0 500 1000 1500 2000 2500
H
(m
)
Q(m³.h-1)
Curva do sistema
Curva do sistema
 
 
Curva característica da bomba 
 A curva característica de uma bomba é composta através da expressão 
cartesiana de suas características de funcionamento, expressas por vazão, em m3/h 
na abcissa e na ordenada altura, em mca; rendimento (h), em %; perdas internas 
(npshr), em mca; e potência absorvida (bhp), em cv. 
 
Gráfico 02: Curva Caraterística da bomba – diâmetro 900mm – Modelo 300-400B 
 
 
Ponto de operação 
Para obtenção do ponto de trabalho característico (ponto ótimo), onde a bomba 
apresenta o seu melhor rendimento (h), é necessária a intersecção da curva característica 
da bomba com a curva característica do sistema. 
 
Gráfico 04: Ponto de operação – Adutora Ø 900mm – Modelo 300-400B 
 
Análise econômica 
Período De Funcionamento Da Adução 
• Período de funcionamento → função do dimensionamento hidráulico 
• Aduções por gravidade: 24 h/dia 
• Adução por recalque: 16 a 20 h/dia 
• Adução porrecalque – economia de energia elétrica: Parada das bombas no período 
de 3 horas, entre 17:00 e 22:00 h 
 
 
Sistema tarifário 
Do site da concessionária de energia elétrica AES ELETROPAULO foram obtidos os 
valores tarifários, sendo que o faturamento é baseado na aplicação de uma tarifa 
baseada em dois valores, o de consumo (kwh) e de demanda (kw). 
 
 
 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
0 500 1000 1500 2000 2500
H
(m
)
Q(m³.h-1)
2 BOMBAS EM PARALELO
Série1 Série2 Série3
Ponto de 
operação
 
 
CUSTOS Taxa i(%) 
Manutenção R$ 184000/ano 7% 
Operação EE 1,40 KW/h 6.5% 
IMPLANTAÇÃO 
Ø1 R$ 4,500.00/m 
Ø2 R$ 6,250.00/m 
Ø3 R$ 7,640.00/m 
incluso MDO e material 
Tabela 1: Custos de sistemas adutor elevatório de água 
Fatores De Valor Presente 
Dados: 𝒊= Taxa i(%) 𝒏= TR (20anos) 
Fatores De Valor Presente: Manutenção 
𝐹𝑉𝑃𝑚𝑎𝑛 =
(1 + 𝑖)𝑛 − 1
𝑖(1 + 𝑖)𝑛
=
(1 + 0,07)20 − 1
0,07(1 + 0,07)20
= 18,6 
Fatores De Valor Presente: Estação Elevatória 
𝐹𝑉𝑃𝐸𝐸 =
(1 + 𝑖)𝑛 − 1
𝑖(1 + 𝑖)𝑛
=
(1 + 0,065)20 − 1
0,065(1 + 0,065)20
= 18,7 
Fatores De Valor Presente: Implantação 
𝐹𝑉𝑃𝑖𝑚𝑝 =
(1 + 𝑖)𝑛 − 1
𝑖(1 + 𝑖)𝑛
=
(1 + 0,08)20 − 1
0,08(1 + 0,08)20
= 18,4 
Custos: Implantação 
Implantação Adução CUSTOS 
=R$Unit*Fvimp 
TOTAL=Custos*Ltub 
CUSTOS UNITÁRIO 
Ø1 R$ 4.500,00 /m R$ 82.863,88 R$ 267.236.000,60 
Ø2 R$ 6.250,00 /m R$ 115.088,72 R$ 371.161.111,94 
Ø3 R$ 7.640,00 /m R$ 140.684,45 R$ 453.707.343,24 
4. 
Implantação EEA CUSTOS 
TOTAL=Pot*Custos 
CUSTOS UNITÁRIO =R$Unit*Fvimp 
Ø1 R$ 8.600,00 /cv R$ 158.362,07 R$ 55.683.634,66 
Ø2 R$ 8.600,00 /cv R$ 158.362,07 R$ 57.827.458,55 
Ø3 R$ 8.600,00 /cv R$ 158.362,07 R$ 58.866.611,42 
 
 
 
 
 
 
Custos: Operacionais 
Consumo Energia Eletrica 1cv = 0.7355 KW 
Consumo 
(KW/h) 
Custo Io FVP 
Custo 
Final 
R$ 186.205,10 1 18,4 R$ 4.800.343,70 
R$ 193.374,01 1 18,4 R$ 4.985.157,27 
R$ 196.848,92 1 18,4 R$ 5.074.739,98 
 
Custos: Manutenção 
Custos Manutenção Fvman TOTAL 
Manutenção 
ADUTORA 
R$ 184.000,00 /ano 18,6 R$ 3.422,864,03 
Manutenção EEA R$ 35.000,00 /ano 18,6 R$ 651.088,27 
 
Custos: Valores Finais 
Valores Finais 
Ø 
Implantação 
Adução 
Implantação 
EEA 
∑Implantação + 
EEA 
Manutenção 
ADUTORA 
Manutenção 
EEA 
700 R$267.236.001 R$55.683.635 R$322.919.635 
R$ 3.422.865 R$3.422.864 800 R$371.161.112 R$57.834.183 R$428.995.295 
900 R$453.707.344 R$58.880.302 R$512.587.645 
 
 
Dispositivos de proteção das adutoras 
 Os principais dispositivos de proteção de adutora são: Blocos de ancoragens; 
Proteção contra corrosão; Proteção contra os transitórios hidráulicos. 
 
Blocos de ancoragem e pilaretes 
A utilização de blocos de ancoragens de concreto é a técnica geralmente 
mais utilizada para equilibrar os esforços de empuxo hidráulico de uma canalização 
com bolsas, sob pressão. 
Diferentes tipos de blocos de ancoragens podem ser colocados segundo a 
configuração da canalização, a resistência e a natureza do solo, ou ainda a presença 
ou não de lençol freático. 
No trecho com assentamento aéreo da canalização deve-se definir: os 
suportes; o método de absorção das dilatações térmicas; e a ancoragem dos 
elementos submetidos aos empuxos hidráulicos, conforme figuras a seguir: 
 
 
O bloco reage aos esforços de empuxo hidráulico de duas formas: por atrito 
entre o bloco e o solo (peso do bloco); e por reação de apoio da parede da vala 
(engastamento). Na prática, os blocos de ancoragens são levando em consideração 
o atrito e a resistência de apoio sobre o terreno. 
Quando existem obstáculos ou se a má qualidade dos terrenos impossibilita 
a construção de blocos de ancoragens, é possível a técnica de travamento das 
juntas. 
Dimensionamento (casos comuns): os volumes de concreto propostos nos 
quadros adiante foram calculados levando em consideração o atrito sobre o solo e a 
reação com o terreno, em terrenos de características usualmente encontradas. Em 
casos de escavações posteriores, executadas próximas aos blocos de ancoragens, é 
conveniente reduzir a pressão da canalização durante os trabalhos. As hipóteses de 
cálculo são dadas a seguir. Em todos os outros casos, é necessário fazer os cálculos. 
Órgãos acessórios 
 Os principais órgãos acessórios são: Válvulas de bloqueio; Válvulas de 
retenção; Válvula de pé; Manômetros e vacuômetros; Sistemas de escorva de 
bombas. 
 
 
4.9. RESERVATÓRIOS 
 
Os reservatórios são unidades hidráulicas de acumulação e passagem de água 
situados em pontos estratégicos do sistema de modo a atenderem as seguintes 
situações: Garantia da quantidade de água (demandas de equilíbrio, de emergência 
e de anti-incêndio); Garantia de adução com vazão e altura manométrica constante; 
menores diâmetros no sistema; melhores condições de pressão. 
 Os reservatórios de distribuição são dimensionados de modo que tenham 
capacidade de acumular um volume útil que supra as demandas de equilíbrio, de 
emergência e anti-incêndio. 
 
 
 
 
4.9.1. Dimensionamento De Entrada No Reservatório 
Dados: 
Velocidade: 1,5 m/s 
Vazão de alimentação: 𝟒𝟏𝟕, 𝟐𝟐 𝒍/𝒔 (Vazão máxima horaria do reservatório à rede) 
Coeficiente do dia de maior consumo: K1 = 1,25 
Coeficiente da hora de maior consumo: K2 = 1,5 
População: 120.000 habitantes 
 
4.9.2. Dimensionamento do reservatório 
 
Gráfico 1: Curva de consumo 
 
4.9.3. Determinação do volume útil 
Multiplicando-se a Vazão de projeto pelo fator de proporcionalidade de cada 
hora obtemos as vazões. Para primeira linha: 
𝑸 = 𝟕𝟐𝟒, 𝟑𝟒 𝒍/𝒔 
 
4.9.4. Volume de reservação 
O volume de reservação a ser adotado deve ser 1/3 do volume consumido no 
dia de maior consumo. 
𝑉𝑜𝑙 = 724,34 ∗
86400
3
= 20.861.000,00 𝑙 = 𝟐𝟎. 𝟖𝟔𝟏, 𝟎𝟎 𝒎³ 
 
 
0,00
200,00
400,00
600,00
800,00
1000,00
1200,00
1400,00
00:00 04:48 09:36 14:24 19:12 00:00 04:48
Curva de Consumo
 
 
H Cc 
Qalim 
(L/s) 
Qdist 
(L/s) 
Valim 
(m³) 
Vdist 
(m³) 
Valim 
(+) 
Vdist 
(-) 
01:00 0,28 590,83 165,43 2126,99 595,557 1531,43 
02:00 0,33 590,83 194,97 2126,99 701,906 1425,08 
03:00 0,38 590,83 224,52 2126,99 808,255 1318,73 
04:00 0,44 590,83 259,97 2126,99 935,875 1191,11 
05:00 0,49 590,83 289,51 2126,99 1042,22 1084,76 
06:00 0,66 590,83 389,95 2126,99 1403,81 723,176 
07:00 0,82 590,83 484,48 2126,99 1744,13 382,858 
08:00 1,1 590,83 649,91 2126,99 2339,69 -212,699 
09:00 1,65 590,83 974,87 2126,99 3509,53 -1382,54 
10:00 2,2 590,83 1299,83 2126,99 4679,37 -2552,39 
11:00 1,93 590,83 1140,30 2126,99 4105,09 -1978,1 
12:00 1,65 590,83 974,87 2126,99 3509,53 -1382,54 
13:00 1,54 590,83 909,88 2126,99 3275,56 -1148,57 
14:00 1,49 590,83 880,34 2126,99 3169,21 -1042,22 
15:00 1,38 590,83 815,35 2126,99 2935,24 -808,255 
16:00 1,32 590,83 779,90 2126,99 2807,62 -680,636 
17:00 1,21 590,83 714,90 2126,99 2573,66 -446,667 
18:00 1,16 590,83 685,36 2126,99 2467,31 -340,318 
19:00 1,1 590,83 649,91 2126,99 2339,69 -212,699 
20:00 0,82 590,83 484,48 2126,99 1744,13 382,858 
21:00 0,66 590,83 389,95 2126,99 1403,81 723,176 
22:00 0,49 590,83 289,51 2126,99 1042,22 1084,76 
23:00 0,38 590,83 224,52 2126,99 808,255 1318,73 
00:00 0,33 590,83 194,97 2126,99 701,906 1425,08 
12591,8 -12187,6 
Tabela para determinação do volume útil através de volumes diferenciais 
 
 
4.9.5. Determinação Da Geometria Do Reservatório 
 
4.9.6. Área do reservatório 
• H: Altura da lâmina d’água = 6 metros 
𝐴𝑟𝑒𝑠 =
𝑉𝑜𝑙ú𝑡𝑖𝑙
𝐻
 
𝐴𝑟𝑒𝑠 =
20861
4
= 𝟑𝟒𝟕𝟔, 𝟖𝟒 𝒎² 
 
 
 
 
4.9.7. Diâmetro do reservatório 
𝐴𝑟𝑒𝑠 = 𝜋𝑅² 
𝑅𝑎𝑖𝑜𝑟𝑒𝑠 = √
𝐴𝑟𝑒𝑠𝜋
= √
3476,84
𝜋
= 33,27𝑚 → 𝑅 = 33,5 𝑚 
∴ 𝑫𝒓𝒆𝒔 = 𝟔𝟕, 𝟎𝟎 𝒎 
 
4.9.8. Dimensionamento da tubulação de saída 
Dados: 
• 𝑄𝑀Á𝑋𝑑𝑖𝑎 = 724,34 𝐿/𝑠 𝑜𝑢 0,72434 𝑚3/𝑠 
• 𝑉 = 1,5 𝑚/𝑠 
𝐷𝑡𝑢𝑏 = √
4 𝑄𝑀Á𝑋𝑑𝑖𝑎
𝜋 𝑉
= √
4 ∗ 0,72434
𝜋 ∗ 1,5
= 𝟎,𝟕𝟖𝟒 𝒎 
 
4.9.9. Dimensionamento do respiro 
Onde: 
• 𝐴 = 𝜋𝐷2/4 
𝑄 = 𝐶𝑞𝐴√2𝑔(ℎ𝑟𝑒𝑠 + 𝐷𝑎𝑑𝑜𝑡) = 0,75 ∗ 𝜋 ∗ 0,92 ∗ √2 ∗ 9,81 ∗ (6 + 0,8)
= 𝟐𝟐, 𝟎𝟒 𝒎𝟑/𝒔 
 
• Adotando-se: V = 3 m/s 
𝐴 =
22,04
3
= 𝟕, 𝟑𝟓 𝒎² 
 
4.9.10. Chapéu chinês 
𝐴 =
𝜋𝐷2
4
 
𝐷𝑐ℎ𝑎𝑝é𝑢 = √
4𝐴
𝜋
= √
4 ∗ 7,35
𝜋
= 𝟑, 𝟎 𝒎 
 
 
 
 
 
4.9.11. Extravasor 
Seguindo instruções técnicas, o extravasor deverá ter seu diâmetro maior que 
a tubulação de entrada, sendo assim, fora adotado um diâmetro comercial a mais da 
tubulação de entrada, que é DN 600, portanto, o extravasor será de DN 800. 
 
Figura 1: Planta do reservatório 
 
Figura 2: Vista AA do reservatório 
 
 
 
5. CONCLUSÃO 
 A população futura tem que ser definida por previsão. O importante é que a 
previsão seja feita de modo criterioso, a fim de que a margem de erro seja pequena. 
 Para obter um sistema de abastecimento eficiente é necessário que a água 
distribuída seja capaz de atender à demanda atual e a futura até 2030. 
 
 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
 
NBR 12 213 – Projeto de Captação de Água de Superfície para Abastecimento Público, 
promulgada em 1992. 
 
NBR 12 216 – Projeto de Estação de Tratamento de Água para Abastecimento 
Público, promulgada em 1992. 
 
NETO, José M. de Azevedo, RICHTER, Carlos A. Tratamento de Água – Tecnologia 
Atualizada, 1ª Edição. 
 
NETO, José M. de Azevedo. Manual de Hidráulica - 8° Edição. 
 
NTS 020 Norma Técnica SABESP – ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS Elaboração de Projetos 
Procedimento 
 
TSUTIYA, Milton Tomoyuki; Ruy Reynaldo. Abastecimento de água – 3ª edição. 
Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da 
Universidade de São Paulo. São Paulo, 2006. 
 
 
View publication stats
https://www.researchgate.net/publication/338124254