Adutoras de àgua

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Curso: Saneamento Ambiental – S IV
Disciplina: Saneamento I – Prof. Mauricio Barreto
AULA 3: Adutoras 
� ADUTORAS
• Considerações 
- Canalizações – Sistema de abastecimento de água;
- Conduzem água: unidades que precedem a rede de distribuição;
- Interligam (captação; ETA e reservatórios); 
- Não distribuem água aos consumidores;
- Subadutoras � conduzir água a outros pontos do sistema.
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• Classificação
a) Quanto a natureza da água transportada:
� adutora de água bruta – antes da ETA;
� adutora de água tratada – depois da ETA.
b) Quanto a energia para movimentação da água:
� Adutora por gravidade
- Conduto forçado: água está sob pressão maior que a atmosfera;
- Conduto livre: água permanece sob pressão atmosférica.
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� Adutora por recalque
- transportam água de um ponto a outro com cota mais elevada �
(EE);
- recalque simples ou duplo.
� Adutoras mistas
- trechos por recalque e por gravidade.
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� Vazão de dimensionamento
- Horizonte do projeto;
- Vazão de adução;
- Período de funcionamento.
I. Horizonte do projeto – média 20 anos
a. vida útil da obra;
b. evolução da demanda de água;
c. flexibilidade na ampliação do sistema;
d. custo de energia elétrica. 
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III. Período de funcionamento 
• Função do dimensionamento hidráulico
- Adução por gravidade: 24 h/dia;
- Adução por recalque: 16 a 24 h/dia – economia de energia elétrica;
- Bombeamento fora do horário de ponta: 3h – entre 17:00 e 22:00 h.
• Dimensionamento Hidráulico
- Vazão (Q);
- Velocidade (v);
- Perda de carga unitária (J);
- Diâmetro.
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• Equações para cálculo das perdas de carga
I. Adução por gravidade em conduto livre
� Perdas distribuídas 
Equação de Chézy (1775)
( )
( )
Chézy. de ecoeficient C
mm energia de linha da edeclividad I
m hidráulico raio R
m/s, ,escoamento do média e velocidad V
:Onde
H
=
=
=
=
= IRCV H
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� Equação de Manning
( )
 (m/m) edeclividad I
(m) molhado perímetro :P 
hidráulico raio :R
);(m escoamento de seção :A
o);conservaçã e (natureza Manning de coeficiene :n
:Onde
1
2
2132
=
=
⋅⋅⋅=
P
A
IRA
n
Q
- Equação da continuidade
(m). diêmetro D
(m/s); escoamento de e velocidad
)(m escoamento de seção da área 
)/(m vazãoQ
:Onde
4
2
3
2
=
=
=
=
=⋅=
v
A
s
D
vAvQ pi
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• Equações para cálculo das perdas de carga
II. Adução por gravidade em conduto forçado
� Perdas distribuídas
Fórmula Universal (1850)
m3/s vazão, Q
)(m/s gravidade da aceleração g
(m) tubulaçãoda diâmetro D
(m/s) média e velocidad V
(m) tubulaçãoda ocompriment L
atrito de ecoeficient f
(m) carga de perda h 
:Onde
2
2
2
=
=
=
=
=
=
=∆
=∆
g
V
D
Lfh
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• Equações para cálculo das perdas de carga
II. Adução por gravidade em conduto forçados
� Perdas distribuídas
Fórmula de Hazen-Williams (1903)
 tubo).do paredes das estado e (natureza rugosidade de ecoeficient C
mm; diâmetro, D
;/m vazão,Q
m/m; unitária, carga de perda J
:onde
 65,10
3
87,485,185,1
=
=
=
=
=
−−
s
DCQJ
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�A fórmula também pode ser escrita explicitando a Q ou a v.
 355,0
 279,0
54,063,0
54,063,2
JCDv
JCDQ
=
=
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• Equações para cálculo das perdas de carga
II. Adução por gravidade em conduto forçados
� Perdas localizadas
)(m/s gravidade da aceleração g
(m/s) média e velocidad V
escoamento de condições das casos, alguns em e, parede da rugosidade
da Reynolds, de número do ade,singularid da depende que aladimension ecoeficient K 
(m) localizada carga de perda h
 :Onde
2
2
L
2
=
=
=
=∆
=∆
g
VKhL
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carga. de Perdas de UniversalEquação
 como conhecida tambémé equação Esta relativa. rugosidade
 a é K/D e asperezas, das tamanhoseja,ou te,equilvalen rugosidade a éK Onde
51,227,0log21
: expressão pela odeterminad é f Onde
 .
8
2
. 5
2
2
2








+−=






=





=
fND
K
f
D
Q
g
f
gD
vfJ
R
pi
• Equações para cálculo das perdas de carga
II. Adução por gravidade em conduto forçados
� Fórmula de Darcy
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III. Condutos por recalque
� Fórmula de Bresse
 1,2 k 
/s);(m vazão Q
(m); diâmetro
:onde
3
=
=
=
⋅=
D
QkD
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•Materiais das adutoras
- Pressão interna; 
- Cargas externas; 
- Natureza da água transportada: qualidade e quantidade
- Custo de implantação;
- Diâmetros comerciais;
- Durabilidade.
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I. Ferro fundido:
- Longa durabilidade; 
- Facilidade de assentamento e conexão;
- Peso e custo elevados;
- Elevada resistência à pressão internas e 
cargas externas;
- Diâmetro de até 1 200 mm (V máx. 3 m/s)
Adutora em ferro fundido.
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II. PVC:
- Longa durabilidade; 
- Facilidade de assentamento, conexão e reparo;
- Peso leve; baixo custo;
- Baixa resistência à pressão interna e moderada à cargas externa;
- Diâmetro de até 300 mm.
Tubulação de PVC.
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III. Aço:
- Elevada resistência à pressão interna
- Baixa resistência à cargas externas e à corrosão;
- Corrosão: revestimento externo (pintura anti-corrosiva);
- Fácil montagem e conserto;
- Diâmetro > 600 mm (preços mais competitivos);- V. máx. - 6,00 m/s.
Adutora em aço.
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IV. Concreto:
- Baixa resistência à pressão interna;
- Elevada resistência à cargas externas;
- Peso elevado e difícil manuseio;
- Concreto simples (200 a 1000 mm) e armado (400 a 2000 mm);
- V. máx. - 4,50 m/s.
Assentamento de adutora em concreto.
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• Peças especiais e órgãos acessórios
� Registros de parada:
- interromper o fluxo da água. 
- localização: à montante e ao longo da linha.
� Válvulas de descarga:
- colocadas nos pontos baixos das adutoras (derivação);
� Válvulas redutoras de pressão;
- dispositivos intercalados na rede;
- diminuição permanente de pressão interna na linha, a partir do 
ponto de colocação. 
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� Ventosas.
- colocados nos pontos elevados de tubulações
- destinam-se a permitir a expulsão de ar durante o enchimento da 
linha ou ar que normalmente se acumula nesses pontos. 
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TRECHO 1 – DADOS CONHECIDOS:
•Vazão que será transportada: 15 m3/h.
•Cota do início = 500 m (cota do nível da água no açude);
•Cota do final = 492,5 m (cota do nível da água na caixa de 
passagem);
•Comprimento L = 460 m (distância do início da canalização 
até a caixa de passagem).
CANALIZAÇÕES DISTINTAS DE MESMA VAZÃO 
EXEMPLO 
Pergunta:
Que diâmetro deverá ter a canalização para que seja capaz de 
transportar a vazão necessária com o valor de J disponível?
C = 140
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TRECHO 2 – DADOS CONHECIDOS:
•Vazão que será transportada: 15 m3/h
•Cota do início = 492,5 m (cota do nível da água na caixa de 
passagem);
•Cota do final = 467,5 m (cota do nível da água no ponto final 
de utilização);
•Comprimento L = 240 m (distância do início da canalização 
até a caixa de passagem).
Pergunta:
Que diâmetro deverá ter a canalização para que seja capaz de 
transportar a vazão necessária com o valor de J2 disponível?
C = 140