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1 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.1 Considerações 2 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.1 Considerações NBR 12218:2/94 3.1 Rede de distribuição Parte do sistema de abastecimento formada de tubulações e órgãos acessórios, destinada a colocar água potável à disposição dos consumidores, de forma contínua, em quantidade e pressão recomendadas. 3 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.1 Considerações NBR 12218:2/94 3.4 Consumo Quantidade de água utilizada pelos consumidores numa unidade de tempo. 3.5 Vazão de distribuição Consumo acrescido das perdas que podem ocorrer na rede. 4 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.1 Considerações CUSTO DA REDE: tipicamente de 50 a 75% do custo total do sistema de abastecimento de água. VIGILÂNCIA: em sistema público, redes de distribuição e ligações prediais não estão sob vigilância constante. Redes são enterradas, distribuídas sob as vias e de difícil acesso. OPERAÇÃO: Preservação da qualidade da água e controle de perdas. 5 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.1 Considerações NBR 12218:2/94 3.8 Vazão específica Vazão de uma área específica, expressa em vazão por unidade de área ou por unidade de comprimento de tubulação. 3.9 Condutos ou tubulações principais Tubulações da rede de distribuição, verificadas por cálculo hidráulico, mediante concentração das vazões máximas de dimensionamento em seus nós. 6 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.1.1 Rede dupla Tráfego intenso; Largura superior a 18m; Custo de instalação do ramal predial. 7 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.1.1 Rede dupla Vantagens da rede dupla para abastecimento potável e não-potável Menores diâmetros; Mananciais alternativos; Menor custo do sistema de tratamento de água; Desvantagens Resultados sanitários. 8 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.2 Traçado Condutos principais e secundários Para o traçado dos condutos principais deve-se considerar: Ruas sem pavimentação; pavimentação menos onerosa; ruas de menor intensidade de trânsito; proximidade de grandes consumidores. 9 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.2 Traçado Conforme a disposição dos condutos principais pode-se ter os seguintes traçados: Espinha de peixe; Traçado em grelha; Traçado em anel. 10 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.2 Traçado Rede em espinha de peixe Rede em “grelha” Rede malhada 11 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento NBR 12218/92 5.2 Vazões específicas para dimensionamento 5.2.1 Devem ser estabelecidas as vazões para dimensionamento, para atender áreas específicas. 5.2.2 Devem ser consideradas as vazões para as áreas de expansão. 5.2.3 Devem ser identificados os consumidores singulares e os respectivos consumos, mediante levantamento de campo ou outro procedimento devidamente justificado. 5.2.4 Não devem ser previstas demandas especiais para combate a incêndios em condições operacionais normais da rede. 5.2.5 Casos em que as demandas especiais para combate a incêndios são consideradas no dimensionamento da rede, em condições normais de operação, devem ser justificados 12 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento NBR 12218/92 5.3 Hidrantes 5.3.1 Em comunidades com demanda total inferior a 50 l/s, pode-se dispensar a instalação de hidrantes na rede, devendo existir um ponto de tomada junto ao reservatório para alimentar carros-pipa para combate a incêndio. 5.3.2 Em comunidades com demanda total superior a 50 l/s, devem-se definir pontos significativos para combate a incêndio, mediante consulta ao corpo de bombeiros, e localizar as áreas de maior risco de incêndio. 5.3.3 Os hidrantes devem ser separados pela distância máxima de 600 m, contada ao longo dos eixos das ruas. 13 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento NBR 12218/92 5.3 Hidrantes 5.3.4 Os hidrantes devem ser de 10 l/s de capacidade nas áreas residenciais e de menor risco de incêndio, e de 20 l/s de capacidade em áreas comerciais, industriais, com edifícios públicos e de uso público, e com edifícios cuja preservação é de interesse da comunidade. 5.3.5 Os hidrantes devem ser ligados à tubulação da rede de diâmetro mínimo de 150 mm, podendo ser de coluna ou subterrâneo com orifício de entrada de 100 mm, para as áreas de maior risco, ou do tipo subterrâneo com orifício de entrada de 75 mm, para áreas de menor risco. 14 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento NBR 12218/92 5.4 Zonas de pressão 5.4.1 A pressão estática máxima nas tubulações distribuidoras deve ser de 500 kPa, e a pressão dinâmica mínima, de 100 kPa. 15 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento NBR 12218/92 5.8 Setor de manobra 5.8.1 A operação do setor de manobra deve garantir o abastecimento do restante da rede com as vazões previstas e dentro dos limites de pressão especificados em 5.4.1. 5.8.2 O setor de manobra deve abranger uma área que apresente uma ou mais das seguintes características: a) extensão de rede (m) .................. 7000 a 35000 b) número de economias ................ 600 a 3000 c) área(m2) ....................................... 40000 a 200000 5.8.3 O isolamento do setor de manobra deve ser feito pelo menor número de válvulas. 16 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento Hidraulicamente uma rede de distribuição de água se constitui num sistema de encanamentos complexos, ou seja, é um sistema constituído por diversas canalizações formando malhas, feixes, etc. Dados Incógnitas Cotas Diâmetros ou vazões Comprimento Perda de carga Pressões Diâmetros ou vazões 17 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento Percapita: 150 a 200 L/hab.dia; K1=1,2 e k2=1,5; Pressão estática máximo: 50 mca; Pressão dinâmica mínima:10 mca; O comprimento máximo dos condutos secundários deverá ser de 300m; Os condutos principais com diâmetro superior a 400 mm não serão utilizados para ligação de ramal predial; Perda de carga máxima: 8m/km; Diâmetro mínimo de 50 mm. 18 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento Normalmente os problemas são solucionados obedecendo-se a seguinte seqüência: a. Fixam-se os limites de pressão e velocidade; b. Admitem-se os diâmetros para as vazões conhecidas; c. Calcula-se as perdas de carga e as pressões dinâmicas disponíveis nos pontos. 19 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO VELOCIDADES MÁXIMAS E MÍNIMAS Limites de acordo com a NBR 12278(94) o Velocidade mínima: 0,6 m/s o Velocidade máxima: 3,5 m/s Porto (1998): Vmax= 0,6+1,5D ou 2,0 m/s Martins (1976) 20 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO Limites práticos de velocidade e de vazão para tubulações de rede de distribuição 21 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO Velocidades máximas de velocidade e de vazão para tubulações de rede de distribuição 22 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento DIMENSIONAMENTO: REDES RAMIFICADAS Método tradicional Vários métodos tem sido desenvolvidos buscando a solução ótima, que proporciona menor custo da rede e seu sistema de bombeamento Dimensionamento dos trechos o Verificação das pressões resultantes CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento DIMENSIONAMENTO: REDES RAMIFICADAS CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento DIMENSIONAMENTO: REDES RAMIFICADAS CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento Dimensionamento dos trechos o Verificação das pressões resultantesDIMENSIONAMENTO: REDES RAMIFICADAS CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento Dimensionamento dos trechos o Verificação das pressões resultantes DIMENSIONAMENTO: REDES RAMIFICADAS (m) Jus. Marcha Mont. Fictícia (mm) (m/s) (m/m) (m) (m.c.a) (m) Mont. Jus. Mont. Jus. Cota Terreno P Disponível (m) (m.c.a) D Vel. J CP mont. Perda Carga CP jus. Trecho Extensão Vazão (L/s) 28 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3 Dimensionamento 7.3.1 Método do seccionamento fictício É particularmente indicado para o dimensionamento das redes de distribuição das cidades pequenas e para verificação das linhas secundárias das redes malhadas. Supõe-se seccionados os circuitos fechados, transformando a rede malhada em uma rede ramificada fictícia, conforme ilustração a seguir: R 29 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3.1 Método do seccionamento fictício (cont.) Após dimensionada a rede verifica-se a hipótese dos seccionamentos adotados, confrontando os valores calculados para as pressões resultantes nos pontos admitindo-se diferenças que não excedam 5% do valor médio desses valores. Esta aproximação deverá ser feita até que este limite seja atendido. 30 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3.1 Método Hardy-Cross Utilizado normalmente no dimensionamento dos condutos principais de uma rede malhada. Admite-se uma distribuição de vazões e determina-se a perda de carga. A distância máxima entre condutos deve estar entre 300 e 500m. Substitui-se a distribuição em marcha da rede por tomadas localizadas em pontos convenientes, conforme figura ilustrativa. 31 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3.1 Método Hardy-Cross (continuação) R R 32 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3.1 Método Hardy-Cross (continuação) As condições necessárias e suficientes para que a distribuição de vazões admitidas seja correta são as seguintes: a. Em um nó qualquer da rede, a soma algébrica das vazões é nula, considerando-se: Positivas as vazões afluentes Negativas as vazões efluentes Q1 – Q2 – Q3 – Q4 + Qd = 0 Q1 Q2 Q3 Q4Qd 33 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3.1 Método Hardy-Cross (continuação) b. Em um circuito fechado (ou anel) qualquer, a soma algébrica das perdas de carga é nula, considerando-se: positivas (+) as perdas de carga concidentes e, Negativas (-) as perdas de carga contrárias à um referencial. h1,Q1 R h2 ,Q2 h3,Q3 h4 ,Q4 h1 + h2 - h3 - h4 = 0 34 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.3.1 Método Hardy-Cross (continuação) Geralmente, a primeira tentativa conduz h é diferente de zero. Deverá ser feita uma compensação de vazões, corrigindo-se os valores de Q. Q = - h n=1,85 para Fórmula n h/Q Hazen-Willians 35 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO NBR 12218/94 5.10 Órgãos e equipamentos acessórios 5.10.1 Em conduto secundário, deve ser prevista válvula de manobra junto ao ponto de ligação a conduto principal. 5.10.2 Devem ser previstas válvulas de descarga nos pontos baixos da rede. 5.10.2.1 A válvula de descarga deve ser disposta para esvaziar totalmente a tubulação e impedir a entrada de água. 5.10.2.2 O diâmetro mínimo da válvula de descarga, em tubulação, com diâmetro igual ou maior que 100 mm, deve ser de 100 mm, e, com diâmetro inferior a 100 mm, deve ser de 50 mm. 5.10.3 Nos pontos altos dos condutos principais, devem ser previstas ventosas, protegidas do contato com água de saturação do solo ou de inundação. 5.10.4 A rede de distribuição pode ter booster instalado, não devendo, entretanto, ser permitido o consumo através de bomba com sucção direta da rede. 5.10.5 O projeto deve prever a manutenção de todos os órgãos e equipamentos acessórios, sem remover ou danificar a tubulação. 36 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO Profundidade das valas 37 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO Material das valas 38 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO http://books.google.com.br/books PRINCIPAIS TUBOS: o Ferro fundido cinzento o Ferro fundido dúctil o PVC o Polietileno (PE) o Fibrocimento 39 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO http://books.google.com.br/books 40 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO http://books.google.com.br/books 41 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 42 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 43 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO http://books.google.com.br/books 44 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 45 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO http://books.google.com.br/books 46 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO http://books.google.com.br/books 47 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO http://books.google.com.br/books 48 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 49 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 50 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 51 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 52 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 7.5 Instalação Domiciliar 53 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 54 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 55 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 56 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO Válvula de manobra 57 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO Válvula de manobra VÁLVULAS DE MANOBRA 58 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO VÁLVULAS DE DESCARGA 59 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO VENTOSAS 60 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO VÁLVULAS REDUTORAS DE PRESSÃO 61 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO HIDRANTE DO TIPO COLUNA 62 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO HIDRANTE DO TIPO SUBTERRÂNEO 63 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO BLOCOS DE ANCORAGEM 64 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO NBR 12218/94 5.11 Disposições construtivas 5.11.1 Devem ser apresentados detalhes da solução adotada, caso existam obstáculos que interfiram no assentamento da rede. 5.11.2 O projeto da rede deve conter detalhes construtivos das travessias. 5.11.3 O projeto deve prever destino adequado às águas de descarga. 5.11.4 Deve ser prevista proteção adequada da rede nos trechos que possam sofrer interferências ou danos decorrentes da operação de outros sistemas de utilidades públicas, tais como linhas de esgoto, águas pluviais, petróleo e derivados, e água não potável. 5.11.5 Nos pontos de mudança de direção, de redução de diâmetro e de localização de dispositivos para fechamento ou controle nos condutos principais de grande diâmetro, devem ser previstas estruturas capazes de absorver os esforços resultantes da condição operacional mais desfavorável. 65 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO Ramificada 66 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO NBR 12218/97: Projeto de Rede de Distribuição de Água para Abastecimento Público 4 Condições gerais 4.1 Desenvolvimento do projeto 4.1.1 Elementos necessários São os seguintes: a) estudo de concepção do sistema de abastecimento, elaborado conforme a NBR 12211; b) definição das etapas de implantação; c) projetos de outras partes do sistema de abastecimento já elaborados, atendendo à concepção básica a que se refere 4.1.1-a); d) levantamento planialtimétrico da área do projeto com detalhes do arruamento, tipo de pavimento, obras especiais, interferências e cadastro da rede existente; e) plano de urbanização e legislação relativa ao uso e ocupação do solo. 67 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 68 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 69 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO 70 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO Exercício Dimensionar a rede ramificada naFigura dada, destinada a fornecer água potável a 1000 habitantes. Os outros parâmetros para projeto deverão ser adotados conforme definido na concepção do projeto. Definir a lâmina dágua mínima no reservatório e as pressões disponíveis nas extremidades dos diversos trechos da rede, bem como sua pressão estática máxima. A pressão dinâmica mínima deverá ser de 10 mca e a máxima de 50 mca. Deverá ser obedecida a NBR 12218/94. 71 CAPÍTULO 7 REDE DE DISTRIBUIÇÃO Exercício
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