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LISTA DE EXERCÍCIOS SANEAMENTO BÁSICO CONSUMO, MANANCIAIS, CAPTAÇÃO, RECALQUE E ADUÇÃO 1) Os dados do censo demográfico realizado no ano de 2000 apontaram que um determinado município tinha 323.000 habitantes. No ano de 2010 a população levantada pelo censo foi de 370.126 habitantes. Estime a população para o ano de 2013 com base nos métodos: aritmético e geométrico. 2) Determine as vazões para os diferentes componentes de um sistema de abastecimento de água que atenderá uma população de 300.000 habitantes e que atenda também uma indústria com a vazão de 15 l/s. O consumo médio per capita da população é de 210 l/hab.dia. Na ETA o consumo é de 5%. Adotar K1=1,2 e K2=1,4. 3) Os seguintes dados, referentes a um determinado município, foram levantados por uma concessionária de serviços de saneamento básico: População = 17.000 habitantes Consumo per capita = 200 l/hab.dia Máximo consumo diário do ano = 250 l/hab.dia; Consumo médio diário do ano = 200 l/hab.dia; Maior vazão horária do dia = 53 l/s; Vazão média do dia = 38 l/s. Consumo na ETA = 3%. Para estas condições, determine qual deverá ser as vazões nos diferentes pontos do sistema de abastecimento de água (captação até ETA; ETA até o reservatório e do reservatório até a rede de distribuição). Considere que não há consumo específico neste sistema. 4) Considere um sistema de abastecimento de água com a seguinte configuração: Tal sistema atende uma população de 50.000 habitantes, cujo consumo per capita é de 180 l/hab.dia. Após o tratamento, a adução da água tratada é feita por duas adutoras, sendo que a adutora 1 abastece uma população de 21.500 habitantes e uma indústria com consumo de 8,0 l/s e a adutora 2 abastece somente o restante da população. Calcule as vazões dos diferentes trechos do sistema. Considerar K1 = 1,1; K2 = 1,3 e consumo na ETA = 3%. 5) Os dados do censo demográfico realizado no ano de 2.000 apontaram que um determinado município tinha 52.000 habitantes. No ano de 2.010 a população levantada pelo censo foi de 61.000 habitantes. Para o ano de 2015 qual deverá ser a vazão da rede de distribuição para que o sistema de abastecimento de água atenda toda essa população? Considere que o consumo per capita desta população é igual a 205 l/hab.dia, k1 = 1,2 e k2=1,3. Para a estimativa da população utilize o método aritmético. 6) Um sistema de abastecimento de água irá atender uma população de 64.000 habitantes, cujo consumo per capita é de 180 l/hab dia e uma indústria que consome 8 l/s. Determine a vazão a ser transportada pela adutora de água bruta. Adotar: k1 = 1,3 e consumo na ETA = 5%. 7) Determine a vazão de uma adutora de água tratada que deverá atender uma população de 42.000 habitantes, com consumo per capita de 225 l/hab dia. Adote k1 = 1,25 8) Sabendo que o volume de água produzido pelo sistema de abastecimento de água de um determinado município foi de 1.456.126 m3 ao longo de um ano e que o volume de água efetivamente consumido pela população (medido nos hidrômetros) no mesmo período foi de 962.880 m3, determine o índice de perdas. 9) Com base na fatura mensal de água de sua residência, determine o consumo médio de água (em l/hab.dia) de sua família para um determinado mês. 10) De toda a água presente no planeta, somente cerca 3,0% é água doce, sendo que deste percentual, 2,2% está armazenado em geleiras e o restante compõe as reservas de água subterrânea e superficial do planeta. O Brasil, embora disponha de cerca 12% de toda água doce superficial presente no planeta, apresenta regiões com escassez hídrica e até mesmo conflitos pelo uso da água. Justifique tal situação. 11) Na região metropolitana de São Paulo, onde predominam corpos hídricos de cabeceira, ao longo das últimas décadas o que se tem observado é um constante aumento na demanda de água em função do crescimento populacional e industrial. Além disso, há déficit nos serviços de saneamento, urbanização e crescimento desordenado, elevada impermeabilização do solo, o que impacta os corpos hídricos da região. Como a combinação destes fatores pode afetar na disponibilidade hídrica nesta região? 12) Quais são os tipos de barragens utilizadas na captação de água para o abastecimento público e em que condições se utiliza cada uma delas? 13) O que significa o termo “volume morto” de uma represa que é utilizada para abastecimento de água? 14) Um desarenador que deverá operar com vazão de 200 l/s terá 2 metros de largura. Determine as demais dimensões considerando a velocidade crítica de sedimentação igual a 0,021 m/s, velocidade longitudinal igual a 0,3 m/s e coeficiente de 1,5 para o comprimento. 15) Um conjunto motor-bomba (B) recalca certa vazão de água da unidade A para a unidade C. Sabendo que as perdas de carga que ocorrerão na sucção e no recalque são iguais a 1,5 m e 18 m, respectivamente, qual é a altura manométrica correspondente? 16) Um conjunto motor-bomba (B) recalca certa vazão de água da unidade A para a unidade C. Sabendo que as perdas de carga que ocorrerão na sucção e no recalque são iguais a 2 m e 15 m, respectivamente, qual é a altura manométrica correspondente? C NA B A C NA NA 35 m 2,5 m 17) Um conjunto motor-bomba recalca 50 litros de água por segundo a altura manométrica de 30 metros. Sabendo-se que o rendimento da bomba nestas condições é de 74%, qual é a potência da bomba em questão? 18) Para o sistema de recalque abaixo, sabe-se que a perda de carga na sucção é de 0,80 m e que para o conjunto motor-bomba adotado, o NPSH requerido é de 3,0 m. Avalie se pode ou não ocorrer o fenômeno de cavitação nestas condições. Adote: Patm/ɣ (300m) = 9,96 m Pvapor/ɣ (20ºC)= 0,24 m 19) Para o sistema de recalque abaixo, sabe-se que a perda de carga na sucção é de 3,0 m e que para o conjunto motor-bomba adotado, o NPSH requerido é 8,0 m. Avalie se pode ou não ocorrer o fenômeno de cavitação nestas condições. Adote: Patm/ɣ (900m) = 9,22 m Pvapor/ɣ (20ºC)= 0,24 m B A NA 22 m 3,0 m NA NA B 40 m 3 m NA 20) Com base na curva abaixo, determine qual o tipo de bomba indicado para as seguintes situações: a) Altura manométrica de 23 metros e vazão de 28 m3/h: b) Altura manométrica de 50 metros e vazão de 30 m3/h: c) Altura manométrica de 80 metros e vazão de 100 m3/h: d) Altura manométrica de 6 metros e vazão de 12 m3/h: e) Altura manométrica de 65 metros e vazão de 70 m3/h: 21) Com base nas curvas abaixo, indique qual seria o rendimento e o NPSH requerido para as seguintes condições: a) Altura manométrica de 18 metros e vazão de 60 m3/h: b) Altura manométrica de 21 metros e vazão de 47,5 m3/h: c) Altura manométrica de 19 metros e vazão de 45 m3/h: d) Altura manométrica de 21 metros e vazão de 25 m3/h: NA B 40 m 1,5 m 22) Como as adutoras podem ser classificadas no que se refere ao tipo de água a ser transportada e energia utilizada para que ocorra a movimentação da água? 23) Explique quais são as consequências da ocorrência de transientes hidráulicos no sistema de adução. Cite e explique dois tipos de dispositivos utilizados para minimizar os efeitos dos transientes hidráulicos. 24) Qual a função dos dispositivos: válvulas de descarga, ventosas(válvulas de admissão e/ou expulsão de ar) e blocos de ancoragem utilizados em adutoras? 25) Um município, em função de sua atual população, requer uma vazão de 40 l/s para que toda população seja atendida adequadamente. A única adutora de água tratada, cujo material é aço com mais de 20 anos de uso (C=90), apresenta diâmetro de 0,150 m e comprimento igual a 1.250 m. A adução ocorre por gravidade em conduto forçado e o desnível entre a ETA e o reservatório é de 30 m. Nestas condições, verifique se a adutora em questão ainda apresenta capacidade para atender adequadamente a população atual. 26) A adutora representada pelo perfil abaixo deve conduzir a vazão de 150 l/s. Verifique se há ou não possibilidade de que ocorra pressão negativa nesta adutora. Coeficiente de rugosidade da tubulação = 125. 27) A adutora representada pelo perfil abaixo deve conduzir a vazão de 300 l/s. Verifique se há ou não possibilidade de que ocorra pressão negativa nesta adutora. Coeficiente de rugosidade da tubulação = 125. RESPOSTAS: 1) Método aritmético: população = 384.264 hab.; método geométrico: população = 385.562 hab. 2) Vazão da captação até ETA (Q1) = 934,5 l/s; vazão da ETA até reservatório (Q2) = 890 l/s; vazão do reservatório até a rede de distribuição (Q3) = 1.240 l/s. 3) Vazão da captação até ETA (Q1) = 50,67 l/s; vazão da ETA até reservatório (Q2) = 49,19 l/s; vazão do reservatório até a rede de distribuição (Q3) = 68,38 l/s. 4) Vazão da captação até ETA (Q1) = 126,3 l/s Para a adutora de água tratada 1: vazão da ETA até reservatório (Q2) = 57,3 l/s; vazão do reservatório até a rede de distribuição (Q3) = 72,1 l/s. Para a adutora de água tratada 2: vazão da ETA até reservatório (Q2) = 65,3 l/s; vazão do reservatório até a rede de distribuição (Q3) = 84,9 l/s. 5) Q = 242,4 l/s. 6) Q = 190,4 l/s. 7) Q = 136,7 l/s. 9) 33,87% 14) L = 7,14 m e h = 0,33 m 15) H = 54,5 m. 16) H=42,0 m. 17) P = 27 CV ou 26,7 HP. 18) não. 19) sim. 25) Não atende adequadamente.
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