APOSTILA PARTE B

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61
 
 CAPÍTULO 4 - Adutoras. 
 
 4.1-Generalidades. 
 
 Adutoras são canalizações dos sistemas de abastecimento de água que conduzem a água 
para as unidades que precedem a rede de distribuição. As adutoras podem ser para água bruta ou 
para água tratada.Elas interligam a Captação(adutora de água bruta)a Estação de Tratamento de 
Água(ETA) e da ETA(adutora de água tratada)ao Reservatório de Distribuição, e não distribuem 
a água aos consumidores. 
 Algumas adutoras apresentam ramificações destinadas a levar água a outro ponto do 
sistema, essas ramificações são conhecidas por subadutoras. 
 A figura 4.1 apresenta a localização de adutoras em um sistema de abastecimento de 
água. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.1-Localização das adutoras em sistema de abastecimento de água 
 
 As adutoras e subadutoras são partes importantes de um sistema de abastecimento de 
água, requerendo atenção especial na elaboração do projeto e na implantação das suas obras. 
Cuidados especiais se deve ter na escolha do seu traçado em planta e na definição do perfil com 
a correta colocação de seus órgãos acessórios como: ventosas, descargas e blocos de ancoragem. 
 
 4.2-Classificação da Adutoras 
 
 4.2.1-Quanto à natureza da água transportada em: 
 
• Adutoras de água bruta; 
• Adutoras de água tratada. 
 
 4.2.2-Quanto à energia para movimentação da água em: 
 
• Adutoras por gravidade; 
• Adutora por recalque; 
 62
• Adutora mista. 
 
 4.2.2.1-Adutoras por gravidade 
 
São aquelas que transportam a água de uma cota mais elevada para a cota mais baixa e 
podem ser como: 
• Conduto Forçado: a água está em toda seção sob pressão maior que a pressão 
atmosférica, como mostra a figura 4.2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.2-Adutora por gravidade em conduto forçado 
 
• Conduto livre: neste tipo de conduto a água permanece sob pressão atmosférica em 
toda seção, como mostra a figura 4.3. 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.3-Adutora por gravidade em conduto livre 
 
• Combinação de condutos livres e forçado: neste tipo de conduto pode ter trechos em 
conduto forçado e trechos em conduto livre, como mostra a figura 4.4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.4-Adutora por gravidade em trechos em conduto forçado e trechos em 
 conduto livre 
 
4.2.2.2-Adutoras por recalque 
 
 63
As adutoras por recalque são aquelas que transportam água de um ponto para o outro, 
geralmente com cota mais elevada, utilizando-se estações elevatórias. Elas podem ser: 
• Com um único recalque , como mostra a figura 4.5; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.5-Adutora por recalque simples(uma elevatória) 
 
• Com recalque múltiplo(duplo, triplo,etc)-nestes casos, são necessárias, duas ou mais 
estações elevatórias para vencer o desnível e a distância. A figura 4.6 mostra uma 
adutora com recalque duplo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.6-Adutora por recalque duplo 
 
apre
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fig
4.2.2.3-Adutoras mistas 
 
São adutoras compostas por trecho por recalque e por trecho por gravidade. A figura 4.7 
senta uma adutora mista com um trecho por recalque e um trecho por gravidade. 
ura 4.7- Adutora mista com um trecho por recalque e um trecho por gravidade 
 
 64
4.3-Vazão de Dimensionamento 
 
Para o cálculo da vazão de dimensionamento das adutoras é necessário conhecer os 
seguintes fatores intervenientes: 
• Horizonte de projeto; 
• Vazão de adução; 
• Período de funcionamento da adução. 
 
4.3.1- Horizonte de projeto 
 
O horizonte de projeto a ser considerado depende de vários fatores, tais como: 
• Vida útil da obra; 
• Evolução da demanda de água; 
• Custo da obra; 
• Flexibilidade na ampliação do sistema; 
• Custo da energia elétrica. 
A avaliação desses fatores, geralmente não é tarefa fácil, de modo que, em sistemas de 
abastecimento de água é normalmente utilizado um horizonte de projeto situado entre 20 a 50 
anos. 
 
4.3.2- Vazão de adução 
 
A vazão de adução é estabelecida em função da população a ser abastecida, da cota per 
capita, dos coeficientes de variação das vazões e do número de horas de funcionamento. 
Também, as vazões de dimensionamento dependem da sua posição em relação ao sistema de 
abastecimento de água, conforme se observa na Figura 4.8. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.8-Vazões a serem veiculadas nas adutoras. 
 
As vazões a serem veiculadas nas adutoras de um sistema de abastecimento de 
água, podem ser calculadas da seguinte forma: 
• Adutora de água bruta (captação até a ETA) 
 K1.P.q 
Qa = (---------- + Qe)xCETA
 86.400 
 
• Adutora que interliga a ETA ao reservatório de distribuição: 
 
 65
 
 K1.P.q 
Qb = ---------- + Qe
 86.400 
 
• Linha que interliga o reservatório à rede: 
 K1.K2.P.q 
Qc = ----------------- + Qe
 86.400 
 
 onde: P = população da área abastecida, hab; 
 q = consumo per capita de água, l/hab.dia; 
 k1 = coeficiente do dia de maior consumo; 
 k2 = coeficiente da hora de maior consumo; 
 Qe= Vazão de consumo específico, l/s ; 
 CETA = consumo na ETA em % 
 
4.3.3- Período de funcionamento da adução 
 
Para o cálculo da vazão de adução do item anterior, considerou-se um período de 24 
h/dia. Entretanto, se for considerado um período menor, a vazão deverá ser maior. 
Aduções por gravidade podem chegar a um período diário de 24 horas, o que geralmente 
não acontece em aduções por recalque, onde normalmente se utiliza o período de bombeamento 
diário de 16 a 20 horas, devido à necessidade de manutenção dos equipamentos eletromecânicos, 
falta de energia elétrica, etc. 
 Outro aspecto que pode ser considerado para definir o período de adução é o 
bombeamento fora do horário de ponta, do sistema elétrico, que poderá diminuir os custos com energia 
elétrica. Corresponde ao horário de ponta, o período de três horas contínuas a ser estabelecido pela 
concessionária de energia elétrica compreendido entre 17:00 e 22:00 horas, de segunda a sexta-feira. 
 A fixação do período de funcionamento da adução deve ser definida em função do 
dimensiomento hidráulico. 
 
4.4-Hidráulica para Adutoras 
 
4.4.1-Equações gerais 
 
 De um modo geral, para o dimensionamento adutoras considera-se o escoamento em 
regime permanente e uniforme. 
As equações gerais do escoamento são apresentadas a seguir: 
 
4.4.1.1-Equação de energia 
 
 Considerando duas seções transversais do escoamento, conforme mostram as Figuras 4.9 
e 4.10, pode-se escrever a seguinte equação: 
 
 
 P1 V12 P2 V22 
------ + ------ + Z1 = ------ + ------- + Z2 (1) , onde: 
 γ 2g γ 2g 
 66
 
Z= carga de posição em m; 
P/γ = carga de pressão em m; 
V2/2g= carga cinética em m; 
∆h = perda de carga. 
A equação (1) é conhecida por equação de Bernoulli. Conhecendo-se a trajetória do 
líquido pode-se definir: 
 
• P/γ + ZÎ corresponde à linha piezométrica ; 
• P/γ + V2/2g +Z Î corresponde à linha de carga; 
• P/γ + V2/2g +Z + ∆hÎ corresponde ao plano de carga. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.9-Escoamento em conduto livre Figura 4.10-Escoamento em conduto 
 forçado 
4.4.1.2-Equação da continuidade 
 
 A equação da continuidade é decorrente da lei de conservação de massa. Aplicando-se esse 
conceito entre duas seções indicadas nas Figuras 4.9 e 4.10, de um conduto livre ou forçado, 
tem-se: 
 Q = V1A1 = V2 A2 =V A =constante, onde: 
Q= vazão em m3/s; 
V = velocidade média na seção em m/s; 
A = área da seção de escoamento em m2. 
 
4.4.2-Condutos livres 
 
 Existem várias equações que podem ser utilizadas para o dimensionamento de condutos 
livres, como: Chézy, Manning, Fórmula Universal, Hazen-Willians, Ganguillet e Kutter, 
Bazin,etc. Será apresentada a equação de Chézy com coeficiente Manning a mais utilizada na 
prática. 
• Equação de Chézy (1775) 
 
 V = C RH I (1) onde: 
 
 67
V = velocidade média do escoamento em m/s; 
Rh= raio hidráulico em m, 
I = declividade do trecho em m/m; 
C= coeficiente de Chézy. 
 
• Equação de Manning(1980) 
 
 A partir da equação de Chézy , Manning obteve um coeficiente de resistência, dependente 
também do raio hidráulico. 
 RH1/6
C = --------(2) , 
 n 
onde n é o coeficiente de rugosidade de Manning . 
 
Substituindo (2) em (1), vem: 
 1 V 1 
V = ---- Rh2/3 I1/2 ou ------ = ----- RH2/3 (3) em função da velocidade e 
 n I n 
 nQ 
--------- = A Rh2/3 (4) em função da vazão 
 I 
Na tabela 4.1 são apresentados os valores de n para vários tipos de tubos. 
 
Tabela 4.1 – Valores do coeficiente de Manning 
Material dos condutos n de Manning 
Cerâmico 0,013 
Concreto 0,013 
PVC 0,010 
Ferro fundido revestido 0,012 
Ferro fundido sem revestimento 0,013 
Cimento amianto 0,011 
Aço soldado 0,011 
Poliéster, polietileno 0,011 
 
4.4.3-Condutos forçados 
 
4.4.3.1-Perda de carga distribuída 
 
Existem várias equações para o cálculo de perda de carga em condutos forçados, 
sendo as mais utilizadas a fórmula Universal de Perda de carga e a de Hazen-Willians. 
 
 
a)Fórmula Universal 
 
Darcy, Weisbach e outros deduziram uma fórmula para determinar as perdas de carga por 
atrito em condutos. 
Seja um escoamento mostrado na figura 4.11, em que um fluido de massa 
 68
específica ρ e viscosidade cinemática ν, escoa através de um conduto com diâmetro hidráulico 
Dh, por um trecho de comprimento L separados pelas seções (1) e (2), onde hf1,2 é a perda de 
carga no trecho. 
 
 
 
 
 hf1,2 µ e ρ 
 
 
 
 
 Q Dh 
 
 ε 
 
 L 
 (1) (2) 
 Figura 4.11-Escoamento de um fluido através de um conduto 
 
 A perda de carga distribuída tem para expressão geral: 
 L V2 ρ V Dh 
 hf1,2= ∅ ( ε /Dh, Re) ------- -----, onde: Re = ------------ 
 DH 2g µ 
 
 Chamando de f = ∅ (ε /Dh, Re) , vem: 
 
 L V2
 hf1,2= f ----- ------ , onde: 
 Dh 2g 
 
 hf1,2 = perda de carga distribuída entre (1) e (2) ; µ = viscosidade dinâmica 
 ρ = massa especifica ; V= velocidade média do escoamento 
 Dh = diâmetro hidráulico ; L =comprimento do trecho 
 Re = número de Reynolds e k ou ε =rugosidade interna da parede do tubo. 
Os valores de f= ∅ (Re, k/Dh), obtém-se do diagrama de Moody ou da 
 1 k 2,51 
Equação de Colebrook (----- = - 2 log (0,27 ----- + ------------) 
 f D Re f 
 OBSERVAÇÃO: 
 A Formula Universal de Perda de carga pode ser utilizada também no regime laminar: 
 64 64 ν 
 fazendo f = -------- = ---------- e sendo : 
 Rey V.Dh
 
 
 
 69
 Q 4 Q 
 V= ------- = ---------- a Fórmula Universal pode ser escrita: 
 A π D2
 
 64 ν L V2 32.ν .L . 4 Q 128 .ν.L.Q 
 hf= ------ ------ ------- = ------------------- ==> hf = ----------------- 
 V Dh.. Dh 2g π .Dh2.g. Dh2 π. Dh4.g 
 
 Formulação explícita para o cálculo do fator de atrito (f) de escoamento forçado. 
 
Problema I
 
Dados : Q ; D ; ν ; K; L e g . Incógnita : ∆h 
 4 Q 
 Re = ---------- 
 π.D.ν 64 
 Para Re ≤ 2500 ==Î f = ----- (Laminar) 
 Re 
 Para Re ≥ 4000 e : 
 Re0,9
 Para -------≤ 31 ==Î f = (-2 log (5,62/Re0,9))-2 (Liso) 
 D/k 
 Re0,9
Para ------- < 448 ==Î f = (-2 log ( K/3,71D + 5,62/Re0,9 ))-2 (Misto) 
 D/k 
 Re0,9
Para ------ ≥ 448 ==Î f = (-2 log ( K/3,71D ))-2 (Rugoso) 
 D/k 
 
 8fLQ2 
 ∆H = ----------- 
 π2.D5.g 
 
Problema II
Dados : D ;L ; ν ;g; K; e ∆H . Incógnita : Q 
 D 2g.D.∆H 
 N = ------- ----------- 
ν L 
 64 
 Para N ≤ 400 ==Î f = (------ )2 (Laminar) 
 Re 
 Para (N/D)k ≤ 14 ==Î f = (-2 log (2,51/N ))-2 (Liso) 
 
 Para (N/D)k ≥ 200 ==Î f = (-2 log (K/3,71D ))-2 (Rugoso) 
 
 Para (N/D)k < 200 ==Î f = (-2 log (2,51/N + K/3,71D ))-2 (Misto) 
 
 
 70
 
 π.D2 2g.D.∆H 
 Q = ------ -------------- 
 4 fL 
 
Problema III
Dados : Q ;K ; ν ;g; L e ∆H . Incógnita : D 
 4Q 
 N = --------- 
 K π.ν 
 128.g.Q3.∆H 1 
 M = ( ------------------ )1/5 . ------ 
 π3.L ν 
 128 
 Para M ≤1200 ==Î f = ------- (Laminar) 
 N1,25
 Para M ≥ 2100 e: 
 M2
 Para --------≤ 17 ==Î f = (-2 log (4,15/M0,937 ))-2 (Liso) 
 N 
 M2 0,38.M1,042
 Para ------- < 236 ==Î f = (-2 log (4,15/M0,937 + --------------))-2 (Misto) 
 N N 
 M2 0,38.M1,042
 Para ------- ≥ 236 ==Î f = (-2 log (----------------))-2 (Rugoso) 
 N N 
 
 8fQ2 L 
 D = (------------)1/5 
 g.π2.∆H 
 
Problema IV
 
Dados : V ;K ; ν ;g; L e ∆H . Incógnita : D 
 
 V3 .L 
 N = ------------ 
 2g.∆H.ν 
 
 V.kM = -------- 
 ν 
 8 
 Para N ≤ 312 ==Î f = ----- (Laminar) 
 N 
 Para N ≥ 316 e: 
 
 
 71
 M 
 Para -------≤ 27 ==Î f = (-2 log (18,83/N1,5 ))-2 (Liso) 
 N1/6
 M 
 Para ------- ≤ 393 ==Î f = (-2 log (1,03 M/N5/3 + 18,83/N1,5 ))-2 (Misto) 
 N1/6
 M 
 Para ------ > 393 ==Î f = (-2 log (1,03 M/N5/3 ))-2 (Rugoso) 
 N1/6
 
 fLV2 
 D = ---------- 
 ∆H.2g 
 
Tabela 4.2 – Valores das rugosidades dos materiais 
MATERIAIS VALORES DAS RUGOSIDADES K ou ε(mm) 
Ferro fundido novo com revestimento 0,10 
Ferro fundido novo sem revestimento 0,26- 1,0 
Ferro fundido enferrujado 1,0 - 1,5 
Ferro fundido incrustado 1,5 - 3,0 
Ferro fundido asfaltado 0,12 - 0,26 
Aço laminado novo 0,0015 
Aço Comercial 0,046 
Aço rebitado 0,92-9,2 
Aço asfaltado 0,04 
Aço galvanizado 0,15 
Aço soldado liso 0,1 
Aço muito corroído 2,0 
Cobre ou vidro 0,0015 
Concreto centrifugado 0,07 
Concreto alisado 0,3-0,8 
Cimento bruto 1- 3 
Madeira aplainada 0,2 - 0,9 
Madeira não aplainada 1 - 2,5 
Alvenaria de pedra bruta 8-15 
Rocha bruta 0,2 
Tijolo 5 
Alvenaria de pedra regular 1 
PVC novo 0,06 
PEAD novo 0,02 
 
 b)Fórmula de Hazen-Willians. 
 
 Entre as fórmulas empíricas para cálculos de condutos é a mais largamente utilizada. Pode 
ser também utilizada para condutos livre. A fórmula de Hazen-Willians tem as seguintes 
expressões: 
 
• Para a Velocidade 
 72
 
 V = 0,355.C.D0,63 . J0,54 ou V = 0,355.C.D0,63. (∆h/L)0,54
 
• Para a Vazão • Para a Vazão 
 
 Q = 0,2785.C.D2,63 . J0,54 ou Q = 0,2785.C.D2,63( ∆h/L)0,54
 
 Q = 0,2785.C.D2,63 . J0,54 ou Q = 0,2785.C.D2,63( ∆h/L)0,54
 onde: V = velocidade em m/s, onde: V = velocidade em m/s, 
 Q = vazão em m3/s, Q = vazão em m
 D = diâmetro em m, D = diâmetro em m, 
3/s, 
 ∆h = perda de carga no trecho em m; ∆h = perda de carga no trecho em m; 
 L = comprimento do trecho em m; L = comprimento do trecho em m; 
 J = ∆h/L =perda de carga unitária m/m, J = ∆h/L =perda de carga unitária m/m, 
 C = coeficiente que depende da natureza (material e estado) das paredes dos tubos. C = coeficiente que depende da natureza (material e estado) das paredes dos tubos. 
 A tabela 4.3 a seguir fornece os valores dos coeficientes C para os tubos de diversos 
materiais: 
 A tabela 4.3 a seguir fornece os valores dos coeficientes C para os tubos de diversos 
materiais: 
 
 Tabela 4.3 – Coeficientes C para diversos materiais. Tabela 4.3 – Coeficientes C para diversos materiais. 
MATERIAIS MATERIAIS COEFICIENTE C COEFICIENTE C 
Aço corrugado(chapa ondulada) 60 
Aço com junta lock-bar(tubos novos) 130 
Aço com junta lock-bar(em serviço) 90 
Aço galvanizado 125 
Aço rebitado novos 110 
Aço rebitado , em uso 85 
Aço soldado, novos 130 
Aço soldado , em uso 90 
Aço soldado com revestimento especial 130 
Chumbo 130 
Cimento-amianto 140 
Cobre 130 
Concreto com bom acabamento 130 
Concreto com acabamento comum 120 
Ferro fundido, novos 130 
Ferro fundido(sem revestimento),após 15-20 anos 100 
Ferro fundido(sem revestimento) usados 90 
Ferro fundido com revestimento de cimento 130 
Grês cerâmico vidrado(manilhas) 110 
Latão 130 
Madeira em aduelas 120 
Tijolos, condutos bem executados 100 
Vidro 140 
Plástico 140 
 
 Observação: O valor do coeficiente C principalmente nas canalizações metálicas não 
revestidas tende a diminuir com o correr do tempo, aumentando a rugosidade interna dos tubos e 
diminuindo a sua capacidade de transporte de fluidos. 
 73
4.4.3.2-Perda de carga localizada 
 
Perdas de carga localizadas ou singulares, são aquelas causadas por uma perturbação 
brusca do escoamento, como por exemplo: presença de válvula, mudança de direção, variação da 
seção, etc. 
 A perda de carga localizada ou singular hs pode ser calculada por: 
 
a)Método dos Comprimentos Equivalentes 
 
A figura 4.12 mostra a perda de carga localizada de um acessório e o seu comprimento 
equivalente(Leq). 
 
 LC ou LE 
 
 hs 
 
 
 Singularidade 
 D (acessório) 
 
 
 
 LC ou LE hs 
 
 
 
 
 
 D 
 
 
 Leq 
 Comprimento equivalente 
 Figura 4.12- Perda de carga localizada e o comprimento equivalente de um acessório 
 
 Neste caso a perda de carga hs será calculada pôr: 
 f Leq V 2 
 hs = ------------ ou hs = J.Leq , sendo : 
 D 2g 
 Leq = o comprimento equivalente do acessório; 
 J= perda de carga unitária na canalização 
 Na prática os comprimentos equivalentes para os diversos acessórios estão tabelados. Os 
comprimentos equivalentes dos acessórios podem ser expressos em diâmetros de canalizações 
retilíneas. A tabela 3.1 fornece estes comprimentos. 
 A perda de carga total pode ser calculada pôr: 
 
 f Lreal V f L2 eq V 2 
 Hp = ------------ + ------------- 
 D 2g D 2g 
 74
 
 (Lreal + Leq )V 2
 Hp= f ---------------------- 
 D 2g 
 
 f Lt. V 2
 Hp= ------------ 
 D 2g 
 
 A perda de carga total pode ainda ser calculada pôr: 
 
 Hp= J(Lreal + Leq) ou HP=J.LT 
 
 Tabela 4.4 - Comprimentos equivalentes em diâmetros de canalizações retilíneas 
Peça Comprimentos expressos em diâmetros 
Ampliação gradual 12D 
Cotovelo 90° 45D 
Cotovelo 45° 20D 
Curva 90° 30D 
Curva 45° 15D 
Entrada normal 17D 
Entrada de borda 35D 
Junção 30D 
Redução gradual 6D 
Registro de gaveta aberto 8D 
Registro de globo aberto 350D 
Registro de angulo aberto 170D 
Saída de canalização 35D 
Te passagem direta 20D 
Te saída de lado 50D 
Te saída bilateral 65D 
Válvula de pé com crivo 250D 
Válvula de retenção 100D 
 
 b)Perda de Carga Calculada Utilizando os Coeficientes Ks 
 
A perda localizada hs pode, também ser calculada por: 
 V 2
 hs=Ks ----- , onde os valores de Ks estão tabelados para os diversos 
 2g 
 acessórios. 
A tabela 4.5 apresenta os valores aproximados de Ks para a maioria dos acessórios. 
 
 
 
 
 
 75
Tabela 4.5 - Valores aproximados de Ks 
PEÇAS Ks PEÇAS Ks 
Ampliação gradual 0,30* Junção 0,40 
Bocais 2,75 Medidor Venturi 2,50** 
Comporta aberta 1,00 Redução gradual 0,15* 
Controlador de vazão 2,50 Registro de angulo aberto 5,00 
Cotovelo 90° 0,90 Registro de gaveta aberto 0,20Cotovelo 45° 0,40 Registro globo aberto 10,00 
Crivo 0,75 Saída de canalização 1,00 
Curva de 90° 0,40 Te passagem direta 0,60 
Curva 45° 0,20 Te passagem de lado 1,30 
Curva 22° 30’ 0,10 Te passagem bilateral 1,80 
Entrada normal de canalização 0,50 Válvula de pé 1,75 
En rada de borda 1,00 Válvula de retenção 2,50 
Ex
O
 
di
 
 
 
al
 
a 
ca
 
 
 
 
 
 
 
 
 
t
istência de pequena derivação 0,03 
bs.: * Com base na velocidade maior (seção menor); **Relativa a velocidade na canalização 
4.5- Traçado da Adutora 
 
Com o esquema geral do sistema de abastecimento de água definido, com as posições das 
versas unidades em planta, deverá ser definido o traçado da adutora. 
O traçado da adutora vai depender de outros fatores como: 
- topografia da terreno; 
- influência do plano de carga e linha piezométrica; 
- faixa de passagem da adutora; 
- necessidade de constituir faixas de servidão ou desapropriação; 
 
 4.5.1- Traçado da Adutora e a posição do plano de carga e linha piezométrica 
 
As adutoras por gravidade podem estar totalmente abaixo, coincidente ou acima, em 
guns pontos, do plano de carga e da linha piezométrica, conforme mostra a figura 4.13. 
Em vista disso dois planos de carga podem ser considerados: o absoluto em que considera 
pressão atmosférica e o efetivo, relativo ao nível de montante, correspondentes as linhas de 
rgas absoluta e efetivo. 
 
 
 
 Figura 4.13-Traçado das adutoras por gravidade e a posição do plano de carga e 
 da linha piezométrica 
 
• Adutora localizada abaixo da linha piezométrica efetiva em toda a sua extensão. 
 76
É a condição de funcionamento mais adequado para adutora por gravidade, em que todas 
as seções estão submetidas a uma carga de pressão positiva, como mostra a figura 4.14. 
 No dimensionamento de adutora longa, geralmente são desprezadas as perdas de carga 
localizadas e as taquicargas(energia cinética) e a perda de carga total, entre os reservatórios é 
igual ao desnível geométrico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Tubulação coincide com a linha piezométrica efetiva. 
 
 
 
Figura 4.14- Adutora por gravidade com tubulação assentada abaixo da linha 
 piezométrica efetiva 
 
• Tubulação coincide com a linha piezométrica efetiva 
 
Esta situação trata-se de um escoamento de conduto livre, que é também uma condição 
adequada para adutora por gravidade, pois a tubulação não corta a linha piezométrica efetiva. A 
figura 4.15mostra adutora por gravidade em conduto livre. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.15-Adutora por gravidade em conduto livre. 
• Tubulação acima da linha piezométrica efetiva, porém abaixo da linha piezométrica 
p
absoluta 
Situação em que trechos da tubulação localiza-se acima da linha piezométrica efetiva, 
orém abaixo da linha piezométrica absoluta. 
 77
 Como a linha piezométrica corta a adutora entre os pontos A e B da figura 4.16, a carga 
de pressão absoluta nesse trecho é inferior a pressão atmosférica local. Em virtude dessa pressão 
negativa, o escoamento torna-se irregular, pois neste trecho ocorre acúmulo de ar, com formação 
de bolsas de ar e conseqüente diminuição da vazão. Nessas condições, a instalação de ventosas 
não resolveria o problema pois entraria mais ar na tubulação, sendo necessários equipamentos 
de extração de ar com pressão inferior a pressão atmosférica local. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.16- Adutora por gravidade com trecho da tubulação abaixo da linha 
 piezométrica absoluta, porém abaixo da linha piezométrica efetiva. 
 
• Tubulação corta a linha piezométrica efetiva e o plano de cargo efetivo, porém fica 
abaixo da linha piezométrica absoluta. 
 
Situação em que a tubulação corta a linha piezométrica efetiva e o plano de carga efetivo, 
entretanto, fica abaixo da linha piezométrica absoluta. 
 Observa-se na figura 4.17 que se trata de um sifão funcionando em condições precárias 
exigindo escorva sempre que ocorrer entrada de ar na tubulação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.17- Adutora por gravidade com trecho da tubulação acima da linha piezométrica efetiva 
e do plano de carga efetivo, porém abaixo da linha piezométrica absoluta 
 
 
 
 78
4.5.2-Recomendações para Traçado de Adutora. 
 
Para minimizar os custos de implantação, operação, manutenção e obter um projeto 
tecnicamente adequado, as principais recomendações a serem observadas são: 
• A adutora deverá ser implantada, de preferência em ruas, avenidas e terrenos 
públicos; 
• Deve-se evitar traçado onde o terreno é rochoso e de outras características 
inadequadas; 
• A adutora deve ser composta de trechos ascendentes, com declividade não inferior a 
0,2% e trechos descendentes com declividades não inferior a 0,3% mesmo em 
terrenos planos; 
• Quando a inclinação do conduto for superior a 25%, há a necessidade de se utilizar 
blocos de ancoragem para dar estabilidade ao conduto; 
• Não se deve executar trechos de adução horizontal: no caso do perfil do terreno seja 
horizontal, o conduto deve apresentar alternadamente, perfis ascendentes e 
descendentes; 
• São recomendados os traçados que apresentam trechos ascendentes longos com 
pequena declividade, seguido de trechos descendentes curtos, com maior declividade; 
• A linha piezométrica da adutora em regime permanente deve situar-se, em quaisquer 
condições de operação, acima da geratriz externa superior do conduto. 
Para traçado definitivo da adutora, recomendam-se ainda, as seguintes atividades: 
• Inspeção em campo para a escolha da melhor alternativa de traçado; 
• Levantamento topográfico plani-altimétrico e cadastral de uma faixa envolvendo o 
melhor traçado(de 30 a 60metros de largura); 
• Sondagens de terreno a trado e percussão ao longo da faixa, para obtenção de 
informações geotécnicas; 
• Com os dados dessas três atividades, deverá ser lançado na planta da faixa, o eixo da 
adutora, que deverá ser estaqueado de 20 em 20 metros; 
• Elaboração do perfil do terreno e da adutora. 
Ao elaborar o traçado o projetista deverá estar atento aos aspectos relativos a construção 
e operação da adutora como: 
• Evitar que o perfil da adutora corte a linha piezométrica; 
• Procurar sempre o terreno com as melhores condições de solo, procurando evitar os 
rochosos, alagados e de baixa resistência; 
• Procurar minimizar o problema de desapropriação e de criação de faixas de servidão. 
 
4.5.3-Faixas de Servidão ou desapropriação 
 
A adutora deve ser instalada de preferência em faixas de domínio público(ruas, avenidas, 
estradas municipais e estaduais)entretanto, não sendo possível, deve prever a desapropriação da 
faixa ou instituição de servidão sobre ela. As larguras recomendadas para essas faixas, prevendo 
a execução da adutora e de suas futuras manutenções, estão definidas na tabela 4.6. 
 
 
 
 
 
 
 79
Tabela 4.6-Largura da faixa de servidão ou desapropriação recomendada em função dos 
diâmetros das adutoras. 
Diâmetro da tubulação(mm) Largura da faixa (m) 
Até 400 2,00 
Acima de 400 até 800 3,00 
Acima de 800 até 1500 4,00 
Acima de 1500 Estudar cada caso 
 
4.6-Dimensionamento Hidráulico 
 
4.6.1-Adutora por gravidade 
 
Geralmente para as adutoras por gravidade os custos mais significativos são: das 
tubulações e de seu assentamento. Já o custo da operação e manutenção, de maneira geral, têm 
pouca variação em função do diâmetro, não sendo considerado no estudo de alternativa. Por isso, 
a determinação do diâmetro da adutora por gravidade, do ponto de vista econômico, se resume a 
atender uma determinada demanda(vazão) em função do desnível geométrico existente, como 
conduto forçado ou livre. 
 Os parâmetros para cálculo da adutorasão: 
• Vazão Q; 
• Velocidade V; 
• Perda de carga unitária(J) e total ∆h; 
• Diâmetro D. 
 
4.6.1.1-Adutora por gravidade em conduto forçado 
 
Para adutora por gravidade em conduto forçado, o escoamento se dará entre um nível de 
água mais elevado(cota NA1) em um mais baixo(cota NA2) sendo a diferença dessas cotas a 
energia disponível(perda de carga). Utilizando-se a fórmula Universal tem-se que: 
 L . V2
 ∆h = f --------- , onde: 
 D.2g 
∆h = cota NA1- cota NA2 (perda de carga) em m; 
f = coeficiente de atrito; 
D = diâmetro da adutora em m; 
L = comprimento da adutora em m; 
V = velocidade média da água em m/s; 
g = aceleração da gravidade em m/s2. 
 
Geralmente, a vazão Q é conhecida e o diâmetro D é o parâmetro que se pretende 
determinar, através das equações da continuidade e da perda de carga dadas a seguir: 
 π 
 Q = -----D2V(equação da continuidade) 
 4 
 ∆h f . V2
 J = ------- = ----------(fórmula universal para perda de carga unitária 
 L D. 2g em m/m) 
 
 80
 Para determinar D é necessário fixar um dos parâmetros J ou V e verificar se o valor do 
parâmetro adotado é aceitável. 
O primeiro parâmetro a ser estudado é a velocidade na tubulação. Pequenas velocidades 
favorecem a formação de depósitos de materiais sedimentáveis nas tubulações e dificultam a 
remoção hidráulica do ar nos pontos altos. Já velocidades elevadas aumentam as perdas de carga 
e favorece o aparecimento de transientes hidráulicos e podem também, dependendo do valor e 
dos materiais que constitui a tubulação, promover desgastes de suas paredes. 
A tabela 4.7 apresenta a velocidade mínima em função da qualidade da água. Nos 
projetos normalmente é adotado a velocidade mínima de 0,50m/s. 
 Tabela 4.7- Velocidade mínima em adutora 
Qualidade de água Velocidade mínima(m/s) 
Águas com suspensão finas 0,30 
Águas com areias finas 0,45 
Águas com matéria orgânica 0,60 
 
Para dimensionamento de adutoras revestidas em condutos livres, os limites máximos 
para as velocidades são indicados na tabela 4.8. 
 Tabela 4.8- Velocidade máxima em condutos livres 
Material Velocidade máxima(m/s) 
Alvenaria de tijolos 2,50 
Rochas estratificadas 2,50 
Rochas compactas 4,00 
Concreto 5,00 
 
 A escolha da velocidade máxima nas adutoras em conduto forçado, geralmente depende 
dos seguintes fatores: 
• Condições econômicas; 
• Presença ou não de sólidos em suspensão(como areia); 
• Possibilidade de ocorrência de sobrepressões ; 
• Limitações de perda de carga; 
• Desgastes das tubulações e peças acessórios(erosão); 
• Controle da corrosão; 
• Ruídos desagradáveis. 
Levando-se em consideração os aspectos técnicos e econômicos, o limite de velocidade 
nas adutoras em projetos, não tem ultrapassado a 3,0m/s. 
 
4.6.1.2-Adutora por gravidade em conduto livre. 
 
Se as condições topográficas forem favoráveis, a adutora poderá funcionar como conduto 
livre. O seu dimensionamento é feito em função da declividade disponível, utilizando a Equação 
de Chézy com o coeficiente de Manning. 
 
 4.6.2-Adutora por recalque. 
 
Para dimensionamento de adutora por recalque, geralmente são conhecidos: 
• Vazão de adução Q; 
• Comprimento L da adutora; 
• Desnível a ser vencido, Hg; 
 81
• Material da adutora. 
 
 A determinação do diâmetro da adutora por recalque é um problema hidraulicamente 
indeterminado, ou seja, há várias solução para uma mesma vazão. Normalmente a sua 
determinação é feita levando-se em conta, também, aspectos econômico-financeiros, sendo 
escolhido o diâmetro que conduz ao mínimo custo: de implantação, de operação e manutenção 
do sistema de recalque, inclusive com gastos com energia elétrica. A escolha final do diâmetro 
da adutora é feita fazendo estudo técnico-econômico, para diferentes diâmetros da tubulação, e 
considerando os custos de: 
• Aquisição e assentamento dos tubos, peças e aparelhos; 
• Aquisição do conjunto motor-bomba adequado para cada diâmetro; 
• Operação, manutenção e consumo de energia elétrica; 
• Amortização de juros. 
A figura 4.19 apresenta as relações entre o custo de investimento e o custo de operação 
em função do diâmetro, em que o ponto de custo mínimo da curva de custo total corresponde o 
diâmetro econômico da adutora, e é o diâmetro escolhido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.19-Determinação do diâmetro econômico da adutora. 
 
Recomendações para o estudo do diâmetro econômico da adutora 
 
Para escolher o diâmetro econômico de uma adutora, recomenda-se: 
• Fazer o pré-dimensionamento do diâmetro através da fórmula de Bresse, 
utilizando-se no mínimo os valores de K de 0,9; 1,0; 1,1 e 1,2. 
 A fórmula de Bresse tem para a expressão: 
 
 D = K Q , onde: 
 D= diâmetro em m; 
 Q= vazão em m3/s; 
 K = coeficiente de Bresse. 
 
O valor do coeficiente de Bresse é função da velocidade econômica de escoamento da 
adutora e pode ser determinada pela expressão: 
 4 
 K = ------- , onde: velocidade média no conduto (V)em m/s 
 π V 
 
• Análise econômica através do critério do valor presente, com taxa de desconto de 
12% ao ano ou a indicada pelo órgão financiador do empreendimento; 
 82
• Considerar todos os custos não comuns como: 
- custo de aquisição e implantação da adutora; 
- custo dos equipamentos; 
- despesas de energia elétrica. 
• Não considerar as obras comuns como tubulações da elevatória , blocos de 
ancoragem, descargas, ventosas,etc. 
 
4.7-Acessórios das Adutoras 
 
4.7.1-Processos de remoção de ar 
 
O ar da adutora pode ser retirado através de dois processos: 
 
• Remoção hidráulica de ar: processo através do qual o ar é arrastado pelo 
escoamento; 
• Remoção mecânica de ar: processo através do qual o ar é removido por meio de 
equipamentos de remoção de ar(ventosas). 
 
4.7.1.1-Remoção hidráulica de ar 
 
A remoção do ar em tubulações é obtida quando a velocidade média do escoamento V é 
igual ou maior que um certo valor mínimo, denominado velocidade crítica Vc. Se a velocidade 
de escoamento V for menor que a velocidade crítica Vc haverá acúmulo de ar e é necessária a 
remoção mecânica de ar através de ventosa, como o caso da figura 4.20. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.20-Condições de acúmulo de ar na tubulação 
 
A velocidade crítica Vc pode ser determinada através da fórmula de Kent(1952), cuja 
equação é a seguinte: 
 
 Vc = 1,36 g.D.senθ , onde: 
 
Vc= velocidade crítica em m/s; 
g = aceleração da gravidade em m/s2; 
D= diâmetro interno da tubulação em m; 
θ = ângulo que o conduto forma com a horizontal a jusante do ponto em graus. 
 
4.7.1.2-Remoção mecânica de ar 
 
Nos pontos onde há necessidade de remoção mecânica de ar, tanto na fase de enchimento 
da linha como na operação de adução utilizam-se válvulas de expulsão de ar(ventosas). 
 83
A ventosa para expulsão de ar deverá ser dimensionada com vazão baixa de enchimento 
da linha, com velocidade da ordem de 0,30m/s . A vazão de entrada de água deve ser igual à da 
saída de ar através da ventosa. 
Os pontos onde podem necessitar a instalação de ventosas são: 
• Todos os pontos altos; 
• Os pontos de mudança acentuada de inclinação em trechos ascendentes; 
• Os pontos de mudança acentuada de declividade em trechos descendentes; 
• Os pontos intermediários de trechos ascendentes muito longos; 
• Os pontos intermediários de trechos horizontais muito longos; 
• Os pontos intermediários de trechos descendentes muito longos; 
• Os pontos iniciais e finais de trechos horizontais; 
• Os pontos iniciais e finais de trecho paralelos à linha piezométrica. 
 
A figura 4.21-mostra alguns pontos de localização de ventosase de descargas em uma 
adutora. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.21- Localização de ventosas e descargas em adutora 
 
Os equipamentos de admissão de ar e expulsão de ar se classificam em três tipos: 
• Ventosa simples; 
• Ventosa tríplice função; 
• Válvula de admissão de ar. 
 
a)Ventosa simples 
 
A ventosa simples é constituída de uma câmara com um flutuador. Com a câmara cheia 
de líquido o flutuador é empurrado para cima pela ação do empuxo exercido pela água e obstrui 
o orifício do niple, por onde sai o ar. Durante o funcionamento da rede, o ar se acumula no 
interior da ventosa, o empuxo diminui, o flutuador desce e o ar acumulado é eliminado pelo 
orifício do niple. Durante a operação normal esse tipo de ventosa é suficiente para a expulsão 
das pequenas quantidades de ar, não arrastadas pelo escoamento e acumuladas nos pontos altos. 
A figura 4.22 mostra uma ventosa simples. 
 
 
 
 
 
 84
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.22- Ventosa simples. 
 
b)Ventosa tríplice função 
 
Este tipo de ventosa é constituída por um corpo dividido em dois compartimentos( 
principal e auxiliar),conforme a figura 4.23, cada um constituído de um flutuador em seu 
interior, tendo as seguintes funções: 
• Expelir o ar deslocado pela água durante o enchimento da linha(compartimento 
principal); 
• Admitir quantidade suficiente de ar, durante o esvaziamento da linha; 
• Expulsar pequenas quantidades de ar desprendido da água e não arrastado pelo fluxo; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.23-Ventosa tríplice função 
 
A figura 4.24, mostra o funcionamento da ventosa tríplice função. Durante o enchimento 
da tubulação o ar escapa pelo orifício, com um volume equivalente a quantidade de água que 
entra na tubulação figura 4.24a. Na operação normal da adutora, o ar que se acumula na 
tubulação é eliminado pelo orifício B, como ocorre na ventosa simples. Durante o esvaziamento 
ou ocorrência de uma depressão o flutuador 1 desce sob a ação do próprio peso, liberando a 
entrada de ar pelo orifício A como mostra a figura 4.24c. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 4.24- Funcionamento de ventosa tríplice função 
 
 85
O dimensionamento da ventosa é feito em função da vazão de ar a ser expulsa ou 
admitida em determinado tempo sob determinada pressão ou subpressão em relação a pressão 
atmosférica local. Admitindo escoamento incompressível, a vazão de ar é limitada a um 
diferencial de pressão de 0,53Patm, acima deste valor ocorre o bloqueio da vazão. Para a 
pressão atmosférica de 9,50mca a pressão diferencial será de 5,0mca, que produz a máxima 
vazão(Koelle). 
Para a escolha das ventosas da Saint-Gobain pode ser feita através do gráfico da figura 
4.25, devendo ser conhecido a vazão da linha e o valor da pressão diferencial entre o interior da 
ventosa e a atmosfera no momento do enchimento ou esvaziamento, geralmente adota-se 
3,50mca para o diferencial de pressão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.25-Gráfico para escolha da ventosa tríplice função da Saint-Gobain 
 
Normalmente, para se evitar velocidades elevadas de escape de ar, o que acarreta ruídos 
excessivos prejudiciais a vizinhança, adota-se para a velocidade máxima o valor de 40,0m/s, o 
que corresponde a um diferencial de pressão obtido através da relação D/d=23(valor 
extremo).Para Koelle a relação D/d=12, permite definir o diâmetro das ventosas para expulsão 
de ar, para instalação nos pontos elevados da tubulação. 
Azevedo Netto e Alvarez(1986) recomendam para a admissão e expulsão de d≥D/8 e 
somente para a expulsão de ar d≥D/12, sendo para qualquer situação: 
D= diâmetro da ventosa; 
D = diâmetro nominal da adutora. 
As figuras 4.26 e 4.27 apresentam detalhes de ventosa tríplice função em adutoras: 
 
4.7.2-Descargas em Adutoras. 
 
Válvulas de descarga em adutoras para água têm sido instaladas nos pontos baixos do 
perfil topográfico, para as seguintes finalidades: 
 86
• Necessidade de descargas de água na fase de pré-operação para promover a 
limpeza e a desinfecção da adutora; 
• Necessidade de drenagem nas ocasiões em que são necessárias a realizações de 
manutenções de acessórios ou na própria linha; 
• Necessidade de remoção de sólidos que se decantam nos pontos baixos, reduzem 
a seção do escoamento, diminuindo a eficiência da linha, e para promover a 
limpeza da linha e a manutenção da qualidade da água em adutora de água 
tratada. 
 
4.7.2.1-Detalhes das instalações da válvula de descarga 
 
 Para a operação e drenagem da adutora, a abertura da válvula de descarga provoca 
escoamento de alta velocidade, sendo necessária a sua dissipação, que poderá ser feito por meio 
de estruturas de dissipação de energia. Mas em áreas urbanas, por falta de espaço ou outros 
motivos, nem sempre, é possível a construção dessas estruturas, e a água geralmente é 
descarregada nas bocas de lobo do sistema de drenagem urbana e a dissipação é feita por algum 
dispositivo construído para esta finalidade. Se houver a necessidade de descarregar a adutora 
num tempo menor, poderá ser utilizada bombas su mersível colocada na coluna de descarga 
con rme mostra a figura 4.28. 
 
figu
 
ser c
 
 
adm
hora
Net
de d
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
fo
Normalmente a descarga é feita em galerias, 
ra 4.29, devendo ser evitada qualquer conexão co
O uso de hidrante de incêndio como descarg
onsiderado. 
4.7.2.2-Diâmetro da descargas 
 
O dimensionamento das descargas é feito co
itido para o esvaziamento completo da linha ou
s poderá ser considerado para esvaziar o trech
to et al(1998), na falta de estudos detalhados, co
escarga, recomenda-se adotar o diâmetro igual a
 
Figura 4.26 – Instalação de ven
 
 
b
valas, sarjetas e córregos, conforme mostra a 
m a rede de esgoto. 
a de adutoras e redes de água deve sempre 
mo se fossem bocais, em função do tempo 
 do trecho da linha. O tempo máximo de 4 
o da adutora por gravidade. Para Azevedo 
mo regra prática para um dimensionamento 
 1/6 do diâmetro da tubulação a drenar. 
tosa em adutora 
 87
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.27- Caixa de ventosa com poste de ventilação 
 
 88
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.28- Descarga de adutoras na área urbana. 
 89
Já Koelle(1998) propõe para dimensionar as expressões (1) ; (2) e (3) dadas a seguir, 
cujos parâmetros dessas equações são mostrados na figura 4.29 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.29- Parâmetros básicos para dimensionamento da descarga 
 
 D T (Zm) 
 ------- = 65 ---------- (1) 
 L L 
 
 V1 = 2,5 Zmax (d/D)2 (2) 
 
 
 V1 = 1,25 Zmin (d/D)2 (3) , onde: 
 
D= diâmetro da adutora em m ; 
d = diâmetro da descarga em m; 
T = tempo de esvaziamento da adutora em horas; 
Zm = carga média disponível (Z1 +Z2)/2 em m; 
L = extensão total da adutora entre os pontos altos nos quais há admissão de ar 
 (L1 + L2) em m; 
Zmax = carga máxima de (Z1,Z2), em m; 
Zmin = carga mínima de (Z1,Z2), em m. 
 
4.7.2-Admissão de ar em adutora 
 
Quando uma adutora é descarregada através da abertura de descarga ou por uma eventual 
ruptura em um ponto baixo, é necessário a admissão de ar nos pontos altos da adutora, para se 
evitar a ocorrência de pressões internas negativas no interior da canalização, conseqüente 
colapso da tubulação. 
Deve-se prever dispositivos de expulsão e de admissão de ar nos seguintes locais:• Pontos de suscetíveis de acumulação de ar; 
• Pontos altos, imediatamente antes e longo após as descargas de água da adutora. 
O dispositivo deve ser dimensionado para descarregar vazão máxima de ar igual a 
máxima vazão da adutora, em condições de enchimento com velocidade máxima de 0,30m/s. O 
dispositivo deve admitir vazão de ar igual a vazão máxima de água descarregada da adutora pelas 
descargas ou em caso de ruptura da linha. 
 
 
 
 90
4.7.2.1-Dimensionamento das válvulas de admissão de ar 
 
O dimensionamento da válvula de admissão de ar poderá ser feito através da equação(1) 
dada em seqüência, cujos parâmetros hidráulicos, estão mostrados na figura 4.30. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.30- Parâmetros básicos para dimensionamento da válvula de 
 admissão de ar 
 
 da = 0,21 Z1/4 d (1) , onde: 
 da = diâmetro da válvula de admissão de ar em; 
 d = diâmetro da descarga de água em m; 
 Zmax = máximo de (Z1,Z2), em m. 
 
4.7.2.2-Detalhes da válvula de admissão de ar 
 
A válvula de admissão de ar, consta basicamente de uma derivação da adutora contendo 
uma ou mais válvula de retenção em paralelo que permitem a entrada de grandes quantidades de 
ar, como a figura 4.31. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.31 – Caixa com válvula de admissão de ar 
 
 
 
 
 91
4.8-Blocos de Ancoragem 
 
As tubulações e seus acessórios, geram ou poder gerar esforços externos, além dos 
esforços internos, que necessitam ser absorvidos e transferidos para outras estruturas. Esses 
esforços externos aparecem em curvas, reduções, válvulas fechadas ou parcialmente fechadas, 
derivações, etc, devido a pressão interna que não se anulam em todas as direções. A resultante da 
soma dessas forças é que deve ser absorvida por bloco de ancoragem que é uma estrutura que tem 
a função de absorver e transferir essa resultante de força ao solo. 
Em tubulações contínuas, como de aço soldado, geralmente não é necessário ancorá-las, 
pois a própria estrutura do tubo costuma ser suficiente para absorver os esforços resultantes. 
Quando a declividade da tubulação for elevada de maneira que os atritos entre a 
tubulação e o solo for insuficiente para manter a tubulação equilibrada, há a necessidade de, 
também ancorá-la. 
 
 4.8.1-Cálculo da resultante dos esforços 
 
A resultante dos esforços sobre os diversos acessórios, de uma maneira geral, pode ser 
calculada utilizando a expressão: 
 
 R = K.P.A, onde: 
 
R = força resultante em N ou kgf; 
P= Pressão máxima de teste em Pa ou kgf/m2; 
A = Área da seção externa do tubo ou da saída do Te ou diferença de áreas no caso de 
redução em m2; 
K= coeficiente, função da geometria da peça da tubulação: 
- Flange cegos, caps, tes : K =1; 
- Reduções: K = 1 –Á/A (Á = seção de menor diâmetro); 
- Curva de ângulo θ: K =2sen(θ/2) e para: 
θ = 90° Î K =1,414; 
θ = 45° Î K = 0,765; 
θ = 22° 30’ Î K =0,390; 
θ = 11° 15’ Î K =0,196. 
 
A tabela 4.9 apresenta as equações para o cálculo da força resultante para vários 
acessórios das tubulações. 
 
 4.8.2-Dimensionamento 
 
Na prática os blocos de ancoragem, geralmente são calculados levando em consideração 
o atrito da base do bloco com o solo e a resistência da parede da vala. A face superior do bloco de 
ancoragem deve ficar na profundidade de pelo menos de 60cm. As figuras 4.32a a 4.32e 
mostram alguns exemplos de blocos de ancoragem calculados considerando apenas a resistência 
da parede da vala. 
 
 4.8.3-Ancoragem de adutora em declive 
 
É conveniente ancorar tubulação, que apresenta declividade superior a: 
- 20% de tubulação aérea; 
 92
- 25% de tubulação enterrada. 
A figura 4.33 mostra a força axial que aparece em tubulação com declividade que pode 
ser contida através de blocos de ancoragem e com tubos com juntas travadas. 
 
Tabela 4.8 Valores das forças resultantes para os acessórios das tubulações 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 93
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.32a- Blocos de ancoragem de concreto para curvas 22° 30’ e 11°15’(Fonte: 
SABESP) 
 
 
 
 94
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.32b- Blocos de ancoragem de concreto para curvas 45°(Fonte: SABESP) 
 
 
 95
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.32c- Blocos de ancoragem de concreto para curvas 90°(Fonte: SABESP) 
 
 
 96
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.32d- Blocos de ancoragem de concreto para cap e plug(Fonte: SABESP) 
 
 97
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.32e- Blocos de ancoragem de concreto para te com ponta e bolsa(Fonte: 
SABESP) 
 98
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.33-Força axial em tubulações com forte declividade 
 
A figura 4.34 mostra o assentamento de tubulação aérea inclinada: ancoragem tubo por 
tubo e a figura 4.35 mostra o assentamento de tubulação enterrada inclinada com ancoragem de 
trecho travado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.34-Assentamento de tubulação aérea: ancoragem tubo por tubo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.35-Assentamento de tubulação enterrada com ancoragem com trecho travado 
com tubos com juntas travadas. 
 
4.9-Obras Especiais 
 
 99
A existência de obras especiais em uma adutora vai depender do seu traçado como: 
passagem sob ferrovias, rodovias, rios e córregos, etc. 
 
4.9.1-Travessias de córregos e rios 
 
Para travessia de córregos e rios é necessário verificar junto a Prefeitura Municipal a 
existência de projeto de canalização. Para travessia abaixo da cota de fundo do curso 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.36- Casos de travessias aérea em cursos de água 
 
 100
de água, o seu espaçamento em relação a geratriz externa superior da adutora ou do tubo camisa 
deve ser maior ou igual a 1,00m da cota de projeto. Nos casos onde não existir projetos de 
canalização deve ser previsto um espaçamento mínimo de 2,0m a partir da cota de fundo do curso 
de água. 
Para travessia aérea a tubulação deve ficar acima do nível máximo de enchente do curso 
de água. 
A figura 4.36 apresenta alguns exemplos de travessia aérea em curso de água. 
Toda travessia de córregos e rios, terá que ser outorgada pelo DAEE-Departamento de 
Água e Energia Elétrica do Estado de São Paulo. 
 
4.9.2-Travessias sob ferrovias e rodovias 
 
Este tipo de obra deve ser projetada e construída de acordo com as normas das ferrovias 
ou dos departamentos de estradas de rodagem(DER ou DNER). Geralmente exigem que o tubo 
passe por dentro de uma tubulação de maior diâmetro(tubo camisa)que permita visita para 
reparos, havendo poços de acesso a jusante e jusante da travessia , conforme mostra a figura 4.37. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.37-Travessia de uma adutora sob uma ferrovia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 101
 CAPÍTULO 5- Reservatórios de Distribuição de Água. 
 
 5.1-Introdução. 
 
 Os reservatórios de distribuição de água são elementos importantes em sistemas de 
abastecimento de água, pois além de atenderem as diversas finalidades,são os componentes 
visíveis e de maior destaque no sistema de abastecimento. 
 
 Principais finalidades: 
• Regularizar a vazão: receber uma vazão constante, igual a demanda do dia de maior 
consumo, acumulará água durante as horas em que a demanda é inferior à média e 
fornecer quando as vazões superam à média; 
• Para assegurar uma reserva de água para combate a incêndios; 
• Aumentar a segurança do sistema: fornecer água por ocasião de interrupções no 
funcionamento normal da adução: como conseqüência da ruptura da adutora, 
paralisação da captação ou da estação de tratamento de água, falta de energia 
elétrica,etc; 
• Regularizar a pressões nas redes: desde que adequadamente localizados, podendo 
reduzir as variações das pressões nas redes de distribuição; 
• Aumento no rendimento dos conjuntos elevatórios: trabalhando com a vazão e altura 
manométrica praticamente constante, assim os conjuntos motor-bombas poderão 
operar próximos ao seu ponto de rendimento máximo. 
A utilização de reservatórios de distribuição apresenta, entretanto, alguns 
inconvenientes: 
• Custo elevado de implantação e área para a sua construção; 
• Localização: para atender as variações de pressão da rede, requer local com cota 
adequada; 
• Pode ocorrer a deterioração da água com perda do desinfetante(cloro,) principalmente 
em grandes reservatórios com pouca circulação de água; 
 
5.2-Classificação de reservatórios de distribuição 
 
 Os reservatórios podem ser classificados : 
• Quanto à localização no sistema; 
• Quanto á localização no terreno; 
• Quanto à sua forma; 
• Quanto aos materiais de construção. 
 
5.2.1-Quanto a localização do reservatórios no sistema 
 
Os reservatórios de distribuição de água devem ser localizados de maneira a abastecer as 
redes de distribuição com pressões dentro dos seguintes limites: 
ƒ Pressão estática máxima = 500kpa(50mca); 
ƒ Pressão dinâmica mínima = 100Kpa(10mca). 
Conforme a posição em relação à rede de distribuição os reservatórios podem ser 
classificados em: 
• Reservatório de montante; 
• Reservatório de jusante; 
 102
• Reservatório de posição intermediária. 
 
5.21.1-Reservatório de montante 
 
Este tipo de reservatório se localiza a montante da rede de distribuição, conforme 
mostra a figura 5.1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.1 Reservatórios de Montante 
 
 Quando a área em que está localizada a comunidade apresentar declividade acentuada, as 
pressões na região mais baixa pode alcançar valores elevados, com alimentação da rede de 
distribuição a partir de um único reservatório.Para adequar as pressões dentro dos limites 
recomendados, pode-se fazer uma distribuição escalonada , através de dois reservatórios, um 
abastecendo a região mais alta e o outro a região mais baixa, conforme mostra a figura 5.2. 
 
 5.2.1.2-Reservatório de jusante 
 
 É a situação em que o reservatório se localiza a jusante da rede de distribuição de água e 
é conhecido também, como reservatório de sobra, porque recebe água durante as horas de menor 
consumo e complementa o abastecimento durante as horas de maior consumo. 
 As figuras 5.3a, 5.3b e 5.3c mostram configurações de reservatórios de jusante, que 
apresentam uma particularidade em que a entrada e saída de água é feita por uma única 
tubulação. 
 103
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.2- Reservatório de montante , com distribuição escalonada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.3a- Reservatório apoiado de jusante. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.3b- Reservatório elevado de jusante. 
 
 
 
 104
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.3a- Reservatório apoiado de jusante alimentado por uma elevatória. 
 
5.2.1.2-Reservatório de posição intermediária 
 
 Geralmente são reservatórios de pequena capacidade intercalado no sistema de adução e 
tem a função de servir de transição entre o bombeamento e/ou adução por gravidade conforme 
mostra a figura 5.4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.4- Reservatório apoiado de jusante. 
 
A figura 5.5 apresenta detalhes de um reservatório intermediário, com volume de 
reservação de 9m3. 
 
 105
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.5- Reservatório intermediário de 9m3- Planta e corte. 
 106
 5.2.2-Localização do reservatório no terreno. 
 
 De acordo com a sua localização em relação terreno, os reservatórios podem ser 
classificados em: 
• Reservatório enterrado: é o reservatório que se situa inteiramente em cota inferior à 
do terreno em que está localizado; 
• Reservatório semi-enterrado: é aquele que apresenta pelo menos um terço de sua 
altura total situado abaixo do nível do terreno onde se encontra localizado; 
• Reservatório apoiado: é o reservatório cujo fundo se encontra a uma profundidade 
correspondente a menos que um terço de sua altura total abaixo do terreno em que se 
localiza; 
• Reservatório elevado: é aquele que a cota de fundo é superior à cota do terreno onde 
se localiza. 
 
A figura 5.6 ilustra a posição dos reservatórios em relação ao terreno. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.6- Posições dos reservatórios em relação ao terreno. 
 
 O reservatório enterrado tem a vantagem de ser isolado termicamente, mas o custo de 
construção é maior, e a saída e a descarga apresentam maiores dificuldades para sua construção 
e por isso são mais onerosas. 
 Os reservatórios semi-enterrado e apoiado apresentam menores dificuldades para a sua 
execução, mas normalmente requerem isolamento térmico pelo menos da laje de cobertura. 
 Os reservatórios elevados apresentam custo de construção mais elevados, e são 
necessários quando a topografia da área não apresenta cota para abastecer o local por outros tipos 
de reservatórios. 
 
 5.2.3-Formas de reservatórios 
 
 Os reservatórios devem ter a forma que proporciona a máxima economia global em 
fundação, estrutura, utilização de área, equipamentos de operação e obras de interligações. 
 
 5.2.3.1-Reservatórios enterrados, semi-enterrados e apoiados. 
 
 Os reservatórios enterrados, semi-enterrados e apoiados, normalmente tem o formato 
circular e retangular. Entretanto, de um modo geral,não existe restrição quanto as formas 
hexagonais, octogonais e outros como mostra a figura 5.7 
 
 107
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.7-Forma de reservatórios em planta 
 
 O reservatório circular com as características apresentadas na figura 5.8 é normalmente 
utilizado como reservatório apoiado, que sob o aspecto estrutural é mais econômico. 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.8d- Detalhe do 
 respiro 
 
 
 
 
Figura 5.8a –Corte A 
 
 
 
 
 
 Figura 5.8e- Detalhe do 
 extravasor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.8b – Planta F
 
 
 
 
 
igura 5.8f- Detalhe Construtivo 
 108
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.8g-Detalhe 
 Construtivo 
 
 Figura 5.8c – Corte BFigura 5.8-Reservatório circular com cobertura em cúpula-Padrão SABESP 
 
 Já o reservatório retangular é utilizado para reservatório enterrado, semi-enterrado e 
apoiado, geralmente são divididas em duas câmaras por uma parede interna. A opção por um ou 
outro tipo é feita considerando: padronização de reservatório, arranjo das unidades no espaço 
disponível no terreno e a mais econômica, desde que atenda adequadamente o abastecimento. 
 Um reservatório com forma retangular em planta terá menor comprimento de paredes se 
as dimensões apresentarem conforme mostra a figura 5.9 e a relação: 
 x 3 
 ------ = ------ 
 y 4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.9-Dimensões de reservatório retangular 
 
 5.2.3.2-Reservatório elevado 
 
Os reservatórios elevados , também chamados de torres, podem ser construídos com 
grande variedades de formas, depende da imaginação de quem projeta, lembrando que quanto 
mais detalhes o reservatório, em concreto armado apresentar maior vai ser o custo de construção. 
A figura 5.10 apresenta um reservatório elevado de concreto ar ado. 
 
m
 109
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.10 – Reservatório elevado de concreto armado 
 
A figura 5.11 apresenta as formas usuais de reservatórios elevados utilizados nos Estados 
Unidos. 
 
 110
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.11-Fórmulas usuais de reservatórios elevados utilizados nos EUA 
 
Os reservatórios elevados, podem ter mais de um compartimento, porém sobrepostos, de 
forma que a câmara inferior abastece a zona baixa e o compartimento superiora zona alta. 
 
 5.2.3.3-Centro de reservação 
 
Centro de reservação é o local onde são reunidos os reservatórios e outras instalações 
necessárias ao fornecinamento de água à rede de distribuição de água. 
 As figuras 5.12; 5.13 e 5.14, apresentam alguns exemplos de centros de reservação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.12-Centro de reservação com Figura 5.13- Centro de reservação com 
 Reservatório retangular com duas câmaras dois reservatórios circulares 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.14- Centro de reservação com reservatórios retangular, estação elevatória e 
 reservatório elevado 
 
 5.2.4-Material de construção de reservatório 
 111
 
 Os reservatórios podem ser construídos de: 
• Concreto armado(comum ou protendido); 
• Aço; 
• Alvenaria; 
• Poliéster reforçado com fibra de vidro; 
• Outros materiais(polietileno). 
As figuras 5.15 e 5.16 mostram, respectivamente, reservatórios elevado e apoiado e 
detalhes construtivos dos mesmos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.15-Reservatório elevado e
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
m chapa de aço. 
 112
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Detalhes da
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.16- Reservatório apoiado em c
 
A figura 5.17 apresenta detalhes de r
 
 tampa 
hapa de aço, com detalhes construtivos. 
eservatório de poliéster armadas com fibra de vidro 
 113
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.17-Reservatório de poliéster armado com fibra de vidro. 
 
 114
A construção de reservatórios elevados utilizando a tecnologia de formas deslizantes 
para a concretagem, foi bastante utilizada nas décadas de 70 e 80. Embora apresenta um custo de 
construção mais elevado, tem a vantagem de reduzir o tempo de construção e executar obra de 
grande altura sem escoramento. 
 Utilizando essa tecnologia, os reservatórios elevados podem ser construídos com a cuba 
incluída no corpo ou cubas construídas no chão e levantadas depois até o topo do fuste. A figura 
5.10 mostra exemplo de reservatório elevado construído com forma deslizante com a cuba 
incorporada no corpo do reservatório. Já a figura 5.18 mostra detalhes de construção de 
reservatório elevado, cuja cuba foi construída no chão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.18-Sistema de construção de um reservatório elevado, cuja cuba foi construída 
 no chão 
 
 5.3-Capacidade dos reservatórios 
 
 A capacidade dos reservatórios deve ser determinada levando-se em consideração os 
seguintes fatores: 
• Volume para atender às variações de consumo de água; 
 115
• Volume de combate de incêndios; 
• Volume para emergências. 
 
O volume para atender às variações diárias de consumo é denominado de volume útil. 
Esse volume está compreendido entre o nível máximo(maior nível que pode ser atingido em 
condições normais de operação e o nível mínimo( correspondente a lâmina necessária para evitar 
vórtice, cavitação e arraste de sedimento do fundo do reservatório. 
 
 5.3.1-Determinação do volume útil para atender as variações do consumo de água . 
 
 O cálculo do volume útil é feito de duas maneiras: 
• Quando se dispõe da curva de consumo; 
• Quando não se dispõe da curva de consumo. 
 
 5.3.1.1-Pelo método baseado na curva de consumo 
 
 Quando se conhece a curva de consumo, o volume útil é calculado considerando-se 
adução contínua ou intermitente ao reservatório. 
 
 Adução contínua 
 
 Para a adução contínua considera-se uma adução constante durante as 24 horas com a 
vazão igual ao dia de maior consumo. 
 A figura 5.19 apresenta a curva de consumo de um setor de abastecimento, relativa ao dia 
de maior consumo e a reta de adução com vazão constante, representa a vazão de adução média 
de consumo deste dia. 
 Observando a figura 5.19 pode-se observar que no tempo t1, a vazão de consumo começa 
a ultrapassar a vazão de adução, de modo que o reservatório começa esvaziar, terminando no 
tempo t2. Entre os intervalos t2 e 24 hora e 24 hora e t1, a adução supera o consumo e o 
reservatório vai acumulando água em excesso, para fornecê-la ao setor no intervalo de tempo t1 e 
t2, complementando a adução. 
 As áreas hachuriadas em tracejado são iguais às áreas não hachuriadas, representando 
cada uma delas a capacidade mínima do reservatório para atender o consumo normal de um setor 
no dia de consumo máximo. 
 O volume de reservação poderá ser determinado graficamente a partir da figura 5.19. 
 O volume de reservação pode ser determinado também através do diagrama de 
massa(gráfico dos volumes acumulados), conforme se observa na 5.20. 
 Na figura 5.20 a reta de adução acumulada corresponde a uma vazão constante e a curva 
representa o consumo acumulado de um setor durante 24 horas do dia de maior consumo. A reta 
e a curva têm as mesmas extremidades, o que significa que o volume de água aduzido é o mesmo 
que o consumido neste dia. Traçando-se tangentes à curva paralelas à reta de adução, nos pontos 
de máximo e de mínimo e determinando a distância entre essas duas tangentes, traçando-se uma 
reta paralela ao eixo das ordenadas determina-se a capacidade C do reservatório, como mostra a 
figura 5.20. 
 
 
 
 
 
 116
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.19- Curva de consumo e adução contínua 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.20-Diagrama de massa para determinação da capacidade do 
 reservatório com adução contínua 
 
 
 
 
 
 117
 Adução intermitente 
 
 A figura 5.21 apresenta a curva de consumo de um setorde abastecimento de água no dia 
de maior consumo e a reta correspondente à vazão de adução para um intervalo de tempo de 
funcionamento de t horas. 
 Pode-se observar na figura 5.21 que ao iniciar o funcionamento da adução, instante t1 o 
reservatório irá acumulando os volumes de água até o fim do período de funcionamento no 
instante t2, em que o nível de água no reservatório atinge o seu valor máximo. A área hachuriada 
em traços contínuos representa o volume que deve estar disponível no reservatório para que 
possa ser atendido o consumo de água durante os intervalos de tempo t2 a 24 e 24 a t1. 
 As áreas hachuriadas com traços interrompidos representam os volumes consumidos 
durante os intervalos de tempo em que não está funcionando a adução. 
 No dia de maior consumo, as duas áreas, correspondentes ao saldo da adução e ao 
consumo quando a adutora não está funcionando são iguais, e qualquer dessas áreas representa a 
capacidade mínima do reservatório de distribuição para atender os consumos da hora de maior 
consumo do setor de abastecimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.21-Capacidade do reservatório em função da curva de consumo e 
 adução intermitente. 
 
 O diagrama de massa também pode ser utilizado para a determinação da capacidade da 
reservação. Na figura 5.22 estão representadas as curvas de volumes acumulados do consumo e 
da adução intermitente. As ordenadas C2 e C1 representam os consumos do setor de 
abastecimento nos intervalos de tempo t2 a 24 e 24 a t1, respectivamente, quando a adução não 
estiver funcionando. A capacidade mínima C do reservatório de distribuição é igual à soma C1 + 
C2. 
 
 118
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.22-Diagrama de massa para determinação da capacidade do reservatório para 
adução no período t1 a t2 e t3 e t4. 
 Quando a adução é intermitente a vazão constante entre os períodos t1 a t2 e t3 e t4, o 
volume de reservação poderá ser determinado através do esquema mostrado na figura 5.23. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.23-Diagrama de massa para determinação da capacidade do reservatório para 
adução no período t1 a t2 e t3 e t4. 
 119
 5.3.1.2-Método para cálculo do volume útil quando não se dispõe da curva de 
consumo 
 
 Nesse caso, é feita uma hipótese de variação da curva de consumo. Uma delas é admitida 
a curva de consumo a forma senoidal, como mostra a figura 5.24. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.24- Curva de consumo assimilada a uma senóide 
 Sendo V o volume de água consumido em um dia de maior consumo´,V/24 representa a 
vazão média horária nesse dia. A equação da senóide tem a expressão: 
 V V 
 Q = (k2 –1)------ sen(π/24) + ------- , onde: 
 24 24 
 k2 – representa o coeficiente da hora de maior consumo. 
 
 O volume necessário para reservação será calculado através da expressão: 
 20 V 
 C = ∫ Q dt - ------ x12 (1) 
 8 24 
 Resolvendo a equação (1) tem-se: 
 K2- 1 V = volume diário consumido em m3. 
 C = -------- , onde: C= capacidade do reservatório em m3; 
 π K2= coeficiente da hora de maior consumo; 
 A tabela 5.1 apresenta a capacidade mínima de reservação em função de k2. 
 Tabela 5.1- Capacidade mínima de reservatório em função de k2. 
Coeficiente da hora de maior 
consumo(K2) 
Capacidade mínima do 
reservatório 
1,2 0,064V 
1,3 0,095V 
1,4 0,127V 
1,5 0,159V 
1,6 0,191V 
1,7 0,223V 
1,8 0,255V 
1,9 0,286V 
2,0 0,318V 
 
 120
 5.3.2-Volume para combate a incêndios 
 
 O volume adicional para combate a incêndio, mostrado na figura 5.25, é necessário 
quando a capacidade do sistema de abastecimento de água não é suficiente, o que geralmente 
acontece em sistemas pequenos e médios portes. Em sistemas de grande porte, onde as 
demandas de incêndio são uma fração pequena da demanda máxima diária, normalmente não há 
necessidade de se prever volume adicional para o combate a incêndios. 
 No Brasil, pelo fato dos incêndios serem um evento de freqüência relativamente baixa, 
principalmente em cidades de médios e pequenos portes, normalmente, não se destina um 
volume de reservação para combate a incêndios. As concessionárias preferem ter uma rede de 
distribuição malhada, que apresente grande flexibilidade de manobra para possibilitar o desvio 
de água para os hidrantes , em casos de necessidades. Mas, em áreas de grandes riscos deve ser 
prevista a reserva para incêndios. Para pequenas cidades deves-se considerar uma parcela 
mínima de 250 a 500m3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.25- Volume para combate a incêndio. 
 
 5.3.3-Volume para emergência 
 
 A parcela para emergência dependerá muito das condições locais, da vunerabilidade do 
sistema de abastecimento de água da localidade, em qualquer de suas partes(captação, adução, 
ETA, reservação, estações elevatórias, etc). Não há nenhuma regra para se determinar o volume 
de emergência. 
 Para sistema de abastecimento de água de pequenas comunidades, o volume de 
emergência poderá ser igual ao volume de incêndio. 
 Alguns países utilizam uma reserva de 25% do consumo máximo diário previsto para o 
volume de emergência. 
 
 5.3.4-Volume total de reserva 
 
O volume total de reservação é a soma do volume útil, o volume para combate de 
incêndios e o volume para emergência. 
 
 5.3.5-Volume de reservação utilizados na elaboração de projetos 
 
 Para a norma PNB 594/77 da ABNT, não existindo dados suficientes para permitir o 
traçado da curva de variação diária do consumo, o volume armazenado necessário para 
compensar a variação diária do consumo, será determinado de acordo com os seguintes critérios: 
 121
• A adução sendo contínua durante às 24 horas do dia, o volume armazenado será igual 
ou maior que 1/3 do volume distribuído no dia de maior consumo; 
• A adução sendo descontínua e se fazendo em um só período que coincida com o 
período do dia do consumo máximo, o volume armazenado será igual ou maior que o 
produto da vazão média do dia de consumo máximo pelo tempo em que a adução 
ficar inoperante neste dia; 
• A adução sendo descontínua ou sendo contínua não coincidindo com o período do dia 
em que o consumo é máximo, o volume a ser armazenado deverá ser igual ou maior 
que 1/3 do volume distribuído no dia de maior consumo acrescido do produto da 
vazão média do dia de consumo máximo pelo tempo em que a adução permanecer 
inoperante neste dia. 
 
A utilização de 1/3 do volume distribuído no dia de maior consumo, proposto pela Norma 
da ABNT decorre do valor de 15,9% desse volume obtido da curva de consumo na forma de 
senóide, acrescido de 15% para eventuais emergências. 
 
 5.3.6-Capacidade do reservatório elevado 
 
É comum adotar-se para reservatório elevado um volume entre 10 e 20% do volume total 
da capacidade de reservação necessária. 
A PN594/77 da ABNT requer para o volume mínimo de reservatório elevado, o valor de 
1/30 do volume distribuído no dia de consumo máximo.O restante do volume previsto para a 
zona de pressão abastecida através do reservatório elevado poderá estar contido em reservatório 
enterrado ou apoiado. 
 
 5.4-Vórtices em reservatório 
 
A entrada de água através de vórtice poderá acarretar no sistema de abastecimento de 
água os seguintes problemas: 
• Diminuição da vazão nas adutoras; 
• Redução da capacidade de reservação nos reservatórios; 
• Diminuição da eficiência da bomba; 
• Cavitação e vibraçãona bomba. 
 
 5.4.1-Métodos para combate de vórtices 
 
Para o controle de vórtice nos reservatórios vai depender do tipo de saída de água: 
• Sem poço de rebaixo; 
• Com poço de rebaixo. 
O controle de vórtice, geralmente é feito através de: 
• Submergência adequada; 
• Instalação de dispositivo supressor de vórtices. 
 
 5.4.1.1-Submergência na saída do reservatório 
 
A escolha da submergência mínima é de fundamental importância pois influi nos custos 
de construção dos reservatórios, devido ao volume do reservatório, conforme mostra a figura 
5.26. 
 122
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.26- Submergência mínima 
 A tabela 5.2 apresenta algumas recomendações de submergência mínimas. 
 
 Tabela 5.2- Recomendações para a submergência mínima 
Autor Submergência mínima(s) 
Pr sser s≥1,5D 
Hi
NB
Go
Pa
No
Onde: d = d
 D = d
 V =v
 F = n
 
5.4.1
 
 A fi
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figu
o
tachi s> 1,5d com s≥0,5m 
 590/90 s> 2,5d com s≥0,5m 
rdon s≥ CgVd1/2 com Cg = 0,543 a 0,724 
rteson e S/D≥ a = b.F, com 
ble a = 1 a 1,5 e b = 2 a 2,5 
iâmetro da tubulação de sucção em m; 
iâmetro da entrada em forma de sino em m; 
elocidade na tubulação de sucção em m/s; 
úmero de Froude. 
.2-Supressores de vórtices. 
gura 5.27 apresentam exemplos de placa e parede para eliminação de vórtice. 
ra 5.27- Utilização de placas e paredes para prevenir o vórtice superficial 
 123
 
 5.4.1.3-Reservatório sem poço de rebaixo 
 
 A saída de água do reservatório sem poço de rebaixo induz a formações de vórtices 
intensos necessitando sempre de dispositivos supressor de vórtice instalado na saída de água 
junto ao fundo do reservatório. Usar dispositivo constituído de quatro placas verticais, formando 
uma cruz mostrada na figura 5.28, reduz consideravelmente o vórtice. 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.28 Dispositivo para eliminação de vórtices 
 para reservatório sem poço de rebaixo 
 
 5.4.1.4-Reservatório com poço de rebaixo 
 
 As figuras 5.29 e 5.30 mostram detalhes de reservatório com poço de rebaixo 
padronizado pela SABESP. 
 
 Nos reservatórios com poço de rebaixo, quando a água atinge uma lâmina pequena o jato 
incidente de alimentação, induz á formação de correntes de recirculação, como mostra a figura 
5.31. 
 Essas correntes de circulação sobre o poço de rebaixo compõem com as correntes de 
fluxo convergente direcionado para o tubo de saída, cujo eixo se prolonga desde a parede oposta 
à tomada de água até o interior do tubo de saída conforme mostra a figura 5.32. 
 O vórtice de eixo horizontal em reservatório com poço de rebaixo não se forma, se o jato 
proveniente do tubo de alimentação, incidir sobre a superfície da água segundo um ângulo de 
90°(jato vertical) o que pode ser conseguir com a instalação de uma curva de 90° ou uma placa 
defletora. 
 
 5.5-Tubulações e órgãos acessórios 
 
 5.5.1-Tubulação de entrada 
 
 A entrada de água pode ser feita em qualquer posição da altura do reservatório. As 
figuras 5.33 e 5.34 mostram reservatórios com entrada acima do nível de água(entrada livre) e a 
entrada afogada. 
 É usual adotar o diâmetro da tubulação de entrada o mesmo da adutora. A velocidade de 
água na tubulação de entrada não deve exceder o dobro da velocidade na adutora que alimenta o 
reservatório. Quando a entrada da água em reservatório de montante é afogada, a tubulação de 
entrada deve ser dotada de dispositivo que impeça o retorno da água. 
 A figura 5.35 apresenta detalhes da tubulação de entrada com reservatório enterrado, 
semi-enterrado e apoiado proveniente de adutora por gravidade. Quando o reservatório enche a 
entrada é fechada por meio de válvula automática comandada pelo nível do reservatório e abre à 
medida que o nível de água diminui. Um tipo de válvula que tem essa função é o registro 
 124
automático de entrada, que pode ser instalado na parte superior ou inferior do reservatório como 
mostra a figura 5.36. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.29- Reservatório circular de distribuição de água-Planta. 
 125
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.30- Reservatório circular de distribuição de água-Corte 
 
 126
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.31-Correntes de recirculação Figura 5.32- Formação do vórtice de 
 no reservatório eixo horizontal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.33- Tubulação de entrada em reservatórios apoiado, semi-enterrado e enterrado, com 
entrada livre(a) e entrada afogada (b) 
 
 
 
 127
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.34-Tubulação de entrada em reservatório elevado entrada livre(a) e entrada 
 afogada(b) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.35- Tubulação de entrada em reservatório enterrado, semi-enterrado e apoiado. 
 
 
 
 128
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.36-Instalação de registros automáticos 
 de entrada de reservatórios 
 
 Se o reservatório é alimentado por uma tubulação de recalque, podem ser utilizados 
sensores ultrassônicos, instalados na laje de cobertura dos reservatórios para o controle das 
bombas, de modo que, quando a água do reservatório atinge o nível máximo, desliga as bombas 
e liga as bombas quando atinge o nível mínimo. A figura 5.37 mostra a instalação de sensores 
ultrassônico . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.37-Medidor de nível ultrassônico 
 
 Um outro equipa ento que pode ser utilizado para controle níveis e vazão é a válvula de 
altitude mostrada na figu a 5.38. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.3
 
 Se existirem du
capacidade da vazão tota
m
r
s
8 – Válvula de altitude 
as câmaras deverá haver uma tubulação para cada câmara, com 
l da adutora, no caso de uma delas for isolada. 
 129
 Deve ser verificado o impacto decorrente da queda da água no fundo do reservatório 
vazio. 
 Para os reservatórios elevados as tubulações de entrada são semelhantes aos dos 
reservatórios enterrados, lembrando que este tipo de reservatório geralmente possui apenas uma 
câmara. 
 A figura 5.39 apresenta um esquema de um reservatório elevado, onde se pode observar 
as tubulações de entrada de água e extravasor, e o controle da entrada de água é feita por meio de 
bóia. Mas, poderia ser utilizada válvula de altitude para controle de níveis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.39- Detalhes da tubulação de entrada, saída, extravasor e descarga de um 
reservatório elevado. 
 
 5.5.2-Tubulação de saída 
 
 Usualmente, adota-se para a tubulação de saída o mesmo diâmetro da tubulação 
imediatamente a jusante. Pode-se adotar diâmetros menores, porém a velocidade da tubulação 
da saída não deve exceder uma vez e meia a velocidade da rede principal imediatamente a 
jusante. A saída deve ser dotada de sistema de fechamento por válvula, manobrada por 
dispositivo localizado na parte externa do reservatório. 
 A tubulação de saída de reservatório enterrado, semi-enterrado e apoiado, normalmente 
se localiza no poço de rebaixo, para melhor aproveitamento do volume do reservatório, como 
mostra a figura 5.40. 
 
 
 
 
 
 130
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.40- Tubulação de saída de reservatório 
 
5.5.3-ExtravasorOs reservatórios devem ser providos de extravasor com capacidade para a vazão máxima 
afluente. Para reservatório enterrado, semi-enterrado e apoiado pode ser utilizado o extravasor 
apresentado na figura 5.41a e figura 5.41b. Já para o reservatório elevado pode ser utilizado o 
esquema de extravasor mostrado na figura 5.39. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.41a- Extravasor de reservatório apoiado, semi-enterrado e enterrado-Planta 
 131
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.41a- Extravasor de reservatório apoiado, semi-enterrado e enterrado-Corte 
 
 A água de extravasão deve ser coletado por tubo vertical que descarregue livremente em 
caixa, e daí encaminhada por conduto livre a um corpo receptor adequado. A folga mínima entre 
a cobertura do reservatório e o nível máximo atingido pela água em extravasão é de 30cm. 
 
 5.5.4-Ventilação 
 
 Em virtude da oscilação da lâmina de água é necessário prever abertura de ventilação 
para saída de ar quando a lâmina sobe e a entrada de ar quando a lâmina desce, de forma a evitar 
esforços devido ao aumento e diminuição da pressão interna. 
 A vazão de ar para dimensionamento deve ser igual à máxima vazão de saída do 
reservatório. 
 Basicamente as ventilações são constituídas por tubo e curvas, ficando com a sua abertura 
voltada para baixo protegida por tela fina para impedir a entrada de insetos, águas de chuvas e 
poeiras , conforme mostra a figura 5.42. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.42-Tubo de ventilação para reservatório 
 132
 5.5.5-Acesso ao interior do reservatório 
 
 Os reservatórios devem ter na sua laje de cobertura aberturas com dimensões mínimas de 
0,60x0,60m livre, que permita o fácil acesso do seu interior , bem como: escadas fixadas nas 
paredes. A figura 5.43 apresenta os detalhes típicos de uma escada marinheiro, normalmente 
utilizado em reservatório. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.43-Escada marinheiro para reservatório 
 
 5.6-Detalhes Construtivos 
 
 5.6.1-Fundações de laje de fundo 
 
 Dependendo da taxa de resistência do solo os reservatórios são construídos sobre estacas 
ou em fundações diretas. 
 No caso de fundação sobre estacas a laje de fundo se apóia sobre vigamento que por sua 
vez se apóia nas estacas. 
 No caso de solo apresentar boa taxa de resistência a laje pode ser apoiada diretamente 
sobre o solo. Devendo ser removida a camada de terra orgânica, caso exista, e ter uma camada de 
pedra apiloada e sobre a qual será construída a laje. 
 
 5.6.2-Paredes e laje de cobertura 
 As paredes dos reservatórios enterrados são calculados para a hipótese mais desfavorável, 
quando o reservatório funcionar vazio e cheio, com e sem terra no lado externo. 
 As paredes dos reservatórios circulares em
protendido, diminuindo sensivelmente a espessura
 As lajes de cobertura de reservatórios reta
sobre pilares ou uma cúpula no caso de reservatóri
 
 
 
 planta podem ser calculados com concreto 
 necessária. 
ngulares podem ser uma laje comum, apoiada 
o circulares. 
 133
 5.6.3-Drenos de fundos 
 
 Para detecção de vazamento, deve ser construído dreno sob a laje de fundo do 
reservatório. Se o lençol freático estiver alto, é necessário fazer o seu rebaixamento por outro 
sistema de dreno, de maneira que o dreno de fundo só funcione quando houver vazamento no 
reservatório. 
 A figura 5.43 apresentam detalhes de drenos de reservatórios retangulares, e as figura 
5.44a e 544b de reservatórios circulares. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 5.43-Detalhes do dreno em reservatórios retangulares. 
 
Figura 5.44a- Detalhes de drenos em reservatórios circulares em planta 
 
 
 134
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.45b – Detalhes dos drenos em reservatório circular. 
 
 
BIBLIOGRAFIA: 
 
TSUTIYA, M. T. Abastecimento de água. 1a edição. Departamento de Engenharia 
Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da USP.São Paulo, 1999. 
 
AZEVEDO NETTO, J. M. et al. Manual de hidráulica. 8a ed. Editora Edgard Blücher. 
São Paulo, 1998. 
 
F.S.P./CETESB. Técnica de abastecimento e tratamento de água. São Paulo, 1978 
 
PORTO, R.M. Hidráulica básica. 1a ed. DHS-EESC USP, 1998. 
 
 
NORMAS DA ABNT: 
 135
• NBR 12.211/92-Estudos de concepção de Sistemas Públicos de Água. 
• NBR 12.212/92-Projeto de Poço para Captação de Água Subterrânea 
• NBR12.213/92- Projeto de Captação de Água de Superfície para Abastecimento 
Público. 
• NBR 12.214/92- Projeto de Sistema de Bombeamento de Água para 
Abastecimento Público. 
• NBR 12.215/91- Projeto de Adutora de Água para o Abastecimento Público. 
• NBR 12.216/92-Projeto de Estação de Tratamento de Água para Abastecimento 
Público. 
• NBR 12.217/94- Projeto de Reservatório de Distribuição de Água para 
Abastecimento Público. 
• NBR 12.218- Projeto de Rede de Distribuição de Água para Abastecimento 
Público. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 136
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL 
 
DE CAMPINAS 
 
 
 CENTRO SUPERIOR DE EDUCAÇÃO 
 
 TECNOLÓGICA – C E S E T 
 
 
 
 D I S C I P L I N A : ST 611 – OBRAS DE 
 
 ABSTECIMENTO 
 
 
 
 ANEXO I 
 
 
 
 
PORTARIA N°518/MS 
 
 
 
 
	DH 2g (
	L V2
	Os valores de f= \( \(Re, k/Dh\), obt
	D/k
	Re0,9
	D/k
	Re
	N = ---------
	M = ( ------------------ )1/5 . ------
	N
	N 
	M2 0,38.M1,042
	D = (------------)1/5
	M
	M
	COEFICIENTE C
	LC ou LE
	DE CAMPINAS
	ANEXO I
	PORTARIA N(518/MS