Projeto cidade

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Hidraúlica
23/05/2015
Projeto de abastecimento de água, coleta, transporte e tratamento de esgoto, e drenagem de águas pluviais em uma pequena cidade.
Introdução
Estabelecer sistemas de abastecimento de água potável e de remoção de dejetos tornou-se o mais importante projeto de infraestrutura de toda cidade industrializada do planeta. No Brasil, milhares de pessoas ainda sofrem com as chamadas doenças de veiculação hídrica e o tratamento de esgoto é inadequado ou inexistente em muitas localidades.
A disposição adequada dos efluentes deve atender aos objetivos sanitário, estético e socioeconômico, sendo indispensável para a melhoria da saúde da população e redução dos recursos aplicados no tratamento de doenças; impacta ainda na diminuição dos custos de tratamento da água para abastecimento (que seriam ocasionados pela poluição dos mananciais), eliminação da poluição estética/visual e desenvolvimento do turismo, e na conservação ambiental.
15/06/2016
Objetivo
Desenvolver um projeto de abastecimento de água, coleta, transporte, tratamento de esgoto, e drenagem de águas pluviais em uma pequena cidade.
15/06/2016
Desenvolvimento
Todos os estudos foram projetados com base em dados do IBGE para uma cidade brasileira com taxa de crescimento de 1,9 a.a. Esta cidade hoje tem 5000 habitantes e terá em 30 anos, 8960 habitantes.
O loteamento apresentado para elaboração do Sistema de abastecimento de água tem um total de 7 bairros, consideramos que em cada bairro moravam em media 1280 pessoas totalizando 8960 habitantes.
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Estação de Tratamento de Água (ETA)
A água, antes de chegar aos reservatórios de nossas casas, é captada na superfície (em barragens, rios e lagos) e passa por uma série de etapas que irão purificá-la, para que possa ser consumida. As águas retiradas da superfície são tratadas nas chamadas ETA’s (Estações de Tratamento de Água).
Podemos dizer que estas etapas de tratamento são: coagulação, decantação, filtração e desinfecção, como mostra o desenho abaixo:
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Estação de Tratamento de Esgoto (ETE)
A água com impurezas que retorna de casas, empresas e indústrias passa por várias etapas para ser despoluída e devolvida ao meio ambiente. Um processo que leva até vinte dias, na fase líquida e sólida, para que sejam retirados todos os dejetos.
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15/06/2016
Encontrando a vazão para a cidade
Consumo médio
Para a vazão da cidade foi adotado os seguintes parâmetros:
q = consumo per capita por dia (200L)
População = 8960 habitantes
Q (media) = população x q
Q= 1.814.000 L/dia ou 0,021m³/s
 
Consumo médio diário em m³/s = 0,021m³/s
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Dimensionamento de Consumo dos Bairros
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Dimensionamento de Consumo do Centro Comercial
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9
Recaptulando os consumos
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Consumo médio da cidade
Consumo médio diário em m³/s = 0,021 m³/s
Consumo médio dos bairros
Consumo médio diário em m³/s = 0,00178 m³/s por bairro
Consumo médio diário para 7 bairros = 0,00178 x 7 = 0,01246 m³/s
Consumo médio do centro comercial
Consumo médio diário em m³/s = 0,00823 m³/s
Consumo da cidade = consumo dos bairros + consumo do centro comercial
Consumo da cidade = 0,01246 m³/s + 0,00823 m³/s = 0,02069 m³/s ~ 0,021m³/s 
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Capacidade do reservatório: 5 x 1.814 = 9.070 m³
O Projeto prevê 2 reservatórios com capacidade igual a
 5 vezes o consumo médio diário da cidade. 
Reservatório
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Layout
Tubulação de Recalque
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Tubulação de Recalque
Perda de Carga do Recalque
 
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Comprimento Equivalente Recalque (Leqr)
1,9 + 51 + 1,3 = 54,2 m
 
Comprimento da Tubulação (L1): 72m
Comprimento Equivalente do Recalque (Leqr): 54,2 m
Comprimento Total (L) = (L1) + (Leqr) = 126,2 m
Diâmetro da Tubulação (D) = 140 mm
Vazão (Q) = 0,021 m³/s
(C) = 150
 
 
Formula de Hazen Wilians
 A Perda de Carga do Recalque Hf =
 1,4 mca
 
Tubulação da Sucção
Perda de Carga da Sucção
 
15/06/2016
 
Comprimento Equivalente Sucção (Leqs)
43 + 2,1 + 20 = 65,1 m
 
Comprimento da Tubulação (L1): 12m
Comprimento Equivalente da sucção (Leqs): 65,1 m
Comprimento Total (L) = (L1) + (Leqs) = 77,1 m
Diâmetro da Tubulação (D) = 160 mm
Vazão (Q) = 0,021 m³/s
(C) = 150
 
 
Formula de Hazen Wilians
 A Perda de Carga da Sucção Hf =
 0,449 mca
 
Altura Manométrica do Recalque
(Hgrec)= 70 m
(Hfrec) = 1,4 mca
(Hmrec) = Hgrec + Hfrec = 70 + 1,4 = 71,4 mca
 
15/06/2016
 
 
Altura Manométrica da Sucção
(Hgsuc)= 2 m
(Hfsuc) = 0,449 mca
(Hmrec) = Hgrec + Hfrec = 2 + 0,449 = 2,449 mca
 
Altura Manométrica Total
(Hmtotal) = Hmrec + Hmsuc = 71,4 + 2,449 = 73,849 mca
 
15/06/2016
 
 
Altura Manométrica da Sucção
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Bomba
2 Bombas para abastecimento (principal e reserva) em paralelo.
Ү = 1000 N/m³
Q = 0,021 m³/s x 1,3 = 0,0273 m³/s
n=69%
(Hmtotal) = Hmrec + Hmsuc = 
71,4 + 2,449 = 73,849 mca
Pot, Absorvido com 69% de rendimento = 39 cv
Pot = Y.Q.Hmtotal
 75.n
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Bomba
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Bomba
Bomba de mercado: 
JC-40I – Beto Bombas
Perda de Carga da Rede de Distribuição
(Cidade na Cota de 25m)
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Drenagem
O cálculo para tubulação da drenagem leva em consideração a vazão média da cidade com uma perda de 20% ;
Parte da população costuma confundir as redes de coleta de esgoto com as redes de drenagem pluvial e, por essa razão, utilizam os sistemas de forma errada. A drenagem de água de chuva, por sua vez, deve ser feita pelas prefeituras municipais. A má utilização da rede de drenagem pluvial e da rede coletora de esgoto traz sérios problemas para a população, especialmente durante o período de chuvas.
O esgoto domiciliar é coletado in natura por uma rede separada e direcionado até uma estação de tratamento. Depois de tratado, ele é devolvido ao meio ambiente, sem riscos de poluir os mananciais. As águas pluviais são lançadas no mar, rios ou em lagoas de captação por meio de galerias construídas pelas prefeituras.
A ligação de esgoto na rede de drenagem traz prejuízos para a população e para o meio ambiente. Quando isso ocorre, a rede drenagem lança o esgoto sem tratamento no mar, em rios e lagos. Além disso, provoca mau cheiro  nas vias públicas proveniente dos bueiros.
Já o lançamento indevido de água de chuva na rede coletora de esgoto pode causar extravasamentos, o retorno de esgoto nas residências e nos poços de visita, que dão acesso às redes de serviço subterrâneas. Isso ocorre porque a tubulação de esgoto foi dimensionada para receber somente esgoto e não suporta o volume do efluente doméstico misturado à água da chuva.
Como não existe conexão entre as duas redes, os imóveis não podem canalizar a água da chuva para a rede de esgoto. Essa ligação é considerada clandestina. A água da chuva jogada irregularmente empurra o esgoto para as ruas e para os mananciais que abastecem as cidades, quando a população faz a ligação de rede de esgoto na rede de drenagem.
 
Profundidade e Recobrimento do
Coletor de Esgoto
Diâmetro mínimo = 100 mm
Profundidades: Mínima: 1m; Máxima: 4,5m; Desejável: 1,5 a 2,5m
 
Poço de Visita
A Associação Brasileira de Normas Técnicas(1986b), recomenda na NBR9649 que as dimensões dos poços de visita devem obedecer aos seguintes limites: 
Diâmetro mínimo do tampão deve ser de 0,60 m; 
Dimensão mínima da câmara de 0,80 m.
Distância entre PVs seja aquela que possibilite o alcance dos instrumentos de limpeza. 
Projetar Distâncias da ordem de 100 m.
Recomendações para Projeto
(Poços de visita)
Quando o coletor afluente apresentar um desnível com altura maior ou igual a 0,50 m em relação ao coleto refluente: 
Adotar:
 NBR9649  Utilização de tubo de queda