PROJETO DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DA CIDADE DE CAICÓ

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PROJETO DE ABASTECIMENTO 
DE ÁGUA DA CIDADE DE CAICÓ - 
RN 
3a PARTE 
 
Alunos: 
Alysson Brito 
Andrey Bernardes 
Rafael Gomes 
Tairone Paz e Albuquerque 
Wlysses Wagner 
 
 
 
 
Campina Grande, Março de 2014. 
 
CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS 
UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA CIVIL 
ÁREA DE ENGENHARIA DE RECURSOS HIDRICOS 
Universidade Federal de Campina Grande – UFCG. Área de Engenharia de Recursos Hídricos. 
2014.2 - Projeto de Abastecimento de Água da Cidade de Caicó – RN 
 
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SUMÁRIO 
LISTA DE FIGURAS 5 
LISTA DE TABELAS 6 
1. APRESENTAÇÃO 7 
2. CARACTERÍSTICAS DO MUNICÍPIO 8 
2.1 Localização e acesso 8 
2.2 Aspectos Socioeconômicos 9 
2.3 Aspectos Fisiográficos 9 
2.3.1 Clima 9 
2.3.2 Formação Vegetal 10 
2.3.3 Solos 10 
2.3.4 Relevo 11 
2.3.5 Geologia 11 
2.4 Hidrografia 13 
2.5 Bacia Hidrográfica Piranhas/Açu 14 
2.6 Sistema de abastecimento atualmente 15 
3. MEMORIAL DESCRITIVO 16 
3.1 Concepção do projeto 16 
3.2 Captação 16 
3.3 Locação da Estação de Tratamento de água e do reservatório 18 
3.4 Croqui do sistema proposto 20 
3.5 Adução 20 
3.5.1 Água bruta 20 
3.5.2 Água tratada 20 
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4. MEMORIAL DE CÁLCULO 21 
4.1 Previsão Populacional 21 
4.1.1. Previsão Linear 22 
4.1.2. Previsão Logarítmica 22 
4.1.3. Previsão Potencial 23 
4.1.4. Previsão Exponencial 23 
4.1.5. Previsão Polinomial 24 
4.1.6. Curva Logística 24 
4.1.7. Método Aritmético 26 
4.1.8. Método Geométrico 28 
4.2. Análise dos Resultados 29 
4.3 Demanda hídrica do projeto 29 
4.3.1 Vazão média (Q) 30 
4.3.2 Vazão nos dias de maior consumo (Q1) 30 
4.3.3 Vazão nos dias de maior consumo na hora de maior demanda (Q2) 30 
4.4 Vazões de adução 31 
4.4.1 Vazão de captação e adutora de água bruta (Qa) 31 
4.4.2 Vazão da adutora de água tratada (da ETA ao reservatório) (Qb) 32 
4.4.3 Vazão da adutora de distribuição (Qc) 32 
4.4.4 Vazão de Regularização 32 
5. DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS 33 
5.1 Classificação das Adutoras 33 
5.1.1 Quanto à energia utilizada para a movimentação de água 33 
5.1.2 Quanto à natureza da água transportada 34 
5.2. Considerações à Respeito do Período de Funcionamento 34 
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5.3. Dimensionamento Hidráulico da Adutora e da Estação Elevatória de Água Bruta
 34 
5.3.1. Material 35 
5.3.2. Ancoragem 35 
5.3.3. Equação 35 
5.3.4. Dimensionamento Hidráulico 36 
5.3.5. Trecho Captação- Estação de bombeamento -ETA 36 
5.4. Análise Econômica do Recalque de Água Bruta 39 
5.5. Escolha das Bombas – Estação Elevatória de Água Bruta 43 
5.5.1. Trecho Captação- Estação de bombeamento -ETA 48 
5.5.1.1. Análise Econômica do Recalque de Água Bruta: 51 
5.5.1.2. Escolha das Bombas – Estação de Tratamento de Água (ETA) ao 
Reservatório de Distribuição 53 
5.6 Verificação da resistência à pressão máxima da tubulação 58 
5.7 Considerações sobre A ETA e Reservatório de Distribuição 59 
5.7.1 Tratamento de Água Bruta – ETA 59 
5.7.2 Dimensionamento do reservatório de distribuição 62 
5.7.2.1. Dimensionamento do Reservatório Semi - Enterrado 64 
5.7.2.2. Dimensionamento do Reservatório Elevado 64 
5.7.3 Dimensionamento da Rede de Distribuição 65 
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS 70 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS 71 
 
 
 
 
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LISTA DE FIGURAS 
Figura 1 - Localização Geográfica do Município de Caicó/RN. ......................................... 8 
Figura 2 - Mapa geológico do município de Caicó/RN. .................................................. 12 
Figura 3 - Mapa Recurso Hídricos do município de Caicó/RN.. ...................................... 13 
Figura 4 - Bacia Hidrográfica do rio Piranhas/Açu. ......................................................... 15 
Figura 5 - Fotografia do Açude Itans. ............................................................................. 17 
Figura 6 - Captação com torre de tomada. .................................................................... 18 
Figura 7 - Figura 7 – Perfil de elevação do traçado da captação por torre de tomada 
para a posição mais elevada até a ETA. .......................................................................... 19 
Figura 8 - Perfil de elevação do traçado da ETA para a posição da cota mais alta o 
reservatório elevado. ..................................................................................................... 19 
Figura 9 - Esquema gráfico do sistema proposto. Captação-adução-ETA-Reservatório.20 
Figura 10 - Gráfico de previsão populacional pela regressão linear. ............................. 22 
Figura 11 - Gráfico de previsão populacional pela regressão Logarítmica. ................... 22 
Figura 12 - Gráfico de previsão populacional pela regressão Potencial. ....................... 23 
Figura 13 - Gráfico de previsão populacional pela regressão Exponencial. ................... 23 
Figura 14 - Gráfico de previsão populacional pela regressão Polinomial. ..................... 24 
Figura 15 - Gráfico de análise do Crescimento Populacional de Caicó/RN. ................... 29 
Figura 16 - Análise de regressão linear para custo unitário de tubulação de ferro 
fundido em função do diâmetro. ................................................................................... 40 
Figura 17 - Curva de custo total...................................................................................... 43 
Figura 18 - Escolha do tipo de Bomba. .......................................................................... 44 
Figura 19 – Curvas características da Bomba centrífuga Maganorm 200-150-315, n = 
1750 r.p.m. ..................................................................................................................... 45 
Figura 20 - Curva do sistema e Curva da Bomba Maganorm 200-150-315, n = 1750 
r.p.m. e associações em paralelo. .................................................................................. 46 
Figura 21 - Encontrando o rendimento da bomba. ........................................................ 46 
Figura 22 - Verificação do NPSHR e Potência das bombas. ............................................ 47 
Figura 23 - Curva de custo total...................................................................................... 53 
Figura 24 - Escolha do tipo de Bomba. ........................................................................... 54 
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Figura 25 - Curvas características da Bomba centrífuga Maganorm 200-150-315, n = 
1750 r.p.m.. .................................................................................................................... 55 
Figura 26 - Curva do sistema e Curva da Bomba Maganorm 200-150-315, n = 1750 
r.p.m. e associações em paralelo. .................................................................................. 56 
Figura 27 - Encontrando o rendimento da bomba. ........................................................ 57 
Figura 28 - Encontrando o NPSH e potência. ................................................................. 58 
Figura 29 - Esquema do posicionamento das unidadesde uma ETA convencional ...... 61 
Figura 30 - Zoneamento com seus respectivos nós. ...................................................... 66 
Figura 31 - Área de influência de cada zona. .................................................................. 67 
 
LISTA DE TABELAS 
Tabela 1 - Informações sobre o clima do município de Caicó/RN. ................................ 10 
Tabela 2 - Taxa média de crescimento populacional dos últimos três censos 
demográficos. ................................................................................................................. 27 
Tabela 3 - Consideração nas Vazões para funcionamento interrompido. ..................... 34 
Tabela 4 - Fórmulas para o cálculo do comprimento equivalente em peças de ferro 
fundido. .......................................................................................................................... 36 
Tabela 5 - Limites de velocidade máxima da água nas tubulações. ............................... 39 
Tabela 6 - Cálculo do custo total. ................................................................................... 42 
Tabela 7- Limites de velocidade máxima da água nas tubulações ................................. 50 
Tabela 8 - Cálculo do custo total .................................................................................... 52 
Tabela 9 - Consumo de água para cada nó. ................................................................... 67 
Tabela 10 - Análise das pressões nos nós. ...................................................................... 68 
Tabela 11 - Análise das velocidades e Diâmetros. ......................................................... 68 
Tabela 12- Análise das pressões dinâmicas. ................................................................... 69 
 
 
 
 
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1. APRESENTAÇÃO 
 
A água é a substância mais abundante em nosso planeta, aproximadamente 70% da 
superfície terrestre encontra-se coberta por água. No entanto, menos de 3% deste 
volume é de água doce, cuja maior parte está concentrada em geleiras (geleiras polares e 
neves das montanhas), restando uma pequena porcentagem de águas superficiais para as 
atividades humanas. O ser humano, por sua vez, necessita da água tanto para suas 
funções biológicas vitais, quanto para o desenvolvimento das diversas atividades 
econômicas do seu meio. Sendo assim, o abastecimento de água deve levar em 
consideração os aspectos de preservação da saúde humana, como também do 
desenvolvimento econômico e social. 
Um Sistema Urbano de Abastecimento de Água constitui, neste sentido, no conjunto 
de estruturas e equipamentos destinados ao fornecimento seguro de água de boa 
qualidade aos pontos de consumo público. O sistema é composto, ainda, por várias 
etapas e obras de engenharia para que a água chegue ao seu destino final com a 
qualidade desejada. Geralmente, estas etapas apresentam a seguinte sequência: 
captação, adução (transporte), tratamento, reservação (armazenamento) e distribuição. 
Neste contexto, o trabalho trata-se da proposta de um Sistema de Abastecimento de 
Água para a cidade de Caicó – RN. Nesta primeira parte do projeto, serão apresentadas 
as soluções encontradas para as etapas de captação, adução e tratamento da água. 
Considerando um horizonte de projeto de 20 anos, foram realizados estudos de 
crescimento populacional, assim como das características hidrográficas da região para a 
escolha do manancial que melhor convém ao abastecimento do município. Para a 
escolha das soluções mais apropriadas buscou-se atender os aspectos sociais, técnicos e 
econômicos do município em questão. 
 
 
 
 
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2. CARACTERÍSTICAS DO MUNICÍPIO 
2.1 Localização e acesso 
 O município brasileiro para o qual se realizará o projeto de abastecimento será 
Caicó, pertencente ao estado do Rio Grande do Norte. É a principal cidade da região 
do Seridó, região centro-sul do estado, distante 256 km da capital estadual, Natal. Seu 
território ocupa uma área de 1.228,574 km², o equivalente a 2,33% da superfície 
estadual, posicionando-o como o quinto município com maior extensão do Rio Grande 
do Norte. (Fonte : Area territorial oficial resolução da presidência do IBGE de nº 5 
(R.PR-5/02)). 
 Localizada na confluência dos rios Seridó e Barra Nova, na microrregião 
do Seridó Ocidental, exibe uma altitude média de 151 metros. Sua população de acordo 
com o último censo oficial (2010) era de 62 709 habitantes, o que a coloca como a 
sétima cidade mais populosa do estado, sendo a segunda mais populosa do interior do 
Rio Grande do Norte, com uma densidade populacional de 51,04 habitantes por km². 
 Conhecido centro pecuarista e algodoeiro, Caicó apresenta o quinto maior Índice 
de Desenvolvimento Humano (IDH) do interior e semi-árido nordestino. Alcançando o 
maior índice de longevidade do Rio Grande do Norte. O município ainda se destaca por 
possuir o menor índice de exclusão social do estado. 
 
 
Figura 1 - Localização Geográfica do Município de Caicó/RN. 
Fonte: Google Maps. 
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2.2 Aspectos Socioeconômicos 
A criação do município foi determinada pela Ordem Régia de 22 de julho de 
1766 e executada pela Ordem do Governo de Pernambuco, em 28 de abril de 1788, com 
o nome de Vila Nova do Príncipe. Através do Decreto Estadual n° 12, de 01 de 
fevereiro de 1890, passou a se chamar Seridó. O nome Caicó chegou oficialmente por 
força do Decreto Estadual n° 33, de 7 de julho de 1890. 
A rede de saúde dispõe de 05 Hospitais, 01 Policlínica, 01 Unidade Mista, 10 
Centros de Saúde, 05 Postos de Saúde e 414 leitos. Na área educacional, o município 
possui 99 estabelecimentos de ensino, sendo 43 Municipais, 27 Estaduais e 28 
Particulares, além de 01 de nível superior. Da população total, 80,40% são 
alfabetizados. 
O município possui 14.472 domicílios permanentes, sendo 12.986 na zona 
urbana e 1.486 na zona rural. Destes, 12.788 domicílios são abastecidos de água da rede 
geral, 505 de poços ou nascentes e 1.179 por outras fontes. São 8.322 os domicílios 
ligados à rede geral de esgotos e 12.405 os que têm coleta regular de lixo. 
As principais atividades econômicas são: agropecuária, extrativismo, comércio e 
mineração. Com relação à infraestrutura, o município possui 05 emissoras de rádio, 05 
repetidoras de TV, 01 Agência dos Correios e 05 Unidades Postais, além de 930 
empresas com CNPJ atuantes na unidade territorial (Fonte: IDEMA – 2001). 
No ranking de desenvolvimento, Caicó está em 03º lugar no estado (03/167 
municípios) e em 1.694º lugar no Brasil (1.694/5.561 municípios) Fonte: 
(www.desenvolvimentomunicipal.com.br). 
 
2.3 Aspectos Fisiográficos 
2.3.1 Clima 
Período chuvoso observado: fevereiro a maio de 2005. 
 
 
 
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Tabela 1 - Informações sobre o clima do município de Caicó/RN. 
TIPO DE CLIMA 
Clima muito quente e semiárido, com 
estação chuvosa atrasando-se para o 
outono. 
PRECIPITAÇÃO 
ANUAL 
Normal: 716,6 mm 
Desvio: 30,2 mm 
PERÍODO 
CHUVOSO 
Fevereiro a Maio 
TEMPERATURASMÉDIAS ANUAIS 
Máxima: 33,0 °C 
Média: 27,5 °C 
Mínima: 18,0 °C 
UMIDADE 
RELATIVA MÉDIA 
ANUAL 
59% 
HORAS DE 
INSOLAÇÃO 
2.700 
Fonte: (http://www.cprm.gov.br/rehi/atlas/rgnorte/relatorios/CAIC025.PDF) 
 
2.3.2 Formação Vegetal 
Caatinga Subdesértica do Seridó - vegetação mais seca do Estado, com arbustos 
e árvores baixas, ralas e de xerofitismo mais acentuado. 
 Nesse tipo de vegetação as mais encontradas são pereiro, faveleiro, facheiro, 
macambira, mandacaru, xique-xique e jurema-preta. 
Segundo o Plano Nacional de Combate a Desertificação – PNCD, que define 
desertificação como a degradação da terra nas zonas áridas, semiáridas e sub-úmidas 
secas, resultantes de fatores diversos tais como as variações climáticas e as atividades 
humanas, Caicó está inserido em área susceptível à desertificação em categoria Muito 
Grave. 
2.3.3 Solos 
Solos predominantes e características principais: 
Bruno Não Cálcico Vértico - fertilidade natural alta, textura arenosa/argilosa e 
média/argilosa, moderadamente drenado, relevo suave ondulado. 
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Uso: Pecuária extensiva, rebanhos ovino e suíno. Culturas de feijão e batata 
doce. Destaca-se na horticultura com a produção de coentro, alface e pimentão. 
Aptidão Agrícola: regular e restrita para pastagem natural e aptos para culturas 
especiais de ciclo longo, tais como: algodão arbóreo , sisal, caju e coco. Pequena área 
isolada indicada para preservação da flora e da fauna ou para recreação. 
Sistema de Manejo: baixo, médio e alto nível tecnológico, podendo as práticas 
agrícolas estar condicionadas tanto ao trabalho braçal e de tração animal quanto a 
implementos agrícolas simples, como a motomecanização. 
 
2.3.4 Relevo 
De 100 a 200 metros de altitude. 
Depressão Sertaneja - terrenos baixos situados entre as partes altas do Planalto 
da Borborema e da Chapada do Apodi. 
Planalto da Borborema - terrenos antigos formados pelas rochas Pré-Cambrianas 
como o granito, onde encontram-se as serras e os picos mais altos. 
 
2.3.5 Geologia 
O Município de Caicó, geologicamente inserido na Província Borborema, está 
constituído por litótipos dos complexos Serra dos Quintos, Caicó e São Vicente, rochas 
do Grupo Seridó, representado pela Formação Jucurutú, granitóides das suítes Máfica e 
Poço da Cruz, além de granitóides diversos de quimismo indiscriminado (NP3g3i), 
como pode ser observado na Figura 02.O Complexo Serra dos Quintos (PRsq) é 
composto por xistos, gnaisses, BIF, mármores, metamáficas e metaultramáficas. 
O Complexo Caicó está representado na região por ortognaisses dioríticos a 
graníticos, com restos de supracrustais (PP2gcai). 
O Complexo São Vicente (PPsv) está constituído por ortognaisses TTG e 
migmatitos de protólito gabróico e diorítico. 
A Suíte Poço da Cruz (PP3gpc), está constituída por augen-gnaisses graníticos e 
leuco-ortognaisses quartzo monzoníticos a graníticos. 
A Suíte máfica (NP2d) é formada por gabros, dioritos e tonalitos. 
A Formação Jucurutu (NP3sju) inclui gnaisses, mármores e calcissilicáticas. 
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Figura 2 - Mapa geológico do município de Caicó/RN. 
Fonte: CPRM – Serviço Geológico do Brasi 
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2.4 Hidrografia 
 O município encontra-se totalmente inserido nos domínios da bacia hidrográfica 
Piranhas-Açu, sendo banhado pelos rios Seridó, que nasce na Serra dos Cariris, na 
Paraíba, Rio Sabugi, que nasce na Serra dos Teixeiras, na Paraíba; e pelo Rio Barra 
Nova, que nasce na Serra do Equador, em Parelhas, no RN. 
 Ainda existe uma concentração de pequenas lagoas e açudes de pequeno e 
grande porte, sendo os mais importantes o Açude Itans com capacidade para 81.750.000 
m³ de água, a Barragem Passagem das Traíras com capacidade para 49.702.393,65 m³, 
Açude Mundo Novo da EMPARN, com capacidade para 3.000.000m³. 
 
 
Figura 3 - Mapa Recurso Hídricos do município de Caicó/RN.. 
Fonte:http://www.cprm.gov.br/publique/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?sid=36&infoid=3130 
(Consultar Anexo 1 para melhores detalhes) 
 
 
 
 
 
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2.5 Bacia Hidrográfica Piranhas/Açu 
Possui uma área total de drenagem de 43.681,5 km², sendo 60% na Paraíba e 
40% no Rio Grande do Norte. Dos 147 municípios abrangidos pela Bacia do Piranhas-
Açu, 102 são paraibanos e 45 potiguares, totalizando mais de 1,3 milhão de habitantes. 
Em termos socioeconômicos, a Bacia é fundamental para os dois estados porque 
nela estão localizados o sistema paraibano de reservatórios Coremas -Mãe D’Água, com 
capacidade de armazenamento de 1,35 bilhões de metros cúbicos, e a barragem 
Armando Ribeiro Gonçalves, maior reservatório de água do Rio Grande do Norte, que 
pode armazenar até 2,4 bilhões de metros cúbicos. 
A bacia do rio Piranhas-Açu situa-se no Nordeste do Brasil e está inserida em 
território dos estados do Rio Grande do Norte e da Paraíba. O rio é denominado 
Piranhas no estado da Paraíba e, após cruzar a fronteira com o estado do Rio Grande do 
Norte adquire o nome de Piranhas-Açu. A bacia é constituída por sete sub-bacias: 
Piancó, Peixe, Alto Piranhas, Médio Piranhas, Espinharas, Seridó e Baixo Piranhas. As 
três primeiras estão totalmente inseridas em território paraibano, a sub-bacia do Baixo 
Piranhas situa-se totalmente no estado do Rio Grande do Norte e as demais estão 
compreendidas nos dois estados. 
 
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Figura 4 - Bacia Hidrográfica do rio Piranhas/Açu. 
Fonte: Projeto de Pesquisa – Características da Bacia Hidrográfica Piranhas/Açu – Marinaldo dos Santos 
Junior. 
 
2.6 Sistema de abastecimento atualmente 
 A cidade é abastecida por duas fontes independentes: o Açude Itans e a 
Barragem Passagem das Traíras, sendo o Açude Itans responsável por quase 100% do 
abastecimento da cidade. No entanto, devido ao clima adverso, baixo potencial dos 
aquíferos subterrâneos e topografia desfavorável, foi necessária a construção de uma 
garantia adicional, através do Sistema adutora Manoel Torres Piranhas Caicó, que 
possui como fonte de água o rio Piranhas na cidade de Jardim de Piranhas, rio este 
perenizado pelo sistema hídrico Curemas-Mãe d’água. O tratamento e distribuição da 
água é realizada pela Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte - 
CAERN. 
 
 
 
 
0 12000m 
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3. MEMORIAL DESCRITIVO 
3.1 Concepção do projeto 
O sistema de abastecimento a ser projetado prevê o atendimento a uma 
população de 79.228 habitantes, prevista de ser alcançada em um horizonte de projeto 
de 20 anos, ou seja, para o ano de 2034. Nesse momento do projeto, prevemos atender 
os seguintes itens: construção de uma estrutura de proteção para a montagem das 
bombas e quadro de comando da captação no Açude Itans, traçado da adutora de água 
brutacom extensão de 1,98 Km, locação do melhor ponto para instalação da ETA, 
traçado da tubulação de transporte de água tratada com 2,58 km até o reservatório de 
distribuição, locação do ponto para construção das unidades de reservatório de água 
tratada, dimensionamento da adutora, dimensionamento das bombas que fornecem água 
da adutora para a ETA e da ETA para o reservatório principal. 
Todas as partes do projeto foram idealizadas visando o abastecimento 
intermitente de 100% da população urbana com água de qualidade, adotando-se sempre 
medidas que reduzem o custo da obra e promovem o melhor aproveitamento das 
condições geográficas locais, favorecendo, assim, o funcionamento do sistema. 
3.2 Captação 
Levando em conta a favorável condição hidrológica do município, localizado 
entre os dois reservatórios Açude Itans e Barragem Passagem das Traíras, optou-se por 
uma captação com torre de tomada diretamente do Açude Itans. Esta solução foi 
adotada visto que Açude Itans é responsável por 100% do abastecimento da cidade, 
dando segurança ao abastecimento durante todo o ano. A captação a fio d’água do rio 
piranhas poderiam ser uma solução, porém em regiões com ciclo hidrológico muito 
variável e com longos períodos de secas, a solução viável é o armazenamento hídrico 
(construções de açudes e barragens) para manter uma vazão de regularização. A 
perfuração de poços profundos poderia ser outra opção, mas os estudos hidrológicos da 
região informam que as águas desses poços possuem alto índice de cloretos e baixas 
vazões. 
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Figura 5 - Fotografia do Açude Itans. 
Fonte: Google Earth. 
Como pode ser visualizado na Figura 5, o Açude Itans foi construído com 
objetivo de manter uma capacidade hídrica de abastecimento da cidade, já que se 
localiza em uma região que passa por períodos de secas, a qual a vazão de entrada no 
reservatório irá ser menor do que a de saída. Por essa razão, escolheu-se um sistema de 
captação com torre de tomada, similar ao representado na Figura 6, quando a captação é 
prevista no projeto do reservatório é comum a construção de torres de tomada com saída 
através do maciço da barragem. 
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18 
 
 
Figura 6 - Captação com torre de tomada. 
 
Levou-se igualmente em consideração o possível crescimento urbano dado a 
partir da construção de novos bairros ou de outras estruturas urbanas ao sul da cidade. 
Por esse motivo, a captação de água estará um pouco afastada da cidade, deixando-se 
uma faixa de terra disponível para futuras expansões urbanas a jusante de sua 
localização. 
3.3 Locação da Estação de Tratamento de água e do reservatório 
A locação dos pontos integrantes do sistema de abastecimento tomou como base 
o relevo da região. Para instalação da ETA, encontrou-se a cota mais alta no traçado da 
adutora, para que, deste modo, a água tratada possa seguir para os sistemas de 
reservação e distribuição por gravidade, dispensando a necessidade de bombeamento. 
O reservatório de água tratada, por sua vez, foi posicionado estrategicamente 
próximo à BR-427, para que a tubulação que segue para a rede de distribuição possa ser 
traçada ao longo da estrada, evitando, dessa forma, maiores transtornos em propriedades 
privadas na hora da execução da obra. Foi feito, em seguida o levantamento altimétrico 
do traçado da adutora, como pode ser visto a seguir, na Figura 7. 
 
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19 
 
 
 Figura 7 – Perfil de elevação do traçado da captação por torre de tomada para a posição mais elevada até 
a ETA. 
(Consultar Anexo 2). Fonte: Google Earth. 
 
 
Figura 7 - Perfil de elevação do traçado da ETA para a posição da cota mais alta o reservatório elevado. 
(Consultar Anexo 2). Fonte: Google Earth. 
 
A estrutura de captação no açude, posicionada à cota 170m (à esquerda da 
imagem) da figura 7, estará interligada à ETA localizada na cota mais alta do perfil 
altimétrico na cota 183m. Em seguida, a água tratada desce por gravidade e 
bombeamento em direção ao reservatório que será construído na cota 182m. 
 
 
 
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20 
 
3.4 Croqui do sistema proposto 
O esquema gráfico simplificado da primeira parte do projeto segue abaixo: 
 
Figura 8 - Esquema gráfico do sistema proposto. Captação-adução-ETA-Reservatório. 
(Imagem ampliada no Anexo 3). 
 Fonte: Google Earth (imagem modificada pelos autores). 
3.5 Adução 
3.5.1 Água bruta 
 A adutora de água bruta funcionará com uma tubulação de recalque, responsável 
por elevar a água por uma altura manométrica de 13 m.c.a. até a estação de tratamento, 
localizada na cota mais alta do terreno. A vazão recalcada é de 226,68 L/s (ver item 
4.3.1 do memorial de cálculo) e o comprimento aproximado da tubulação é de 
aproximadamente 1980 metros. 
3.5.2 Água tratada 
 Como a ETA está posicionada no ponto mais alto do sistema de abastecimento 
(183 m acima do nível do mar), a adução de água tratada se dará por gravidade e por 
bombeamento. O desnível da ETA até o reservatório de água tratada é de 1 metro. A 
adutora de água tratada da ETA até o reservatório será dimensionada para a vazão de 
0 270m 
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21 
 
226,68 L/s (ver item 4.3.2). O comprimento desta adutora é de aproximadamente 2580 
metros. 
 Ainda não foi definido o traçado da adutora de água tratada que sai do 
reservatório para a rede de distribuição, mas sabe-se que seu dimensionamento será 
dado para a vazão de 275,08 l 𝑠⁄ (ver item 4.3.3). 
 
4. MEMORIAL DE CÁLCULO 
Para a realização do projeto de abastecimento de água de uma cidade, é de suma 
importância o estudo do crescimento populacional dos municípios que compõem a 
mesma, para que seja possível estimar a demanda de água daquela população em um 
período futuro. 
O município de Caicó, atualmente, segundo o último senso realizado em 2010 pelo 
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, apresenta uma população urbana 
de 62.709 habitantes. 
4.1 Previsão Populacional 
Na análise populacional foram realizadas previsões por métodos matemáticos 
(Aritmético, Geométrico e Curva Logística) e por regressões e correlações (linear, 
logarítmica, exponencial, potencial e polinomial), para um horizonte de projeto de 20 
anos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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22 
 
4.1.1. Previsão Linear 
 
 
Figura 9 - Gráfico de previsão populacional pela regressão linear. 
 
 
4.1.2. Previsão Logarítmica 
 
Figura 10 - Gráfico de previsão populacional pela regressão 
Logarítmica. 
 
 
 
 
y = 698,49x + 48349
R² = 0,9739
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
0 5 10 15 20 25 30
Estimativa Populacional 
Linear- Caicó - RN
y = 5998,8ln(x) + 43940
R² = 0,8218
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
700000 5 10 15 20 25 30
Estimativa Populacional 
Logarítmica- Caicó - RN
REGRESSÃO LINEAR 
Ano 
X (T -
T0) 
Y 
(População) 
1991 2 50640 
1996 7 51513 
2000 11 57002 
2007 18 60656 
2010 21 62709 
2014 25 66246 
Soma 84 348.766,00 
Média 14 58.127,67 
2034 80.465 
REGRESSÃO LOGARÍTMICA 
Ano X (T -T0) Y (População) 
1991 2 50640 
1996 7 51513 
2000 11 57002 
2007 18 60656 
2010 21 62709 
2014 25 66246 
Soma 84 348.766,00 
Média 14 58.127,67 
2034 66.839,00 
Universidade Federal de Campina Grande – UFCG. Área de Engenharia de Recursos Hídricos. 
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23 
 
4.1.3. Previsão Potencial 
 
Figura 11 - Gráfico de previsão populacional pela regressão 
Potencial. 
 
 
 
 
 
4.1.4. Previsão Exponencial 
 
Figura 12 - Gráfico de previsão populacional pela regressão 
Exponencial. 
 
 
 
 
 
y = 45125x0,105
R² = 0,8364
0,00
20.000,00
40.000,00
60.000,00
80.000,00
0 5 10 15 20 25 30
Estimativa Populacional 
Potêncial- Caicó - RN
y = 48826e0,0121x
R² = 0,9724
0,00
10.000,00
20.000,00
30.000,00
40.000,00
50.000,00
60.000,00
70.000,00
0 5 10 15 20 25 30
Estimativa Populacional 
Exponencial- Caicó - RN
REGRESSÃO POTENCIAL 
Ano X (T -T0) 
Y ( 
População) 
1991 2 50.640,00 
1996 7 51.513,00 
2000 11 57.002,00 
2007 18 60.656,00 
2010 21 62.709,00 
2014 25 66.246,00 
Soma 84 348.766,00 
Média 14 58.127,67 
2034 67.391,00 
REGRESSÃO EXPONENCIAL 
Ano 
X (T -
T0) 
Y ( 
População) 
1991 2 50.640,00 
1996 7 51.513,00 
2000 11 57.002,00 
2007 18 60.656,00 
2010 21 62.709,00 
2014 25 66.246,00 
Soma 84 348.766,00 
Média 14 58.127,67 
2034 85.091,00 
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24 
 
 
4.1.5. Previsão Polinomial 
 
Figura 13 - Gráfico de previsão populacional pela regressão 
Polinomial. 
 
 
4.1.6. Curva Logística 
Segundo Tsutiya, neste método admite-se o crescimento da população segundo 
uma relação matemática do tipo curva logística, nos quais a população cresce 
assintoticamente em função do tempo para um valor limite de saturação. A curva 
logística possui três trechos distintos: o primeiro corresponde a um crescimento 
acelerado, o segundo a um crescimento retardado e o ultimo a um crescimento tendente 
a estabilização. 
 A obtenção da população final é dada através da Equação: 
𝑃 = 
𝐾
1 + 𝑒𝑎−𝑏𝑇
 
 
 
 
 
 
y = 5,7146x2 + 543,79x + 49025
R² = 0,9764
0,00
10.000,00
20.000,00
30.000,00
40.000,00
50.000,00
60.000,00
70.000,00
0 5 10 15 20 25 30
Estimativa Populacional 
Polinominal- Caicó - RN
REGRESSÃO POLINOMIAL 
Ano X (T -T0) Y ( População) 
1991 2 50.640,00 
1996 7 51.513,00 
2000 11 57.002,00 
2007 18 60.656,00 
2010 21 62.709,00 
2014 25 66.246,00 
Soma 84 348.766,00 
Média 14 58.127,67 
2034 89.367,00 
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25 
 
Onde as constantes a e b, são determinadas pelas Equações dadas a seguir. 
 
𝑎 = −
1
0,4343
𝑙𝑜𝑔
𝐾 − 𝑃0
𝑃0
 
 
 
𝑏 = −
1
0,4343𝑑
log
𝑃0(𝐾 − 𝑃1)
𝑃1(𝐾 − 𝑃0)
 
 
Onde: 
P é a população em um determinado ano; 
K é a população de saturação; 
a é o parâmetro da curva; 
b é a razão de crescimento da população. 
Com o auxílio de dados obtidos no site do IBGE (Instituto Brasileiro de 
Geografia e Estatística), usamos os mesmos nas fórmulas da seguinte maneira: 
𝑃𝑜(1991) = 50640 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 
 𝑃1(2001) = 57653 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 
𝑃2(2011) = 63148 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 
Condição 1: 
Os três parâmetros das referidas populações e tempos devem ser igualmente 
espaçadas, ou seja, t1 – t0 = t2 – t1. De modo que esse tempo é de dez em dez anos. 
Condição 2: 
P0 < P1 < P2 
50640<57653<63148 (Condição satisfeita) 
 
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26 
 
Condição 3 : 
P0 P2 < P1
2 
(50640)(63148) < (57653)² 
3197814720 < 3323868409 (Condição satisfeita) 
Logo, podemos aplicar as equações dadas acima para a caracterização da 
população segundo o método da curva logística com os referidos valores adotados. 
𝑘 =
2(50640)x(57653)x(63148) − (576532)(50640 + 63148)
(50640)x(63148) − (576532)
 
k = 75278 
𝑏 = −
1
0,438𝑥10
𝑙𝑜𝑔 (
50640 × (75278 − 57653)
57653 × (75278 − 50640)
) 
 b = 0,04646662195 
𝑎 = 
1
0,4343
𝑙𝑜𝑔 (
75278 − 50640
50640
) 
 a = -0,7204426574 
𝑃(2034) = 
75278
1 + ℮−0,720446574− 0,04646662195(2034−1991)
 
 
P (2034) = 70619 habitantes 
 
 
4.1.7. Método Aritmético 
 Este processo consiste em um crescimento (positivo ou negativo) em forma de 
reta, ou seja, um crescimento constante com variação de taxa de crescimento igual a 
“zero”. De acordo com o IBGE, a população de Jaguaribe variou ao longo do tempo da 
seguinte forma: 
 
 
 
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27 
 
 
Tabela 2 - Taxa média de crescimento populacional dos últimos três censos demográficos. 
Censo População (hab.) 
1991 50.640 
1996 51.513 
2000 57.002 
2007 60.656 
2010 62.709 
Fonte: IBGE 1991/1996/2000/2007/2010. 
 Para uma menor margem de erros, foi feito uma razão média, para a obtenção de 
resultados mais coerentes, visto que a taxa de crescimento variou entre os períodos 
observados. Temos, então: 
R1 = 
P2 – P1
𝑡2−𝑡1
 = 
51513−50640
1996−1991
 = 174,60 
R2 = 
P3 – P2
𝑡3−𝑡2
 = 
57002−51513
2000−1996
 = 1372,25 
R3 = 
P4 – P3
𝑡4−𝑡3
 = 
60656−57002
2007−2000
 = 522,00 
R4 = 
P5 – P4
𝑡5−𝑡4
 = 
62709−60656
2010−2007
 = 684,33 
Rméd = 688,296 
P2014 = P2010 + 688,295 x 4 
P2014 = 65.462 hab 
P2034 = P2014 + 688,295 x 20 
P2034 = 79228 hab 
 
 
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28 
 
4.1.8. Método Geométrico 
Este processo consiste em um crescimento (positivo ou negativo) de forma 
variada uniformemente, ou seja, um crescimento constante com valores diferentes de 
“zero”. 
Do mesmo modo do processo anterior, foi feito uma razão média, para a 
obtenção de resultados mais coerentes. Temos que: 
𝑃𝑡 = 𝑃𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙𝑥 𝑟𝑔,𝑚é𝑑
𝑡−𝑡0
 
𝑟𝑔 = √
𝑃𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙
𝑃𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
𝑡−𝑡0
 
Onde: 
𝑟𝑔,𝑚é𝑑 = Taxa de crescimento geométrico; 
𝑃𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = População no início do período; 
𝑃𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = População no final do período; 
𝑃𝑡 = População em um momento “t”. 
𝑟𝑔1 = √
51513
50640
5
= 1,0034 
Análogamente, temos que : 
𝑟𝑔2 = 1,0256 
𝑟𝑔3 = 1,0089 
𝑟𝑔4 = 1,0112 
𝒓𝒈,𝒎é𝒅 = 𝟏, 𝟎𝟏𝟐𝟑 
 
𝑃2014 = 𝑃2010 𝑥 1,01234 = 65.852 hab 
𝑃2034 = 𝑃2014 𝑥 1,012320 = 84.092 hab 
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29 
 
 
4.2. Análise dos Resultados 
Após estudos realizados, nota-se que a população de Caicó-RNestá em uma 
tendência de crescimento, não só pela natalidade positiva, mas também pela tendência 
de desenvolvimento da cidade em relação as cidades circunvizinhas, também 
contribuindo para este crescimento a migração do campo para a cidade. 
 Observa-se abaixo o gráfico que analise todas as projeções populacionais com 
suas determinadas linhas de tendências, conclui-se que a previsão polinomial é que 
apresenta uma correlação maior de 0,9764, porém a linha de tendência de projeção 
populacional que mais se aproxima do IBGE e que representa um bom atendimento 
hídrico, com viabilidade financeira para os órgãos públicos é a projeção aritmética. 
 De acordo com os cálculos a previsão populacional para cidade de Caicó em 
2034 é de 79.228 habitantes. 
 
Figura 14 - Gráfico de análise do Crescimento Populacional de Caicó/RN. 
 
4.3 Demanda hídrica do projeto 
De um modo geral, para o abastecimento de água de uma determinada área 
ocorrem variações anuais, mensais, diárias, horários e instantâneos do consumo de água. 
Assim, temos dias de maior consumo, e consequentemente, dias de menor demanda. 
0
20000
40000
60000
80000
100000
1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
P
o
p
u
la
çã
o
Anos 
Crescimento Populacional Caicó- RN
IBGE Polinomial
Curva Logística Linear (Linear )
Linear (Logarítmica ) Exponencial (Logarítmica )
Exponencial (Potencial ) Exponencial (Exponencial )
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30 
 
Temos ainda entre 17 horas as 21 horas que são horas do dia em que a demanda irá 
atingir seu valor mais alto. Neste contexto, alguns coeficientes que interpretam esta 
variação no consumo auxiliam no dimensionamento e operação dos sistemas de 
abastecimento. Os cálculos destas demandas hídricas são demonstrados a seguir, 
tomando como base a NBR 12211 (1992). 
 
4.3.1 Vazão média (Q) 
Q =
200l
habitantes x dia
 x 𝟕𝟗. 𝟐𝟐𝟖 habitantes = 15845,60 m
3
𝑑𝑖𝑎⁄ ou 183,39
l
𝑠⁄ 
 
 
4.3.2 Vazão nos dias de maior consumo (Q1) 
É a demanda do dia de maior consumo. K1 é a relação entre o valor do consumo 
máximo diário ocorrido em determinado ano e o consumo médio relativo ao mesmo 
ano. Quando os valores desses consumos não são conhecidos, costuma-se adotar o valor 
de K1 entre 1,2 e 1,5. Adotou-se K1 = 1,2. 
. 
Q1 = 183,39 l 𝑠⁄ x 1,2 = 220,06
l
𝑠⁄ 
Vazão distribuída = 15845,60 m
3
𝑑𝑖𝑎⁄ 
4.3.3 Vazão nos dias de maior consumo na hora de maior demanda 
(Q2) 
 É a demanda da hora de maior consumo. K2 é a relação entre a maior vazão e a 
vazão média do dia de maior consumo, tendo como valor mais frequente K2 = 1,5. 
Q2 = 183,39 l 𝑠⁄ x 1,5 = 275,08
l
𝑠⁄ 
 
 
 
 
 
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31 
 
4.4 Vazões de adução 
4.4.1 Vazão de captação e adutora de água bruta (Qa) 
 É a vazão do dia de maior consumo, levando em consideração a perdas de água 
com a lavagem dos filtros na ETA, TSUTIYA (2006) adota uma perda de 3% para a 
ETA, logo CETA = 1,03. A expressão geral para o cálculo desta vazão é dada por: 
Qa = (
K1. P. Q
86400
+ Qesp) . Ceta 
Sendo: 
 Qa: Vazão da captação (adução até a ETA); 
k1: Coeficiente do dia de maior consumo, 1,2. 
P: População da área abastecida; 
Q: Consumo per capita de água; 
 CETA: Consumo na ETA (Adotada perda de 3% para lavagem de filtros); 
 Qesp = Vazão específica, por exemplo, grandes consumidores (indústrias, 
comércios, etc). 
O Qesp foi desprezado, pois não se obteve dados referentes à demanda por parte 
de grandes consumidores da área em estudo. 
Logo, 
Qa = (
1,2 x 79228 x 200
86400
) x 1,03 = 226,68 L/s 
Vazão distribuída = 15845,60 m
3
𝑑𝑖𝑎
⁄ 
Este valor será considerado no dimensionamento da adutora de captação e de água 
bruta. 
 
 
 
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32 
 
4.4.2 Vazão da adutora de água tratada (da ETA ao reservatório) (Qb) 
 A vazão utilizada para dimensionamento da adutora de água tratada será a vazão 
do dia de maior consumo, já calculada anteriormente. Valor igual à vazão de captação 
desconsiderando as perdas na ETA. 
Qb = 220,06 l 𝑠⁄ 
4.4.3 Vazão da adutora de distribuição (Qc) 
 A vazão considerada para o cálculo da adutora de distribuição, tubulação que sai 
do reservatório levando água tratada para a rede urbana, é a vazão da hora de maior 
consumo. Assume-se, ainda, um abastecimento descontínuo, onde n é o número de 
horas que o sistema funciona diariamente. Imaginando que o sistema funcionará 20 
horas ininterruptas durante o dia, pois supõe-se que o consumo durante a madrugada é 
consideravelmente reduzido, temos que: 
𝑄𝑐 =
𝐾1 × 𝐾2 × 𝑃 × 𝑞
𝑛 × 3600
=
1,2 × 1,5 × 79228 × 200
20 × 3.600
= 396,14 l 𝑠⁄ 
 
4.4.4 Vazão de Regularização 
Segundo o Engenheiro Rafael Lopes Pereira Medeiros da Companhia de Águas 
e Esgotos do Rio Grande do Norte (CAERN), a vazão fornecida pelo sistema Rio 
Piranhas→ Rio Seridó → Açude Itans para cidade de Caicó é de 1350 m³/h (375 l/s). 
Logo, esta vazão garante uma vazão acima da estimada (Vazão de Captação de 
Água Bruta = 226,68 l/s) para o abastecimento da Cidade de Caicó. O restante que sobra 
é destinado a psicultura da cidade e a irrigação. 
375 l/s > 226,68 l/s → Ok ! 
 
 
 
 
 
 
 
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5. DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS 
 As adutoras são tubulações do sistema de abastecimento de água que 
transportam água para as unidades que antecedem a rede de distribuição. Elas captam a 
água até a ETA e de lá, até os reservatórios de distribuição. Na análise do caminho que 
a tubulação percorre é necessário ser satisfeito uma condição de melhor uso das peças a 
fim de otimizar o caminho da água, consultando sempre plantas e perfis. A tubulação 
deverá preferencialmente passar por propriedades de domínio público além de 
apresentar um traçado mais direto possível. 
A NBR 12214 – Projeto de bombeamento de água para abastecimento público 
exige que, em cada estação elevatória, existam, pelo menos, duas bombas, com o intuito 
de garantir o abastecimento em caso de manutenção ou inoperância de uma das bombas 
por qualquer motivo. Desta forma, cada estação elevatória será projetada com pelo 
menos duas bombas iguais e com sistema hidráulico que permita o abastecimento pelo 
funcionamento de qualquer uma delas. 
 
5.1 Classificação das Adutoras 
5.1.1 Quanto à energia utilizada para a movimentação de água 
 Adutora por gravidade em conduto forçado: neste caso o escoamento se dará 
entre um nível d’água mais elevado e um mais baixo, sendo a diferença dessas cotas a 
energia disponível para o escoamento. 
 
 Adutora por gravidade em conduto livre: quando as condições topográficas 
forem favoráveis, é possível a adutora funcionar como conduto livre. O seu 
dimensionamento é feito em função de uma declividade disponível. Utilizando-se de 
preferência a fórmula de Chézy. No dimensionamento dos trechos da adutora sujeitos a 
escoamentos gradualmente variados, deve-se efetuar o cálculo das curvas de remanso. 
 
 Adutora por recalque: esse tipode sistema é viabilizado quando se tem um nível 
inferior em relação ao reservatório elevado, que impossibilita a adução por gravidade. 
Nesse caso é necessário acessórios de recalque (motor bomba e acessórios). 
 
 
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5.1.2 Quanto à natureza da água transportada 
 Adutora de água bruta: leva água da captação até a estação de tratamento. 
 
 Adutora de água tratada: leva da estação de tratamento até o reservatório elevado. 
 
5.2. Considerações à Respeito do Período de Funcionamento 
 Na concepção do projeto é interessante que se evite o funcionamento da estação 
elevatória de água bruta no período de maior consumo de energia elétrica (entre 17 hs e 
21 hs) a fim de reduzir o custo de bombeamento. Deste modo, fica definido o periodo 
de funcionamento de 20 horas por dia. 
 Para que não haja quebra no fornecimento, é feito uma correção na vazão 
recalcada na captação que deverá ser aumentada para que atendidos todos os usuários 
da rede sem interrupção. 
 
 As vazões a serem recalcadas estão descritas na Tabela 1. 
Tabela 3 - Consideração nas Vazões para funcionamento interrompido. 
Vazão a Considerar no Dimensionamento 
Da Captação à ETA 
Para 24hs de Funcionamento Para 20hs de Funcionamento 
226,68 L/s 272,02 L/s 
 
 
5.3. Dimensionamento Hidráulico da Adutora e da Estação Elevatória de Água 
Bruta 
 O traçado da adutora segue o relevo natural do terreno, observando que as 
declividades são suaves (menores que 4%) não sendo necessário o corte ou aterro no 
solo. 
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5.3.1. Material 
 O material dos tubos será o ferro fundindo dúctil com junta elástica. 
5.3.2. Ancoragem 
 A utilização de blocos de ancoragem faz-se necessária para fixar as tubulações 
ao solo quando a declividade é superior a 25% e nas curvas horizontais. Neste projeto a 
inclinação máxima é da ordem de 4%, logo, os blocos de ancoragem serão colocados 
apenas nas curvas horizontais. 
5.3.3. Equação 
 No dimensionamento está sendo utilizada a equação de Hazen-Williams e, para 
o material utilizado que será ferro fundindo dúctil com junta elástica, considerando a 
situação de 20 anos de uso (horizonte de projeto), utilizar-se-á o fator de rugosidade C = 
100 (PORTO, 2006). 
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Tabela 4 - Fórmulas para o cálculo do comprimento equivalente em peças de ferro fundido. 
 
5.3.4. Dimensionamento Hidráulico 
5.3.5. Trecho Captação- Estação de bombeamento -ETA 
 Sabendo ainda que a vazão a ser captada é de 272,02 L/s com funcionamento de 
20 horas por dia, determinada no levantamento anterior. Com os elementos necessários, 
determina-se a perda de carga neste trecho e, consequentemente, a carga hidráulica 
disponível à montante da estação elevatória de água bruta. É importante ressaltar que, 
neste arranjo a carga será positiva não sendo necessária, portanto, a análise da cavitação 
na sucção. 
 
 
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 Equação Característica da Tubulação 
Hm = Hg + ∆Hr + ∆Hs 
onde: 
Hm é a altura manométrica; 
Hg é a altura geométrica; 
∆Hr é a perda de carga total no recalque; 
∆Hs é a perda de carga total na sucção. 
 
Perda de Carga Total na Sucção (usando d = 550 mm): 
Ltotal = Lreal + Lequivalente 
Lequivalente: 
 Válvula de pé com crivo = 265 x D = 265 x 0,550 = 145,75 m 
 Joelho de 90º = 34xD = 34x0,550 = 18,7 m 
 Registro de gaveta = 7xD = 7x0,500 = 3,85 m 
 Lreal = 100 m 
 Ltotal = 268,30 m 
 
85,1
87,485,1
85,1
87,485,1
85,1
33,10
30,268
550,0100
65,10
65,10
QHs
Q
Hs
L
DC
Q
Hs





 
 
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Perda de Carga Total Recalque (usando d = 500 mm): 
Ltotal = Lreal + Lequivalente 
Lequivalente: 
 Registro de gaveta = 7xD = 7x0,500 = 3,5 m 
 Válvula de retenção = 83,6xD =83,6x0,500 = 41,8 m 
 Saída canalização = 30,2xD = 30,2x0,500 = 15,1 m 
Obs.: o restante das peças no decorrer do trecho será desconsiderado, pois essas 
perdas são desprezíveis devido o comprimento linear. 
 Lreal = 2150m 
 Ltotal = 2210,4 m 
85,1
87,485,1
85,1
87,485,1
85,1
35,137
4,2210
5,0100
65,10
65,10
QHr
Q
Hr
L
DC
Q
Hr





 
 
Então, com desnível de 16 m a vencer, a equação característica da tubulação é: 
Hm = Hg + ΔH 
Hm = 16 + 147,68 x Q
1,85 
 Verificação da Velocidade 
sm
DA
Q
V /385,1
4
²50,0
272,0
4
²
272,0
 
 
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 Os limites de velocidade máxima da água nas tubulações recomendados pela 
CETESB estão indicados na Tabela 5 . 
Tabela 5 - Limites de velocidade máxima da água nas tubulações. 
Material do Tubo Velocidade Máxima ( m/s) 
Plásticos 4,5 
Ferro Fundido Dúctil 4,0 a 6,0 
Cimento Amianto 4,5 a 5,0 
Aço 6,0 
Concreto 4,5 a 5,0 
 Fonte: CETESB. 
Para velocidade mínima: 
 Águas com suspensões finas: 0,30 m/s; 
 Águas com areias finas: 0,45 m/s; 
 Águas com matéria orgânica: 0,60 m/s. 
 
5.4. Análise Econômica do Recalque de Água Bruta 
A análise econômica para a tubulação de recalque tem, como objetivo básico, o 
estudo comparativo entre os fatores que oneram uma obra de abastecimento de água, e 
através de curvas de custo, determinar um diâmetro minimize o custo total de instalação 
e operação. 
Os custos considerados nas curvas são: custo do conjunto elevatório, custo da 
energia elétrica, custo de aquisição e assentamento da tubulação. Com as curvas para os 
custos individuais de tubulação e de bombeamento, faz-se uma curva com o custo total, 
e assim, determina-se o menor custo e seu respectivo diâmetro comercial. 
 
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Para a curva de custo de aquisição e assentamento da tubulação, utiliza-se a 
Equação abaixo (PORTO, 2006). 
𝑪𝒖𝒔𝒕𝒐𝟏 = 𝑪𝒊 × 𝑳 × 𝒕 
Onde: 
Ci representa a equação de custo unitário (R$/m); 
L o comprimento da tubulação (m); 
t a taxa de juros e amortização do capital (% a.a.). 
 
Não se obtendo os valores de mercado das tubulações usualmente utilizadas em 
redes de abastecimento, utilizou-se como referência as tabelas do TCPO 14 – versão 
Estudantil, da editora PINI. 
Para tal análise, se consultou os preços de diâmetros menores para tubos de ferro 
fundido com juntas, e fez-se uma extrapolação, observando-se que a relação entre 
preços e diâmetros seguiu um comportamento linear como visto na Figura 16. 
 
 
Figura 15 - Análise de regressão linear para custo unitário de tubulação de ferro fundido em função do 
diâmetro. 
 
y = 664,58x + 80,053
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,120,14 0,16
P
R
EÇ
O
DIÂMETRO
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Para a curva de custo do conjunto elevatório e energia elétrica, utilizou-se a 
Equação abaixo (PORTO, 2006). 
𝑪𝒖𝒔𝒕𝒐𝟐 = 
𝟗, 𝟖. 𝑸. (𝑯𝒈 + 𝑱. 𝑳)
𝜼. 𝜼𝒎
× 𝑵 × 𝑻 × 𝑨 
Onde: 
Q: Vazão (m3/h); 
Hg: Altura geométrica (m); 
J: Perda de carga unitária (m/m); 
L: Comprimento da tubulação (m); 
Ƞ: Rendimento da bomba; 
Ƞm: Rendimento do motor; 
N: Quantidade de dias por ano de funcionamento (dias); 
T: Quantidade de horas por dia de funcionamento (h); 
A: Custo por quilowatt-hora consumido (R$/KW.h). 
 
Para a terceira equação de custo, que representa o custo total, somam-se os 
valores de custo das curvas 1 e 2 para cada diâmetro. 
É importante considerar, entretanto, que tais procedimentos adotados são apenas 
estimativos e os valores reais de projeto dependem de um levantamento de quantitativos 
e serviços minucioso num projeto de orçamentação completo. 
Deve-se observar também que este processo não está incluindo fatores como o 
serviço de instalação, construção dos equipamentos (ancoragens, estações elevatórias, 
ETA, etc.) ou mesmo o preço de aquisição das bombas. 
Sabe-se também que os fatores de mercado, como as taxas de juros de 
amortização, condições de financiamento e processo de licitação são muito suscetíveis à 
variação no tempo. 
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Este estudo de viabilidade econômica, logo, apresenta apenas uma referência 
para o custo total do projeto. 
Em virtude do exposto, os valores em real (R$) obtidos abaixo devem 
diferenciar da realidade no caso da execução do projeto, servindo apenas para a 
referência aqui necessária. 
Tabela 6 - Cálculo do custo total. 
DIAMETRO 
CUSTO DE 
TUBULAÇÃO 
CUSTO 
BOMBEAMENTO CUSTO TOTAL 
0,3 617645,4408 1993966,796 2611612,237 
0,4 764544,204 629234,6616 1393778,866 
0,5 911442,9672 333620,3709 1245063,338 
0,55 984892,3488 277742,2722 1262634,621 
0,6 1058341,73 245066,5791 1303408,309 
0,65 1131791,112 225076,6423 1356867,754 
0,7 1205240,494 212372,4388 1417612,932 
0,75 1278689,875 204030,9596 1482720,835 
 
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Figura 16 - Curva de custo total. 
FONTE: Recurso Excel. 
 
 
 De acordo com a curva de custo total, observou-se que o diâmetro de mínimo 
custo será o de 500 mm, gerando um custo total de R$ 1.245.063,34. 
 Será usado um diâmetro de 500 mm no recalque e 550 mm na sucção. 
 
5.5. Escolha das Bombas – Estação Elevatória de Água Bruta 
Em posse do diâmetro mais econômico é possível determinar a altura 
manométrica necessária para a bomba e, assim, escolher a bomba (ou conjunto de 
bombas) que atenda satisfatoriamente ao sistema. 
Para isto, determina-se a equação do sistema (agora em função da vazão) para 
intersectá-la com as curvas das bombas. 
 
 
 
1245063,338
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
0,3 0,4 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75
DIÂMETRO
Curva do custo total x Diâmetro
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Aplicando o valor do diâmetro econômico encontrado e deixando a equação em 
função da vazão, tem-se a seguinte equação: 
𝑯 = 𝟏𝟔 + 𝟏𝟒𝟕, 𝟔𝟖 × 𝑸𝟏,𝟖𝟓 
𝑯 = 𝟏𝟔 + 𝟏𝟒𝟕, 𝟔𝟖 × (𝟎, 𝟐𝟕𝟐)𝟏,𝟖𝟓 = 𝟐𝟗, 𝟑 𝒎. 𝒄. 𝒂 
Usando o catologo de bombas, verificou-se que apenas uma bomba não 
atenderia de maneira econômica a vazão e altura manométrica. Entao, foi utilizado N = 
1750 rpm. Os conjuntos escolhidos na figura 18, atenderia a altura manometrica e seria 
necessario uma associação em paralelo para atender a vazão de projeto. 
Figura 17 - Escolha do tipo de Bomba. 
 
 
 
 
 
 
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45 
 
 
 A partir da Figura 18 selecionou-se a seguinte bomba: 
 
Figura 18 – Curvas características da Bomba centrífuga Maganorm 200-150-315, n = 1750 r.p.m. 
 
 Foram feitas associaçoes de vários rotores e escolheu-se o que melhor se 
adaptou (ɸ290 mm), como está indicado na figura 19. 
 A partir da curva do sistema e da bomba foi determinado a vazão e altura 
manométrica de operação. 
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46 
 
 
Figura 19 - Curva do sistema e Curva da Bomba Maganorm 200-150-315, n = 1750 r.p.m. e associações 
em paralelo. 
 Altura manométrica de 29,9 m.c.a e vazão de 285 l/s, acima da vazão de projeto, 
sendo que a vazão de cada bomba será de 142,5 l/s ou 513 m³/h. 
 
 
Figura 20 - Encontrando o rendimento da bomba. 
 
 
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47 
 
 
 De acordo com o rotor escolhido encontrou-se um rendimento de 83,5 % . 
 
Figura 21 - Verificação do NPSHR e Potência das bombas. 
 
 
A figura 22 mostra a potência e NPSH requerido para vazão de 513 m³/h, sendo, cada 
bomba de potência de 68 hp (52 KW). 
Com NPSHR = 3,6 m.c.a 
Sabendo que a pressão atmosférica de caicó é de 9,6 m.c.a, a perda de carga na sucçao 
de 0,5 m.c.a e não há desnível geométrico entre a casa de bomba e captação (situação 
hídrica mais desfavorável), tem-se NPSHD de: 
 
𝐍𝐏𝐒𝐇𝐝 =
𝐏𝐚𝐭𝐦 − 𝐏𝐯
𝛄
− 𝐇𝐩𝐑′−𝐌𝐁 = 𝟗, 𝟔 − 𝟎, 𝟐𝟒 − 𝟎, 𝟓 = 𝟖, 𝟖𝟔 𝐦. 𝐜. 𝐚. 
 
Logo como NPSHR < NPSHD, não haverá cavitação. 
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48 
 
Assim, será usado um conjunto de três bombas em paralelo, sendo uma bomba 
reserva, a bomba será do tipo: Meganorm 200-150-315, n = 1750 r.p.m., diâmetro do 
rotor de 290 mm, rendimento de 83,5%, potência de 68 hp (52 KW) e com NPSHR 
= 3,6 m.c.a. 
 
5.5.1. Trecho Captação- Estação de bombeamento -ETA 
 Sabendo ainda que a vazão a ser captada é de 264,07 l/s ou 950,7 m³/h com 
funcionamento de 20 horas por dia, determinada no levantamento anterior. 
 Com os elementos necessários, determina-se a perda de carga neste trecho e, 
consequentemente, a carga hidráulica disponível no trecho entre a Estação de 
Tratamento de Água e o reservatório principal de distribuição. 
 
 Equação Característica da Tubulação 
Hm=Hg+ ∆Hr+ ∆Hs , onde: 
Hm é a altura manométrica; 
Hg é a altura geométrica; 
∆Hr é a perda de carga total no recalque; 
∆Hs é a perda de carga total na sucção. 
Perda de Carga Total na Sucção (usando d=550 mm): 
Ltotal = Lreal + Lequivalente 
Lequivalente: 
 Saída canalização = 30,2xD = 30,2x0,550 = 16,61 m 
 Registro de gaveta = 7xD = 7x0,500 = 3,85 m 
 Lreal = 50 m 
 Ltotal = 70,46 m 
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85,1
87,485,1
85,1
87,485,1
85,1
75,2
46,70
550,010065,10
65,10
QHs
Q
Hs
L
DC
Q
Hs





 
 
Perda de Carga Total Recalque (usando d=500): 
Ltotal = Lreal + Lequivalente 
Lequivalente: 
 Registro de gaveta = 7xD = 7x0,500 = 3,5 m 
 Válvula de retenção = 83,6xD =83,6x0,500 = 41,8 m 
 Saída canalização = 30,2xD = 30,2x0,500 = 15,1 m 
Obs.: o restante das peças no decorrer do trecho será desconsiderado, pois essas 
perdas são desprezíveis devido o comprimento linear. 
 Lreal = 2530m 
 Ltotal = 2590,4 m 
85,1
87,485,1
85,1
87,485,1
85,1
97,160
40,2590
5,0100
65,10
65,10
QHr
Q
Hr
L
DC
Q
Hr





 
 
 
 
 
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Então, com altura geométrica de 5m a vencer, pois a cota da ETA de 182m e cota da 
nível d’água do reservatório semi-enterrado de 187m, assim, a equação característica da 
tubulação é: 
Hm = Hg + ΔH 
Hm = 5 + 163,72Q
1,85 
 
 Verificação da Velocidade 
sm
DA
Q
V /12,1
4
²5,0
22,0
4
²
22,0
 
 
Os limites de velocidade máxima da água nas tubulações recomendados pela 
CETESB estão indicados na Tabela . 
 
Tabela 7- Limites de velocidade máxima da água nas tubulações 
 Material do Tubo Velocidade Máxima ( m/s) 
Plásticos 4,5 
Ferro Fundido Dúctil 4,0 a 6,0 
Cimento Amianto 4,5 a 5,0 
Aço 6,0 
Concreto 4,5 a 5,0 
 (Fonte: CETESB). 
 
 
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51 
 
 Para velocidade mínima: 
 Águas com suspensões finas: 0,30 m/s; 
 Águas com areias finas: 0,45 m/s; 
 Águas com matéria orgânica: 0,60 m/s. 
 
5.5.1.1. Análise Econômica do Recalque de Água Bruta: 
Para a curva de custo do conjunto elevatório e energia elétrica, utilizou-se a 
Equação abaixo (PORTO, 2006). 
 
𝑪𝒖𝒔𝒕𝒐𝟐 = 
𝟗, 𝟖. 𝑸. (𝑯𝒈 + 𝑱. 𝑳)
𝜼. 𝜼𝒎
𝒙𝑵𝒙𝑻𝒙𝑨 
Onde: 
Q: Vazão (m3/h); 
Hg: Altura geométrica (m); 
J: Perda de carga unitária (m/m); 
L: Comprimento da tubulação (m); 
Ƞ: Rendimento da bomba; 
Ƞm: Rendimento do motor; 
N: Quantidade de dias por ano de funcionamento (dias); 
T: Quantidade de horas por dia de funcionamento (h); 
A: Custo por quilowatt-hora consumido (R$/KW.h). 
Para a terceira equação de custo, que representa o custo total, somam-se os 
valores de custo das curvas 1 e 2 para cada diâmetro. 
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52 
 
É importante considerar, entretanto, que tais procedimentos adotados são apenas 
estimativos e os valores reais de projeto dependem de um levantamento de quantitativos 
e serviços minucioso num projeto de orçamentação completo. 
Deve-se observar também que este processo não está incluindo fatores como o 
serviço de instalação, construção dos equipamentos (ancoragens, estações elevatórias, 
ETA, etc.) ou mesmo o preço de aquisição das bombas. 
Sabe-se também que os fatores de mercado, como as taxas de juros de 
amortização, condições de financiamento e processo de licitação são muito suscetíveis à 
variação no tempo. 
Este estudo de viabilidade econômica, logo, apresenta apenas uma referência 
para o custo total do projeto. 
Em virtude do exposto, os valores em real (R$) obtidos abaixo devem 
diferenciar da realidade no caso da execução do projeto, servindo apenas para a 
referência aqui necessária. 
 
Tabela 8 - Cálculo do custo total 
DIAMETRO 
CUSTO DE 
TUBULAÇÃO 
CUSTO 
BOMBEAMENTO CUSTO TOTAL 
0,3 720921,66 1302668,422 2023590,082 
0,4 892383,3 432547,692 1324930,992 
0,5 1063844,94 244071,0554 1307915,995 
0,55 1149575,76 208444,5095 1358020,269 
0,6 1235306,58 187611,2652 1422917,845 
0,65 1321037,4 174866,1573 1495903,557 
0,7 1406768,22 166766,2595 1573534,479 
0,75 1492499,04 161447,9309 1653946,971 
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FONTE: Recurso Excel 
 
Figura 22 - Curva de custo total 
 
FONTE: Recurso Excel. 
De acordo com a curva de custo total, observou-se que o diâmetro de mínimo 
custo será o de 500 mm, gerando um custo total de R$ 1.300.7915,995. 
Será usado um diâmetro de 500mm no recalque e 550mm na sucção. 
 
5.5.1.2. Escolha das Bombas – Estação de Tratamento de Água (ETA) 
ao Reservatório de Distribuição 
Em posse do diâmetro mais econômico é possível determinar a altura 
manométrica necessária para a bomba e, assim, escolher a bomba (ou conjunto de 
bombas) que atenda satisfatoriamente ao sistema. 
Para isto, determina-se a equação do sistema (agora em função da vazão) para 
interceptá-la com as curvas das bombas. 
1307915,995
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
0,3 0,4 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75
DIÂMETRO
Curva do custo total x Diâmetro
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Aplicando o valor do diâmetro econômico encontrado e deixando a equação em 
função da vazão, tem-se a seguinte equação: 
Hm = 5 + 163,72Q
1,85 
Hm = 5 + 163,72(0,264)
1,85 = 18,9m.c.a , para uma vazão recalcada 264,0 l/s. 
Usando o catálogo de bombas, verificou-se que apenas uma bomba não 
atenderia de maneira econômica a vazão e altura manométrica. Entao, foi utilizado N 
= 1750 rpm. Os conjuntos escolhidos na figura 18, atenderia a altura manometrica e 
seria necessario uma associação em paralelo para atender a vazão de projeto. 
 
Figura 23 - Escolha do tipo de Bomba. 
 
 
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Figura 24 - Curvas características da Bomba centrífuga Maganorm 200-150-315, n = 1750 r.p.m.. 
Fonte : Folheto de curvas características - Meganorm 
Foram feitas associaçoes de vários rotores e escolheu-se o que melhor se adaptou 
(ɸ264 mm), como está indicado na figura 25. 
 A partir da curva do sistema e da bomba foi determinado a vazão e altura 
manométrica de operação. 
 
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56 
 
 
Figura 25 - Curva do sistema e Curva da Bomba Maganorm 200-150-315, n = 1750 r.p.m. e associações 
em paralelo. 
Fonte: Recurso do Excel. 
 
 Altura manométrica de 22 m.c.a e vazão de 295 l/s, acima da vazão de projeto, 
sendo que a vazão de cada bomba será de 147,5 l/s ou 531 m³/h. 
 
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Curva da associação em𝑅𝑜𝑡𝑜𝑟 ∅303
AB
Curva da 
tubulação
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Figura 26 - Encontrando o rendimento da bomba. 
Fonte : Folheto de curvas características – Meganorm 
 
De acordo com o rotor escolhido encontrou-se um rendimento de 82 % 
 A figura 28 mostra a potência e NPSH requerido para vazão de 531 m³/h, sendo, 
cada bomba de potência de 49 hp (36 KW). 
 
Com NPSHR = 3,8 m.c.a 
Sabendo que a pressão atmosféricade caicó é de 9,6 m.c.a, a perda de carga na sucçao 
de 0,2 m.c.a e não há desnível geométrico entre casa de bomba da ETA e captação, tem-
se NPSHD de: 
𝐍𝐏𝐒𝐇𝐝 =
𝐏𝐚𝐭𝐦 − 𝐏𝐯
𝛄
− 𝐇𝐩𝐑′−𝐌𝐁 = 𝟗, 𝟔 − 𝟎, 𝟐𝟒 − 𝟎, 𝟐 = 𝟗, 𝟏𝟔 𝐦. 𝐜. 𝐚. 
Logo como NPSHR < NPSHD, não haverá cavitação. 
Assim, será usado um conjunto de três bombas em paralelo, sendo uma 
bomba reserva, a bomba será do tipo: Meganorm 200-150-315, n = 1750 r.p.m., 
diâmetro do rotor de 264 mm, rendimento de 82,0%, potência de 49 hp (36 KW) e 
com NPSHR = 3,8 m.c.a. 
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Figura 27 - Encontrando o NPSH e potência. 
Fonte : Folheto de curvas características - Meganorm 
 
 
5.6 Verificação da resistência à pressão máxima da tubulação 
Como o material da tubulação é de ferro fundido, a norma ABNT NBR 
7675:1988, diz que a pressão de ensaio pneumático para controle deve ser de 100 KPa, 
mas, opcionalmente, o ensaio pneumático pode ser substituído por um ensaio 
hidrostático e, neste caso, as conexões devem suportar, sem vazamento, exsudação ou 
borbulhamento, as pressões indicadas na tabela abaixo. 
 
 
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Como a tubulação utilizada é de 500 mm, a pressão máxima a qual ela deve 
suportar é de 1,6 MPa. 
 Verificação das maiores pressões nos trechos 
Captação – ETA 
Z1 + 
𝑃1
𝛾
 + 
𝑉1²
2𝑔
 + Hm = Z2 + 
𝑃2
𝛾
 + 
𝑉2²
2𝑔
 +
21H
 
𝑃2
𝛾
 = 5 + 28,28 – 0,095 –









221
5,0100
)272,0(65,10
87,485,1
85,1= 31,95 m 
P2 = 319500 Pa = 0,32 MPa -> (OK) 
 
Z1 + 
𝑃1
𝛾
 + 
𝑉1²
2𝑔
 + Hm = Z2 + 
𝑃2
𝛾
 + 
𝑉2²
2𝑔
 +
21H
 
𝑃2
𝛾
 = 8 + 34,41 – 
20
4
5,0
264,0
2
2













 –









518
5,0100
)264,0(65,10
87,485,1
85,1 
P2 = 0,39 MPa -> (OK) 
 
 
5.7 Considerações sobre A ETA e Reservatório de Distribuição 
 
5.7.1 Tratamento de Água Bruta – ETA 
 
Comumente define-se tratamento de água como conjunto de processos a qual a 
água é submetida que tem como objetivo melhorar suas caracteristicas físicas, químicas 
e bacteriológicas, afim de que se torne uma água potável para consumo humano. 
Em suma o processo de tratamento tem as seguintes finalidades: 
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 Higiênicas - eliminação ou redução de bactérias, substâncias venenosas, 
mineralização excessiva, teor excessivo de matéria orgânica, algas 
protozoários e outros microrganismos; 
 Estético - remoção ou redução de cor, turbidez, dureza, odor e sabor; 
 Econômico - remoção ou redução de dureza, corrosividade , cor, turbidez, 
odor, sabor, ferro manganês, etc. 
 
 Esquema do Tratamento de Água - ETA 
A água do Açude Itans esta no padrão de qualidade para que o processo de 
tratamento seja o convencional como demonstra na figura abaixo: 
 
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61 
 
 
Figura 28 - Esquema do posicionamento das unidades de uma ETA convencional 
Fonte: Medeiros,Carlos (2000) 
 
 Processo de Tratamento de Água –ETA 
Primeiramente inicia o procedimento com os ensaios de turbidez, cor e PH que 
são características perceptíveis ao consumo humano. A cor se deve a presença de 
tanino, oriundo dos vegetais, variando de incolor a castanho intenso. A turbidez é 
originada pela presença de material argiloso, matéria orgânica e microrganismo. 
Dando continuidade ao processo, o primeiro produto químico em geral que 
coloca-se é o coagulante, chamado devido a sua função, no Brasil emprega-se o sulfato 
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de alumínio. A função do alumínio justamente agregar as partículas coloidais, aquele 
material que está na água, iniciando o processo de coagulação-floculação. 
Na floculação, em seguida, ocorre um fenômeno complexo, que consiste 
essencialmente em agregar em conjuntos maiores, chamados flocos, as partículas 
coloidais que não são capazes de se sedimentar espontaneamente. Essa agregação, que 
diminui a cor e a turbidez da água, é provocada pela atração de hidróxidos, provenientes 
dos sulfatos de alumínio e ferro II, por íons cloreto e sulfatos existentes na água. É 
muito importante averiguar por meio de ensaios laboratoriais, se determinado floculante 
satisfaz as exigências previstas para o consumo humano, contudo, não há regra para 
prever o melhor floculante. O floculante mais largamente empregado é o sulfato de 
alumínio, de aplicação restrita à faixa de pH situada entre 5,5 e 8,0. 
Segundo Carlos Medeiros (2000), quando o pH da água não se encontra nessa 
faixa, costuma-se adicionar cal ou aluminato de sódio, a fim de elevar o pH, permitindo 
a formação dos flóculos de hidróxido de alumínio. O aluminato de sódio, empregado 
juntamente com o sulfato de alumínio, tem faixa de aplicação restrita a pHs elevados, 
onde se salienta, em certos casos, a remoção do íon magnésio. Removidas a cor e a 
turbidez, pelas operações de floculação, decantação e filtração, faz-se uma cloração. 
Na última parte do processo, aplica-se o cloro que tem uma função bactericida e 
clarificante, podendo ser utilizado sob várias formas: cloro gasoso, hipoclorito de cálcio 
(35 a 70% de cloro), hipoclorito de sódio (dez por cento de cloro) e monóxido de 
dicloro ou anidrido hipocloroso. É importante lembrar da aplicação do flúor na água, a 
qual tem o objetivo de fortalecer os dentes. Após estes processos a água segue para o 
reservatório de distribuição pela adutora. 
 
5.7.2 Dimensionamento do reservatório de distribuição 
 
Para atender a demanda do projeto, será construído um reservatório apoiado 
cilíndrico com nível de água fixo a montante da cidade. Para a elaboração de projetos de 
reservatórios, normalmente se utilizam as recomendações da norma da ABNT para a 
determinação do volume do reservatório. Este volume deve ser determinado levando-se 
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em consideração o volume útil, o volume para combate a incêndio e o volume para 
emergências. 
Para encontrar o volume útil do reservatório, deve-se realizar um estudo da 
curva de consumo de água para a cidade em estudo. No entanto, Milton Tsutiya (2006) 
indica que caso não exista dados suficientes para permitir o traçado da curva de variação 
diária do consumo, o volume mínimo necessário para compensar esta variação deverá 
ser igual ou superior a 1/3 do volume distribuído no dia consumo máximo, para o caso 
de adução contínua: 
De acordo com a norma da ABNT, a utilização do volume de reservação de 1/3 
do volume distribuído no dia de maior consumo, decorre do valor de 15,9% desse 
volume deduzido para a curva de consumo na forma de senóide, acrescido de 15% para 
eventuais emergências (TSUTIYA, 2006, p.365) 
 
Neste caso, o volume do reservatório será de: 
 
𝑉𝑟= 
1
3
 𝑥 226,68 𝐿/𝑠 
 
𝑉𝑟 = 75,56 𝐿/𝑠 
 
𝑉𝑟 = 6528,38 𝑚³/𝑑𝑖𝑎 
 
𝑽𝒓 = 𝟔. 𝟓𝟓𝟎 𝒎³ 
 
 Este volume de 6.550m3 será dividido em dois reservatórios, para o semi 
enterrado será 2/3 do volume total, sendo volume de 4.366m3, construído na cota do 
terreno de 182 metros, com nível d’água na cota 188m e na execução do reservatório 
elevado, a cota do nível d’água é na cota 196m e a do terreno na cota de 182m, a altura 
do nível d’água de 14 metros em relação ao terreno, para elevar utiliza-se uma bomba. 
O reservatório elevado tem uma capacidade de volume 2183m3, está divisão tem como 
objetivo reduzir os custos da obra, quanto dimensão da seção circular do reservatório e 
da quantidade de aço utilizada. 
 
 
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64 
 
 
 
 
5.7.2.1.Dimensionamento do Reservatório Semi - Enterrado 
 
O reservatório será do tipo apoiado circular. Considerando o nível máximo da 
lâmina d’água a uma altura de 5,0 m, dimensões do cilindro são calculadas tomando 
como base o seu volume necessário: 
𝑉 = á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑒 × ℎ =
𝜋𝑑2
4
× ℎ = 4366 𝑚3 
𝜋𝑑2
4
 𝑥 5 = 4366 
 
𝑑 = 30,43 𝑚 
 
5.7.2.2.Dimensionamento do Reservatório Elevado 
 
O reservatório será do tipo apoiado circular. Considerando o nível máximo da 
lâmina d’água na cota de 196m, utiliza uma bomba Maganorm 200-150-315, n = 1750 
r.p.m com altura manómetrica de 22m.c.a, com vazão de 147,5 l/s para elevar 14 
metros, com altura do reservatório de 5,0 m, dimensões do cilindro são calculadas 
tomando como base o seu volume necessário: 
𝑉 = á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑒 × ℎ =
𝜋𝑑2
4
× ℎ = 2183 𝑚3 
𝜋𝑑2
4
 𝑥 5 = 2183 
 
𝑑 = 23,57 𝑚 
 
 
 
 
 
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65 
 
5.7.3 Dimensionamento da Rede de Distribuição 
 
Para o dimensionamento da rede malhada de distribuição, utilizou-se o software 
de cálculo EPANET 2.0 Brasil, com sua versão brasileira elaborada pelo Laboratório de 
Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento da UFPB (Universidade Federal da 
Paraíba – João Pessoa, PB). 
 A idealização do melhor traçado da rede principal do sistema de distribuição 
objetiva atender aos critérios de pressões e vazões estipulados pela NBR 12218. A 
Norma prescreve que a pressão dinâmica mínima deve ser de 10 m.c.a. e a pressão 
estática máxima não deve ultrapassar o valor de 50 m.c.a. para segurança do sistema. 
Além disso, a norma aconselha uma manutenção da velocidade da água nas tubulações 
com valores entre 0,6 m/s e 3,5 m/s para se obter uma melhor qualidade da água. 
 De acordo com o zoneamento proposto para a cidade de Caicó-RN, foram 
determinadas as vazões requeridas para cada zona e, dessa forma, definidas as vazões de 
cada nó, os quais devem alimentar a rede de distribuição secundária. O traçado da rede 
principal é dado por dois anéis e 7 nós. Abaixo na Figura 29 segue o zoneamento 
proposto para cidade de Caicó. 
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Figura 29 - Zoneamento com seus respectivos nós. 
 O método de Hardy Cross utilizado no programa EPANET é para redes 
malhadas. A partir dos parâmetros de entrada definidos pelo projeto, como cota, 
vazões no nós, comprimento do trecho, o programa calcula, segundo esse método, as 
velocidades nas tubulações e as pressões em cada nó da rede. Após realizado o 
zoneamento da área da cidade de Caicó, marca-se os nós em cada zona, 
posteriomente determina-se o consumo de água para cada nó, determinando a área 
de influência como mostra a Figura 30, para este calculo foi determinado um fator de 
correção para densidade demográfica de cada zona, quanto maior a densidade 
demográfica maior o fator de correção, como segue na Tabela 9 a seguir. 
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67 
 
 
Figura 30 - Área de influência de cada zona. 
 
Tabela 9 - Consumo de água para cada nó. 
 
ÁREA DE INFLUÊNCIA (Km²) 
FATOR DE CORREÇÃO DA 
DENSIDADE DE CADA 
REGIÃO 
% DE ÁREA VAZÃO (l/s) 
NÓ 2 4,46 1,4 16,37 64,85 
NÓ 3 4,77 1,4 17,51 69,35 
NÓ 4 4,45 1 11,67 46,21 
NÓ 5 5,03 1 13,19 52,24 
NÓ 6 4,66 1 12,22 48,40 
NÓ 7 5,3 1 13,89 55,04 
NÓ 8 4,13 1,4 15,16 60,05 
TOTAL 32,8 100,00 396,14 
 
 
O programa funciona como um sistema iterativo de cálculo, onde o projetista 
insere o diâmetro inicial dos trechos de tubulação, as características do material, os 
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comprimentos equivalentes das peças do sistema, o comprimento real de cada trecho, as 
cotas e as vazões específicas de cada nó. Para cada diâmetro, o programa desenvolve 
uma simulação do sistema e pode-se conferir as pressões e as velocidades limites. Segue 
abaixo nas Tabelas 10,11, 12, os resultados das interações. 
 
Tabela 10 - Análise das pressões nos nós. 
 
 
Tabela 11 - Análise das velocidades e Diâmetros. 
 
 
 
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69 
 
Tabela 12- Análise das pressões dinâmicas. 
 
 
 Os resultados demonstram que os diâmetros da rede principal variam entre 75 
mm e 600 mm em função de cada trecho e a adutora que leva a água tratada do 
reservatório até o sistema de distribuição apresentará diâmetro de 600 mm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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70 
 
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Nesta primeira etapa do projeto, foram coletados todos os dados essenciais para o 
dimensionamento de um sistema completo de abastecimento urbano de água. Da mesma 
forma, os cálculos iniciais de crescimento populacional, demanda hídrica, vazões de 
adução, assim como o traçado e a determinação dos pontos estratégicos para instalação 
das partes integrantes do sistema foram descritos sem maiores complicações. A partir de 
então, poderão ser dimensionadas todas as outras estruturas do sistema, como estações 
de bombeamento, adutoras, estação de tratamento de água, capacidade do reservatório e 
rede de distribuição. 
Nessa segunda e terceira etapa do projeto foram realizados os dimensionamentos 
da adutora. No nosso caso, uma adutora do ponto de captação até a estação de 
tratamento de água e a outra na estação de tratamento de água aos reservatórios de 
distribuição, semi - enterrado e ao elevado até os principais trechos de distribuição do 
abastecimento da cidade de Caicó-RN, assim como foi realizada a concepção dos 
processos da estação de tratamento de água. 
Todo o dimensionamento se deu levando-se em consideração as condições mais 
econômicas, realizando análise do diâmetro mais econômico, de acordo com valores do 
TCPO 14, as condições mais seguras e que sejam menos prejudiciais ao meio ambiente. 
As adutoras foram dimensionadas assim como as suas respectivas bombas escolhidas,pois trata-se de uma adução por recalque. Foram utilizados associações em paralelos 
para as adutoras e apenas uma bomba para elevar água do reservatório semi enterrado 
para o elevado. É interessante lembrar que no nosso caso foram dispostas três bombas 
em cada trecho visto que as duas seriam para funcionar normalmente e uma terceira 
para quando houvesse algum problema com alguma das outras duas bombas. 
É importante enfatizar que o principal Açude da cidade, chamado de Itans tem 
uma perda de água da captação a distribuição de 60% da vazão captada, portanto, é de 
fundamental importância a gestão hídrica dos reservatórios pelos órgãos responsáveis, 
os mananciais que não consegue ter um controle de demanda e oferta d’água, pode 
colocar em risco a capacidade do reservatório nos períodos de seca, que ocorrem com 
frequência na região nordeste e consequentemente todo o projeto de abastecimento de 
água para a cidade. 
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71 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12218: Projeto de rede de 
distribuição de água para abastecimento público. Rio de Janeiro, 1994. 
_________. NBR 12211: Estudos de concepção de sistemas públicos de 
abastecimento de água. Rio de Janeiro, 1992. 
GIVISIEZ, G. H. N. Introdução a métodos de estimativas e interpolações 
populacionais. In: RIOS-NETO, E. L. G.; RIANI, J. L. R. (Org.) Introdução à 
demografia da educação. Campinas: Associação Brasileira de Estudos Populacionais – 
ABEP, 2004. 
MEDEIROS FILHO, Carlos F. Abastecimento de Água. Campina Grande, 2009, 154p. 
Apostila do curso de Engenharia Civil – Universidade Federal de Campina Grande – 
UFCG. Disponível em: <http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/Abastece.pdf>. 
Acesso em 29/11/2013. 
SHRYOCK, Henry S. e SIEGEL, S. J. The methods and material of Demography. 
Washington: U. S. Government Printing Office, 1980. 
Projeto Cadastro de Fontes de Abastecimento por Água Subterrânea Rio Grande 
do Norte – Dianóstico do Município de Caicó. Disponível para download em: 
http://www.cprm.gov.br/publique/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?sid=36&infoid=3130 
acessado no dia 27 de Novembro de 2014 ás 01:41. 
 
GALVÃO, Carlos Oliveira. Projeto de Pesquisa : Características da Bacia 
Hidrográfica – Piranhas/Açu – UFCG. Campina Grande, Agosto de 2007. 
 
CAICÓ/RN. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Caic%C3%B3 acessado no 
dia 27 de Novembro de 2014 ás 02:01. 
 
TSUTIYA, Milton Tomoyuki. Abastecimento de Água. 3ª Edição. Departamento de 
Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 
2006.