Instalações de Recalque (Bombeamento)

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Centro de Ciências Exatas e Tecnologia
Disciplina: Hidráulica Geral
Professor: Celine de Oliveira Marques Lopes 
INSTALAÇÕES DE RECALQUE 
(BOMBEAMENTO)
• Um sistema de recalque ou elevatório é o conjunto de
tubulações, acessórios, bombas e motores necessário
para transportar uma certa vazão de água ou qualquer
outro líquido de um reservatório (ou ponto) inferior
para outro reservatório (ou ponto) superior.
• Nos casos mais comuns de sistema de abastecimento
de água, ambos os reservatórios estão abertos para a
atmosfera e com níveis constantes, o que permite
tratar o escoamento como permanente.
INSTALAÇÕES DE RECALQUE 
(BOMBEAMENTO)
• Um sistema de recalque é composto, em geral, por três
partes:
Tubulação de Sucção: Que é constituída pela canalização que
liga o reservatório inferior à bomba, incluindo os acessórios
necessários, como válvula de pé com crivo, registro, curvas, redução
excêntrica etc.
Conjunto Elevatório: Que é constituído por uma ou mais
bombas e respectivos motores elétricos ou a combustão interna.
Tubulação de Recalque: Que é constituída pela canalização
que liga a bomba ao reservatório superior, incluindo registros, válvula
de retenção, manômetros, curvas e, eventualmente, equipamentos
para o controle dos efeitos do golpe de aríete.
ADUÇÃO
• Tem	a	finalidade	de	conduzir	água	entre	as	
unidades	que	precedem	as	redes	de	
distribuição
ReservaçãoCaptação Tratamento
• Adução
• Não possuem derivações para alimentar distribuidores de rua
ou ramais prediais.
• Da adutora principal podem partir ramificações (sub adutoras)
para levar água a outros pontos fixos do sistema.
• Qualquer interrupção que venham a sofrer, afetará o
abastecimento à população, com consequências significativas
• Adução
19/12/2009
27/01/2013
03/02/2012
• Adução
O que caracteriza a adutora ?
§ Natureza da água 
transportada 
• Água tratada
• Água bruta
• Adução
O que caracteriza a adutora ?
§ A energia para o traslado da água
1. Por Gravidade
• Conduto forçado
• Conduto livre
2. Por Recalque
3. Adutora Mista
• Adutoras	por	gravidade
§ CONDUTO	FORÇADO	(P>Patm)
Linha piezométrica
• Adução
Adutoras	por	gravidade
§ CONDUTO	LIVRE	(P=Patm)
Linha piezométrica
• Adução
• Adutoras	(água	potável)	-
totalmente	fechada,	ter	paredes	
impermeáveis	e	ser	protegida	
contra	possível	contaminação	por	
agentes	externos;
• A	adutora	aberta	ou	com	cobertura	
descontínua	deve	ser	protegida	
contra	possível	contaminação	por	
agentes	externos.
Adutoras 
de conduto 
livre
• Adução
Adutoras	por	recalque
§ Único	recalque
Linha piezométrica
• Adução
– Adutoras	por	recalque
Recalque	múltiplo
Linha piezométrica
Linha piezométrica
• Adução
Linha piezométrica
Linha piezométrica
• TIPOS	DE	ADUTORAS
Adutora	mista
• Adução
ü Menor traçado 
ü Contornar acidentes geográficos ou 
obstáculos naturais mais críticos e de difícil 
travessia
ü Proximidade de estradas que facilitem sua 
implantação e manutenção futura.
Traçado das adutoras: 
• Adução
ADUÇÃO
ü Levantamentos topográficos, geotecnicos e 
inspeção de campo;
ü Evitar regiões que dificultem a implantação, 
operação e manutenção. Ex: área pantanosas, 
vias de tráfego intenso;
ü Preferência a áreas de domínio público;.
Traçado das adutoras: 
Para	o	traçado	da	adutora	os	levantamento	
topográficos	devem	ser	planialtimétricos
em	extensão,	detalhamento	e	precisão,	que	
permitam:	
– Mostrar	elementos	intervenientes;
– Mostrar	os	limites	das	propriedades	e	
benfeitorias	existentes,	com	indicação	dos	
proprietários;
– Mostrar	os	níveis	máximos	observados	em	
corpos	d´água	superficiais;
Como definir o 
caminhamento
das adutoras
• Adução
Para	o	traçado	da	adutora	os	...:	
– Mostrar	os	tipos	de	culturas	existentes,	os	
usos	do	solo	e	a	exploração	do	subsolo;
– Justificar	a	posição	adotada;
– Justificar	as	obras	especiais	;
– Indicar	vias	de	acesso	para	implantação,	
operação	e	manutenção	da	adutora.
Como definir o 
caminhamento
das adutoras
• Adução
Caminhamento	da	adutora
– Deve	evitar	regiões	pantanosas,	
áreas	submersas	ou	submetidas	a	
trabalho	de	drenagem,	áreas	com	
declividade	elevada	e	qualquer	outro	
obstáculo	que	comprometa	os	
trabalhos	de	sua	implantação,	
operação	e	manutenção.
– Em	áreas	urbanas,	o	caminhamento	
fica	condicionado	ao	sistema	viário	
existente	ou	planejado.
Como definir o 
caminhamento
das adutoras
• Adução
Caminhamento	da	adutora
– O	projeto	deve	considerar	o	
eventual	trânsito	de	
veículos	sobre	a	faixa	da	
adutora,	prevendo-se	neste	
caso,	recobrimento	
adequado	da	adutora	ou	
reforço	de	sua	estrutura;
Como definir o caminhamento
das adutoras ?
Fonte:http://www.agenciapara.com.br/noticia.asp?id_ver=98996
O problema aconteceu depois 
da passagem de um trator de 
esteira
• Caminhamento	da	adutora
– Não	são	permitidas	obras	
permanentes	sobre	a	faixa	da	
adutora;
– A	largura	da	faixa	que	contém	a	
adutora	deve	permitir	os	trabalhos	
de	instalação	e	manutenção;
Como definir o 
caminhamento
das adutoras Fonte: Eliseu Dias/Ag. Pará
• Adução
VÁLVULAS	DE	DESCARGA:	Colocadas	nos	pontos	baixos	das	
adutoras:
§ Pré- operação	– limpeza	e	desinfecção;
§ Drenagem	– manutenção	e	limpeza.
• Peças especiais, órgãos acessórios e obras 
VENTOSAS : colocadas nos pontos elevados de tubulações -
permitir a expulsão de ar durante o enchimento da linha
ou ar que normalmente se acumula nesses pontos. As
ventosas deixam penetrar o ar na tubulação quando ela
está sendo descarregada.
• Peças especiais, órgãos acessórios e obras 
• Peças especiais, órgãos acessórios e obras 
VÁLVULAS	DE	RETENÇÃO:	 instaladas	no	início	das	adutoras	por	 recalque,	
quase	sempre	no	trecho	da	saída	de	cada	bomba.	Impedir	o	retorno	brusco	da	
água	contra	as	bombas	na	sua	paralisação	por	 falta	de	energia	elétrica.
• Peças especiais, órgãos acessórios e obras 
• Ancoragens	– blocos	de	concreto	colocados	junto	a	curvas,	tês	e	
outras	conexões,	para	suportar	componentes	de	esforços	não	
equilibrados,	oriundos	da	pressão	interna	e	externa.
• Peças especiais, órgãos acessórios e obras 
Sistema de Distribuição
Redes de distribuição - Conjunto de tubulações e
órgãos acessórios instalados em logradouros públicos,
e que tem por finalidade fornecer, em regime contínuo,
água potável em quantidade, qualidade e pressão
adequadas aos múltiplos consumidores (Prince, 2006).
SISTEMA	DE	DISTRIBUIÇÃO
Redes ramificadas – os condutos secundários
são traçados a partir de um conduto principal
central, com disposição ramificada.
ü O escoamento da água acorre em um único
sentido.
SISTEMA	DE	DISTRIBUIÇÃO
Rede ramificada em 
espinha de peixe Rede malhada
Ligações prediais - é um conjunto de tubos, peças,
conexões e equipamentos que interliga a rede pública
à instalação predial do usuário.
SISTEMA	DE	DISTRIBUIÇÃO
• RECOMENDAÇÕES GERAIS E DETALHES SOBRE O PROJETO DE
RESERVATÓRIO.
•
• a) A altura útil varia de 3 a 6 metros, embora excepcionalmente
sejam adotados de 2,4 e o máximo de 8 metros.
•
• b) O fundo dos reservatórios tenham uma declividade mínima
de 0,5% em direção da abertura de descarga.
•
• c) A cobertura nos reservatórios - protege contra qualquer
perigo de poluição e impedir a penetração dos raios solares,
impossibilitando o desenvolvimento de algas na água.
SISTEMA	DE	DISTRIBUIÇÃO
• RECOMENDAÇÕES GERAIS E DETALHES SOBRE O PROJETO DE RESERVATÓRIO.
•
• d) A abertura de inspeção - permitir a visita ao interior do reservatório (0,6 m
x 0,6m);
–
• e) As coberturas dos reservatórios devem ser providasde uma ou mais
chaminés de ventilação, a fim de que o nível d’água fique sempre sob pressão
atmosférica. As aberturas das chaminés devem ser providas de telas, a fim de
impedir a passagem de substâncias estranhas e de insetos;
•
SISTEMA	DE	DISTRIBUIÇÃO
ADUÇÃO
ÚDeterminação do diâmetro econômico das adutoras
Fonte: Coelho e
Pabtista (2006)
DIMENSIONAMENTO DAS ESTAÇÕES DE 
BOMBEAMENTO
• Principais Tipos de Bombas
• As normas estabelecem quatro classes de bombas:
1) Centrifugas - cinética;
2) Rotativas - deslocamento positivo;
3) De êmbolo (ou de pistão) - deslocamento positivo;
4) Poço profundo (tipo turbina) - cinética.
• As instaladas para água e esgoto geralmente são
equipadas com bombas centrifugas acionadas por
motores elétricos.
EXEMPLO DE BOMBA CENTRÍFUGA
EXEMPLO DE BOMBA CENTRÍFUGA
RADIAL, HORIZONTAL, EM CORTE
PARCIAL.
EXEMPLOS DE BOMBAS ROTATIVAS
EXEMPLOS DE BOMBAS DE ÊMBOLO (OU
DE PISTÃO).
EXEMPLOS DE BOMBAS DE POÇO
PROFUNDO (TIPO TURBINA).
BOMBAS CENTRIFUGAS
• Para atender ao seu grande campo de aplicação,
as bombas centrifugas são fabricadas nos mais
variados modelos, podendo a sua classificação
ser feitas segundo vários critérios.
1) Movimento do líquido
a) sucção simples (rotor simples);
b) dupla sucção (rotor de dupla admissão).
2) Admissão do liquido
a) radial (tipos voluta e turbina);
b) diagonal (tipo Francis);
c) helicoidal.
3) Número de rotores (ou de estágios)
a) um estágio (um rotor);
b) estágios múltiplos (dois ou mais rotores).
4) Tipo de rotor
a) rotor fechado;
b) rotor semifechado;
c) rotor aberto;
d) rotor a prova de entupimento.
Aberto Semifechado Fechado
5) Posição do eixo
a) eixo vertical;
b) eixo horizontal;
c) eixo inclinado.
6) Pressão
a) baixa pressão (Hman ≤ 15 m);
b) média pressão (Hman de 15 a 50 m);
c) alta pressão (Hman ≥ 50 m).
ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ÁGUA
POTÊNCIA DOS CONJUNTOS ELEVATÓRIOS
• O conjunto elevatório (bomba-motor) deverá vencer a diferença de
nível entre os dois pontos mais as perdas de carga em todo o
percurso.
• HG = a altura geométrica, isto é, a diferença de nível;
• HS = a altura de sucção, isto é, a altura do eixo da bomba sobre o
nível inferior;
• HR = a altura de recalque, ou seja, a altura do nível superior em
relação ao eixo da bomba;
• HG = HS+ HR;
• Hman = altura manométrica;
• HP = Perda de carga total (correspondente a parte de sucção mais a
de recalque)
• Hman = HS + HR + HP1,2
ALTURAS ESTÁTICAS
EXEMPLO: ALTURAS ESTÁTICAS DE
SUCÇÃO E DE RECALQUE.
• Sucção positiva
• Sucção negativa
POTÊNCIA DA BOMBA
• A potência recebida pela bomba, potência esta fornecida pelo
motor que aciona a bomba, é dada pela expressão:
• P = potência do motor, (1CV = 0,986 HP);
• γ = peso específico do liquido a ser elevado (H2O = 1000 kgf/m³);
• Q = vazão ou descarga, em m³/s;
• Hman = HM = altura manométrica, em m,
• ηb = é o coeficiente de rendimento global da bomba, que depende 
basicamente do porte e características do equipamento.
1 CV = 735,5 W
1CV = 75 Kgf.m/s
RENDIMENTO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS
Fonte: Azevedo Netto (1998).
POTÊNCIA DO MOTOR ELÉTRICO
• A potência elétrica fornecida pelo motor que
aciona a bomba, sendo (ηb*ηm) o rendimento
global, é dada por:
• onde: ηm é o rendimento de motores elétricos.
1 CV = 735,5 W
1CV = 75 Kgf.m/s
RENDIMENTO DE MOTORES 
ELÉTRICOS
Fonte: Azevedo Netto (1998).
POTÊNCIA INSTALADA
Para o cálculo do rendimento do conjunto, acrescenta-se à
potência encontrada uma certa folga para o motor elétrico.
• 50 % para bombas de até 2 HP
• 30 % para bombas de 2 a 5 HP
• 20 % para bombas de 5 a 10 HP
• 15 % para bombas de 10 a 20 HP
• 10 % para bombas de 20 HP
• Os motores elétricos brasileiros são normalmente
fabricados com as seguintes potências: HP ¼, 1/3, ½,
¾, 1, 11/2, 2, 3, 5, 6, 71/2, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35, 40,
45, 50, 60, 80, 100, 125, 150 ,200 e 250.
• Para potências maiores os motores são fabricados sob
encomenda.
EXEMPLO 01:
Na instalação da figura deseja-se conhecer a altura manométrica da
bomba, a perda de carga total e altura geométrica entre os dois
reservatórios de água. Dados: Potência do motor elétrico P = 0,75
KW; ηm = 72 %; ηb = 66 %; LS = 2,5 m; LR = 17 m; DS = 100 mm;
DR = 75 mm; Q = 10 L/s; f = 0,02; ρágua = 1 g/cm3 ; g = 9,8 m/s2.
DIMENSÃO DOS POÇOS DE SUCÇÃO
• As bombas de eixo vertical do tipo axial, por serem
mais sensíveis às condições de tomada de água nos
poços de sucção, exigem um estudo mais cuidadoso.
• A área mínima de um poço de sucção individual
(isolado) deve ser 12,5 vezes a área da seção de entrada
na tubulação.
• A área da seção de escoamento na parte inicial do poço
deve ser pelo menos 10 vezes a área da seção de
entrada na tubulação de sucção.
• A altura mínima de água acima da boca de sucção, para
a formação de vórtices, deve ser maior ou igual a uma
vez e meio o diâmetro (h ≥ 1,5 D).
• Para determinar o diâmetro de recalque tem que definir
anteriormente o tipo de operação do sistema moto-bomba, isto é, se
o mesmo é continuo ou não.
A) SISTEMA OPERADO CONTINUAMENTE
O diâmetro de recalque é calculado pela Equação de Bresse a seguir
apresentada, onde:
D é o diâmetro, dado em metros;
Q é a vazão, em m³/s;
K é uma constante que depende da velocidade do recalque.
DIAMETRO DE RECALQUE
VALORES DE “K” DA EQUAÇÃO DE BRESSE 
EM FUNÇÃO DA VELOCIDADE DE 
ESCOAMENTO
B ) SISTEMA NÃO OPERADO CONTINUAMENTE
(MENOS QUE 24 HORAS AO DIA)
Para o dimensionamento das linhas de recalque de bombas
que funcionam apenas algumas horas por dia, Forchheimer
propôs a seguinte Equação:
X = a relação entre o número de horas de funcionamento
diário do conjunto elevatório e 24 horas.
Q = a vazão em m³/s.
• A canalização de sucção é executada com um diâmetro
imediatamente superior ao do recalque.
• A canalização de sucção deve ser a mais curta possível,
evitando-se ao máximo as peças especiais.
• A altura máxima de sucção acrescida das perdas de cargas
deve satisfazer as especificações estabelecidas pelo
fabricante das bombas. Na prática, é muito raro atingir
7,0 m.
• Para a maioria das bombas centrifugas, a sucção deve ser
inferior a 5,0 m.
DIÂMETRO DE SUCÇÃO
ALTURA MÁXIMA DE SUCÇÃO
• A velocidade da água na boca de entrada das bombas,
geralmente, está compreendida entre 1,5 a 5 m/s., podendo-
se tomar 3 m/s como um termo médio representativo.
• Na seção de saída das bombas, as velocidades são mais
elevadas, podendo atingir o dobro destes valores.
ASSENTAMENTO
• O assentamento deverá ser feito sobre uma fundação de
preferência de concreto ou alvenaria isenta de vibrações.
VELOCIDADE MÁXIMA NAS TUBULAÇÕES
• É a representação gráfica das funções que relacionam os
diversos parâmetros envolvidos em funcionamento de
uma bomba.
• Esta curva é obtida através de ensaios.
• Nos catálogos fornecidos pelos fabricantes de bombas,
são apresentados, em geral, três parâmetros em função da
vazão: altura manométrica, potência necessária e
rendimento.
CURVA CARACTERÍSTICA DE UMA BOMBA
EXEMPLO DE CURVA CARACTERÍSTICA 
DE UMA BOMBA
• A figura abaixo representa uma instalação elevatória
típica, onde o reservatório superior é elevado e, portanto,
a altura geométrica é positiva.
CURVA CARACTERÍSTICA DE UMA 
INSTALAÇÃO
• Quando a altura de sucção ultrapassando certos limites
(Tabela), podem apresentar problemas para a bomba
hidráulica, com aparecimento do fenômeno da cavitação.
• Quando a pressão absoluta em um determinado ponto se
reduz a valores abaixo de um certo limite, alcançando o
ponto de ebulição da água (para esta pressão) esse liquido
começa a ferver e os condutos ou peças (de bombas,
turbinas ou tubulações)passam a apresentar, em parte,
bolsas de vapor dentro da própria corrente.
• O fenômeno de formação e destruição dessas bolsas de
vapor é chamado de cavitação.
CAVITAÇÃO EM BOMBAS
EXEMPLO: CAVITAÇÃO EM UM ROTOR DE 
UMA BOMBA.
ALTURA MÁXIMA DE SUCÇÃO PARA NÃO 
HAVER CAVITAÇÃO EM BOMBAS
• Os fabricantes fornecem as curvas características das
bombas.
• Estas curvas fornecem o gráfico da vazão em função da
altura manométrica (diferença de pressão) e a altura
máxima de sucção sem cavitação.
• A altura máxima da sucção para bombas não afogadas
será dada por:
• hmax é a altura máxima de sucção para não haver cavitação;
• Patm é a pressão atmosférica local;
• Pvapor é a pressão de vapor, depende da temperatura da água (Quadro 1.15 Azevedo Netto);
• γH2O é o peso especifico da água (1000kgf/m³ ou 0,1kgf/cm³);
• hps é a soma das perdas de carga na sucção;
• A pressão de vapor d'água para t = 25,5 °C, Pvapor = 0,035 kgf/cm² (Quadro 1.15- Azevedo
Netto).
• A pressão atmosférica ao nível do mar é igual a 1,0 kgf/cm² (Patm = 1,0 kgf/cm²).
• NPSH (Net Pressure Suction Head) é obtido das tabelas do fabricante.
NPSH: Energia Disponível no Líquido na
Entrada da Bomba
• A sigla NPSH (Net Pressure Suction Head) é adotada
universalmente para designer energia disponivel na
sucção, ou seja, a carga positiva e efetiva na sucção. Há
dois valores a considerar:
1) NPSH requerido, que é uma característica hidráulica da
bomba, fornecida pelo fabricante.
2) NPSH disponível, que é uma característica das
instalações de sucção.
-H altura de aspiração;
+H carga ou altura de água na sucção (entrada afogada);
• Os outros termos já foram definidos no item anterior.
• NPSH disponível, que é uma característica das
instalações de sucção, pode ser calculado pela equação a
seguir:
Para que a bomba funcione 
bem, é preciso que:
• Em geral a escolha é feita utilizando-se os catálogos dos
fabricantes.
ESCOLHA DO CONJUNTO MOTOR-BOMBA
• As bombas podem ser associadas em paralelo ou em
série.
• Duas ou mais bombas em paralelo tem suas vazões
somadas, para uma mesma altura manométrica.
• Duas ou mais bombas em séries tem as suas alturas
manométricas somadas para a mesma vazão.
EXEMPLO: Associações em paralelo são comuns quando
se pretende ampliar estações elevatórias ao longo do tempo
e associações em série são utilizadas quando a altura
manométrica apresenta um valor elevado.
ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS
EXEMPLO 02:
Bombeiam-se 0,15 m3/s de água através de uma tubulação de 250
mm de diâmetro de um reservatório aberto cujo nível d’água
mantido constante está na cota de 567 m. A tubulação passa por um
ponto alto na cota 587 m. Calcule a potência (em CV) necessária a
bomba com rendimento de 75 %, para manter no ponto alto da
tubulação uma pressão disponível de 147 KN/m2 sabendo que entre
o reservatório e o ponto alto a perda de carga é igual a 7,5 m.
Dados: ρágua = 1 g/cm3 ; g = 9,8 m/s2.
EXEMPLO 03:
Entre os dois reservatórios mantidos em níveis constantes encontra-
se uma máquina hidráulica instalada em uma tubulação circular
com área igual 0,01 m2. Para uma vazão de 20 L/s entre os
reservatórios, um manômetro colocado na seção B indica uma
pressão de 68,8 KN/m2 e a perda de carga entre as seções C e D é
igual a 7,5 m. Determine o sentido do escoamento, a perda de carga
entre as seções A e B, as cotas piezométricas em B e C, o tipo de
máquina (Bomba ou Turbina) e a potência da máquina (em CV) se
o rendimento é 80 %. Dados: ρágua = 1 g/cm3 ; g = 9,8 m/s2.
REFERÊNCIAS
AZEVEDO NETTO. Manual de Hidráulica. 8 ed. São 
Paulo: Edgard Blücher LTDA, 1998.
BAPTISTA, M., LARA, M. Fundamentos da Engenharia 
Hidraúlica. 3 ed. Belo Horizonte: UFMG, 2010.
BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos . 2 ed. São Paulo: 
Person Prentice Hall, 2011.