06 CAPÍTULO (Atual)

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Cap. VI
Adutoras 
Saneamento Básico 
Prof. Giovana Carla Elias Fleury
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ADUTORAS
Adutoras são canalizações dos sistemas de abastecimento de água que conduzem a água para as unidades que precedem a rede de distribuição. 
Elas interligam captação, estação de tratamento e reservatórios e não distribuem a água aos consumidores. 
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ADUTORAS
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ADUTORAS
Classificação das Adutoras:
Quanto à natureza da água transportada
-	Adutoras de água bruta
-	Adutoras de água tratada
Quanto à energia para a movimentação da água
-	Adutora por gravidade
-	Adutora por recalque
-	Adutoras mistas
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CLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORAS
ADUTORAS POR GRAVIDADE: transportam a água de um ponto mais elevado para uma cota mais baixa. Pode ser feita:
Conduto Forçado: nos quais a pressão interna é diferente da pressão atmosférica. Nesse tipo de conduto, as seções transversais são sempre fechadas e o fluido circulante as enche completamente. O movimento pode se efetuar em qualquer sentido do conduto.
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CLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORAS
ADUTORAS POR GRAVIDADE (cont.): 
Conduto livre: 
O líquido escoante apresenta superfície livre, na qual atua a pressão atmosférica. 
A seção não necessariamente apresenta perímetro fechado e quando isto ocorre, para satisfazer a condição de superfície livre, a seção transversal funciona parcialmente cheia. 
O movimento se faz no sentido decrescente das cotas topográficas.
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CLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORAS
ADUTORA POR RECALQUE: transporta água de um ponto mais baixo para um ponto mais alto, através das estações elevatórias. Pode ser:
-Recalque simples: 01 estação elevatória
-Recalque duplo: 02 estações elevatórias
ADUTORA MISTA
As adutoras mistas se compõem de trecho por recalque e por gravidade.
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Adutora por recalque simples
Adutora por recalque duplo
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VAZÃO DE DIMENSIONAMENTO 
DAS ADUTORAS
Fatores intervenientes:
	• Horizonte de projeto;
	• Vazão de adução;
	• Período de funcionamento da adução.
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VAZÃO DE DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS
1) HORIZONTE DE PROJETO
Fatores a serem considerados:
• Vida útil da obra
• Evolução da demanda de água
• Custo da obra
• Flexibilidade na ampliação do sistema
• Custo da energia elétrica
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Vazão de Adução
Na figura anterior tem-se:
P = População a ser abastecida;
q = consumo per capita incluindo as perdas de água l/hab.dia;
K1 = coeficiente do dia de maior consumo;
K2 = coeficiente da hora de maior consumo;
Qe = vazão de consumo específica, l/s;
CETA = consumo da ETA 
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PERÍODO DE FUNCIONAMENTO DA ADUÇÃO 
Período de funcionamento → função do dimensionamento hidráulico.
• Aduções por gravidade: 24 h/dia
• Adução por recalque: 16 a 21 h/dia
• Adução por recalque – economia de
energia elétrica.
– Parada das bombas no período de 3 horas contínuas (horário de ponta)
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Equação de Bernoulli
Teorema de Bernoulli:
	Ao longo de qualquer linha de corrente é constante a soma das alturas cinética (V²/2g), piezométrica (P/γ) e geométrica (Z).
	O Teorema de Bernoulli não é senão o princípio da conservação de energia, onde:
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Equações Fundamentais para o Cálculo da Perda de Carga
Fórmula Universal:
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Equações Fundamentais para o Cálculo da Perda de Carga
Fórmula de Hazen Willians:
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Definição do Diâmetro das Adutora por Gravidade
Adutora por Gravidade:
Toda carga disponível é utilizada na perda de carga ao longo do conduto.
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POSIÇÃO DA ADUTORA I
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Análise da Posição I
A adutora encontra-se na sua totalidade abaixo da linha de carga efetiva de modo que as seções da adutora estão submetidas a uma grande pressão positiva.
Nesta posição a perda de carga total é igual ao desnível geométrico correspondente a diferença de cotas das superfícies livres dos reservatórios. 
Esta é uma posição ótima para o encanamento, porque a pressão será sempre maior que a atmosférica.
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Posição da Adutora II 
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Análise da Posição II
Na posição III há situação em que trechos da tubulação localizam-se acima da linha piezométrica efetiva, porém abaixo da linha piezométrica absoluta.
No trecho entre os pontos A e B, a carga de pressão absoluta é inferior a pressão atmosférica.
 
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Análise da Posição II
Em virtude desta pressão negativa o escoamento torna-se irregular pois neste trecho há um acúmulo de ar com formação de bolsas de ar e conseqüente diminuição da vazão de escoamento. 
Nestas condições não é recomendável a instalação de ventosas, pois entraria mais ar por elas.
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Traçado da Adutora
Recomendações para o traçado da Adutora:
A adutora deverá ser implantada, de preferência em ruas e terrenos públicos;
Deve-se evitar traçado onde o terreno é rochoso, pantanoso e de outras características não adequadas;
A adutora deve ser composta de trechos ascendentes com declividade não inferior a 0,2% e trechos descendentes com declividade não inferior a 0,3%, mesmo em terrenos planos.
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Traçado da Adutora
Quando a inclinação do conduto for superior a 25%, há necessidade de se utilizar blocos de ancoragem para dar estabilidade ao conduto; 
 Não se devem executar trechos de adução horizontal; no caso do perfil do terreno seja horizontal, o conduto deve apresentar alternadamente, perfis ascendentes e descendentes;
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Traçado da Adutora
A linha piezométrica da adutora em regime permanente deve situar-se, em quaisquer condições de operação, acima do conduto.
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Traçado da Adutora
Para o traçado definitvo:
Inspeção no campo para a escolha do melhor traçado;
Levantamento topográfico planialtimétrico e cadastral de uma faixa envolvendo o melhor traçado (de 30 a 60 m de largura);
Sondagens de terreno a trado e percussão ao longo da faixa, para obtenção de informações geotécnicas;
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Traçado da Adutora
Com os dados dessas atividades, deverá ser lançado na planta da faixa, o eixo da adutora, que deverá ser estaqueado de 20 em 20 metros;
Elaboração do perfil da adutora;
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Traçado da Adutora
Recomendações finais:
Evitar que o perfil da adutora corte a linha piezométrica;
Evitar ou minimizar as obras para travessia dos fundos de vale;
Procurar um terreno com melhores condições geotécnicas;
Procurar minimizar o problema de desapropriação ou de faixa de utilização.
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MATERIAIS DAS ADUTORAS
Análises a serem consideradas para a escolha de materiais:
Qualidade e Quantidade de água;
Não provocar vazamentos nas juntas;
Não provocar trincas, corrosões e arrebentamentos por ações externas e internas;
Pressão da água;
Economia.
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MATERIAIS DAS ADUTORAS
	Além dos aspectos relacionados no slide anterior, considerar também:
Características do local: declividade, tipo de solo, altura do aterro, localização do lençol freático.
Métodos de assentamento.
Pressões externas: peso da terra, carga do tráfego.
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Principais Materiais da Tubulação
Tubos metálicos
– Aço;
– 	Ferro fundido dúctil;
– Ferro fundido cinzento (não está sendo fabricado no Brasil).
 Tubos não metálicos
–Materiais plásticos (PVC, poliéster reforçado com fibra de vidro);
– Concreto protendido;
– Cimento amianto (não está sendo fabricado no Brasil).
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Tubulação de Aço
Vantagens
- É competitivo com o ferro fundido ductil para grandes diâmetros e pressões elevadas.
- Alta resistência às pressões internas e externas;
– Não apresenta vazamentos;
– Baixa fragilidade;
– Disponíveis para vários diâmetros (150 a 2000 mm) e tipos de juntas.
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Tubulação de Aço
Desvantagens
– Pouca resistência à corrosão externa (Revestimentos especiais e proteção catódica);
– Precauções para transporte e armaze-namento – facilidade de deformação;
– Cuidados com a dilatação térmica quando aparentes;
– Dimensionamento das paredes dos tubo quanto ao colapso.
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ADUTORAS EM AÇO
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Tubulações de Aço
Flange
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TUBOS DE FERRO FUNDIDO 
O Tubo de ferrofundido dúctil é obtido a partir de um ferro gusa, no qual se introduz pequena quantidade de magnésio, com isto a grafita se cristaliza sob a forma de esferas ou de nódulo, de onde provém o nome de ferro dúctil ou ferro nodular. Esses nódulos tornam o material mais elástico (menos frágil) e resistente a tração e aos impactos.
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TUBOS DE FERRO FUNDIDO 
Os tubos de ferro fundido são revestidos internamento com argamassa de cimento aplicada por centrifugação, e externamente recebem uma camada de zinco metálico puro. 
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ADUTORA DE FERRO FUNDIDO
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ADUTORA DE CONCRETO
Tradicionalmente no Brasil, tubos de concreto simples ou armados, são utilizados em obras de drenagem urbana e esgotos sanitário. 
Ocasionalmente tem-se aplicado tubos de concreto em adutoras de água por gravidade em conduto livre.
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TUBOS DE PLÁSTICO
Historia:
1920: Introduzido nos Estados Unidos.
1954: Primeiras redes no Brasil. 
Tipos: PVC (Policloreto de Vinila); PE (polietileno), PB (Polibutileno), etc. 
Pode ser termoplásticos (PVC e PE) e termofixos (Plástico reforçado com fibra de vidro).
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TUBOS DE PLÁSTICO
Vantagens dos materiais plásticos:
Baixa rugosidade interna;
Boa resistência química;
Resistência a corrosão.
Por outro lado, exigem ensaio para verificar se não transmite para água quantidade de metais acima dos limites estabelecidos por Norma.
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TUBOS DE 
PLÁSTICO
O PVC é o segundo termoplástico mais consumido no mundo. Tipos:
PVC – PBA (Cor marron) : usado em redes de água enterradas (NBR 5647 e NBR 7665).
 Classe 12 (60 m.c.a), Classe 15 (75 m.c.a), Classe 20 (100 m.c.a).
Diâmetros: 50 mm, 75 mm, e 100 mm.
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TUBOS DE 
PLÁSTICO
PVC DEFOFO: possuem características de terem o diâmetro externo compatível com o diâmetro externo dos tubos de ferro fundido. 
Fabricados na cor azul (barras de 6 m)
Diâmetros: de 100 mm a 500 mm.
Classe de pressão: 100 m.c.a.
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TUBOS DE PLÁSTICO
Tubos Reforçados em Fibra de Vidro:
Há basicamente dois tipos de tubulações reforçadas em fibra de vidro: 
O poliéster reforçado em fibra de vidro: (PRFV) e o PVC reforçado em fibra de vidro (RPVC) .
A fibra de vidro é para aumentar a resistência mecânica da tubulação.
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TUBOS DE PLÁSTICO
Vantagens: 
Baixa rugosidade;
Maior resistência mecânica que os tubos tradicionais de Poliéster e PVC;
Elevada resistência a agentes químicos e corrosivos e baixo peso, em comparação aos metálicos. 
 
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ENCHIMENTO DAS ADUTORAS
Condição para enchimento das Adutoras: expulsão plena de ar com a gradativa admissão plena de água.
 Velocidade média para enchimento: 0,3 m/s;
Para enchimento: Instalar as válvulas para expulsão do ar.
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ENCHIMENTO DAS ADUTORAS
As águas contêm em torno de 2% de ar dissolvido. 
Esse ar em regiões de baixa pressão tende a ser liberado e se acumula em pontos mais altos da tubulação, formando bolhas. 
Se este não é removido, a seção de escoamento fica reduzida, o que diminui a capacidade de escoamento na tubulação e até mesmo a interrupção do fluxo.
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Ventosa Tríplice Função
Ventosa Simples Função
VENTOSAS
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Remoção mecânica de ar
Nos pontos em que há necessidade de remoção mecânica de ar, tanto na fase de enchimento da linha como em operação de adução utilizam-se válvulas de expulsão de ar (ventosas).
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DESCARGA DE ADUTORAS
Válvulas de descargas em adutoras para água tem sido instaladas nos pontos baixos do perfil topográfico e são justificados com os mais variados argumentos:
Necessidade de descargas de água na fase de pré-operação;
Necessidade de drenagem em raras ocasiões de manutenção em acessórios;
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DESCARGA DE ADUTORAS
Necessidade de remoção de sólidos (areia);
Necessidade de drenagem total da adutora para inspeção interna em ocasiões excepcionais.
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Descarga em Adutoras
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Dispositivos de Proteção Hidráulicos
Blocos de ancoragens: são estruturas dispostas, em pontos pré- determinados, capazes de absorver esforços originados nas curvas, peças de derivações, reduções, caps e trechos de grande inclinação.
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