Modulo 1_Abastecimento

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SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ÍNDICE 
 
 
 
 
CONSUMO DE ÁGUA ....................................................................................... 3 
MANANCIAIS E CAPTAÇÃO DE ÁGUA ........................................................ 10 
ADUTORAS..................................................................................................... 33 
MATERIAL DA TUBULAÇÃO......................................................................... 36 
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS ........................................................................... 60 
RESERVAÇÃO................................................................................................ 91 
TRATAMENTO DE ÁGUA PARA ABASTECIMENTO ................................. 100 
REDE DE DISTRIBUIÇÃO............................................................................. 153 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CONSUMO DE ÁGUA 
 
 
1. TIPOS DE CONSUMO 
 
Quando se planeja um sistema de abastecimento d’água de uma 
comunidade deve-se levar em consideração as diversas necessidades da 
população a ser beneficiada, que vão desde uma família de baixa renda até os 
grandes consumidores industriais. Os diferentes usos da água fazem com que 
o prestador do serviço classifique os usuários do sistema, segundo 
determinadas categorias, com o objetivo de promover políticas tarifárias mais 
justas. Normalmente a água fornecida a uma comunidade é classificada 
segundo as seguintes classes de consumo: 
 
• Doméstico; 
• Industrial; 
• Comercial; 
• Público. 
 
1.1. CONSUMO “PER CAPITA” 
 
Define-se consumo médio “per capita” como sendo o consumo anual do 
sistema dividido pelo número de habitantes servidos. Neste conceito estão 
embutidas todas as formas de consumo do sistema, inclusive as perdas de 
água inerentes à própria produção de água pelo sistema. 
 
Quando um sistema de abastecimento d’água tem atendimento 
satisfatório, isto é, não está sujeito intermitências no fornecimento d’água, 
através de manobras na rede distribuidora que visam suprir suas deficiências 
quantitativas, a macro ou micro medição podem ser empregadas para 
determinação do consumo. Essas medições só terão validade se efetuadas 
continuamente pelo período mínimo de um ano, não necessariamente ano civil, 
de modo a se registrar todas as variações de consumo da população estudada. 
 
A esse respeito a Norma Interna da COMPESA SOP 092 recomenda: 
 
Consumo Residencial e Comercial: 
 
Quando o índice de hidrometração for maior ou igual a 75%, o consumo 
“per capita” deverá ser avaliado através de série histórica mensal de, no 
mínimo doze meses, tomando-se por base os consumos das economias 
micromedidas, que abranja as diversas categorias de consumidor. Caso o 
índice de hidrometração seja menor que 75% deve-se realizar uma campanha 
de medição, durante trinta dias consecutivos, nas áreas residencial, comercial 
e pública, coordenada preferencialmente por um estatístico, ou profissional 
capacitado que comprove sua competência para tal. Para novos sistemas, pela 
inexistência de dados operacionais, deverão ser utilizados dados ou estudos 
realizados por localidades de mesmo porte e características semelhante. 
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Os usuários residenciais deverão ter seus consumos “per capita” 
estratificados por faixa de consumo. 
 
Consumo Industrial: 
 
Será definido em função das indústrias já instaladas e daquelas com 
previsão de implantação e respectivas necessidades de água para seus 
processos. 
 
Na falta de informações baseadas em medições realizadas no sistema 
pode-se adotar valores tradicionalmente recomendados na literatura. 
 
Em nossa região, existem duas formas usuais para definição do “per 
capita” a ser adotado no projeto de um SAA: 
 
a) Fórmula geral: 
 
1500
P47,33.ln100q += 
 
Onde: 
q: quota “per capita” [l/hab/dia] 
P: população de projeto 
 
Essa equação utilizada para estabelecer o consumo “per capita” do 
Recife fornece: 
 
População: 1.300.000 habitantes 
 
q = 100 + 47,33 . ln (1.300.000 / 1.500) 
q = 420 l/hab/dia 
 
Para qualquer estudo no Recife, hoje em dia, é usado q = 200 l/hab/dia 
 
b) Utilização de tabela: 
 
q = 200 l/hab/dia, para comunidades de grande porte (P > 100.000 hab); 
q = 150 l/hab/dia, para comunidades de médio porte (10.000 ≤ P ≤ 
100.000 hab); 
q = 120 l/hab/dia, para comunidades de pequeno porte (P ≤ 10.000 hab), 
ou para agrupamentos subnormais das cidades de médio e grande porte 
(morros, favelas, invasões, etc) 
 
Obs.: Os valores acima não são regra geral e podem ser mudados 
desde que justificados. 
 
A antiga P-NB-587/77 recomendava: 
 
q = 150 a 200 l/hab/dia, para população de até 10.000hab. 
q = 200 a 250 l/hab/dia, para população entre 10.000 e 50.000hab. 
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q > 250 l/hab/dia, para população maior que 50.000hab. 
q = 100 l/hab/dia, para população temporária. 
 
1.2. FATORES QUE INFLUENCIAM O CONSUMO 
 
O consumo d’água de uma cidade é sensivelmente modificado por 
vários fatores, entre eles destacamos: 
 
• Condições climáticas; 
• Características da população; 
• Porte da cidade; 
• Medição; 
• Pressão da rede. 
 
Entre esses fatores merecem destaque especial os dois últimos, 
principalmente porque estão relacionados com o combate às perdas. A 
hidrometação, como forma de inibir o desperdício de água pelos usuários é 
sem dúvidas um dos fatores que mais influencia o consumo. Além disso, a 
ausência ou a insuficiência de hidrômetros faz com que o consumidor mais 
cuidadoso pague pelo desperdício dos negligentes. Um sistema de 
micromedição ineficiente tanto favorece o desperdício quanto também é injusto 
do ponto de vista tarifário. Igualmente importante no estudo de combate às 
perdas é o controle da pressão. Entre os fatores responsáveis pelo aumento do 
desperdício na rede distribuidora submetida às altas pressões temos: 
 
• Imprecisão dos hidrômetros; 
• Aumento das perdas por vazamentos devido à fadiga dos materiais e 
ao aumento das rachaduras ou trincas existentes nas tubulações; 
• Maior consumo nas instalações prediais atendidas diretamente pela 
rede; 
• Maior freqüência de estouramentos e vazamentos. 
 
 
1.3. VARIAÇÕES DE CONSUMO 
 
São consideradas em um serviçode abastecimento d’água de uma 
comunidade as variações diárias e horárias. 
 
a) Consumo Máximo Diário: 
 
Ao longo dos dias do ano o sistema de abastecimento tem seu consumo 
variável; e o conhecimento dessa variação é de fundamental importância para 
o dimensionamento das unidades componentes do sistema. 
 
A relação entre o consumo observado no dia de maior consumo e o 
consumo médio diário é chamada de “Coeficiente do dia de maior consumo 
K1”. 
 
 
 
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A NBR 12211/1992 recomenda: 
 
Quando os dados disponíveis são confiáveis, os valores de consumo 
devem ser determinados de acordo com os seguintes critérios: 
 
• O consumo médio é igual à média dos volumes diários, consumidos 
no período mínimo de um ano; 
• O coeficiente do dia de maior consumo (K1) deve ser obtido da 
relação entre o maior consumo diário, verificado no período de um 
ano e o consumo médio diário neste mesmo período, considerando-
se sempre as mesmas ligações. Recomenda-se que sejam 
considerados, no mínimo, cinco anos consecutivos de observações, 
adotando-se a média dos coeficientes determinados. 
 
Na falta de medições geralmente adotam-se valores de 1,2 (usado em 
nossa região) ou 1,25 (usado na região sul), isto equivale dizer que no dia de 
maior consumo a demanda é superior em 20% o valor da média anual. 
 
b) Consumo Máximo Horário: 
 
Com maior intensidade ocorrem as variações horárias de consumo. Se 
tomarmos o dia de maior consumo e registramos a vazão máxima horária deste 
dia teremos o valor “maximum maximorum” observado para o sistema. 
 
De acordo com a NBR 12211/1992 o Coeficiente da hora de maior 
consumo (K2) é a relação entre a máxima vazão horária e a vazão média do 
dia de maior consumo. 
 
Na falta de informações, é comum se adotar K2 = 1,5 que equivale a 
dizer que no dia de maior consumo a vazão máxima supera em 50% a vazão 
média observada neste dia. 
 
 
2. UNIDADES COMPONENTES 
 
São unidades componentes de um sistema de abastecimento de água: 
 
• Captação; 
• Adução (transporte); 
• Tratamento; 
• Reservação; 
• Distribuição. 
 
Obs.: Alguns profissionais consideram o manancial como unidade do 
SAA, porém se o sistema não existisse o manancial continuaria existindo, 
razão pela qual consideraremos como integrante do sistema apenas as obras 
de captação realizadas no manancial. As unidades componentes de um 
sistema são usualmente representadas por esquemas como os da Figura 01. 
 
 
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Figura 01a – Captação Superficial 
 
 
Figura 01b – Captação Subterrânea 
 
Figura 01 – Representação esquemática de sistemas de abastecimento de água. 
 
 
 
2.1. Vazões de Dimensionamento 
 
a) Vazão máxima diária (Q1): 
 
Q1 = K1.q.P 
 
Onde: 
K1: Coeficiente do dia de maior consumo. 
q: Consumo “per capita”. 
P: população atendida. 
 
A vazão máxima diária é responsável pelo dimensionamento das 
seguintes unidades do sistema: 
 
• Captação; 
• Adução; 
• Tratamento; 
• Reservação. 
 
 
 
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b) Vazão máxima horária (Q2): 
 
Q2 = K2 . Q1 
 
Q2 = K2 . K1 . q . P 
 
Vazão máxima horária é responsável pelo dimensionamento das redes 
distribuidoras dos sistemas. 
As unidades de captação, elevação, adução e tratamento são 
responsáveis pela oferta de uma demanda constante Q1, enquanto que, na 
outra extremidade do sistema, a rede de distribuição solicita vazões variáveis 
que vão desde 0 (zero), a um valor máximo Q2. A compensação entre os 
volumes produzidos e os efetivamente consumidos é realizada pelo 
reservatório de distribuição (Figura 02). 
 
 
Figura 02 – Demandas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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BIBLIOGRAFIA 
 
 
STEEL, Ernest W. – Abastecimento d’Água Sistemas de Esgotos –Tradução 
José de Santa Ritta – USAID –, Rio de Janeiro, 1966. 
 
LIMA, Antonio Figueiredo – Abastecimento d’Água das Cidades, - Recife, 
Escola de Engenharia da UFPE,1968. 
 
DACACH, Nelson Gandur – Saneamento Básico – Rio de Janeiro, Livros 
Técnicos e Científicos Editora S.A. 1979. 
 
YASSUDA, Eduardo R. e NOGAMI, Paulo S. - Técnica de Abastecimento e 
Tratamento de Água – CETESB Vol.1., São Paulo, 1973 
 
TSUTIYA, Milton Tomoyuki – Abastecimento de Água – Departamento de 
Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de 
São Paulo, 2004. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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MANANCIAIS E CAPTAÇÃO DE ÁGUA 
 
 
1. CICLO HIDROLÓGICO 
 
Ciclo hidrológico pode ser concebido como o mecanismo de circulação 
da água, em seus diversos estados (sólido, líquido ou gasoso), do mar para o 
continente e seu retorno ao mar. Apesar do ciclo hidrológico na natureza 
ocorrer de forma contínua em diversas partes do planeta, pode-se admitir, para 
melhor compreensão que ele tenha início nos oceanos, sendo sintetizado 
através das seguintes etapas (Figura 01). 
 
• Evaporação da água do mar; 
• Transporte da água evaporada pelas massas de ar em direção aos 
continentes; 
• Precipitação na forma de chuva, granizo ou neve na superfície da 
terra; 
• Uma parcela da água precipitada sofre evaporação e outra parte é 
aproveitada pelas plantas é, também, devolvida a atmosfera por 
transpiração; 
• Uma segunda parcela da água precipitada escoa superficialmente, 
indo alimentar os cursos d’água existentes; 
• A parcela restante tem como destino a infiltração através do subsolo 
indo formar as águas subterrâneas. À medida que essa infiltração 
aumenta e atinge a saturação do solo a água nele contida move-se 
lentamente, sob a ação da gravidade, indo também alimentar os 
cursos d’água ou o próprio oceano. 
 
 
Figura 01 – Ciclo Hidrológico 
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2. CAPTAÇÃO SUBTERRÂNEA 
 
2.1. INTRODUÇÃO 
 
Apesar da grande quantidade de água existente no planeta, estima-se 
que cerca de 95% seja de água salgada e apenas 5% corresponda a água 
doce. Desse pequeno percentual, descontadas as reservas em forma de 
geleiras, restam apenas 0,3% disponíveis para o consumo, com predomínio 
absoluto das águas subterrâneas. Atualmente, com a degradação cada vez 
maior do meioambiente, que vem se refletindo nos custos do tratamento das 
águas superficiais, as águas subterrâneas se constituem uma alternativa viável 
do ponto de vista econômico e sanitário para o suprimento das comunidades. 
 
As águas subterrâneas encontram-se na natureza em pequenas 
profundidades (água freática), ou águas mais profundas confinadas (águas 
artesianas). Do ponto de vista sanitário as águas freáticas são mais expostas à 
contaminação por bactérias, parasitas ou de substâncias químicas o que 
poderá inviabilizar em muitos casos o seu aproveitamento. 
 
2.2. FORMAÇÃO DAS RESERVAS SUBTERRÂNEAS 
 
As águas subterrâneas são decorrentes da infiltração das águas de 
chuva através das diversas camadas do terreno. Devido à ação da gravidade e 
à porosidade do solo, a parcela de água que se infiltra é conduzida para as 
camadas mais inferiores, até atingir um estrato impermeável fazendo cessar a 
percolação no sentido vertical. No seu percurso através das diversas camadas 
do solo podem-se distinguir duas zonas distintas: 
 
• Zona de Aeração – Nesta zona, situada mais próxima a superfície 
terrestre, os interstícios encontram-se preenchidos com ar e água não 
sujeita à pressão atmosférica. 
• Zona de Saturação – Situada abaixo da zona de aeração, encontra-se 
com os vazios totalmente preenchidos por água e submetidos à 
pressão hidrostática. As águas alojadas nas zonas de saturação 
constituem as reservas subterrâneas que são exploradas para 
abastecimento. 
 
2.3. AQUIFERO FREÁTICO E AQUÍFERO ARTESIANO 
 
A palavra aqüífero é normalmente empregada para designar as reservas 
de água existente no subsolo, muito embora se refira também às formações 
geológicas que contém e transportam águas subterrâneas. Distinguem-se dois 
tipos de aqüíferos (Figura 02), o Freático e o Artesiano. 
 
• Aqüífero Freático – Quando as águas que se infiltram no solo atingem 
um estrato impermeável os vazios do solo vão gradativamente sendo 
preenchidos com água até atingir a saturação. Quando isso ocorre, a 
água ali acumulada passa a ser submetida à pressão atmosférica. Se 
a superfície superior da água acumulada é livre o aqüífero formado é 
chamado de Freático. Um Aqüífero Freático pode ser comparado a 
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um rio ou canal que se desloca a grande profundidade. A superfície 
superior desse aqüífero é chamada de Lençol Freático. 
• Aqüífero artesiano – Se a formação aqüífera está confinada entre 
duas camadas impermeáveis do solo a água acumulada na zona de 
saturação com o passar do tempo passa a exercer sobre as camadas 
impermeáveis uma pressão superior à pressão atmosférica e o 
aqüífero assim formado recebe o nome de Aqüífero Artesiano. Um 
aqüífero artesiano pode ser comparado a um conduto forçado, com 
funcionamento por gravidade, instalado a grande profundidade. 
 
 
Figura 02 – Aqüífero Freático e Aqüífero Artesiano 
 
 
2.4. PINCIPAIS VANTAGENS DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS 
 
• Qualidade geralmente satisfatória. Em alguns poços perfurados no 
semi-árido nordestino, o insucesso deve-se à presença de sais 
dissolvidos restringindo-se o uso como fonte de suprimento para o 
gado; 
• Relativa facilidade de obtenção; 
• Menor custo com as obras de captação; 
• Possibilidade de localização da captação próxima à área de consumo, 
o que facilita o controle operacional. 
 
 
 
 
 
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2.5. PRINCIPAIS FORMAS DE CAPTAÇÃO SUBTERRÂNEA 
 
Captação no Aqüífero freático: 
 
• Poços Rasos 
 
a) Poços Escavados 
b) Poços Cravados 
• Captação em fontes 
 
• Galerias Filtrantes 
 
 
Captação em Aqüífero Artesiano: 
 
• Poços Profundos 
 
2.5.1. Captação no Aqüífero Freático 
 
Poços Escavados: 
 
Também conhecidos por poços amazônicos ou cacimba (Figura 03). São 
geralmente escavados manualmente, e por isso necessitam de grandes 
diâmetros. Tem como principais características: 
 
• Captação de água do lençol freático ou de um rio quando o poço é 
perfurado próximo a este (aluvião); 
• Grandes diâmetros, em alguns casos mais de 2,0m; 
• Pequenas profundidades cerca de 10,0m; 
• A água necessita de tratamento para consumo humano. 
 
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Figura 03 – Poço Escavado com Bomba Manual 
 
 
Esses poços, devido suas baixas produtividades, são mais empregados 
no meio rural como solução individual ou coletiva de pequenas comunidades. 
 
Como a captação de água através desses poços é feita em pequenas 
profundidades, a possibilidade de contaminação é maior que nos poços 
profundos. Como forma de prevenir a contaminação de água nesses poços 
deve-se adotar algumas medidas construtivas: 
 
• Revestir externamente as paredes do poço, até um mínimo de 3,00m 
de profundidade de modo a evitar infiltrações para o interior do 
mesmo; 
• Elevação do nível do terreno em torno do poço até um mínimo de 
0,25m de modo a se obter, um declive para fora do mesmo; 
• Construção de passeio de concreto em volta do poço com um mínimo 
de 1,00m de largura; 
• Cobertura do poço com laje de concreto; 
• Instalação de uma bomba. 
 
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Figura 04 – Poço Amazonas 
 
 
Poços Cravados 
 
São poços de pequeno diâmetro, construídos mediante a cravação no 
solo de uma série de tubos, interligados por meio de luvas rosqueadas, tendo 
em sua extremidade inferior uma ponteira destinada a romper os solos mais 
resistentes. 
A cravação pode ser feita manualmente, por meio de golpes de malho 
ou marreta, aplicados diretamente sobre cap rosqueado ao tubo. Quando a 
perfuração se realiza em terrenos moles a marcha da descida é de 5,0 a 7,5cm 
por pancada. Entretanto quando se trata de areia ou argila compacta o ritmo de 
descida é muito lento. Nestes casos pode-se recorrer à introdução de água no 
tubo ou em sua volta para facilitar a cravação. Como principais características 
desses poços têm-se: 
 
• Pequeno diâmetro, usualmente de 32mm a 50mm, podendo também 
chegar a 100mm; 
• Construção mais rápida e mais econômica quando comparada com os 
poços escavados; 
• Dada a sua facilidade construtiva, podem captar água a uma maior 
profundidade, cerca de 20m; 
 
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Entre as suas limitações temos: 
 
• Dificuldade construtiva quando se encontram solos compactos; 
• Como a cravação é realizada por golpes de malho ou marreta; as 
telas das ponteiras podem rasgar e os tubos se curvarem ou 
romperem; 
• As luvas se dilatam devido às batidas, permitindo a entrada de ar 
prejudicando a sucção o que reduz muito a sua produção.Captação em Fontes 
 
A Figura 05 representa uma instalação típica para captação de água em 
fontes situadas em encostas. Face à proximidade da superfície do terreno as 
águas captadas estão vulneráveis a contaminação, por isso a área deverá ser 
isolada da presença de pessoas ou animais. Segundo o Profº. Antônio 
Figueiredo, a área a ser protegida deverá compreender um círculo de pelo 
menos 30m de raio. 
 
 
Figura 05 – Captação em Fontes de Encostas 
Captação em Galerias Filtrantes 
 
Esta alternativa de captação, atualmente em desuso, é normalmente 
realizada as margens de rios ou lagos, onde a produção é apreciável. Consiste 
em tubulações perfuradas, envolvidas por seixos rolados, conforme 
apresentado na Figura 06. 
 
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Figura 06a – Captação em Galerias Filtrantes – Planta Baixa 
 
 
Figura 06b – Galerias Filtrantes – Corte AA 
 
 
Figura 06c- Galerias Filtrantes – Detalhe da Tubulação no Poço de Visita 
 
• São indicadas para captar água em lençóis freáticos de pequena 
profundidade; 
• Apresentam baixo rendimento e manutenção onerosa, além de 
problemas de qualidade da água; 
• Necessitam de grandes áreas para obtenção de maiores vazões; 
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• Custo elevado de implantação e manutenção; 
• Maiores riscos de contaminação da captação. 
 
 
2.5.2. Captação no Aqüífero Artesiano 
 
• A captação de água nesses aqüíferos é feitas por meio de poços 
tubulares ou profundos, também denominados de Poços Artesianos; 
• Captam a água dos lençóis confinados (abaixo de uma ou mais 
camadas impermeáveis); 
• Pequenos diâmetros (até 300mm) e grandes profundidades: O maior 
poço do Brasil tem 2.400 metros de profundidade. Situado em Jundiaí 
(SP), foi perfurado para petróleo. Normalmente poços para água ficam 
em torno de 1.000, 1.200 metros; 
• Água sem necessidade de tratamento para o consumo humano. 
 
 
2.5.3 - Terminologia dos Poços 
 
a) Nível Estático: É o nível de equilíbrio da água no poço quando o 
mesmo não está sendo bombeado. 
 
b) Nível Dinâmico do Poço: É o nível de água no poço quando o mesmo 
estiver sendo bombeado. Este nível está relacionado com a vazão de 
água retirada e com o tempo decorrido desde o início do 
bombeamento. 
 
c) Nível Dinâmico de Equilíbrio: Corresponde à estabilização do nível 
dinâmico para uma dada vazão. 
 
d) Rebaixamento, Abaixamento ou Depressão: É a distância vertical 
compreendida entre os níveis estático e dinâmico no interior do poço. 
 
e) Superfície Piezométrica de Depressão ou Cone de Depressão: Nos 
poços em freáticos é a superfície real formada pelo nível de água em 
volta do poço quando em bombeamento. Em poços artesianos é 
superfície imaginária formada pelos níveis piezométricos. 
 
f) Curva de Abaixamento ou de Depressão: É formada pela intersecção 
da superfície piezométrica por um plano vertical que passa pelo 
poço. 
 
g) Zona de Influência do Poço: É constituída por toda a área atingida 
pelo cone de depressão de um poço. 
 
h) Regime de Equilíbrio – Situação que se verifica quando o nível 
dinâmico no seu interior, para uma dada vazão de bombeamento 
constante, mantêm-se inalterável no decorrer do tempo, isto é, a 
vazão subterrânea é igual à vazão retirada do poço. 
 
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3. CAPTAÇÃO SUPERFICIAL 
 
Quando se utiliza um curso d’água para atendimento a uma comunidade 
três hipóteses podem ocorrer: 
 
• A descarga do rio em qualquer dia é superior ao volume a ser 
captado. Neste caso, as obras de captação são mais simples e os 
custos menores; 
• A descarga do rio, em alguns meses do ano, são inferiores à vazão 
necessária ao atendimento da comunidade a ser servida, entretanto, 
a descarga diária média é superior ao volume de água a ser captado. 
Nessa situação, o atendimento só será possível mediante o 
barramento do rio, com objetivo de acumular água nos períodos 
chuvosos, para posterior consumo nos períodos de estiagem. Quando 
ocorre esta hipótese, o volume total acumulado em um ou mais ciclos 
hidrológicos deve ser maior que o volume total captado no mesmo 
período; 
• A vazão média do rio é inferior à vazão requerida. Quando ocorre 
essa situação, o aproveitamento do curso d’água só permitirá o 
atendimento parcial da comunidade. 
 
3.1. PARTES CONSTITUINTES DE UMA CAPTAÇÃO 
 
Dependendo da complexidade dos diversos fatores intervenientes, com 
presença de areia na água, presença de sólidos, variação do nível d’água no 
ponto da captação, topografia das margens, etc., as obras de captação podem 
envolver a construção das seguintes unidades: 
 
• Vertedouro; 
• Canais; 
• Caixas de Areia (desarenadores); 
• Grades de barras; 
• Dispositivos de controle. 
 
 
3.2. CAPTAÇÃO QUANDO A DESCARGA MÍNIMA DO RIO É 
SUPERIOR À VAZÃO A SER CAPTADA 
 
Quando se trata de um curso d’água de médio ou grande porte as obras 
de captação podem ser feitas diretamente no rio ou em suas margens. Para 
menores cursos d’água, especialmente se a profundidade no ponto de 
captação for reduzida, faz-se necessária a construção de barragens para 
elevar o nível do rio no ponto de captação. 
 
a) Captação por tomada direta (rios de médio a grande porte). 
 
• Captação por meio de flutuantes; 
• Captação por drenos; 
• Canal de aproximação; 
• Captação simples por meio de tubos. 
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b) Captação por barragem de nível (cursos d’água de pequena 
profundidade). 
 
3.2.1 - Captação por meio de flutuantes 
 
A captação por meio de flutuantes se constitui uma ótima alternativa 
quando há necessidade de bombeamento e o rio apresenta grande oscilação 
de nível. 
 
a) Por Recalque 
 
 
Figura 07 – Captação Flutuante 
 
b) Por Gravidade 
 
Foto 01 – Captação por Flutuante – barragem de Jucazinho 
 
 
 
 
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3.2.2. Captação por canal de aproximação 
 
 
Figura 08 – Captação por canal de aproximação 
 
 
 
3.2.3. - Captação por barragem de nível (barragem vertedoura) 
 
• Característica de pequenos ou médios cursos d’água (onde se faz um 
barramento no rio); 
• Não possui finalidade de acumulação de água, apenas de criação de 
certo volume para facilitar a captação. 
 
 
 
Figura 09 – Captação em Barragem de Nível 
 
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3.3. CAPTAÇÃO QUANDO A DESCARGA MÍNIMA DO RIO É 
INFERIOR À VAZÃO A SER CAPTADA 
 
Quando a vazão mínima do curso d’água for inferior à vazão de projeto, 
a captação é realizada por barragens de acumulação (ou regularização). O 
reservatório formado pelo lago artificial, criado pela barragem, pode atender a 
diversas finalidades: 
• Aproveitamento hidrelétrico; 
• Abastecimento d’água; 
• Irrigação; 
• Controle de enchentes (ex: Barragem do Carpina). 
Além dessas reservas deverá também ser prevista uma descarga 
mínima para manutenção do curso do rio a jusante da barragem. 
 
3.3.1. Terminologia 
 
a) Ano Hidrológico 
 
Período de doze meses, que normalmente não coincide com o ano civil, 
correspondente ao período de chuvas intensas e períodos de estiagens e 
chuvas reduzidas. 
 
b) Bacia hidrográfica da barragem 
 
É toda a área onde as chuvas caídas escoam para o curso d’água 
considerado, até o ponto do barramento. 
 
c) Bacia hidráulica da barragem (Ah) 
 
É a área formada pelo espelho d’água máximo resultante do barramento 
do rio. Segundo o Profº. Antônio Figueiredo, para determinações preliminares, 
e no caso de pequenos cursos d’água, a bacia hidráulica pode ser estimada em 
3 a 5% da bacia hidrográfica. Esse valor, arbitrado inicialmente, deverá ser 
corrigido posteriormente se constatada sensível divergência com relação à 
área real da bacia após a fixação da altura da barragem. 
 
 
d) Rendimento da bacia hidrográfica (RUN-OFF) 
 
É o percentual das precipitações pluviométricas que chega efetivamente 
ao ponto de barramento do rio. 
 
No estado de Pernambuco, podemos utilizar as seguintes expressões: 
 
Para o litoral e Zona da mata: 
 
H
HR
00023,01,1
023,010% +
+=
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Para o agreste e sertão: 
 
Onde: H é a precipitação em mm. 
 
 
 
e) Volume d’água afluente à barragem: 
 
Va = R’ . H . A 
 
Onde: 
R’ = R/100 (R = Rendimento da bacia hidrográfica); 
H = Precipitação pluviométrica, em m (altura de chuva); 
A = Área da bacia hidrográfica, em m²; 
Va = Volume afluente, em m³. 
 
A unidade de Va depende do tempo considerado da precipitação. Se a 
precipitação usada foi de um mês, o volume encontrado será em m³/mês. 
 
 
f) Volume d’água evaporado: 
 
Ve = 0,7 . E . Ah, 
 
Onde: 
E = Valor da evaporação na região, em m³/m²/ano; 
E = 1,5 m³/m²/ano (em Recife); 
E = entre 2,0 e 2,5 m³/m²/ano (no Sertão); 
Ah = Área da bacia hidráulica, em m². 
 
 
g) Volume d’água retirado anual: 
 
Vr = Q1 . Tr 
 
Onde: 
Q1 = vazão máxima diária, em m³/dia; 
Tr = período de retirada, considerado em dias (no nosso caso, Tr = 365). 
 
 
h) Volume d’água retirado da barragem: 
 
Vr = Vr1 + Vr2 +Vr3 
 
Onde: 
Vr1 = Volume destinado aos sistemas de abastecimento de água; 
Vr2 = Volume d’água destinado à irrigação; 
55000
230000400% +−= HHR
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Vr3 = Volume d’água destinado à manutenção da descarga de base do 
rio (vazão mínima para o rio manter seu curso a jusante da barragem) 
 
A título de ilustração citamos como exemplo os seguintes volumes 
observados para a barragem de Jucazinho: 
 
Vr = 3,0 m³/s; 
Vr1 = 1,5 m³/s; 
Vr2 = 1,0 m³/s; 
Vr3 = 0,5 m³/s. 
3.3.2. Determinação do Volume do Reservatório de Acumulação 
 
a) Inicialmente, faz-se o balanço para o ano hidrológico mais seco. 
 
Afluxo Mensal ⇔ Demanda Mensal 
Va ⇔ Ve + Vr 
 
b) Se ao final do período tivermos ∑Va ≥ ∑(Ve + Vr) ⇒ o volume de 
acumulação será determinado considerando apenas este ano mais 
seco. 
 
c) Se ∑Va < ∑(Ve + Vr) ⇒ deve-se fazer o balanço com os dois anos 
mais secos consecutivos: Va (2 Anos) ⇔ Ve (2 Anos) + Vr (2 Anos) 
 
d) Se Va (2 Anos) ≥ Ve (2 Anos) + Vr (2 Anos) ⇒ o volume a ser 
acumulado será determinado em função do balanço hidrológico dos 
dois anos considerados. 
 
e) Se Va (2 Anos) < Ve (2 Anos) + Vr (2 Anos) ⇒ deve-se fazer o 
balanço com os três anos mais secos consecutivos, e assim 
sucessivamente. 
 
Obs.: Cada vez a barragem vai ficando mais cara, devemos levar em 
conta a viabilidade da obra. 
 
 
3.3.3. Planilha de Cálculo para Determinação do Volume de Acumulação 
 
Vu = MSD + MDM 
 
Onde: 
MNM - Maior saldo mensal 
MDM - Maior déficit mensal 
 
AFLUXOS DEMANDAS MESES 
Mensais Acumulados Evaporada Retiradas Total Acumulada 
DÉFICITS SALDO 
 
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 
 
 
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(1) Cada linha corresponde a um mês do período de acumulação definido; 
 
(2) Volume afluente em cada mês do período considerado; 
 
(3) Volume acumulado mês a mês; 
 
(4) Volume evaporado mensal = volume evaporado anual 
 12 
(5) Volume retirado mensal = volume retirado anual 
 12 
(6) = (4) + (5) 
 
(7) = Valores acumulados da coluna (6) 
 
(8) = (7) – (3), Se positivo; 
 
(9) = (7) – (3), Se negativo 
 
• Volume útil da barragem 
 
Vu = maior valor de (8) + maior valor de (9) 
 
• Volume total da barragem: 
 
Vt = Vu + 0,20 . Vu ⇒ Vt = 1,20 Vu 
 
Onde: 
 0,20Vu: Volume do porão ou volume intangível. 
 
3.3.4. Tipos de Tomada d’água 
 
a) No corpo da barragem 
 
A descraga de fundo das barragens de regularização devem ser abertas 
sempre que as mesmas estiverem vertendo (barragens pequeno porte). 
 
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Foto 10 – Captação em Barragem de Acumulação 
 
b) Por torre de tomada 
 
 Garante que sempre se pegue a melhor água. As melhores são as mais 
superficiais. Isso se faz abrindo as comportas mais superiores e fechando as 
demais (barragens de médio ou grande porte). 
 
 
Figura 11 – Captação por Torre de Tomada 
 
 
 
3.3.5. Réguas Linimétricas 
 
Réguas que medem o nível d’água nas barragens de regularização 
(acumulação). Podem ser inteiras ou parciais (de margem). 
 
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Foto 02 – Régua Linimétricas – barragem de Jucazinho 
 
 
3.3.6. Gráfico Cota x Volume 
 
Relação Cota x Volume Acumulado
-
100.000,00
200.000,00
300.000,00
400.000,00
500.000,00
300 320 340 360 380 400
Cota (m)
Vo
lu
m
e 
ac
um
ul
ad
o 
(m
³)
 
Figura 12 – Gráfico Cota x Volume Acumulado 
 
Observações: 
 
• A área em torno da barragem deve ser desapropriada até o nível da 
máxima enchente (entre 50 e 100m); 
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• Deve-se fazer a proteção sanitária do manancial evitando o acesso de 
pessoas e animais à bacia hidráulica, assim como moradias e 
plantações nas áreas desapropriadas; 
• Também é necessária a distância de 50 a 100m além da área máxima 
do lago, visando a formação de mata ciliar de proteção do manancial. 
 
 
3. EXERCÍCIOS 
 
1. Calcular o volume que deverá ser acumulado em uma barragem de 
acumulação na zona da mata de Pernambuco, sabendo-se que: 
 
• Área da bacia hidrográfica (A): 5.136.186m²; 
• Área da bacia hidráulica (Ah): 36.687m²; 
• Valor da evaporação no local (E): 1.000mm/ano; 
• Vazão retirada pelo sistema (Q): 847m³/dia; 
• Precipitação do ano mais seco (H): 427mm; 
• Distribuição mensal das precipitações (%): 
 
JAN: 5,4 MAI: 15,5 SET: 4,3 
FEV: 6,9 JUN: 16,1 OUT: 2,5 
MAR: 12,2 JUL: 10,7 NOV: 2,7 
ABR: 12,7 AGO: 7,3 DEZ: 3,7 
 
Solução: 
 
Parte I - Verificação do período de acumulação: 
 
Para o ano mais seco: Va ⇔ Ve + VR 
 
Volume afluente à barragem: 
Va = R’.H.A (H em metros) 
R’ = R / 100 
 
 (H em milímetros) 
 
 
 
 
 
 
Va = 0,165 x 0,427 x 5.136.186 ∴Va = 361.870 m³/ano 
 
 
Volume d’água evaporado: 
Ve = E.Ah = 1,0 x 36.687 ∴Ve = 36.687 m³/ano 
(E em m/ano) 
 
 
H00023011
H023010R
,,
,
+
+=
%,
,,
, 516R
427x00023011
427x023010R =∴+
+=
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Volume anual retirado pelo sistema 
VR = 847 x 365∴VR = 309.155 m3/ano 
 
Balanço para o ano mais seco 
Va ⇔ Ve + VR 
361.870 ⇔ 36.687 + 309.155 ∴361.870 > 345.842 
Como para o ano mais seco Va > Ve + VR o volume de acumulação será 
determinado considerando os afluxos e demandas relativos a esse ano mais 
seco. 
 
 
Parte II - Determinação do volume da represa (Planilha de cálculo). 
 
Afluxos Demandas 
Mês 
Mensal Acumulado Evaporação Retirada Total Acumulado 
Déficit Saldo 
JAN 19.541 19.541 3.057 25.763 28.820 28.820 9.279 -
FEV 24.969 44.510 3.057 25.763 28.820 57.640 13.130 -
MAR 44.148 88.658 3.057 25.763 28.820 86.460 - 2.198
ABR 45.957 134.615 3.057 25.763 28.820 115.280 - 19.335
MAI 56.090 190.705 3.057 25.763 28.820 144.100 - 46.605
JUN 58.261 248.966 3.057 25.763 28.820 172.920 - 76.046
JUL 38.720 287.686 3.057 25.763 28.820 201.740 - 85.946
AGO 26.417 314.103 3.057 25.763 28.820 230.560 - 83.543
SET 15.560 329.663 3.057 25.763 28.820 259.380 - 70.283
OUT 9.047 338.710 3.057 25.763 28.820 288.200 - 50.510
NOV 9.770 348.480 3.057 25.763 28.820 317.020 - 31.460
DEZ 13.390 361.870 3.057 25.763 28.820 345.840 - 16.028
 
Observações: 
 
a) O Va mensal é igual ao Va anual multiplicado pelos percentuais de 
precipitação de cada mês; 
b) Considera-se o Ve mensal, o valor do Ve anual dividido por 12; 
c) Idem para o VR mensal; 
d) A coluna déficit é o balanço entre afluxos e demandas. Se a demanda 
for maior que o afluxo teremos déficit, caso contrário saldo. 
 
Volume útil (Vu) 
Vu = MSM + MDM 
Vu = 85.946 + 13.130 
Vu = 99.076m³ 
 
Volume do porão (Vp) 
Vp = 0,20 x Vu 
Vp = 0,20 x 99.076 
Vp = 19.815m³ 
 
Volume total de acumulação 
Vtl = Vu + Vp = 99.076 + 19.815 
Vt = 118.891m³ 
 
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2. Calcular o volume que deverá possuir uma barragem de acumulação na 
zona da mata de Pernambuco, sabendo-se que: 
 
• Área da bacia hidrográfica (A) = 5.136.186m²; 
• Estimativa da bacia hidráulica (Ah) = 1% de (A); 
• Valor da evaporação local (E) = 1,2 m³/m²/ano; 
• Valor das retiradas previstas: abastecimento d’água = 7,0 l/s e 
descarga de base do riacho = 3,0 l/s; 
• Precipitação do ano mais seco da série histórica (H) = 427mm, 
• Distribuição mensal das precipitações no ano mais seco (%): 
 
JAN: 5,4 MAI: 15,5 SET: 4,3 
FEV: 6,9 JUN: 16,1 OUT: 2,5 
MAR: 12,2 JUL: 10,7 NOV: 2,7 
ABR: 12,7 AGO: 7,3 DEZ: 3,7 
 
 
3. Uma determinada barragem de acumulação possui a bacia hidráulica com as 
seguintes características: 
 
Curva de nível (m) Área da lâmina d’água 
178 0 
180 989 
182 2.917 
184 8.754 
186 36.831 
 
 
De posse desses dados, pede-se determinar, em m³: 
 
a) Volume total da barragem; 
b) Volume acumulado até a cota 185. 
 
 
4. (Provão 2000) – Você foi chamado para fazer um anteprojeto de uma 
barragem que irá abastecer uma cidade de 100.000 habitantes, e uma área 
irrigada de 5.000ha. Verificar, através de um balanço hídrico anual, se o local 
escolhido para a barragem tem condições de atender à demanda, quando esta 
for construída, dispondo das seguintes informações: 
 
• Área da bacia hidrográfica (A) = 300km²; 
• Precipitação média anual (H) = 1.300mm/ano; 
• Evapotranspiração total na bacia hidrográfica (EVT) = 1.000 mm/ano; 
• Demanda da cidade = 150 l/hab/dia; 
• Demanda da área irrigada = 9.000 m³/ha/ano. 
 
 
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5. Uma determinada cidade do NE brasileiro encontra-se com problemas de 
déficit de oferta em seu sistema de abastecimento de água. Verificando os 
sensos do IBGE, encontramos os seguintes dados populacionais: 
 
Ano População (hab.)
1970 23.987 
1980 32.733 
1990 41.042 
2000 49.586 
 
 
O IBGE ainda salientou que, historicamente, cerca de 25% de sua população 
habita em áreas subnormais (favelas). Atualmente, a Prefeitura está 
contratando um projeto para ampliação do sistema, que deverá considerar o 
aproveitamento das unidades existentes, implantando apenas o que for 
necessário ao complemento da demanda prevista para os próximos 20 anos, 
usando parâmetros de projeto com valores compatíveis com a região. De 
posse destes dados, pede-se determinar: 
 
a) Vazão de projeto necessária ao novo sistema produtor; 
b) Vazão de dimensionamento do sistema produtor existente: 
 
• Tipo de captação: barragem de acumulação; 
• Localização: zona da mata do NE; 
• Área da bacia hidrográfica: A = 25,36km²; 
• Área da bacia hidráulica: Ah= 190.200m²; 
• Evaporação local = 1,8 m³/m²/ano; 
• Período de acumulação = 3 anos; 
• Precipitação dos 3 anos mais secos consecutivos = 1.210mm. 
 
 
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BIBLIOGRAFIA 
 
LIMA, Antonio Figueiredo – Curso de Projetos de Abastecimento D’Água para 
Pequenas Comunidades – Recife, Organização Sanitária Panamericana – 
SUDENE, 1965. 
 
DACACH, Nelson Gandur – Saneamento Básico – Rio de Janeiro, Livros 
Técnicos e Científicos Editora S.A. 1979. 
Departamentos do Exercíto e da Força Aérea Norte-Americana – Poços – 
Tradução do Manual Técnico Nº 5-297, por Paulo S. Nogami. – USAID, São 
Paulo, 1957. 
 
YASSUDA, Eduardo R. e NOGAMI, Paulo S. - Técnica de Abastecimento e 
Tratamento de Água – CETESB Vol.1., São Paulo, 1973 
TODD, David K. – Hidrologia de Águas subterrâneas – Tradução Prof. Araken 
Silveira e Prof.a Evelyna Bloem Souto Silveira. - USAID,Rio de Janeiro, 
1967, Edgard Blücher, 1991. 
 
VILLELA, Swami M. e MATTOS, Arthur – Hidrologia Aplicada – São Paulo, 
McGraw-Hill do Brasil, 1975. 
 
TSUTIYA, Milton Tomoyuki – Abastecimento de Água – Departamento de 
Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de 
São Paulo, 2004. 
 
LINSLEY, Ray Keyse FRANZINI, Joseph B. – Engenharia de Recursos 
Hídricos – São Paulo, McGraw-Hill do Brasil, 1978. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ADUTORAS 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O termo adutora é empregado para designar as canalizações que 
transportam água entre as unidades que constituem o sistema de 
abastecimento d’água. Do ponto de vista econômico e também estratégico, 
podemos afirmar que esta unidade é a mais importante do sistema. Por isso, os 
cuidados com prováveis acidentes, que venham causar interrupção do 
funcionamento da adutora, não se deve limitar a fase do projeto e execução 
das obras, mas se estender por toda vida útil do sistema através de um 
controle operacional adequado. Como essas linhas transportam grandes 
volumes de água, os concertos dos estouramentos mobilizarão maiores 
recursos e terá reflexo no funcionamento de todo o sistema, contribuindo, 
inclusive, para desgastar a imagem da empresa. Se o sistema for alimentado 
por uma única adutora, dependendo das condições de acesso ao local do 
acidente, os reparos serão bem mais difíceis de realizar e a insatisfação do 
usuário aumenta na medida em que esse tempo se prolonga. 
 
Do ponto de vista econômico, em regiões como a nossa, onde é comum 
a escassez de água e as adutoras, normalmente, apresentam grandes 
extensões, a escolha criteriosa do diâmetro pode conduzir a uma redução 
substancial nos investimentos. 
 
Em períodos de grandes estiagens é comum moradores da zona rural 
realizarem ligações clandestinas nas linhas adutoras mesmo quando de trata 
de adutora de água bruta. Esse aspecto sanitário também não pode ser 
esquecido pelo projetista; e a possibilidade de realizar o tratamento logo a 
jusante da captação se constitui uma alternativa a ser analisada. 
 
 
2. CLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORAS 
 
2.1. QUANTO AO DESNÍVEL ENTRE OS PONTOS EXTREMOS 
 
a) Adutora por Gravidade: Quando o ponto inicial (extremo de 
montante) possui a cota mais alta em relação a todos os outros 
pontos da linha. O escoamento ocorre exclusivamente pela ação da 
gravidade. 
 
b) Adutora por Recalque: Quando o ponto de cota mais elevada se 
encontra na extremidade de jusante. Neste caso, o escoamento só 
se tornará possível através de bombeamento. 
 
 
 
 
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2.2. QUANTO AO REGIME DE FUNCIONAMENTO 
 
a) Condutos livres: A pressão na superfície líquida é igual à pressão 
atmosférica (regime de canal); o tubo nesse casso pode funcionar 
parcialmente cheio. 
 
b) Condutos forçados: A pressão na superfície líquida é superior à 
pressão atmosférica. 
 
Observações: 
 
• As adutoras só funcionam como condutos livres sob determinadas 
condições do transporte por gravidade; 
• As adutoras por recalque e a maioria das adutoras por gravidade 
funcionam como condutos forçados; 
• Na adução por gravidade, deve-se evitar que ocorram trechos 
consecutivos com regimes diferentes; 
 
 
2.3. QUANTO AO DIÂMETRO 
 
a) Uniformes (um só diâmetro); 
b) Mistas (dois ou mais diâmetros). 
 
 
2.4. QUANTO AO MATERIAL 
 
a) Uniforme (um só material); 
b) Mistos (dois ou mais materiais). 
 
3. HIDRÁULICA DAS CANALIZAÇÕES 
 
O dimensionamento das linhas adutoras utiliza as fórmulas já 
consagradas na mecânica dos fluidos e na hidráulica. 
 
3.1. EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE 
 
 
 
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Figura 01 
 
A vazão que escoa através da seção S do tubo da Figura 1 é dada por: 
 
Tempo
VolumeQ =
 
 
Como a seção do tubo é constante o volume contido no trecho L da 
canalização será: 
V = S.L 
t
S.LQ =∴ 
 
Sendo a velocidade de escoamento v, resulta: 
 
Q = Sv (equação da continuidade) 
 
Onde: 
 
Q: vazão, em m³/s; 
S: seção do conduto, em m²; 
V: velocidade de escoamento da água, em m/s. 
 
 
3.2. NÚMERO DE REYNOLDS (Re) 
 
O Número de Reynolds é um adimensional conhecido pela relação entre 
as forças de inércia e as forças de viscosidade. Pode-se determinar a sua 
expressão através da análise dimensional. 
 
υ=µ=µ
ρ=µ=
Lv
TL
L
LL
LTx
T
LL
Z
Av
maR 3
5
22
3
e
 
 
Ou seja, o Número de Reynolds é função da velocidade de escoamento, 
da viscosidade do fluido e de uma dimensão da seção. Para tubos de seção 
circular: 
υ=
v.DRe
 
Onde: 
νágua: 10-6 m²/s (viscosidade cinemática da água); 
v: velocidade da água, m/s; 
D: Diâmetro da tubulação, m. 
 
O regime de escoamento é caracterizado de acordo com o Número de 
Reynolds: 
 
 Re < 2.000: Regime laminar; 
 Re > 4.000: Regime turbulento; 
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 2.000 < Re < 4.000: zona de transição (apresenta características dos 
dois regimes).O regime laminar é característico do escoamento em meios 
porosos com o que ocorre no meio filtrante das estações de tratamento d’água. 
Nas condições práticas, o movimento da água nas canalizações sempre se 
apresenta de natureza turbulenta. 
3.3. PERDA DE CARGA 
 
Duas fórmulas são usualmente empregadas; a Fórmula Universal 
recomendada pela antiga P-NB-591/77, e a Fórmula de Hazen-Wiliams. 
 
Fórmula Universal (Recomendada pela NB-591/1991) 
 
 
2g
v
D
Lfh
2
p = . 
Onde: 
hp: perda de carga (m); 
L: comprimento da tubulação (m); 
D: diâmetro da tubulação (m); 
V: velocidade (m/s); 
g: aceleração da gravidade (m/s²); 
f: coeficiente que depende das asperezas do tubo e do Número de 
Reynolds, obtido pela expressão de COLEBROOK-WHITE: 
 
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ +−=
f
1.
R
2,51
3,7D
k2log
f
1
e 
 
Onde: 
k: dimensão média das asperezas das paredes do tubo, tabelados 
conforme o material utilizado para os tubos (Tabela 01). 
 
Fórmula de Hazen-Williams 
 
 4,871,85
1,85
D(0,2788C)
QJ = 
 
Onde: 
Q: vazão, (m³/s) 
D: diâmetro do tubo, (m) 
J: perda de carga unitária, (m) 
C: coeficiente de rugosidade das tubulações (conforme Tabela 01). 
 
Tabela 01 – Coeficiente de Rugosidade das Tubulações 
MATERIAL DA TUBULAÇÃO K (mm) C 
Aço, tubos novos 0,05 130 
Aço, tubos usados 2,40 90 
Cimento amianto 0,025 140 
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Concreto, bom acabamento 0,70 130 
Concreto, acabamento comum 1,50 120 
Ferro fundido, tubos novos0,40 130 
Ferro fundido, tubos usados 4,00 90 
Ferro fundido revestido 0,12 130 
Manilhas cerâmicas 0,60 110 
Fibra de vidro 0,01 140 
Tubos plásticos (PVC) 0,01 140 
 
Perdas de carga localizadas 
 
Deverão ser levadas em consideração sempre que o comprimento da 
canalização exceder 4.000 vezes o seu diâmetro. Essas perdas são 
observadas nas conexões e peças especiais distribuídas ao longo do 
caminhamento da adutora. São normalmente determinadas pelas expressões: 
 
a) Pela expressão geral das perdas localizadas 
 
 
2g
vkh
2
p = 
Onde: 
hf: perda localizada, em m; 
v: velocidade da água, em m/s; 
g: aceleração da gravidade, em m/s2; 
k: coeficiente obtido experimentalmente para cada singularidade. 
 
b) Pelo método dos comprimentos virtuais 
 
 2g
v
D
Lfh
2
p =
 e 2g
vkh
2
p =
 
 
Igualando os termos do segundo membro teremos: 
 
 D
fkL 
2g
vk
2g
v
D
Lf
2
p
2
=⇒=
 
Onde: 
L: comprimento virtual equivalente a cada singularidade 
k / f: tabelado (Tabela 02) 
 
Tabela 02 – Valores de k e k/f 
SINGULARIDADE k (k/f).D 
Ampliação Gradual 0,30 12D 
Crivo 0,75 75D 
Curva de 90º 0,40 45D 
Curva de 45º 0,20 20D 
Curva de 22º30’ 0,10 10D 
Junção (Y) 0,40 30D 
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Redução Gradual 0,15 6D 
Registro de Gaveta 0,20 8D 
Válvula de Pé 1,75 175D 
Válvula de Retenção 1,00 100D 
Tê, Passagem Direta 0,60 20D 
Tê, Saída de Lado 1,30 50D 
Tê, Saída Bilateral 1,80 65D 
Entrada Normal 0,50 17D 
Entrada de Borda 1,00 35D 
Saída de Canalização 1,00 35D 
 
 
4. DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS POR GRAVIDADE 
 
4.1. LIMITES DE VELOCIDADE 
 
Não existe norma específica estabelecendo velocidades limites nas 
adutoras. A utilização de velocidades muito baixas conduzem a diâmetros anti-
econômicos, enquanto velocidades elevadas podem ocasionar pressões 
transientes muito elevadas e conseqüentemente causar avarias nas 
tubulações. Parecem-nos aceitáveis valores compreendidos entre 0,60m/s e 
3,00m/s, dependendo, evidentemente, do estudo econômico. 
 
 
4.2. EXERCÍCIOS 
 
1. Dimensionar a adutora indicada na Figura 02, empregando tubos de PVC (C 
= 140) para uma vazão de 18l/s. Traçar a linha piezométrica. 
 
 
Figura 02 
 
 
SOLUÇÃO: 
 
O dimensionamento tem início examinando-se o perfil do caminhamento 
da adutora. Verificando-se a existência de pontos altos, isto é, situados acima 
da linha que interliga os pontos extremos da adutora. Neste caso apresentado 
como não existem tais pontos a solução é mais simples. 
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Carga disponível (J): 
 
 
0,0084m/m
6000
49,60100,00J =−=
 
 
Determinação do diâmetro necessário (D): 
 
Explicitando o valor de D na formula de Hazen-Williams vem: 
 
 
632
540CJ27880
QD , ,,
=
 
 
 
632
54000840x140x27880
0180D , ,,,
,=
 
 
 ∴D = 0,143m 
 
Como o diâmetro encontrado é muito próximo ao de 150mm, oferecido 
no mercado, utilizaremos este diâmetro, e teremos uma vazão aduzida um 
pouco maior. 
 
Perda de carga para a vazão de 18l/s: 
 
 
4,871,85
1,85
D(0,2788C)
QJ =
 
 
 hp = J.L = 0,00693x6000 
 
 hp = 41,58m. 
 
Como a carga total disponível é de 50,4m haverá uma sobra de: 
 
 ∆h= 50,4 – 41,58 = 8,88m 
 
Esta sobra de energia poderá ser aproveitada para retirada de maior 
vazão do sistema. 
 
Vazão máxima obtida com tubos de 150mm: 
 
O valor será obtido também pela expressão de Hazen-Williams: 
 
 Q = 0,2788 . C . D2,63 . J0,54 
 Q = 0,2788x140x0,1502,63x0,00840,54 
 
 Q = 0,0201m³/s = 20,1l/s 
 
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Velocidade (v): 
 
 
D²
4Qv π= 
 
 1,14m/s
x0,150²
4x0,0201v =π= 
 
Traçado da linha piezométrica: 
O traçado da linha piezométrica é feito sempre de montante para 
jusante. Para o problema apresentado temos duas alternativas: 
 
a) Piezométrica para a vazão máxima de 20,1l/s. 
 
Neste caso, a linha piezométrica interliga os níveis de água dos dois 
reservatórios, reta (a). 
 
b) Piezométrica para vazão de 16l/s. 
 
Para que a vazão permaneça 16/s teremos de introduzir um dispositivo 
controlador de vazão que absorva a sobra de carga existente que é de 
8,88m. Se esse dispositivo for um registro instalado na extremidade de 
jusante, a linha piezométrica terá o aspecto (b). Se esse dispositivo for 
colocado junto à barragem a linha piezométrica terá o aspecto(c). 
 
 
2. Dimensionar a adutora indicada na Figura 03, empregando tubos PVC (C = 
140) para uma vazão de 30l/s. Traçar a linha piezométrica. 
 
 
Figura 03 
 
 
 
 
 
 
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SOLUÇÃO: 
 
Carga disponível (J): 
 
 
0,0084m/m
6000
49,60100,00J =−=
 
 
Determinação do diâmetro necessário (D): 
 
Explicitando o valor de D na formula de Hazen-Williams vem: 
 
 
632
540CJ27880
QD , ,,
=
 
 
 
632
54000840x140x27880
0300D , ,,,
,=
 
 
 ∴D = 0,175m 
 
Como o diâmetro encontrado é muito diferente dos existentes no 
mercado, utilizaremos uma adutora mista, com um trecho de 150mm e outro de 
200mm, de modo que a energia disponível seja totalmente aproveitada nesses 
dois trechos. 
 
Designando por: 
 
 L1 comprimento do trecho de 150mm; 
 L2 comprimento do trecho de 200mm; 
 J1 perda de carga unitária no tubo de 150mm; 
 J2 perda de carga unitária no tubo de 200mm. 
 
Determinação dos comprimentos de cada trecho: 
 
Temos o seguinte sistema de equações: 
 
 J1 x L1 + J2 x L2 = 100,00 - 49,60 
 L1 + L2 = 6.000 
 
 450,)L-(6000
0,2000)(0,2788x14
0,030L
0,1500)(0,2788x14
0,030
14,871,85
1,85
14,871,85
1,85
=+ 
 
 0,01782L1 +0,004391(6000 –L1) = 50,40 
 
 0,01782L1 - 0,004391L1 = 50,40 – 26,35 
 
 ∴L1=1.791m e L2 = 4.209m 
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Existem duas alternativas para o traçado da linha piezométrica, 
dependendo do ordenamento dos trechos no caminhamento da adutora. A 
disposição dos tubos de 150mm à montante submete a adutora a menores 
pressões de serviço. Já a utilização do maior diâmetro, como trecho de 
montante, constitui-se na melhor opção quando se tem que vencer pontos altos 
no caminhamento da adutora. 
 
 
3. Dimensionar a adutora indicada na Figura 04, empregando tubos PVC (C = 
140) para uma vazão de 100l/s. Traçar a linha piezométrica. 
 
 
Figura 04 
 
 
 
SOLUÇÃO: 
 
Devido à existência do ponto alto (cota 95,00), o problema será tratado 
como se tivéssemos duas adutoras. 
 
TRECHOAB: 
 
Carga disponível (J1): 
 
 
0,0025m/m
2000
,100,00J =−= 0095
 
 
Determinação do diâmetro necessário (D): 
 
 
632
540CJ27880
QD , ,,
=
 
 
 632 54000250x140x27880
1000D , ,,,
,= 
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 ∴D = 0,353m 
 
O diâmetro encontrado impossibilita o uso de tubos de 300mm, porém 
se optarmos por tubos de 400mm haverá sobra de carga que poderá ser 
utilizada no segundo trecho. 
 
Perda de carga para a vazão de 100l/s e D=400mm: 
 
 
4,871,85
1,85
D(0,2788C)
QJ =
 
 
 hp = J.L = 0,001395x2000 
 hp ≈ 2,80m. 
 
Cota piezométrica mo ponto mais alto B: 
 
 CB = 100,00 – 2,80 = 97,20m. 
 
A pressão disponível neste ponto será: 
 PB = 97,20 – 95,00 = 2,20m. 
 
Traçado da linha piezométrica – Trecho AB: 
 
Partindo-se da cota 97,20m no ponto B, a linha piezométrica com 
inclinação J=0,001395m/m atingirá a barragem na cota 100,00m. 
 
 TRECHO BC: 
Carga disponível (J2): 
 
 m0,006533m/
6000
,97,20J =−= 0058 
 
Determinação do diâmetro necessário (D): 
 
 632 5400065330x140x27880
1000D , ,,,
,= 
 
 ∴D = 0,291m 
 
Serão utilizados tubos de 250mm e 300mm. 
 
Determinação dos comprimentos de cada trecho: 
 
 J1 x L1 + J2 x L2 = 97,20 – 58,00 = 39,20m 
 L1 + L2 = 6000 
 
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 2039,)L-(6000
0,3000)(0,2788x14
0,100L
0,2500)(0,2788x14
0,100
14,871,85
1,85
14,871,85
1,85
=+ 
 
 0,01374L1 +0,005653(6000 –L1) = 39,20 
 0,01374L1 - 0,005653L1 = 39,20 – 33,92 
 ∴L1= 653m e L2 = 5.347m. 
 
 
Perda de carga em cada trecho para a vazão de 100l/s: 
 
 hp1 = J.L1 = 0,01374x653 = 8,97m 
 hp2 = J.L2 = 0,005653x5.347 = 30,23m 
 
Traçado da linha piezométrica - Trecho BC: 
 
a) Piezométrica para D = 300mm e 250mm 
 
Como não existem pontos altos no segundo trecho a ordem de 
colocação dos diâmetros é qualquer. 
 
b) Piezométrica com apenas tubos de 300mm 
 
Se optarmos pela não utilização dos tubos de 250mm teremos uma 
sobra de energia que poderá ser aproveitada para exploração de maior vazão 
na hipótese do crescimento da demanda. Enquanto vazão permanecer em 
100l/s, um trecho inicial da adutora, próximo ao ponto B, terá seu 
funcionamento como conduto livre. 
 
 
4. Dimensionar a adutora indicada na Figura 05, empregando tubos PVC (C = 
140) para uma vazão de 16l/s. Traçar a linha piezométrica. 
 
 
 
Figura 05 
 
 
SOLUÇÃO: 
 
Carga disponível (J): 
 
 0,0014m/m
10.000
,100,00J =−= 0086 
 
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Determinação do diâmetro necessário (D): 
 Explicitando o valor de D na formula de Hazen-Williams, temos: 
 
632
540CJ27880
QD , ,,
= 
 
632
54000140x140x27880
0160D , ,,,
,= 
 
∴D≈200mmm 
 
Velocidade (v): 
 
D²
4Qv π= 
 
0,51m/s
x0,200²
4x0,016v =π= 
 
 Devido à baixa velocidade associada à grande extensão da adutora, 
certamente, a alternativa de bombeamento é a mais econômica. A linha 
piezométrica para D = 200mm encontra-se representada na Figura 05. 
 
5. DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS POR RECALQUE 
 
Enquanto as adutoras por gravidade admitem uma única solução para 
transporte da vazão, nas adutoras por recalque o problema fica indeterminado 
devido à possibilidade de se adotar, teoricamente, qualquer diâmetro, desde 
que associado corretamente ao equipamento de recalque. Dependendo do 
diâmetro adotado a linha piezométrica assume configurações semelhantes às 
apresentadas na Figura 06. 
 
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Figura 06 
 
 
A indeterminação do problema desaparece quando se considera os 
aspectos econômicos da questão, ou seja, dentre os vários diâmetros possíveis 
de atendimento adota-se o mais econômico. Existem vários métodos para 
determinação do diâmetro mais econômicos, entre eles destacamos: 
 
a) Fórmula de Bresse; 
b) Método do Custo Incremental Médio de longo Prazo (adotado pela 
Caixa Econômica Federal). 
 
 
Determinação do Diâmetro pela Fórmula de Bresse: 
 
QkDR = 
Onde: 
DR: Diâmetro da adutora por recalque (m); 
Q: Vazão recalcada (m³/s); 
k: Coeficiente que varia de 0,90 a 1,40. Este coeficiente depende dos 
custos de implantação, operação e manutenção de cada país. No Brasil, o 
valor usualmente adotado conforme momento econômico varia de 1,00 à 1,20. 
 
 
 
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Ex.: Para Q = 60 l/s = 0,06 m³/s 
 300mm0,293mD 0,061,2D RR ≈=⇒= 
 
Diâmetro de sucção (DS) 
 
 Normalmente adota-se o diâmetro comercial imediatamente superior ao 
diâmetro de recalque, (DS)= 350mm. 
 
 
Determinação do Diâmetro pelo Custo Incremental Médio de Longo 
Prazo: 
 
Este método consiste em levantar, para cada diâmetro, os custos com a 
implantação do sistema e as despesas de exploração, ao longo de toda sua 
vida útil (30 anos). Entre as despesas operacionais estão, as despesas com 
pessoal de operação, equipes de manutenção e energia elétrica. Na Tabela 03 
temos uma planilha para determinação do custo incremental de uma adutora 
de recalque de 900mm de diâmetro com o funcionamento de 3 bombas em 
paralelo. O preenchimento dos campos utilizados nesta tabela obedece a 
seqüência descrita a seguir: 
 
Produção Requerida: De acordo com o crescimento populacional, o 
consumo “per capita” e o índice de perdas projeta-se a produção necessária 
para cada ano da vida útil do sistema. 
 
Horas de Funcionamento: De acordo com o crescimento da produção 
estima-se o número de horas de funcionamento da elevatória. No exemplo 
apresentado, a produção requerida é vencida com uma única bomba até o ano 
2017; a partir daí serão necessárias duas bombas para atendimento da 
demanda, situação esta que perdura até o ano de 2027 quando será 
necessário o funcionamento de 3 bombas. 
 
Volume Consumido: Devido às perdas no sistema o volume consumido 
é obtido descontando-se da produção requerida as perdas esperadas para o 
sistema. Se o percentual de perdas é k, multiplica-se a produção requerida por 
(1-k) para se obter o volume consumido. 
 
Despesas de Exploração: De acordo com o número de horas de 
funcionamento determina-se a despesa com energia elétrica do sistema, 
incluindo-se as parcelas de demanda e consumo, conforme sistema tarifário da 
concessionária de energia. A despesa com pessoal é estimada em função dos 
salários a serem pagos ao pessoal de operação e manutenção. 
 
Investimento: Em função do volume produzido pode-se estimar, sem 
necessidade de orçamento prévio, o custo coma implantação do sistema 
(adutora mais elevatória). Essa informação requer o conhecimento de uma 
curva de custo normalmente não disponível pela companhia de saneamento. 
 
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Finalmente, em função de uma taxa interna de retorno, determina-se à 
valor presente, o total dos volumes consumidos e o total das despesas com 
exploração. O quociente entre a despesa de exploração e o volume consumido, 
à valores presentes, vai definir o Custo Incremental Médio de Longo Prazo 
CIML, em R$/m³, da alternativa estudada. 
 
Repetindo-se este procedimento para outros diâmetros e escolhe-se 
aquele que apresentar menor custo por m³ consumido. 
 
Tabela 03 - Planilha para Cálculo do Custo Incremental Médio de Longo Prazo - D = 900mm 
Horas de Funcionamento 
 
 
Despesas de Expl. 
Pessoal E. Elétrica 
Ano 
Produção 
Requerida 
(m³/ano) Bomba 
1 
Bomba 
2 
Bomba 
3 
Volume 
Consumido 
(m³/ano) Pessoal Energia Elétrica 
Investimento 
2008 0 0 0 0 0 0 0 25.707.530,90
2009 0 0 0 0 0 0 0 0,00
2010 8.653.924 14,0 0,0 0,0 6.490.443 40.320,00 217.470,10 0,00
2011 9.135.963 14,7 0,0 0,0 6.851.972 40.320,00 227.812,52 0,00
2012 9.630.053 15,5 0,0 0,0 7.222.540 40.320,00 238.413,50 0,00
2013 10.136.495 16,3 0,0 0,0 7.602.371 40.320,00 249.279,51 0,00
2014 10.655.598 17,2 0,0 0,0 7.991.699 40.320,00 260.417,16 0,00
2015 11.187.679 18,0 0,0 0,0 8.390.759 40.320,00 271.833,26 0,00
2016 11.733.062 18,9 0,0 0,0 8.799.796 40.320,00 283.534,76 0,00
2017 12.292.079 19,8 0,0 0,0 9.219.059 40.320,00 295.528,79 0,00
2018 12.865.072 20,0 1,4 0,0 9.648.804 40.320,00 343.384,65 0,00
2019 13.452.390 20,0 3,2 0,0 10.089.292 40.320,00 360.759,93 0,00
2020 14.054.390 20,0 5,1 0,0 10.540.793 40.320,00 378.569,59 0,00
2021 14.671.441 20,0 7,0 0,0 11.003.581 40.320,00 396.824,49 0,00
2022 15.303.917 20,0 8,9 0,0 11.477.938 40.320,00 415.535,76 0,00
2023 15.952.206 20,0 10,9 0,0 11.964.155 40.320,00 434.714,82 0,00
2024 16.616.702 20,0 12,9 0,0 12.462.527 40.320,00 454.373,35 0,00
2025 17.297.811 20,0 15,0 0,0 12.973.358 40.320,00 474.523,34 0,00
2026 17.995.947 20,0 17,1 0,0 13.496.960 40.320,00 495.177,09 0,00
2027 18.711.536 20,0 19,3 0,0 14.033.652 40.320,00 516.347,17 0,00
2028 19.445.015 20,0 20,0 3,6 14.583.761 40.320,00 573.119,66 0,00
2029 20.196.831 20,0 20,0 9,0 15.147.624 40.320,00 600.136,13 0,00
2030 20.967.443 20,0 20,0 14,4 15.725.582 40.320,00 627.828,01 0,00
2031 21.757.320 20,0 20,0 20,0 16.317.990 40.320,00 656.212,18 0,00
2032 22.566.944 20,0 20,0 20,0 16.317.990 40.320,00 656.212,18 0,00
2033 23.396.808 20,0 20,0 20,0 16.317.990 40.320,00 656.212,18 0,00
2034 24.247.419 20,0 20,0 20,0 16.317.990 40.320,00 656.212,18 0,00
2035 25.119.295 20,0 20,0 20,0 16.317.990 40.320,00 656.212,18 0,00
2036 26.012.969 20,0 20,0 20,0 16.317.990 40.320,00 656.212,18 0,00
2037 26.928.984 20,0 20,0 20,0 16.317.990 40.320,00 656.212,18 0,00
2038 27.867.899 20,0 20,0 20,0 16.317.990 40.320,00 656.212,18 0,00
2039 28.830.287 20,0 20,0 20,0 16.317.990 40.320,00 656.212,18 0,00
2040 29.816.735 20,0 20,0 20,0 16.317.990 40.320,00 656.212,18 0,00
 76.194.052 317.225,64 2.693.048,25 25.707.530,90
 CIML 0,3769035 
Fonte: Manual de Fomento – Caixa Econômica Federal 
 
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5.1. ÓRGÃOS ACESSÓRIOS - DISPOSITIVOS DE OPERAÇÃO E 
PROTEÇÃO 
 
a) Registros de parada 
 
Instalados no início e no final das adutoras, nas derivações de linhas 
secundárias e em pontos estratégicos da linha. 
 
 
Figura 07 – Disposição de Registros de Parada 
 
 
b) Registros de descarga 
 
Colocados nos pontos mais baixos das canalizações, com as seguintes 
finalidades: 
 
• Permitir o seu esvaziamento quando da necessidade de efetuar 
reparos na adutora; 
• Extração do ar quando do enchimento da linha no início do 
funcionamento; 
• Permitir a remoção de sedimentos. 
 
 
Figura 08 – Caixa de Proteção para Registros de Descarga 
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É recomendável que esses dispositivos sejam abrigados por meio de 
caixas de proteção como na Figura 08. Para adutoras de pequeno diâmetro 
essas caixas são de pequeno vulto e podem ser construídas em alvenaria de 1 
vez. Para grandes diâmetros é aconselhável que suas paredes sejam em 
concreto armado. Tendo em vista a função primordial das descargas, isto é, a 
remoção de sedimentos que se acumulam nos pontos baixos da adutora, esses 
registros devem se situar em derivação situada abaixo da geratriz inferior da 
linha adutora. 
 
Segundo Azevedo Netto, esses dispositivos podem ser dimensionados 
pela expressão: 
6
Dd ≥ 
Onde: 
d: diâmetro da descarga; 
D: diâmetro da adutora. 
 
c) Ventosas 
São peças de funcionamento automático, colocadas nos pontos 
elevados das adutoras desempenhando as seguintes funções: 
 
• Expulsar o ar existente durante o enchimento da adutora e expulsar o 
ar acumulado durante o funcionamento; 
• Admitir ar para o interior da linha quando da ocorrência de 
estouramentos. Às vezes a saída brusca da água (esvaziamento) gera 
pressões negativas no interior das canalizações que tendem a 
pressionar o tubo de fora para dentro. Os tubos de aço, devido à 
pequena espessura de suas paredes, são mais vulneráveis. As 
ventosas, aliadas a outros dispositivos auxiliam na proteção dos tubos 
contra esse fenômeno. 
 
Figura 09a – Ventosa de Dupla Função Instalada em Travessia Aérea 
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Figura 09b – Ventosa para Exclusão de Ar Instalada com Abraçadeira 
 
Do mesmo modo que os registros de parada e de descarga, as ventosas 
devem ser devidamente abrigadas em caixas cujas parede podem ser de 
alvenaria ou concreto (Figura 10). As ventosas de pequeno diâmetro podem 
ser rosqueadas diretamente na tubulação ou por meio de abraçadeiras - Figura 
09b. A partir de 50mm as ventosas são fabricadas com flanges e sua 
instalação na linha requer um Tê, voltado para cima, e um registro para permitir 
a retirada da ventosa para manutenção - Figura 09a. 
 
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Figura 10 – Caixa de Proteção para Ventosas 
 
 
Segundo Azevedo Netto, para admissão e exclusão de ar, as ventosas 
podem ser dimensionados pela expressão: 
 
8
Dd ≥
 , ou 12
Dd ≥
, 
 
se o objetivo é apenas de exclusão de ar. 
 
Onde: 
d: diâmetro da descarga; 
D: diâmetro da adutora. 
 
A acumulação de ar nas adutoras depende da velocidade de 
escoamento. Se a velocidade for inferior a determinado valor, velocidade crítica 
(vc), o ar se acumulará nos pontos altos e haverá necessidade de ventosas. 
Quando a velocidade