ADUT_GRAV_2013(2)

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EXEMPLO – DIMENSIONAMENTO E ESCOLHA DO TRAÇADO DE LINHA ADUTORA DE 
ÁGUA BRUTA, POR GRAVIDADE. 
 
DADOS 
Q = 75 L/s ; NÍVEL DE ÁGUA CAPTAÇÃO = 700 m ; NÍVEL ÁGUA CHEGADA DA ETA = 
670 m ; COTA EIXO ADUTORA NO INÍCIO DA LINHA = 697,5 m ; COTA DO EIXO DA 
ADUTORA NA CHEGADA DA ETA = 667,5 m ; SERÃO UTILIZADOS TUBOS DE FERRO 
FUNDIDO NOVOS, JUNTA PONTA E BOLSA (KSAINT-GOBAIN = 0,1 mm ; KPROJ = 0,2 mm). 
 
ESTUDAR DOIS TRAÇADOS: 
1. CAMINHAMENTO 1 (C1), ▬► EM LINHA RETA (EM PLANTA), VERIFICANDO A 
NECESSIDADE DE UTILIZAÇÃO DE CAIXA DE PASSAGEM (RESERVATÓRIO 
INTERMEDIÁRIO) NA ESTACA E80, ADMITINDO NÍVEL DE ÁGUA NA CAIXA ≡ COTA 
DO TERRENO (FIGURA 1 E TABELA 1). 
 
2. CAMINHAMENTO 2 (C2) ▬► A LINHA ADUTORA ACOMPANHARÁ UMA ESTRADA 
MUNICIPAL ENTRE AS ESTACAS E40 E E120 (FIGURA 1 E TABELAS 1). 
 
DE ACORDO COM OS DADOS, DIMENSIONAR A LINHA E ESCOLHER O MELHOR 
TRAÇADO, CONSIDERANDO: 
 
CUSTO DA TUBULAÇÃO, ADMITINDO-O DIRETAMENTE PROPORCIONAL Á MASSA 
DOS TUBOS; CLASSE DOS TUBOS; FACILIDADE DE IMPLANTAÇÃO, OPERAÇÃO E 
MANUTENÇÃO; DISPOSITIVOS NECESSÁRIOS; OBRAS ESPECIAIS. 
 
 
 
 CAIXA ALIMENTAÇÃO DA ADUTORA_NÍVEL ÁGUA CAPTAÇÃO = 700 m 
 
 E10 E20 E30 E40 E50 E60 E70 E80 E90 E100 E110 E120 E130 (CAMINHAMENTO 1) 
 NÍVEL ÁGUA ETA = 670 m 
 E140 (CAMINHAMENTO 2) 
 E10 
 RIO E20 E130 
 E30 E40 E120 
 BARRAGEM E50 E60 E70 E80 E90 E100 E110 RIO 
 ESTRADA 
 
 
 FIGURA 1 – CAMINHAMENTOS 1 E 2 – ESQUEMA EM PLANTA _ SEM ESCALA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAIXA DE 
REGISTRO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TABELA 1 – COTA DO TERRENO (m) 
E20 E30 E40 E50 E60 E70 E80 E110 
C1 
665 660 680 675 680 675 695 665 
E10 E40 E60 E80 E90 E100 E120 
C2 
655 660 675 665 655 665 655 
 
TABELA 2 – VALORES DE J PARA g = 10 m/s2, ν = 10-6 m2/s (SWAMEE-JAIN) 
 T = 20oC KP = 0,2 mm Q = 75L/s 
DN (mm) Classe Massa (kg/m) J (m/m) 
200 1 MPa 27 0,02909 
250 1 MPa 35 0,00919 
300 1 MPa 44 0,00360 
350 K-7 62 0,00164 
 
 
 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 ESTACA 
 
 
FIGURA – PERFIL LONGITUDINAL CAMINHAMENTOS 1 E 2. 
ESTACAS DE 20 m em 20 m_COTAS – m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 700 
 
 
 
 
 
 
 690 
 
 
 
 
 
 680 
 
 
 
 670 (ETA) 
 
 670 ´ 
 
 
 
 
 
 660 
 
 
 
 
 650 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 ESTACA 
 
 
FIGURA 2 – RESUMO CAMINHAMENTO 1 SEM CAIXA DE PASSAGEM_COTAS – m 
 LP CAMINHAMENTO 1 _ TENTATIVA 
PARA CHD = 30 m, SEM CAIXA DE PASSAGEM. 
 
 
 
 
 350mm 300mm 250mm 200mm CAMINHAMENTO 1 
 388m 1212m 206m 794m C/ CAIXA PASSAGEM 
 
 
 700 (SAIDA) 
 
 
 695,00 
 
 
 
 690 
 
 
 
 
 
 680 
 676,20670 (ETA) 
 
 670 ´ 
 
 
 
 
 
 660 
 
 
 
 
 650 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
● CAMINHAMENTO 1 – DIMENSIONAMENTO / ANÁLISE CAMINHAMENTO 1 SEM CAIXA DE PASSAGEM 
 
J = (700 – 670)/2600 = 0,01875 m/m , DT = 0,222 m ; 
 
DN1 = 200 mm (J1 = 0,02909 m/m) L1 = 307 m , 
 
DN2 = 250 mm (J2 = 0,00919 m/m) L2 = 2293 m 
 
 
PARA DN2 = 250 mm NO INÍCIO DA LINHA – COTA PIEZOMÉTRICA EM E80 
 
= 700 – 0,00919 x 1600 = 685,3 m (< 695 m), 
 
► PRESSÕES EFETIVAS NEGATIVAS NAS IMEDIAÇÕES DA ESTACA E80. 
 
 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 ESTACA 
 
 
FIGURA 3 – RESUMO CAMINHAMENTO 1 COM CAIXA DE PASSAGEM. 
ESTACAS DE 20 m em 20 m_COTA – m. 
 
 LP CAMINHAMENTO 1 _ SOLUÇÃO COM CAIXA DE PASSAGEM. 
 
 
 
250mm 200mm CAMINHA_ 
 2586m 214m MENTO 2 
 
 350 mm 300 mm 250 mm 200 mm CAMINHAMENTO 1 
 388 m 1212 m 206 m 794 m C/ CAIXA PASSAGEM 
 
 
 700 (SAIDA) 699,36 
 
 693,10 
 695,00 
 
 
 
 690 
 
 
 
 
 
 680 
 
 
 
 670 (ETA) 
 670 (ETA) 
 670 ´ 
 
 
 
 
 
 660 
 
 
 
 
 650 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
● CAMINHAMENTO 1 – DIMENSIONAMENTO COM CAIXA PASSAGEM EM E80 COM NA = 695 m 
 
 
TRECHO CAPTAÇÃO – CAIXA PASSAGEM J = (700 – 695)/1600 , DT = 0,314 m 
 
DN1 = 300 mm (J1 = 0,0036 m/m) L1 = 1212 m ; DN2 = 350 mm (J1 = 0,00164 m/m) L2 = 388 m 
 
h1 = 1212 x 0,0036 = 4,36 m ; h2 = 388 x 0,00164 = 0,64 m 
 
TRECHO CAIXA DE PASSAGEM – ETA J = (695 – 670)/1000 ; DT = 0,21 m 
 
DN1 = 200 mm (J1 = 0,02909 m/m) L1 = 794 m ; DN2 = 250 mm (J1 = 0,00919 m/m) L2 = 206 m 
 
h1 = 794 x 0,02909 = 23,1m h2 = 206 x 0,00919 = 1,9 m 
 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 ESTACA 
 
 
FIGURA 4 – RESUMO CAMINHAMENTO 2 
 
 
 
 
 
 
 
 LP CAMINHAMENTO 2 
 250 mm 200 mm CAMINHA_ 
 2586 m 214 m MENTO 2 
 
 350mm 300mm 250mm 200mm CAMINHAMENTO 1 
 388m 1212m 206m 794m C/ CAIXA PASSAGEM 
 
 
 700 (SAIDA) 699,36 
 
 693,10 
 695,00 
 
 
 
 690 
 
 
 
 
 
 680 
 676,20 
 
 
 670 (ETA) 
 
 670 ´ 
 
 
 
 
 
 660 
 
 
 
 
 650 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
● CAMINHAMENTO 2 JT = 30/2800 = 0,01071 m/m ; DT = 0,247 m 
 
DN1 = 200 mm (214 m), h1 = 0,02909× 214 = 6,2 m ; 
 
DN2 = 250mm (2586 m), h2 = 0,00919 × 2586 = 23,8 m 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TABELA 3 – RESUMO 
OBRAS 
CAMINHAMENTO PESO (kg) CLASSE TRANSPOSIÇÃO
RIOS 
CAIXA 
PASSAGEM BLOCO 
ANCORAGEM
RG VD V IMPLANTAÇÃO OPERAÇÃO MANUTENÇÃO 
C1 106032 1MPa/K-7 02 01 - 08 04 02 MAIS DIFÍCIL MAIS ONEROSA 
C2 96288 1MPa 02 - E120 06 03 02 FACILITADA 
MENOS 
ONEROSA 
 
 
 
 
 
BASEADO  NOS  DADOS  FORNECIDOS  E  NOS  RESULTADOS  OBTIDOS,  O  CAMINHAMENTO 2  PARECE  SER  
O MAIS  FAVORÁVEL. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ILUSTRAÇÕES 
 
 
VENTOSA TRÍPLICE EFEITO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
IMPLANTAÇÃO ADUTORA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BLOCO ANCORAGEM_CURVA VERTICAL 
 
 
 
 
 
CURVA HORIZONTAL 90O 
 
 
 
BLOCO ANCORAGEM CURVA HORIZONTAL 90O 
 
 
 
 
 
FÔRMA BLOCO ANCORAGEM 
 
 
 
 
 
 
CONCRETAGEM BLOCO ANCORAGEM 
 
 
 
BLOCO ANCORAGEM EXECUTADO 
 
 
BLOCO ANCORAGEM CONCRETADO 
 
 
 
DESFÔRMA BLOCO 
 
 
 
 
 
BLOCO ANCORAGEM CURVA HORIZONTAL 
VENTOSA TRÍPLICE EFEITO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Funcionamento 
 
Uma ventosa de tríplice função constitui-se de duas câmaras: uma com um orifício A 
bastante grande que permite grandes vazões de ar e trabalha com baixas pressões, a outra 
com um pequeno orifício B, que trabalha como uma ventosa simples realizando a eliminação 
do ar formado durante a operação das bombas. 
Durante o enchimento da canalização, o 
volume de água cresce lentamente. O ar (a) 
escapa pelo orifício A com um volume 
equivalente à quantidade de água que entra 
na canalização. 
 
 
Durante a operação das bombas, o ar (a) que 
se acumula na canalização é eliminado pelo 
orifício B, como na ventosa simples. 
Durante o esvaziamento ou a ocorrência de 
uma depressão na canalização, o flutuador 1
desce sob ação do próprio peso, liberando a 
entrada de ar (a) pelo orifíco A. 
 
Escolha da Ventosa de Tríplice Função 
 
 Faixa recomendada para seleção
FUNCIONAMENTO VENTOSA_SAINT-GOBAIN 
Conhecida a vazão da linha 
e adotado um valor para o 
diferencial de pressão entre 
o interior da ventosa e a 
atmosfera no momento do 
enchimento ou 
esvaziamento da 
canalização (geralmente 
adota-se 3,5 m.c.a ou 0,035 
MPa), obtem-se um ponto 
que indicará o tamanho da 
ventosa a ser utilizada. 
Eixo Y: Sobrepressão ou 
depressão na ventosa em 
metros de coluna d'água. 
Eixo X: Vazão de água da linha, L/s 
 
 
A tabela a seguir permite uma escolha simples da ventosa tríplice função, 
considerando o enchimento da canalização a uma velocidade de 0,5 m/s. 
Canalização Ventosa MPa 
DN < 250 VTF DN50 10, 16 e 25 bar 
DN 250 a 600 VTF DN100 10, 16 e 25 bar 
DN 600 a 900 VTF DN150 10, 16 e 25 bar 
DN 900 a 1200 VTF DN200 10, 16 e 25 bar 
 
 
 
 
DIAGRAMA SELEÇÃO VENTOSAS (SAINT-GOBAIN) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Descrição 
A válvula de gaveta que, na engenharia sanitária, é geralmente chamada de registro, é 
utilizada em canalizações que transportam água bruta ou tratada, sob pressão, à 
temperatura ambiente ou que não exceda 60° C. 
Não é recomendada para regulagem ou estrangulamento, por apresentar excessiva 
vibração e desgaste dos componentes nesta aplicação. 
As válvulas EURO 20, devido as suas características construtivas, apresentam grande 
durabilidade mesmo em condições adversas de funcionamento. 
A Saint-Gobain Canalização recomenda a seguinte aplicação de válvulas de gaveta: 
 Classe de pressão 
DN PN10 PN16 PN25 
50 a 300 
350 
 
 
 
 
 
 
 
VÁLVULA  GAVETA  SAINT‐GOBAIN (CATÁLOGO  ELETRÔNICO)
 
 
TRANSPOSIÇÃO RIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VENTOSA SIMPLES EFEITO 
 
COLAPSO TUBULAÇÃO METÁLICA 
 
 
 
RESERVATÓRIO ALIMENTAÇÃO ADUTORA GRAVIDADE 
 
 
 
 
IMPLANTAÇÃO LINHA ADUTORA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXECUÇÃO CAIXA VÁLVULA GAVETA E VENTOSA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VÁLVULA GAVETA / VENTOSA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESCARGA DE FUNDO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BLOCO ANCORAGEM CURVA HORIZONTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
APLICAÇÃO – VÁLVULA DESCARGA ESTACA E90 CAMINHAMENTO 2 
 
 
800
15×5,065=D
25,0
DESC
 
 
 
 
DDESC = 0,04 m (0,05 m_COMERCIAL) 
 
 
 
 
VENTOSA ADMISSÃO DE AR 
 
 
DV = 0,21 x 200,25 x 0,05 = 0,022 m (1” COMERCIAL) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esforços nas tubulações - Bloco de ancoragem 
 
 
Equação da quantidade de movimento para as condições : 
 
- Escoamento permanente 
- Líquido incompressível 
- Forças de campo desprezíveis 
 
 
 
 R = ∫∫
SC
v . ( vρ . dA ), onde: 
 
 R - vetor resultante dos esforços sobre a superfície de controle 
 
 v - vetor velocidade 
 
 v . dA - produto escalar 
 
 
Simplificação : R = 0, para a maioria dos casos práticos. 
 
 
Ancoragem por atrito/compressão 
 
 Peso do bloco ( PB ) 
 
PB ≥ max
hαt g
E
 ± Ev , onde Eh e Ev são as componentes horizontal e vertical da 
resultante R , respectivamente e tg maxα corresponde ao coeficiente de atrito 
entre o bloco e o solo. 
 
 
 Área de contato do bloco ( A ) 
 
A 
adm
E≥ σ , onde E é o empuxo resultante e admσ é a tensão admissível à 
compressão no terreno 
 
Tipo de terreno σ adm (kgf/cm2) – base da vala TERRENO tg ϕ max 
 
Rocha 3 a 20 Areia + pedregulho 0,50 
Argila dura a rígida 2 a 4 Areia argilosa 0,40 
Areia 2 Argila dura 0,35 
σ adm (BASE DA VALA) ≈ 2 σ adm (PAREDE DA VALA) 
 
EXEMPLO 1: REDUÇÃO CONCÊNTRICA 
 
 
 
 
 D1= 400mm 
 D2 = 300mm 
 
 QQ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ESFORÇOS ATUANTES NO VOLUME DE CONTROLE: 
 
 
 p1S1 EH p2S2 
 
 
 PREDUÇÃO + ÁGUA 
 
 
 
 
RESULTANTE ESFORÇOS (HORIZONTAL) = 0 , 
EH = p1S1 - p2S2 
 
Considerando p1 = p2 = 20 mca (h redução desprezível), 
 
RH = 20 x 103 x 4
π x (0,42 - 0,32) = 1100 kgf 
 
PB ≥ ( 35,0
1100
 = 3143) kgf ; peso (redução + água) → desprezado 
 
VOLUME MÍNIMO BLOCO (VB) = 1100/2400 ≈ 0,5 m3 
 
 AB ≥ m16,0=10×2
3143 24