Adutoras: Introdução, Classificação e Hidráulica

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Sistema de Abastecimento de Água 	Adutoras
ADUTORAS
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 a adutora é a 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 terão reflexos no funcionamento de todo 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.
CLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORAS
2.1.QUANTO AO DESNÍVEL ENTRE OS PONTOS EXTREMOS
Adutora por Gravidade: Quando o ponto inicial (extremo de montante) possui a cota mais alta em relação a todos os outros pontos da linha. Nessas condições o escoamento ocorre exclusivamente pela ação da gravidade.
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.
2.2. QUANTO AO REGIME DE FUNCIONAMENTO
Condutos livres: A pressão na superfície líquida é igual à pressão atmosférica (regime de canal); o tubo nesses casso podem funcionar parcialmente cheio.
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
Uniformes (um só diâmetro);
Mistas (dois ou mais diâmetros).
2.4. QUANTO AO MATERIAL
Uniforme (um só material);
Mistos (dois ou mais materiais).
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
Figura 1 
	A vazão que escoa através da seção S do tubo da Figura 1 é dada por:
			
.
Como a seção do tubo é constante o volume contido no trecho L da canalização será: 
			V = S.L 
	`		
.	
Sendo a velocidade de escoamento v resulta:
			Q = Sv 	equação da continidade.
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 admensional conhecido pela relação entre as forças de inércia e as forças de viscosidade. Pode-se determinar a sua expressão através da análise dimensional.
Ou seja, o Número de Reynolds é função da velocidade de escoamento, da viscosidade do flúido e de uma dimensão da seção. Para tubos de seção circular:
				
Onde:
	(agua = 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 < 2000 : Regime laminar;
	Re > 4000 : Regime turbulento
	2000 < Re< 4000: zona de transição (apresenta características dos dois regimes)
O regime laminar é característico do escoamento em meios porosos como o que ocorre no meio filtrante das estações de tratamento d’água. Na prática, 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)
				
.
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:
			
Onde:
	k = dimensão média das asperezas das paredes do tubo, tabelados conforme o 	material utilizado na fabricação dos tubos. (Tabela 01) 
	Fórmula de Hazen-Williams
			
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 
	MATERIAL DA TUBULAÇÃO
	K (mm)
	C
	Aço, tubos novos
	0,05
	130
	Aço, tubos usados
	2,40
	90
	Cimento amianto
	0,025
	140
	Concreto, bom acabamento
	0,70
	130
	Concreto, acabamento comum
	1,50
	120
	Ferro fundido, tubos novos
	0,40
	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 não 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: 
Pela expressão geral das perdas localizadas
					
			Hp - 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.
Pelo método dos comprimentos virtuais
			
		e		
		Igualando os termos do segundo membro teremos:
			
	Onde:
	L - comprimento virtual equivalente a cada singularidade
	k/f - tabelado
Tabela 02
	SINGULARIDADE
	k
	(k/f).D
	Ampliação Gradual
	0,30
	12D
	Crivo
	0,75
	75D
	Curva de 90o
	0,40
	30D
	Curva de 45o
	0,20
	15D
	Curva de 22o 30’
	0,10
	10D
	Junção (Y)
	0,40
	30D
	Redução Gradual
	0,15
	6D
	Registro de Gaveta
	0,20
	8D
	Válvula de Pé
	1,75
	175D
	Válvula de Retenção
	2,50
	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
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS POR GRAVIDADE
	4.1 – LIMITES DE VELOCIDADE
	Não existe norma específica estabelecendo velocidades limites nas adutoras. Entretanto, cabe-nos observar que a utilização de velocidades muito baixas conduz a diâmetros anti-econômicos, enquanto velocidades elevadas podem ocasionar pressões transientes muito elevadas ocasionando 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 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 interligaos pontos extremos da adutora. Neste caso apresentado como não existem tais pontos a solução é mais simples.
Carga disponível (J)
			
Determinação do diâmetro necessário (D)
		Explicitando o valor de D na formula de Hazen-Williams vem:
			
			
			(D=0,143m
	Como o diâmetro encontrado é muito próximo ao de 150 mm oferecido no mercado, utilizaremos este diâmetro, e como conseqüência teremos uma vazão aduzida um pouco maior, conforme mostrado a seguir. 
Perda de carga para a vazão de 18l/s
			 
			hp = J.L = 0,00693x6000
			hp = 41,58m.
	Com 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
Velocidade (v)
			
			
Traçado da linha piezométrica
O traçado da linha piezométrica é feito sempre de montante para jusante. Para o problema apresentado temos duas alternativas:
Piezométrica para a vazão máxima de 20,1l/s. 
Neste caso, a linha piezométrica interliga os níveis de água dos dois reservatórios, reta (a). 
Piezométrica para vazão de 18l/s.
Para que a vazão permaneça 18/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
SOLUÇÃO
Carga disponível (J)
			
Determinação do diâmetro necessário (D)
	Explicitando o valor de D na formula de Hazen-Williams vem:					
		
		(D=0,175m
Como o diâmetro encontrado é muito diferente dos existentes no mercado, utilizaremos uma adutora mista, com um trecho de 150 mm e outro de 200 mm, de modo que a energia disponível seja totalmente aproveitada nesses dois trechos.
Designando por:
	L1 comprimento do trecho de 150 mm;
	L2 comprimento do trecho de 200 mm;
	J1 perda de carga unitária no tubo de 150 mm;
	J2 perda de carga unitária no tubo de 200 mm.
Determinação dos comprimentos de cada trecho
Temos o seguinte sistema de equações:
			J1xL1 + J2xL2 = 100,00 - 49,60
			L1 + L2 = 6000
	
		0,01782L1 +0,004391(6000 –L1) = 50,40
		0,01782L1 - 0,004391L1 = 50,40 – 26,35
		(L1=1.791m	e	L2 = 4.209m
Existem duas alternativas para o traçado da linha piezométrica, dependendo do ordenamento dos trechos no caminhamento da adutora. A disposição dos tubos de 150 mm 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 100 l/s. Traçar a linha piezométrica.
Figura 4
SOLUÇÃO
Devido à existência do ponto alto (cota 95,00), o problema será tratado como se tivéssemos duas adutoras.
	TRECHO AB
Carga disponível (J1)
			
Determinação do diâmetro necessário (D)
			
			
			(D=0,353 m
O diâmetro encontrado indica que haverá necessidade de realizar, como no exemplo 2, uma composição dos diâmetros de 300 mm e 400 mm; porém se optarmos por tubos de 400 mm haverá sobra de carga que poderá ser utilizada no segundo trecho, possibilitando o uso de dois diâmetros, apenas no segundo trecho. 
Perda de carga para a vazão de 100 l/s e D=400 mm.
			 
			hp = J.L = 0,001395x2000
			hp ( 2,80 m.
Cota piezométrica no ponto mais alto B
		CB = 100,00 – 2,80 = 97,20 m. 
A pressão disponível neste ponto será:
			PB = 97,20 – 95,00 = 2,20 m.
Traçado da linha piezométrica – Trecho AB
Partindo-se da cota 97,20 m no ponto B, a linha piezométrica com inclinação J=0,001395 m/m atingirá a barragem na cota 100,00 m. 
	TRECHO BC
Carga disponível para segundo trecho
			 
Determinação do diâmetro necessário (D)
			
			(D=0,291 m
Serão utilizados tubos de 250 mm e 300 mm.
Determinação dos comprimentos de cada trecho
			J1xL1 + J2xL2 = 97,20 – 58,00 = 39,20m
				L1 + L2 = 6000
	
		0,01374L1 +0,005653(6000 –L1) = 39,20
		0,01374L1 - 0,005653L1 = 39,20 – 33,92
		(L1= 653 m	e	L2 = 5.347 m.
Perda de carga em cada trecho para a vazão de 100 l/s
			hp1 = J.L1 = 0,01374x653 = 8,97m
			hp2 = J.L2 = 0,005653x5.347 = 30,23 m
Traçado da linha piezométrica - Trecho BC
Piezométrica para D=300 mm e 250 mm
Como não existem pontos altos no segundo trecho a ordem de colocação dos diâmetros é qualquer. Utilizando-se à montante tubos de 250 mm, haverá necessidade de instalação de um stand-pipe no ponto mais alto da linha, para evitar o aparecimento de pressões negativas, nas proximidades desse ponto, haja vista a linha piezométrica se encontrar muito próxima ao terreno nas imediações desse ponto. Com a instalação desse dispositivo, o trecho nas proximidades do ponto mais alto, fica submetido ao escoamento livre. 
Piezométrica com apenas tubos de 300 mm 
Se optarmos pela não utilização dos tubos de 250 mm 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
Carga disponível (J)
			
Determinação do diâmetro necessário (D)
		Explicitando o valor de D na formula de Hazen-Williams vem:
				
				(D(200mmm
Velocidade (v)
			
			
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.
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.
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:
Fórmula de Bresse;
Método do Custo Incremental Médio de longo Prazo (adotado pela Caixa Econômica Federal)
Determinação do Diâmetro pela Fórmula de Bresse
			
	Onde:
	DR - Diâmetro da adutora por recalque (m);
	Q - Vazão recalcada (m3/s);
	k - Coeficiente que varia de 0,9 a 1,4. Este coeficiente depende dos custos de implantação, operação e manutenção de cada país. No Brasil, o valor usualmente adotado conforme momento econômico varia de 1,0 a 1,2.
	Ex.: Para Q = 60 l/s = 0,06 m3/s
		
	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, asdespesas com pessoal de operação, equipes de manutenção e energia elétrica. Na Tabela 3 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 – Em função do 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 com a implantação do sistema (adutora mais elevatória). Essa informação, entretanto requer o conhecimento de uma curva de custo normalmente não disponível pelas companhias de saneamento. 
	Finalmente, em função de uma taxa interna de retorno, determina-se a 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
	ANO
	PRODUÇAO
REQUERIDA
m³/ano
	HORAS DE FUNCIONAMENTO Bomba1 Bomba2 Bomba3
 
 
	VOLUME
CONSUMIDO
m³/ano
	DESPESAS DE EXPL.
Pessoal E. 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
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	20,0
	20,0
	16.317.990
	40.320,00
	656.212,18
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	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
5.1- ÓRGÃOS ACESSÓRIOS - DISPOSITIVOS DE OPERAÇÃO E PROTEÇÃO
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
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
	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 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:
				
 
	Onde:
	d – diâmetro da descarga;
	D – diâmetro da adutora.
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.
Foto 01 – Ventosa de Dupla FunçãoInstalada em Travessia Aérea
	Do mesmo modo que os registros de parada e de descarga, as ventosas devem ser devidamente abrigadas em caixas, cujas paredes, podem ser de alvenaria ou concreto (Figura 10). As ventosas de pequeno diâmetro podem ser rosqueadas diretamente na tubulação ou por meio de abraçadeiras. 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. 
Foto 02 – Ventosapara Exclusão de Ar Instalada com Abraçadeira
Figura 09 – Caixa de Proteção para Ventosas
	Segundo Azevedo Netto, para admissão e exclusão de ar, as ventosas podem ser dimensionados pela expressão:
			
 ,
ou			
 ,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 de for superior a velocidade crítica o próprio escoamento se encarregará de efetuar o arraste das bolhas de ar que se formam. A velocidade crítica é obtida pela fórmula de Kent (TSUTIYA, M. Tomoyuki , 2004).
			
Onde: 
	Vc – velocidade crítica (m/s);
	g – aceleração da gravidade (m/s²);
	D – diâmetro da adutora (m);
	( - ângulo entre a adutora e a horizontal no trecho de jusante do ponto alto.
Examinando-se o perfil do terreno com o auxílio de fórmula de Kent é possível definir os locais da linha que necessitam da colocação das ventosas.
Juntas de expansão
	São empregadas com o objetivo de facilitar montagens no interior dos prédios de estações elevatórias ou estações de tratamento, servindo ainda para amenizar os efeitos dos transientes hidráulicos (golpes de aríete). Só são usadas em canalizações de ferro fundido e aço. 
As juntas de expansão para ferro fundido são conhecidas como “JUNTAS GIBAULT” e para aço, como “JUNTAS DRESSER”.
Não se usa juntas de expansão em PVC ou em tubulações enterradas.
“Stand Pipe”
	São reservatórios colocados nos pontos altos da linha adutora de modo que o nível d’água em seu interior fique submetido à pressão atmosférica. Sua utilização é recomendada nos seguintes casos:
Na transição entre os trechos de recalque e gravidade;
Na transição de dois trechos por gravidade com declividades diferentes;
Em adutoras por gravidade quando se deseja reduzir a pressão estática na linha;
Em adutoras por gravidade, para evitar a ocorrência de pressões negativas.
Figura 10 a – Stand Pipe Situado na Transição entre os Trechos por Recalque e Gravidade
Figura 10 b – Stand Pipe com Finalidade de Evitar Pressões Negativas na Adutora 
Figura 11 – Stand Pipe 
Blocos de ancoragem
	Usados para absorver ou combater os esforços originados em curvas, derivações, tampões,etc, das canalizações, podendo ser de concreto simples, armado ou ciclópico.
	A NBR 13211/1994 fixa as condições para dimensionamento das ancoragens. Os blocos são dimensionados para resistir a uma resultante dos esforços “R”, determinada pelas seguintes expressões:
		- Nas curvas ou derivações:
			
		- Nas reduções:
			
		- Para flange cego e cap:
			
		onde:
		R - Resultante dos esforços, kgf;
		S - Seção do tubo, m2;
		p - pressão, m.c.a.
		( - ângulo da curva ou da derivação.
		S1 – Área da maior seção.
		S1 – Área da menor seção.
	Os blocos de ancoragem podem ser dimensionados para resistir aos esforços de duas maneiras:
	– Pelo peso próprio do bloco: (para canalizações aparentes).
	- Ancoragem com apoio sobre o terreno natural: (para canalizações enterradas)
Quando a resistência é realizada pelo peso próprio do bloco (Figura 12 a), o empuxo horizontal Eh é combatido pelo esforço normal N que o bloco exerce sobre o terreno.
O volume do bloco será determinado a seguir:
	Designando por:
	Fat – força de atrito.
	( - coeficiente de atrito.
	P – peso do bloco.
	( - peso específico do bloco.
	V – volume do bloco.
Peso do bloco P
		Fat = ( . N
	Como Fat=Eh = R; e N =P vem:
			R = ( . P	( P = R/(
Volume do bloco
			
		( 
Figura 12 a– Bloco de Ancoragem - Resistência por Atrito
	Quando o bloco se apóia lateralmente sobre o terreno, conforme Figura 12b, a dimensão horizontal L, pode ser determinada pela expressão:
				
		onde:
		L - lado do encosto do bloco, cm;
		S - seção do tubo, cm2;
		P - pressão interna da água, kgf/cm2;
		(adm - tensão admissível do terreno, kgf/cm2;
		H - altura do bloco, cm.
				
Figura 12 b – Bloco de Ancoragem com Apoio Lateral
Exemplo: Dimensionar um bloco para ancoragem para uma curva de 45º, numa canalização com 500 mm de diâmetro, sujeito a 90m.c.a. de pressão interna; sabendo-se que a tensão admissível no terreno é de (adm = 1,0 kgf/cm2.
	SOLUÇÃO
Cálculo do empuxo lateral (R)
	Como p = 90m.c.a = 9,0Kgf/cm² vem:
			
			
			R = 1,35kgf/cm²
Dimensão do encosto lateral L
	Adotando uma altura H= 1,2m teremos para um (adm = 1,0 kgf/cm2
			
			
.
BIBLIOGRAFIA
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.
AZEVEDO NETTO, José M. e VILLELA, Swami M. – Manual de Hidráulica. - Editora Edgard Blucher Ltda. 5ª Edição, São Paulo, 1970. 
ABNT/NBR 13211/1994 – Dimensionamento de ancoragens para tubulação – Rio de Janeiro 1994
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