Redes de Distribuição de Água

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Condutos forçados: Redes de 
distribuição de água
e Sistemas ramificados 
Disciplina: Hidráulica
Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
Centro de Tecnologia (CT)
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (DECA)
Profa. Albanise Barbosa Marinho
Novembro, 2025
Disciplina: Hidráulica
Assunto: Condutos Forçados
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Redes de distribuição de água
• É a unidade do sistema de abastecimento que conduz água até os pontos
de consumo (instalações prediais, pontos de consumo público, indústrias,
condomínios, sistemas de irrigação, etc), sempre de forma contínua e
segura.
• É formada por um conjunto de tubulações, acessórios, bombas,
reservatórios, etc., dispostas convenientemente de forma a garantir o bom
atendimento dos pontos de consumo em termos de condições sanitárias
(do ponto de vista físico, químico, biológico e bacteriológico, sem
impurezas prejudiciais à saúde), de vazão e pressão.
• Representam, aproximadamente, 50 a 75% do custo total do sistema
de abastecimento de água.
4
https://pmsb-funasa.uaec.ufcg.edu.br/index.php/saneamento-basico
Redes de distribuição de água
• Importância:
➢ Quantidade
➢ Regularidade
➢ Pressão adequada
➢ Qualidade (PORTARIA GM/MS Nº 888, DE 4 DE MAIO DE 2021: Altera o
Anexo XX da Portaria de Consolidação GM/MS nº 5, de 28 de setembro
de 2017, para dispor sobre os procedimentos de controle e de vigilância
da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de
potabilidade)
Redes de distribuição de água
1. Condutos principais - denominados também conduto tronco, tubulação
mestra ou primária, são tubulações com maior diâmetro, têm por finalidade
abastecer os condutos secundários. Essas tubulações são responsáveis pela
condução da água desde a saída de reservatórios ou unidades de
bombeamento até a área de abastecimento.
• Uma rede de distribuição de água normalmente é composta por dois tipos
de condutos ou tubulações (ABNT, 1994):
2. Condutos secundários- são tubulações de menor diâmetro que têm a
função de abastecer diretamente os pontos de consumo do sistema.
• Essa divisão nem sempre ocorre ou é clara nos projetos, mas pode facilitar a
manutenção e operação do sistema, minimizar problemas, e permite realizar
novas ligações facilmente com a tubulação em carga.
Redes de distribuição de água
Sistema de abastecimento de água
a) De acordo com a disposição dos condutos principais e o sentido do
escoamento nas tubulações secundárias (traçados);
b) De acordo com a alimentação dos reservatórios (Diferentes alternativas
podem e são utilizadas para o fornecimento de água para uma rede);
c) de acordo com a água distribuída;
d) de acordo com o número de zonas de pressão.
CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE DISTRIBUIÇÃO
• As redes podem ser classificadas nos seguintes grupos: 
a) De acordo com a disposição dos condutos principais e o sentido do
escoamento nas tubulações secundárias (traçados), as redes são
classificadas como rede ramificada, rede malhada e rede mista:
• Rede ramificada: o abastecimento se faz a partir de uma tubulação
tronco, alimentada por um reservatório de montante ou mesmo sob
pressão de um bombeamento, a distribuição de água é feita diretamente
para os condutos secundários, e o sentido da vazão em qualquer trecho é
conhecido.
CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE DISTRIBUIÇÃO
• As redes podem ser classificadas nos seguintes grupos: 
• É o tipo utilizado para pequenas cidades, pequenas áreas, comunidades
de desenvolvimento linear, pouca largura urbana, etc.
• Seu grande inconveniente reside no fato de que todo o abastecimento fica
sujeito ao funcionamento de uma única canalização principal. Uma
interrupção acidental em um conduto mestre prejudica sensivelmente as
áreas situadas à jusante de onde ocorreu o acidente.
Rede ramificada
Rede ramificada
- Nós: pontos de derivação de vazão e/ou mudança de diâmetro.
- Trecho: tubulação entre dois nós.
- O sentido do escoamento se dá da tubulação tronco para as tubulações
secundárias, até as extremidades mortas ou pontas secas
Rede ramificada com traçado em 
espinha de peixe
Rede ramificada com traçado em
grelha
Rede malhada
➢ São compostas por tubulações principais que formam anéis ou
circuitos, de modo a ser possível abastecer qualquer ponto do sistema
por mais de um caminho.
• Este traçado tem vantagens,
pois o escoamento da água
pode ocorrer nos dois sentidos
da tubulação, além de não
haver formação de pontas
mortas.
Rede malhada
• Uma eventual interrupção no conduto mestre não causará transtornos,
pois a água escoará em direção contrária à anterior para atender a
nova situação criada pela interrupção.
• É muito utilizada em grandes cidades, grandes áreas, comunidades
com desenvolvimento concêntrico, etc.
• É composta pela associação de redes ramificadas com redes
malhadas, ou seja, possui trechos com anéis e trechos ramificados.
Rede Mista
• As redes podem ser classificadas nos seguintes grupos:
b) De acordo com a alimentação dos reservatórios (diferentes
alternativas podem e são utilizadas para o fornecimento de água para uma
rede)
• um único reservatório de montante;
• com reservatório de jusante (pequenos recalques ou adução por
gravidade);
• com reservatórios de montante e de jusante (grandes cidades);
• sem reservatórios, alimentada diretamente da adutora (pequenas
comunidades).
CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE DISTRIBUIÇÃO
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ALTERNATIVAS PARA FORNECIMENTO DE ÁGUA PARA A REDE 
DE DISTRIBUIÇÃO
• Reservatório de montante
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ALTERNATIVAS PARA FORNECIMENTO DE ÁGUA PARA A REDE 
DE DISTRIBUIÇÃO
• Reservatório de jusante
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ALTERNATIVAS PARA FORNECIMENTO DE ÁGUA PARA A REDE 
DE DISTRIBUIÇÃO
• Reservatórios de montante e de jusante 
Fonte: http://www.shs.eesc.usp.br/
FORNECIMENTO DE ÁGUA PARA A REDE
Fonte: http://www.shs.eesc.usp.br/
FORNECIMENTO DE ÁGUA PARA A REDE
FORNECIMENTO DE ÁGUA PARA A REDE
têm entrada pelo 
nível máximo da 
água e saída no 
nível mínimo
FORNECIMENTO DE ÁGUA PARA A REDE
c) De acordo com a água distribuída 
• rede simples (rede exclusiva de distribuição de água potável); 
• rede dupla (uma rede de água potável e uma outra de água sem tratamento, 
principalmente quando há dificuldades de obtenção de água de boa qualidade). 
d) De acordo com o número de zonas de pressão (significam cada uma das
partes em que a rede é subdividida com o objetivo de impedir que as pressões
ultrapassem os limites recomendados na norma)
• zona única; 
• múltiplas zonas (comunidades urbanas com desníveis geométricos acentuados 
- mais de 50m ou muito extensas).
CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE DISTRIBUIÇÃO
Por norma, o projeto deve garantir:
• Carga de pressão dinâmica mínima de 10 a 15 mH2O – calculada com
demanda de pico no dia e hora de maior consumo e reservatórios nos níveis
mínimos.
• Carga de pressão estática máxima de 50 mH2O – calculada em condição de
vazão nula e imposta pelo nível máximo nos reservatórios ou pressões máximas
nas elevatórias presentes no sistema.
• Qualquer que seja o tipo de rede, o projeto deve satisfazer algumas condições
hidráulicas limitantes como pressão, velocidades e diâmetros, além da topografia
do terreno.
PRESSÕES MÁXIMAS E MÍNIMAS
• Diâmetro mínimo: é função das perdas de carga e das vazões disponíveis
• Limites de velocidade (NBR12218/1994)
➢ Mínima- 0,6m/s
➢ Máxima- 3,5m/s
Por norma, o projeto deve garantir:
• Em sistemas de porte, em que há diferenças de cotas topográficas
superiores a 60 m, é conveniente dividir a rede em zonas de pressão, de
modo a evitar pressões excessivas nos pontos baixos das redes (instalar
bombas, boosters ou válvulas redutoras de pressão).
CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO DAS 
REDES
CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO DAS 
REDES
CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO DAS REDES
• Segundo a NBR 12218/94:
➢ Tubulações secundárias : 50 mm
➢ Tubulações principais: não há recomendação
• Diâmetros
• Segundo a NB 594/77 – tubulações principais:
➢ 150 mm : zonas comerciais ou residenciais( 150 hab/ha)
➢ 100 mm : núcleos urbanos (pop  5.000 hab)
➢ 75 mm: núcleos urbanos (pop  5.000 hab)
CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO 
DAS REDES
•Diâmetros fora de uso para ferro fundido
VAZÃO DE ADUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO
• Um sistema público de abastecimento de água é constituído por várias
unidades, como captação, bombeamento, adução, unidade de tratamento,
reservação e, finalmente, rede de distribuição.
• O dimensionamento de cada unidade tem por parâmetro de cálculo a
vazão de demanda, que é diretamente proporcional à população a ser
atendida.
• Para levar em conta as variações diárias de demanda ao longo do ano,
a vazão média é multiplicada por um fator de reforço k1, definido como
coeficiente do dia de maior consumo (1,25 – 1,50).
• Como o consumo de água de uma cidade varia no decorrer do dia, a 
vazão média é multiplicada por outro fator de reforça K2 - coeficiente da 
hora de maior consumo do dia (1,50)
VAZÃO DE ADUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO
𝑄𝑎 =
𝐾1 ∗ 𝐾2 ∗ 𝑃 ∗ 𝑞
3600 ∗ ℎ
Onde: 
Qa = vazão, l/s
K1 = coeficiente de máxima vazão diária
K2 = coeficiente de máxima vazão horária (hora de maior consumo)
P = população final da área a ser abastecida, hab
q = consumo per capita final de água l/hab.dia
h – número de horas de funcionamento do sistema. 
𝑞𝑚 =
𝐾1 ∗ 𝐾2 ∗ 𝑃 ∗ 𝑞
86.400 ∗ 𝐿
Onde: 
qm = vazão de distribuição em marcha l/s.m
L = extensão total da rede, m
➢ Vazão específica relativa à extensão da rede
➢ Vazão específica relativa à área
𝑞𝑑 =
𝐾1 ∗ 𝐾2 ∗ 𝑃 ∗ 𝑞
86.400 ∗ 𝐴
Onde: 
qd = vazão específica de distribuição (l/s.ha)
A = área a ser abastecida, ha
Coeficiente da hora de maior consumo (K2)Coeficiente do dia de maior consumo (K1)
37
Disponível em : http://planetasustentavel.abril.com.br/infograficos/#planeta-sustentavel.
38
Segundo a ANA, com base em dados de 2017, as famílias brasileiras têm um uso total de
água per capita por dia de 116 litros, sendo que a utilização no Sudeste e Sul supera a média
nacional respectivamente com 143 e 121 litros. Já no Nordeste, Norte e Centro-Oeste o uso é
de respectivamente 83, 84 e 114 litros diários de água por membro de cada família.
Exemplo: 
População atendida: 5000 habitantes
Consumo per capita: 200 l/hab.dia
O comprimento da rede abastecida é de 1350 m.
Coeficiente do dia de maior consumo: K1 = 1,20
Coeficiente da hora de maior consumo: K2 = 1,50
a) Calcule a vazão total da rede.
b) Calcule da taxa de consumo linear.
Hidráulica dos Sistemas Ramificados
➢ Um sistema hidráulico é dito ramificado quando em uma ou mais seções de um
conduto ocorre variação da vazão por derivação da água.
➢ A derivação de água pode ser para um reservatório ou para o consumo direto em
uma rede de distribuição.
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➢ Serão analisados dois casos clássicos e simples de sistemas de distribuição de
água ramificados: tomada de água entre dois reservatórios e entre três
reservatórios.
➢ Um tipo de sistema de abastecimento para uma rede de distribuição de água
pode ser feito através de dois reservatórios, em cotas distintas.
• Este tipo de problema acontece nas redes de abastecimento de água nas quais 
pode ocorrer grande variação da demanda durante o dia.
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Sistemas Ramificados
Tomada d`água entre dois reservatórios
• O reservatório superior será sempre abastecedor e o reservatório inferior,
chamado reservatório de compensação, reservatório de jusante ou
reservatório de sobra, pode funcionar como abastecedor ou não, dependendo
da demanda na tomada d`água intermediária.
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Tomada d`água entre dois reservatórios
• Considere dois reservatórios R1 e R2 interligados pela tubulação ABC,
em que B é a seção de tomada d`água, e mantidos em nível constante.
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• O trecho AB tem comprimento L1 e diâmetro D1 e o trecho BC tem
comprimento L2 e diâmetro D2.
Tomada d`água entre dois reservatórios
• Se em princípio, a solicitação de vazão em B for nula (registro fechado), a
vazão que sai de R1 chega integralmente em R2 e a linha piezométrica é dada
por LB1M.
∆𝐻 = 𝑍1 − 𝑍2
45
• Nesta situação, os dois trechos funcionam como condutos em série sujeitos a
uma perda de carga total igual a:
Tomada d`água entre dois reservatórios
∆𝐻 = 𝑍1 − 𝑍2
A vazão pode ser determinada como:
∆𝐻 = ∆𝐻T1 + ∆𝐻𝑇2 = 0,0827 𝑄2
𝑓1𝐿1
𝐷1
5 +
𝑓2𝐿2
𝐷2
5
𝑄 =
∆𝐻
0,0827
𝑓1𝐿1
𝐷1
5 +
𝑓2𝐿2
𝐷2
5
∆𝐻 =
𝑓 ∗ 𝐿 ∗ 𝑉2
2𝑔𝐷
∆𝐻 = 0,0827 𝑓 ∗ 𝐿
𝑄2
𝐷5
∆𝐻 = ∆𝐻T1 + ∆𝐻𝑇2
Sabendo que
46
𝑄𝐵 =
𝑍1 − 𝑍2 𝐷1
5
0,0827 𝑓1 𝐿1
• A medida que a solicitação em B aumenta, a linha piezométrica cai pela
cota piezométrica em B e consequentemente redução da vazão que
chega a R2.
• Se a cota piezométrica B3 for igual ao nível d’água Z2, a linha
piezométrica B3M é horizontal e a vazão no trecho 2 é nula.
47
• O reservatório R1 abastecerá somente a derivação QB.
• A vazão retirada em B, neste caso é dada por:
𝑄𝐵 =
𝑍1 − 𝐵4 𝐷1
5
0,0827 𝑓1 𝐿1
+
𝑍2 − 𝐵4 𝐷2
5
0,0827 𝑓2 𝐿2
• Se a retirada de água aumenta na derivação B, a cota piezométrica em
B cai para B4 (B4 fica menor que z2). O reservatório R2 passa a operar
também como abastecedor e a vazão retirada é a soma das vazões
nos dois trechos.
48
• Sendo B4 a cota piezométrica em B, a vazão retirada QB é dada por:
Problema dos três reservatórios
Ocorre na situação em que tem-se:
• 3 reservatórios;
• Mantidos em níveis constantes e conhecidos;
• Interligados por três tubulações de comprimentos, diâmetros e
rugosidades definidos
Objetivo é saber: Como as vazões
são distribuídas pelos 3 condutos na
condição de regime permanente, isto
é, estando o sistema em equilíbrio.
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Problema dos três reservatórios
• Para determinar as vazões será necessário conhecer o valor da cota
piezométrica no ponto de bifurcação, ou seja, no ponto B.
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Se Z1  Z2  Z3 – é notável que: 
• o reservatório 1 será sempre 
abastecedor
• o reservatório 3 será sempre 
abastecido.
• Existem a princípio três possíveis posicionamentos distintos da Linha Piezométrica,
que permitem avaliar a dinâmica de funcionamento do sistema, indicando o papel
exercido pelos reservatórios e os sentidos das vazões nas tubulações.
• Seja X o valor da cota piezométrica em B.
• Três situações se apresentam:
R1 abastece R2 e R3 ou Q1 = Q2 + Q31) Se X > Z2
2) Se X = Z2 Q2 = 0 e Q1 = Q3
3) Se X Q3, deve-se aumentar a cota
piezométrica em B, de modo a diminuir Q1 e
aumentar Q3 e Q2.
• Se Q1 Z2
Se Xde M. Porto)
O esquema de adutoras mostrado na figura faz parte de um sistema de distribuição de água
em uma cidade, cuja rede se inicia no ponto B. Quando a carga de pressão disponível no
ponto B for 20,0 mca, determine a vazão no trecho AB e verifique se o reservatório II é
abastecido ou abastecedor. Nesta situação, qual a vazão QB que está indo para a rede de
distribuição? A partir de qual valor da carga de pressão em B a rede é abastecida somente
pelo reservatório I? Material das tubulações: aço rebitado novo (C =110). Despreze as perdas
localizadas e as cargas cinéticas e utilize a fórmula de Hazen-Williams.
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𝑃𝐵
𝛾
=
56
Exercícios 2: A água escoa por uma tubulação de ferro fundido com leve oxidação (e
= 3,0 mm), com diâmetro de 50 mm e velocidade de 1,20 m/s. Os coeficientes de
perdas de carga localizadas são: entrada e saída da tubulação K = 1,0, cotovelo 90° K
= 0,9, curvas de 45° K = 0,2 e registro de ângulo, aberto, K = 5,0. Determine, usando a
equação de Darcy-Weisbach (Equação universal da perda de carga). Considere f =
0,034.
(a) A vazão transportada
(b) Querendo reduzir a vazão para 1,96 L/s pelo fechamento parcial de um registro,
qual deve ser a perda de carga localizada no registro
Exercício 3: De acordo com o esquema da figura abaixo, pede-se: 
a) Determine o diâmetro de um tubo de PVC para as condições do esquema abaixo:
b) Qual seria a perda de carga se fossem utilizados tubos com diâmetros de 50 ou 75 mm?
c) Como a máxima perda de carga sem bombeamento é de 65 mca, não é possível escoar
5 L/s com tubos de 50 mm (hf = 88,87 mca). Portanto, haverá uma diminuição da vazão.
Qual será a vazão se forem utilizados tubos com diâmetro de 50 mm?
57
P = 0
P = 0
albanise.marinho@academico.ufpb.br
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