5 adutora

Prévia do material em texto

ADUTORA 
ETA - Cobi 
 
ADUTORA 
Adução 
É o conjunto de tubulações, peças especiais e obras de arte 
destinados a promover o transporte da água em um sistema de 
abastecimento entre: 
 
 captação e reservatório de distribuição; 
 captação e ETA; 
 captação a rede de distribuição; 
 ETA e reservatório; 
 ETA e rede; 
 reservatório à rede; 
 reservatório e reservatório; 
 
Classificação das adutoras: 
 
De acordo com a energia de movimentação do líquido: 
 gravidade, recalque e mista; 
 
De acordo com o modo de escoamento do líquido: 
 livre, forçada e mista; 
 
De acordo com a natureza da água: 
 bruta e tratada. 
 
ADUTORA 
 
 
ADUTORA 
 
 
ADUTORA 
 
Classificação das adutoras: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura - Esquema da terceira adutora de Campina Grande 
Projeto de linhas adutoras 
 
Dimensionamento hidráulico das adutoras por gravidade: 
1. Vazão de adução; 
2. Comprimento da adutora; 
3. Declividade disponível; 
4. Material da tubulação. 
 Diâmetro da adutora 
 
 
 
 
 
Projeto de linhas adutoras 
 
Velocidade máximas em condutos livres - (NB-591/91) 
 
 Material Velocidade máxima (m/s) 
Alvenaria de tijolos 2,5 
Rochas estratificadas 2,5 
Rochas compactas 4,0 
Concreto 5,0 
Qualidade da água Velocidade mínima (m/s) 
Suspensões finas 0,30 
Areias finas 0,45 
Matéria orgânica 0,60 
Projeto de linhas adutoras 
O dimensionamento hidráulico de um conduto pressurizado 
consiste em determinar: 
 a velocidade média da água (V); 
 a vazão (Q); 
 o diâmetro do tubo (D); 
 a perda de carga (hf). 
 Coeficiente de atrito (f) 
Para o dimensionamento dispõe-se de duas equações: 
Q = A . V 
hf = f (Q,D) ou fórmula universal 
Recomendações para o traçado das adutoras 
 
Distância Cota do 
(m) terreno (m)
0 32
20 30,5
40 27,9
60 25,6
80 24
100 22,4
120 18,2
140 16,4
160 12,6
165 8,2
180 9,6
200 10,1
220 11,3
240 12,2
260 12,8
280 17,6
292 17,9
300 17,8
320 15,2
340 14,6
360 14,1
380 12,4
400 12,9
418 14,5
Perfil da adutora
0
5
10
15
20
25
30
35
0 100 200 300 400
Distâncias (m) - plano de referência
Co
ta
s 
(m
)
Recomendações para o traçado das adutoras: 
 
 Inspeção de campo para a escolha da melhor alternativa de 
traçado; 
 
 Levantamento topográfico planialtimétrico e cadastral de uma faixa 
envolvendo o melhor traçado (de 30 a 60 metros de largura); 
 
 Sondagens de terreno a trado e a percurssão ao longo da faixa, 
para informações geotécnicas sobre o subsolo; 
 
 Com os dados acima, deve-se lançar na planta da faixa, o eixo da 
adutora, que deverá ser estaqueado de 20 em 20 metros; 
 
 Elaboração do perfil do terreno e da adutora. 
 
Recomendações para o traçado das adutoras: 
(continuação) 
 
 
 A adutora deverá ser implantada de preferência em ruas e 
terrenos públicos (minimizando o problema de desapropriação 
ou faixa de utilização); 
 
 Trechos ascendentes longos com pequena declividade > 0,2 
% e trechos descendentes curtos com declividade > 0,4 %; 
 
 Localizar adutoras, ventosas e registros; 
Recomendações para o traçado das adutoras; 
 (continuação) 
 
 Procurar terrenos com características de solos 
com capacidade de suportar esforços evitando: 
 Solos rochosos, alagadiços e solos de baixa resistência; 
 Prever blocos de ancoragem. 
Traçado de linhas adutoras por gravidade 
 
 A linha piezométrica não deve cortar a tubulação  prejudicial ao 
funcionamento da adutora (formação de bolsas de ar, pressões 
negativas, variação de volume) 
 
 O que se deve fazer? 
 
 Opção 1: Cortar o terreno para locar a tubulação abaixo da piezométrica 
 
L 
D 
Corte no terreno 
LP 
NA 
 Opção 2: Construção de uma caixa intermediária no ponto mais alto 
do terreno, aberta à pressão atmosférica. 
NA h  2,5 D2 
D2 
NA 
NA 
Caixa intermediária 
LP, J2 
LP, J1 
A 
D1 
Corte no terreno 
L2 L1 
 Opção 3: Dimensionar a linha com dois diâmetros D1>D2.; 
 
 
 A piezométrica do primeiro trecho terá declividade menor (J1) para 
ultrapassar o ponto alto; 
 
 Deve-se ter uma folga da piezométrica de no mínimo 1,5m acima 
do terreno . 
 
 
 Escolhe-se a alternativa mais econômica e adequada 
operacionalmente a cada caso. 
Dimensionamento hidráulico 
 Adutora por recalque 
 Em geral são conhecidos: 
 
 Vazão de adução, Q (m3/s) 
 Comprimento da adutora, L (m) 
 Desnível a ser vencido, Hg (m) 
 Material da adutora 
Adutora por recalque 
Lr Ls 
NA 
Q NA 
DGs 
Dr, J, V 
DGr 
hf 
A’ 
Determina-se o diâmetro D da adutora e a potência P da 
bomba que vai gerar a pressão necessária para vencer o 
desnível indicado, à vazão desejada 
A função da bomba em gerar pressão, permite admitir que 
a água tenha alcançado uma cota equivalente ao ponto A’ 
Adutora por recalque 
Lr Ls 
NA 
Q NA 
DGs 
Dr, J, V 
DGr 
hf 
A’ 
Indeterminação do problema  há uma infinidade de diâmetros e 
potências que permitem solucionar a questão para uma mesma vazão 
de dimensionamento 
Solução de casos práticos: adutora por recalque 
 Pré-dimensionamento do diâmetro  
 Adução contínua  24 horas 
 
 FÓRMULA DE BRESSE: 
 
D  diâmetro da adutora de recalque (m) 
Q  vazão aduzida (m3/s) 
K  fator da fórmula de Bresse 
 
 
 
 
QKD 
 A constante K depende de custos de: 
 Material 
 Mão-de-obra 
 Operação 
 Manutenção do sistema, etc. 
 
 Varia de local para local e no tempo, 
principalmente em regimes inflacionários 
 
 Normalmente: 0,75 < K < 1,4 
 
 De um modo geral, pode ser tomado k = 1,2 
quando se utilizam tubos de ferro fundido 
 
 
 
 
 
Para adutoras que funcionam apenas algumas horas por dia: 
)/(.3,1
325,0
smQXD
r

X  fração de horas por dia 
X = n/24 
n = número de horas de funcionamento 
por dia 
Recomendada pela NBR-5626 
Algumas observações sobre a fórmula de Bresse 
 Trata-se de uma equação muito simples, para 
representar um problema complexo e com muitas 
variáveis econômicas  aplicada na fase de 
anteprojeto; 
 
 Em sistemas de menor porte, com adutoras de até 6’’, 
pode conduzir a um diâmetro aceitável; 
 
 A fixação de um valor para K  velocidade de 
econômica (comuns valores entre 1,0 e 1,5 m/s); 
 
 Fórmula de Bresse deve ser aplicada para sistemas 
de funcionamento contínuo (24 hs) 
Adutora por recalque 
 Diâmetros escolhidos com base em critério econômico  
considera-se as despesas com a tubulação e com os conjuntos 
elevatórios 
 
 Análise econômica através do critério do valor presente, com taxa 
de desconto de 12% ao ano ou indicada pelo órgão financiador; 
 
 Diâmetro mais conveniente é aquele que resulta em menor custo 
total das instalações (estação elevatória, tubulação, energia 
consumida e outros custos de operação) 
Adutora por recalque 
 Aspectos econômico-financeiros: 
 
 Aquisição e assentamento dos tubos, peças e aparelhos 
 Aquisição do conjunto motor-bomba adequado para cada diâmetro 
 Operação, manutenção e consumo de energia elétrica 
 Amortização e juros 
Adutora por recalque 
 Aspectos econômico-financeiros: 
 
•Na vida útil dos projetos de instalações de recalque, os 
gastos de energia muitas vezes ultrapassam os custos de 
investimento das instalações,é uma despesa operacional de 
relevância na determinação do diâmetro econômico das 
adutoras 
 
•Representam 50% das despesas das companhias de 
saneamento 
 
Solução de casos práticos: 
adutora por recalque 
 
1. Adotam-se três a quatro diâmetros, em torno do valor obtido 
através das fórmulas anteriores; 
 
2. Determinam-se as características dos conjuntos elevatórios 
(altura manométrica, potência, rendimento, etc.) necessárias à 
instalação, para cada diâmetro; 
 
3. Calculam-se os consumos anuais de energia para cada conjunto 
elevatório-diâmetro; 
 
4. Determinam-se os custos anuais de amortização e juros do capital 
investido na aquisição de tubos e equipamentos de recalque 
(incluindo sistemas elétricos) para cada alternativa; 
 
5. Somam-se os custos resultantes da aquisição de equipamentos, 
tubos e energia, para cada alternativa e escolhe-se o diâmetro 
que conduz ao menor custo global. 
Solução de casos práticos: adutora por recalque 
Solução de casos práticos: 
adutora por recalque 
 
ADUTORA 
Dimensionamento hidráulico das adutoras por recalque 
Velocidades na sucção (NBR590/1990) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
No barrilete a velocidade mínima é de 0,60 m/s e a velocidade máxima 
recomendada é de 3,00 m/s. 
Projeto de linhas adutoras 
Diâmetro nominal – DN (mm) Velocidade máxima (m/s) 
50 0.70 
75 0.80 
100 0.90 
150 1.00 
200 1.10 
250 1.20 
300 1.40 
> 400 1.50 
 
aspectos observados 
Materiais das adutoras 
 
 Ferro fundido; 
 PVC; 
 Aço; 
 Concreto armado. 
 
 
 
Pressão interna 
Pressão externa 
Natureza da água transportada 
Custo de implantação 
 
Materiais das adutoras 
PVC 
 
 
 
 
 
 
 
 Os valores das pressões máximas de serviço 
decrescem com o aumento da temperatura na base 
de 20% para cada mais 10o.C. 
Classe Serviço 
8 40 
10 50 
12 60 
15 75 
20 100 
Materiais das adutoras 
Ferro fundido 
 
 longa durabilidade 
 facilidade de assentamento e conexão 
 peso elevado 
 alto custo 
 elevada resistência à pressão interna e cargas externa 
 incrustações: cimentado internamente 
 diametro até 1200 mm 
 v máx: 3,00 m/s 
 
Aço 
 
 elevada resistência à pressão interna 
 baixa resistência à cargas externa 
 incrustações: cimentado internamente 
 corrosão: revestimento externo - pintura anti-
corrosiva 
 fácil montagem e conserto - solda 
 diametro > 600 mm, $ + competitivos 
 v máx: 6,00 m/s 
Concreto 
 
 baixa resistência à pressão interna: condutos livres 
 elevada resistência à cargas externa 
 peso elevado 
 difícil manuseio 
 concreto simples (200 - 1000 mm) e armado (400 - 
2000 mm) 
 moldado in loco 
 v máx: 4,50 m/s 
 
Conexões 
 
As peças são destinadas a ligarem tubos ou seguimentos de 
tubos entre si, permitindo mudanças de direção, derivações, 
alterações de diâmetros etc, e são fabricadas nas classes e 
juntas compatíveis com a tubulação. 
 
 
Conexões 
 
As peças mais comuns são: 
 
curvas (mudanças de direção); 
tês (derivação simples); 
cruzetas derivação dupla; 
reduções (mudanças de diâmetro); 
luvas (ligação entre duas pontas); 
caps (fechamento de extremidades); 
junções (derivações inclinadas) etc. 
 
Registro de gaveta 
 
 
 
 
 
Válvula borboleta 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Materiais das adutoras 
Válvulas 
 
 
Válvula borboleta 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Válvula de retenção 
 
 
 
 
 
 
 
Nas adutoras por gravidade, o ar depositado nos pontos altos, onde há 
perda de pressão, provoca o aumento da perda de carga, que 
implica numa diminuição de vazão; 
Nas adutoras por recalque, a presença de bolsas de ar nos pontos de 
queda de pressão provocam um aumento de altura manométrica, 
implicando em redução de vazão ou sobrecarga da bomba, com os 
consequentes prejuízos de consumo de energia ou danificação do 
equipamento; 
A movimentação das bolsas de ar pode provocar golpes de ariete em 
decorrência de sucções bruscas. 
 
 
 
 
 
 
Problemas causados pelo movimento de bolsas de ar 
nas tubulações: 
 
Instalação de ventosas nos pontos altos da tubulação e ao término dos 
trechos horizontais, visa eliminar todos os inconvenientes que um 
fluxo ar inadequado dentro das tubulações pode acarretar. É 
necessário também tomar as seguintes precauções quanto ao traçado 
das tubulações: 
 Projetar as tubulações com aclives suaves e declives acentuados, 
visando facilitar o fluxo de ar a os pontos altos onde estarão instaladas 
as ventosas; 
 Reduzir ao máximo os trechos horizontais, pois variações muito 
pequenas de nível podem implicar pontos difíceis de se proteger. 
 
 
 
 
 
 
Instalação das ventosas 
 
 
 
 
 
 
Traçado recomendável 
 
 
 
 
Traçado não recomendável 
 
 
 
 
 
 
 
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DAS ADUTORAS 
 
 Blocos de ancoragem; 
 Proteção contra corrosão; 
 
Adutora do Civit – Serra (http://www.cesan.com.br) 
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DAS ADUTORAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ADUTORA 
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DAS ADUTORAS 
 
Blocos de Ancoragem 
 
Podem ser calculados pela fórmula: 
 
 E = k P A 
 
E: empuxo, N; 
 
P: pressão do teste hidráulico em campo, Pa; 
A: área da seção interna do tubo, m2; 
K: coeficiente que depende da natureza da tubulação. 
 
Estudar: Capítulo 6 
 
 Itens: 6.1 a 6.9 e 6.13