Hidraulica-SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNINOVAFAPI
CURSO: ENGENHARIA CIVIL
MATERIA: HIDRAULICA GERAL
PROFESSOR: SIMON BOLIVAR MAIA MENDES
SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
 EMERSON CASTRO
FELIPE ROCHA
JONAS SOUSA
LARISSA CARVALHO
RAIMUNDO NONATO
RAFAEL MARINHO 
 
TERESINA-PI
11-2016
CENTRO UNIVERSITÁRIO UNINOVAFAPI
ENGENHARIA CIVIL
SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
TERESINA – PI
11-2016
SUMÁRIO
1.INTRODUÇÃO.....................................................................................................................2
2.DESENVOLVIMENTO........................................................................................................3
2.1. MEMORIA DESCRITIVA...............................................................................................3
3.MEMÓRIA DE CÁLCULO..................................................................................................5
3.1. DADOS DE PROJETO......................................................................................................5
4. CÁLCULOS DA ADUTORA E DO EDUTOR....................................................................7
4.1. POÇO I...............................................................................................................................6
4.2. POÇO II.............................................................................................................................9
4.3. CALCULO DO RESERVATÓRIO.................................................................................10
5.CROQUI DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA...........................................11
6.TABELA DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA..........................................12
7. DESENHO DO SISTEMA CAIXA-POÇO........................................................................15
8.CONCLUSÃO.....................................................................................................................16
REFERENCIAS.....................................................................................................................17
1.INTRODUÇÃO
Desde os primórdios nós seres vivos entendemos que a água é essencial para a vida de todo o planeta, sem ela a sobrevivência é impossível, cada ecossistema seria inexiste inclusive a vida humana.
Porém, com a evolução da vida humana a capacidade cognitiva se desenvolveu também, e dessa forma o ser humano entendeu que seriam necessárias medidas eficientes para deslocar água até suas casas sem a necessidade de deslocamento físico, foi então que surgiu a ideia de reservatório com transporte tubular acoplado, tal medida revolucionou a vivencia pessoal, facilitando todas as atividades pessoais diárias como higiene, preparo de alimentação, dentre outras coisas.
“Reservatório de distribuição é o elemento do sistema de abastecimento de água destinado a regularizar as variações entre as vazões de adução e distribuição e condicionar as pressões na rede de distribuição (NBR 12217)”
No trabalho abaixo, foi calculado o comprimento e diâmetro da tubulação, vazão da água em todos os trechos e determinou-se a potência das bombas do sistema proposto. No projeto foi dado um certo povoado e este foi estudado e analisado minuciosamente para melhor fixar os conhecimentos da matéria de Hidráulica Geral.
2. DESENVOLVIMENTO
2.1. MEMORIA DESCRITIVA
O Sistema de Abastecimento de Água do povoado será independente de outras regiões, ou seja, a água captada será totalmente usada. A rede de distribuição foi toda calculada e dimensionada pelos alunos de engenharia civil utilizando instrumentos – calculadora cientifica e computadores – e fontes de estudo – como livros e sites da internet. Para realizar o projeto, utilizou-se os programas computacionais AutoCad e Microsoft Excel.
A rede de distribuição do projeto visa atender uma população de 2.369 habitantes que consumirá 150litros/hab.dia. Que contará com uma extensão total de 4.258,611 m. Foi estimada em 20 anos com população inicial de 1500 habitantes, utilizando o método de Progressão Geométrica. Para a obtenção do valor “r” (razão), tomou-se como dado, a cidade de Guadalupe (fornecida na planta baixa). Os dados foram extraídos do site do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística).
Será construído um reservatório elevado com capacidade para 85,28m³ capaz de atender com pressão adequada todos os lotes além de garantir o bom funcionamento do sistema em casos emergenciais.
O reservatório será alimentado por dois poços. O poço número um, com 110 m de profundidade da válvula de pé com crivo e nível dinâmico a 100 m de profundidade.
A bomba utilizada fornecerá vazão média de 17,78m³/h, com 15 cv de potência, 100mca e funciona 24 horas por dia para aliviar o consumo médio dia da população de 426,42m³/dia mais perdas de cargas.
O poço número dois, com 75 m de profundidade da válvula de pé com crivo e nível dinâmico a 70 m de profundidade.
A bomba utilizada fornecerá vazão média de 17,78m³/h, com 10 cv de potência, 80mca e também funcionará 24 horas por dia para aliviar o consumo médio dia da população de 426,42m³/dia mais perdas de cargas.
O reservatório está a 100 m do nível do poço a uma distância de 100m, com uma forma circular que possuirá um diâmetro de 5m e a altura de 6m. O comprimento do tubo de recalque é de 100 m.
Para suportar o golpe de aríete e a pressão máxima da adutora de 96,68 mca, utilizou-se tubulação de ferro fundido com diâmetro de 100mm. Para a rede de distribuição foram analisadas as velocidades de cada trecho, sendo assim utilizado o diâmetro mais adequado para a velocidade. Foram utilizados tubos de 50mm, 75mm e 100mm de PVC.
Pelos cálculos efetuados no dimensionamento da rede de distribuição é necessário que a altura mínima da laje de fundo seja de 10,0m.
A taxa “per capita” admitida foi de 150 l/hab.dia, compatível com as recomendações da AGESPISA para empreendimentos desse padrão com ligações com hidrômetros.
3. MEMÓRIA DE CÁLCULO
DADOS DE PROJETO 
População: 2.369 hab.
Taxa “per capita”: 150 l/hab.dia
K1 = 1,2
K2 = 1,5
O reservatório de distribuição terá as seguintes características:
Cota do terreno: 168,17 m
Cota da laje de fundo: 178,17 m
Capacidade: 85,23 m³
Tipo: elevado, em concreto armado
Forma: cilíndrica
Dimensões:
Diâmetro = 5,0 m;
Altura útil= 5,0m;
Altura total= 6,0 m;
Altura da laje de fundo= 10,0m.
A rede de distribuição terá uma extensão total de 4.258,611m com diâmetros variando de 50 mm, 75 mm e 100 mm:
DN-50		3.791,03m
DN-75		210,03m
DN-100		257,55m
Para ajudar os cálculos foram utilizados alguns coeficientes:
C=140 – coeficiente de Hazen-Willians para PVC;
C=100 – coeficiente de Hazen-Willians para FoFo (Ferro Fundido)
Cálculo da estimação da população:
r= razão
= ultima população
=penúltima população
= Ano da última população
=Ano da penúltima população
OBS: Dados fornecidos no site do IBGE.
= população estimada
= população inicial
r= razão
n=número de anos
= 2.369 habitantes
População de projeto: 2.369 hab.
Taxa “per capita”: 150 l/hab.dia
K1 = 1,2
K2 = 1,5
Coeficiente C do material = 130
Comprimento total da rede de distribuição = 4.258,611 m
Consumo médio diário (Cmd) = 150x2.369x1,2 =426,42 m³/dia
Vazão máxima ao dia = 426,42/86400 = 0,0049 m³/s
Vazão máxima por hora = 426,42/24 = 26,65 m³/h
4.CÁLCULOS DA ADUTORA E DO EDUTOR:
4.1. POÇO I
Diâmetro de recalque da adutora
Perdas de carga localizada da adutora
Tê de saída de lado.................................... K= 1,30
Válvula de retenção.................................... K= 2,5
Registro de gaveta...................................... K=0,2
2 curvas a 90°.............................................K= 0,8
Redução gradual......................................... K= 0,5
Válvula de pé com crivo............................. K= 3,6
Velocidade da água
Perda localizada
Perda de carga distribuída no edutor
Formula de Hazen Willians
Perda de carga total
Perda de carga localizada na adutora I
Componente Constante de atrito 
4 curvas a 90°............................. K= 1,6
Registro de gaveta...................... K= 0,2 
Saída de canalização................... K= 1,0
Somatório das perdas de carga 
Perda de carga
Perdas distribuídas da linha adutora
 
 
 
Altura manométrica
Potência da bomba
Acrescenta- se 15 para obter a potência instalada
4.2. POÇO II
No POÇO II foram usados os mesmos materiais e comprimento de adutora do POÇO I, a única diferença é a altura da sucção, o que implica numa altura manométrica diferente do POÇO I e, portanto, numa bomba de potência diferente.
Somatório total de perda de carga 
Altura manométrica
 
 Potência da bomba
Potência instalada (acréscimo de 20 %)
Potência adotada
Pressão total em ambos os poços
Sobrepressão
Pressão total
4.3.CALCULO DO RESERVATÓRIO
Altura da água
Reservatório 
Diâmetro adotado=5m
Altura do reservatório
5. CROQUI DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	TRECHOS
	NÓS
	Ext. (m)
	Q (l/s)
	D (mm)
	V (m/s)
	J (m/m)
	Hf (m)
	CPM 
	CPJ
	CTM
	CTJ
	PRESSÃO DISP.
	
	
	Mont.
	Jus.
	
	Jus.
	Marcha
	Mont.
	Fictícia
	
	
	
	
	
	
	
	
	Mont.
	Jus.
	
	1
	33
	34
	 81,51 
	 - 
	 0,142 
	 0,142 
	 0,071 
	50
	 0,0361 
	 0,00005 
	 0,0042 
	 180,6979 
	 180,6930 
	 160,91 
	 159,47 
	 19,78 
	 21,23 
	
	2
	33
	32
	 44,37 
	 - 
	 0,077 
	 0,077 
	 0,039 
	50
	 0,0197 
	 0,00002 
	 0,0007 
	 180,6979 
	 180,6972 
	 160,91 
	 162,07 
	 19,78 
	 18,62 
	
	3
	33
	35
	 227,73 
	 - 
	 0,396 
	 0,396 
	 0,198 
	50
	 0,1010 
	 0,00035 
	 0,0793 
	 180,6979 
	 180,6186 
	 160,91 
	 159,86 
	 19,78 
	 20,76 
	
	4
	28
	33
	 105,08 
	 0,615 
	 0,183 
	 0,798 
	 0,706 
	50
	 0,3600 
	 0,00366 
	 0,3846 
	 181,0825 
	 180,6979 
	 160,92 
	 160,91 
	 20,17 
	 19,78 
	
	5
	29
	30
	 96,07 
	 - 
	 0,167 
	 0,167 
	 0,084 
	50
	 0,0426 
	 0,00007 
	 0,0068 
	 181,0825 
	 181,0757 
	 157,40 
	 160,92 
	 23,68 
	 20,16 
	
	6
	26
	29
	 103,10 
	 0,399 
	 0,179 
	 0,578 
	 0,489 
	50
	 0,2489 
	 0,00185 
	 0,1907 
	 180,3063 
	 180,1156 
	 158,51 
	 157,40 
	 21,80 
	 22,71 
	
	7
	29
	28
	 133,45 
	 - 
	 0,232 
	 0,232 
	 0,116 
	50
	 0,0592 
	 0,00013 
	 0,0173 
	 181,0825 
	 181,0652 
	 157,40 
	 160,92 
	 23,68 
	 20,15 
	
	8
	28
	31
	 44,82 
	 - 
	 0,078 
	 0,078 
	 0,039 
	50
	 0,0199 
	 0,00002 
	 0,0008 
	 181,0660 
	 181,0652 
	 160,92 
	 162,20 
	 20,15 
	 18,87 
	
	9
	24
	28
	 100,66 
	 
	 0,175 
	 0,876 
	 0,438 
	50
	 0,2232 
	 0,00151 
	 0,1522 
	 181,2182 
	 181,0660 
	 163,23 
	 160,92 
	 17,99 
	 20,15 
	
	10
	24
	23
	 39,56 
	 - 
	 0,069 
	 0,069 
	 0,034 
	50
	 0,0175 
	 0,00001 
	 0,0005 
	 181,2182 
	 181,2177 
	 163,23 
	 164,23 
	 17,99 
	 16,99 
	
	11
	26
	27
	 99,06 
	 - 
	 0,172 
	 0,172 
	 0,086 
	50
	 0,0438 
	 0,00007 
	 0,0074 
	 180,3063 
	 180,2989 
	 158,51 
	 158,25 
	 21,80 
	 22,05 
	
	12
	25
	26
	 76,00 
	 0,750 
	 0,132 
	 0,882 
	 0,816 
	50
	 0,4158 
	 0,00478 
	 0,3632 
	 180,6695 
	 180,3063 
	 161,71 
	 158,51 
	 18,96 
	 21,80 
	
	13
	25
	20
	 72,40 
	 - 
	 0,126 
	 0,126 
	 0,063 
	50
	 0,0321 
	 0,00004 
	 0,0030 
	 180,6695 
	 180,6655 
	 161,71 
	 162,86 
	 18,96 
	 17,81 
	
	14
	24
	25
	 69,72 
	 1,008 
	 0,121 
	 1,129 
	 1,069 
	50
	 0,5445 
	 0,00787 
	 0,5487 
	 181,2182 
	 180,6695 
	 163,23 
	 161,71 
	 17,99 
	 18,96 
	
	15
	19
	24
	 71,41 
	 2,074 
	 0,124 
	 2,198 
	 2,136 
	75
	 0,4837 
	 0,00393 
	 0,2807 
	 181,4989 
	 181,2182 
	 164,80 
	 163,23 
	 16,70 
	 17,99 
	
	16
	19
	20
	 64,30 
	 - 
	 0,112 
	 0,112 
	 0,056 
	50
	 0,0285 
	 0,00003 
	 0,0022 
	 181,4989 
	 181,4967 
	 162,80 
	 162,86 
	 18,70 
	 18,64 
	
	17
	15
	19
	 36,32 
	 2,310 
	 0,063 
	 2,372 
	 2,341 
	75
	 0,5302 
	 0,00466 
	 0,1692 
	 181,6681 
	 181,4989 
	 165,03 
	 164,80 
	 16,64 
	 16,70 
	
	18
	21
	22
	 102,85 
	 - 
	 0,179 
	 0,179 
	 0,089 
	50
	 0,0456 
	 0,00008 
	 0,0082 
	 181,3867 
	 181,3785 
	 160,23 
	 158,16 
	 21,15 
	 23,22 
	
	19
	2/1
	25105,18 
	 - 
	 0,183 
	 0,183 
	 0,092 
	50
	 0,0466 
	 0,00008 
	 0,0088 
	 181,3867 
	 181,3779 
	 160,23 
	 158,51 
	 21,15 
	 22,87 
	
	20
	18
	21
	 71,60 
	 0,362 
	 0,125 
	 0,487 
	 0,425 
	50
	 0,2163 
	 0,00143 
	 0,1021 
	 181,4888 
	 181,3867 
	 163,23 
	 160,23 
	 18,26 
	 21,16 
	
	21
	18
	20
	 37,87 
	 - 
	 0,066 
	 0,066 
	 0,033 
	50
	 0,0168 
	 0,00001 
	 0,0005 
	 181,4884 
	 181,4888 
	 163,23 
	 162,86 
	 18,26 
	 18,63 
	
	22
	15
	18
	 64,62 
	 0,553 
	 0,112 
	 0,665 
	 0,609 
	50
	 0,3103 
	 0,00278 
	 0,1797 
	 181,6681 
	 181,4884 
	 165,03 
	 163,23 
	 16,64 
	 18,26 
	
	23
	15
	17
	 39,72 
	 - 
	 0,069 
	 0,069 
	 0,035 
	50
	 0,0176 
	 0,00001 
	 0,0005 
	 181,6681 
	 181,8876 
	 165,03 
	 165,59 
	 16,64 
	 16,30 
	
	24
	11
	15
	 102,30 
	 3,106 
	 0,178 
	 3,284 
	 3,195 
	75
	 0,7236 
	 0,00829 
	 0,8481 
	 182,5162 
	 181,6681 
	 166,29 
	 165,03 
	 16,23 
	 16,64 
	
	25
	13
	14
	 251,49 
	 - 
	 0,438 
	 0,438 
	 0,219 
	50
	 0,1115 
	 0,00042 
	 0,1053 
	 182,1370 
	 182,0317 
	 162,17 
	 162,72 
	 19,97 
	 19,31 
	
	26
	13
	21
	 103,49 
	 - 
	 0,180 
	 0,180 
	 0,090 
	50
	 0,0459 
	 0,00008 
	 0,0084 
	 182,1370 
	 182,1286 
	 162,17 
	 160,23 
	 19,97 
	 21,90 
	
	27
	13
	8
	 106,20 
	 - 
	 0,185 
	 0,185 
	 0,092 
	50
	 0,0471 
	 0,00008 
	 0,0090 
	 182,1460 
	 182,1370 
	 162,17 
	 163,55 
	 19,98 
	 18,59 
	
	28
	12
	13
	 92,85 
	 0,483 
	 0,162 
	 0,645 
	 0,564 
	50
	 0,2874 
	 0,00241 
	 0,2241 
	 182,3701 
	 182,1460 
	 165,06 
	 162,17 
	 17,31 
	 19,98 
	
	29
	11
	2
	 42,60 
	 0,645 
	 0,074 
	 0,719 
	 0,682 
	50
	 0,3475 
	 0,00343 
	 0,1461 
	 182,5162 
	 182,3701 
	 166,29 
	 165,06 
	 16,23 
	 17,31 
	
	30
	11
	16
	 166,29 
	 - 
	 0,289 
	 0,289 
	 0,145 
	50
	 0,0737 
	 0,00019 
	 0,0324 
	 182,5162 
	 183,4838 
	 166,29 
	 167,07 
	 16,23 
	 16,41 
	
	31
	7
	11
	 105,27 
	 4,292 
	 0,183 
	 4,475 
	 4,384 
	100
	 0,5584 
	 0,00367 
	 0,3863 
	 182,9025 
	 182,5162 
	 167,33 
	 166,29 
	 15,57 
	 16,23 
	
	32
	8
	9
	 272,19 
	 - 
	 0,474 
	 0,474 
	 0,237 
	50
	 0,1207 
	 0,00048 
	 0,1319 
	 182,4570 
	 182,3251 
	 163,55 
	 162,76 
	 18,91 
	 19,57 
	
	33
	10
	8
	 87,90 
	 0,474 
	 0,153 
	 0,627 
	 0,551 
	50
	 0,2805 
	 0,00231 
	 0,2028 
	 182,6598 
	 182,4570 
	 166,25 
	 163,55 
	 16,41 
	 18,91 
	
	34
	10
	12
	 106,62 
	 - 
	 0,186 
	 0,186 
	 0,093 
	50
	 0,0473 
	 0,00009 
	 0,0091 
	 182,6598 
	 182,6507 
	 166,25 
	 165,06 
	 16,41 
	 17,59 
	
	35
	7
	10
	 46,63 
	 0,813 
	 0,081 
	 0,894 
	 0,854 
	50
	 0,4349 
	 0,00519 
	 0,2422 
	 182,9020 
	 182,6598 
	 167,33 
	 166,25 
	 15,57 
	 16,41 
	
	36
	7
	36
	 37,15 
	 - 
	 0,065 
	 0,065 
	 0,032 
	50
	 0,0165 
	 0,00001 
	 0,0005 
	 182,9025 
	 182,9020 
	 167,33 
	 168,83 
	 15,57 
	 14,07 
	
	37
	1
	7
	 118,14 
	 5,434 
	 0,206 
	 5,640 
	 5,537 
	100
	 0,7054 
	 0,00565 
	 0,6675 
	 183,5700 
	 182,9025 
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	 167,33 
	 15,40 
	 15,57 
	
	38
	5
	6
	 128,47 
	 - 
	 0,224 
	 0,224 
	 0,112 
	50
	 0,0570 
	 0,00012 
	 0,0155 
	 182,6375 
	 183,6220 
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	 161,25 
	 17,57 
	 22,38 
	
	39
	5
	8
	 112,58 
	 - 
	 0,196 
	 0,196 
	 0,098 
	50
	 0,0499 
	 0,00009 
	 0,0107 
	 182,6375 
	 183,6268 
	 165,07 
	 163,55 
	 17,57 
	 20,08 
	
	40
	5
	3
	 267,59 
	 - 
	 0,466 
	 0,466 
	 0,233 
	50
	 0,1186 
	 0,00047 
	 0,1256 
	 182,6375 
	 182,5119 
	 165,07 
	 163,02 
	 17,57 
	 19,49 
	
	41
	1
	5
	 133,43 
	 0,886 
	 0,232 
	 1,118 
	 1,002 
	50
	 0,5106 
	 0,00699 
	 0,9325 
	 183,5700 
	 182,6375 
	 168,17 
	 165,07 
	 15,40 
	 17,5742
	3
	4
	 141,99 
	 - 
	 0,247 
	 0,247 
	 0,124 
	50
	 0,0629 
	 0,00015 
	 0,0206 
	 181,9962 
	 181,9756 
	 163,23 
	 163,80 
	 18,77 
	 18,18 
	
	43
	2
	3
	 119,25 
	 0,247 
	 0,208 
	 0,455 
	 0,351 
	50
	 0,1787 
	 0,00100 
	 0,1195 
	 182,1157 
	 181,9962 
	 165,12 
	 163,23 
	 17,00 
	 18,77 
	
	44
	2
	38
	 61,42 
	 - 
	 0,107 
	 0,107 
	 0,053 
	50
	 0,0272 
	 0,00003 
	 0,0019 
	 182,1157 
	 182,1138 
	 165,12 
	 165,46 
	 17,00 
	 16,66 
	
	45
	1
	2
	 299,69 
	 0,562 
	 0,521 
	 1,083 
	 0,823 
	50
	 0,4192 
	 0,00485 
	 1,4543 
	 183,5700 
	 182,1157 
	 168,17 
	 165,12 
	 15,40 
	 17,00 
	
	46
	37
	1
	 34,14 
	 7,400 
	 0,059 
	 7,459 
	 7,430 
	100
	 0,9465 
	 0,00973 
	 0,3322 
	 183,9030 
	 183,5700 
	 168,17 
	 168,90 
	 15,73 
	 14,67 
	
8.CONCLUSÃO
	Através dos conhecimentos de hidráulica geral, determinou- se a rede de distribuição de um povoado cuja população atual é de 1500 habitantes e estimou-se que esta terá 2.269 habitantes no ano de 2036. Os cálculos apresentados foram determinados de modo a garantir o abastecimento até o ano acima citado.	
	Garante-se que todos os domiciliados deste povoado receberão em suas residências água potável vindas de dois poços para suprir suas necessidades básicas. Ademais, as bombas que através de cálculos tiveram suas potências definidas atuarão durante vinte e quatro horas (24 horas).
	Além disso foram calculados também os diâmetros de adução e de distribuição, tudo de modo a manter pequenas as perdas de carga, fazendo com que a altura manométrica não fosse tão alta, consequentemente reduzindo os custos com as bombas 
	Com base em tudo isso, este projeto proporcionou um melhor aprendizado para os alunos de hidráulica, uma vez que esta envolve aplicações constantemente, o que nos motiva a aprender e usar nossos conhecimentos em favor da população.
REFERENCIAS
NETO, J. M. de Azevedo. Manual de Hidráulica. 8a edição. Editora: Edgard 1.INTRODUÇÃO