abastecimento de agua

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Abastecimento de Água 
Estações Elevatórias 
Pâmella Duarte 
Engenharia Civil 
7º Período 
FEPI 
COMPONENTES DE UMA ESTAÇÃO 
ELEVATÓRIA
• Equipamento eletro-mecânico
– Motores
– Bombas
• Tubulações
– Sucção
– Barrilete
– Recalque
• Construção civil
– Poço de sucção
– Casa de bomba
3
BOMBAS CENTRÍFUGAS
Corte de uma bomba centrífuga 
horizontal de simples estágio
• Carcaça
• Rotor
• Vedação
• Mancal
Corte de uma bomba centrífuga de simples 
estágio com rotor de dupla sucção
4
Atualmente, há um 
predomínio total das bombas 
centrífugas em sistemas de 
abastecimento de água...
BOMBAS CENTRÍFUGAS - CARCAÇA
Bomba centrífuga com 
carcaça tipo voluta com 
rotor radial fechado de 
sucção simples
Bomba centrífuga 
bipartida axialmente
com rotor radial de 
dupla sucção
5
BOMBAS CENTRÍFUGAS - ROTOR
• Quanto à admissão de líquido
– Rotor de simples sucção
– Rotor de dupla sucção
• Quanto às paredes
– Rotor aberto
– Rotor semi-aberto
– Rotor fechado
• Quanto à direção de saída do líquido
– Rotor de fluxo axial
– Rotor de fluxo radial
– Rotor de fluxo misto
TIPOS DE ROTOR
Fechado
Semiaberto
Aberto
6
BOMBAS CENTRÍFUGAS - ROTOR
Classificação segundo a trajetória do líquido no rotor
Bombas de fluxo radial
Bomba de fluxo axial
Bombas de fluxo misto
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BOMBAS CENTRÍFUGAS: INSTALAÇÃO
Eixo horizontal de sucção simples
Bipartida sucção dupla (base única para bomba e motor)
Vertical de eixo prolongado
9
ESQUEMA HIDRÁULICO
Bomba horizontal não afogada
10
NA
NA
Hg,r
Hg,s
poço de
sucção
DHr
DHs
motor e
bomba
eixo da
bomba
H=Hg+DHs+DHr
Hg=Hg,s+Hg,r
(Hg,s>0)
o NA pode ser 
variável...
ESQUEMA HIDRÁULICO
Bomba horizontal afogada
11
NA
NA
Hg
poço de
sucção
H=Hg+DHs+DHr
Hg=Hg,s+Hg,r
(Hg,s<0)
DHr
DHs
motor e
bomba
eixo da
bomba
ESQUEMA HIDRÁULICO
Bomba vertical afogada (e submersa)
12
NA
NA
Hg
poço de
sucção
H=Hg+DHr
DHr
bomba
motor
CAVITAÇÃO x NPSH
13
CAVITAÇÃO x NPSH
 Condição para funcionamento da bomba sem cavitação
 folga mínima: 0,5 m ou 20% (melhor acima de 1,5 m ou 35%)
15
d rNPSH NPSH
N
P
SH
 (
m
)
fo
lg
a
Q (m³/s)
cavitação!
Q
CAVITAÇÃO x NPSH
16
Pressão de vapor da água em 
função da temperatura
T (°C) Pv/ (m H2O) Observações
0 0,062
2 0,072
4 0,083
6 0,095
8 0,109
10 0,125
15 0,174
20 0,238
25 0,323
30 0,433
40 0,752
50 1,258
60 2,031
80 4,827
100 10,332
T = temperatura 
Pv/ = altura 
equivalentede 
coluna de água
Pressão atmosférica em 
função da altitude
h (m)
Patm/ 
(m H2O)
Observações
0 10,33
300 9,96
600 9,59
900 9,22
1200 8,88
1500 8,54
1800 8,20
2100 7,89
2400 7,58
2700 7,31
3000 7,03
h = altitude 
Patm/ = altura de 
coluna de água 
equivalente a 
pressão 
atmosférica
CURVAS CARACTERÍSTICAS - EXEMPLO
17
CURVAS CARACTERÍSTICAS
18
vazão (m³/s)
a
lt
u
ra
m
a
n
o
m
é
tr
ic
a
(m
)
Hg
DH
ponto de
operação
BOMBAS EM PARALELO
19
as vazões das curvas das bombas são somadas
o novo ponto de operação não corresponde a soma das 
vazões que ocorreriam com cada bomba: aumenta a 
perda de carga e a altura manométrica!
vazão (m³/s)
al
tu
ra
m
an
o
m
ét
ri
ca
(m
)
Hg
DH
ponto de operação
com a bomba 1 ponto de operação
com a bomba 2
ponto de operação
com as bombas 1 e 2
em paralelo
BOMBAS EM SÉRIE
20
vazão (m³/s)
al
tu
ra
m
an
o
m
ét
ri
ca
(m
)
curva do
sistema
as alturas 
manométricas 
são somadas
associação
bombas 1+2
Hg
DH
ponto de operação
com as bombas 1 e 2
em série
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS
Número de bombas:
 pequena elevatória: 2 bombas (1 + 1 reserva)
 média elevatória: 3 bombas (2 + 1 reserva)
 grande elevatória: várias bombas
Localização:
 próxima ou no meio do manancial (captação, água bruta)
 junto ou próximas às ETA’s (água tratada)
 junto ou próximas aos reservatórios de distribuição
 para reforço na adução ou na rede de distribuição (booster)
Escolha: disponibilidade e custo do terreno, energia, 
topografia, características do solo, acesso, desníveis, traçado 
da adutora, interferências, etc. 
21
implantação
em etapas...
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS
Instalação dos conjuntos motor-bomba
 Poço seco:
 conjunto motor-bomba de eixo horizontal
 conjunto vertical de eixo prolongado, bomba não submersa
 conjunto motor-bomba de eixo vertical, bomba não submersa
 Poço úmido:
 conjunto vertical de eixo prolongado, bomba submersa
 conjunto motor-bomba submerso.
 Estação pressurizadora ou “booster”:
 podem ser utilizados vários tipos de conjuntos motor-bomba. 
22
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS
23
Estação elevatória de poço seco com conjunto motor-bomba de 
eixo horizontal (EE-1 da cidade de Jales)
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS
Estação elevatória de poço seco com conjunto motor-bomba de 
eixo horizontal (EEAB-1 da cidade de Franca)
Planta
Corte
24
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS
Estação elevatória de água tratada da 
cidade de Lins
Estação elevatória de recalque dos poções I e 
III da cidade de Fernandópolis
Estação elevatória da cidade de 
Fernandópolis
Estação elevatória do poção I da 
cidade de Jales 25
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS
Estação elevatória da cidade de 
Monte Alto
Casa de bomba da elevatória EE-1 
Canoas da cidade de Franca
Estação elevatória de água tratada da 
cidade de Riolândia
Estação elevatória da cidade de Ubatuba
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PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUA
Casa de bomba da elevatória de água 
tratada de Taiaçupeba, RMSP
Casa de bomba de uma elevatória da cidade de 
Franca
Estação elevatória de água tratada 
do Sistema Alto Tietê, RMSP
Estação elevatória de água bruta da 
cidade de Taubaté 27
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTER
28
Booster para recalque de água entre dois reservatórios
NAmax
NAmin
booster
NAmax
NAmin
al
tu
ra
m
an
o
m
é
tr
ic
a
m
áx
im
a
L.P. (Qmin,Hgmin)
L.P. (Qmin,Hgmin) al
tu
ra
m
an
o
m
é
tr
ic
a
m
ín
im
a
se a bomba tiver
rotação constante, 
a vazão máxima
ocorre com Hg 
mínima...
o esquema varia
dependendo de 
como é a entrada
no reservatório
superior
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTER
29
Booster para reforço no bombeamento (em série)
E.E.
booster
al
tu
ra
m
a
n
o
m
é
tr
ic
a
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTER
30
Booster para aumentar a vazão de adução
booster
al
tu
ra
m
an
o
m
é
tr
ic
a
R1
R2
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTER
31
Estação pressurizadora Aeroporto 
da cidade de Franca
Estação pressurizadora Leporace
da cidade de Franca
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTER (EM REDES)
Booster com variador hidrocinético 
instalado na Conceição, RMSP.
Booster com inversor de freqüência instalado 
no Portal D‘Oeste, RMSP
Instalações do booster Vitápolis com 
inversor de freqüência, RMSP
Instalações do booster Munhoz 
Junior no passeio, RMSP 32
POÇO DE SUCÇÃO
Deve ser projetado com forma e dimensões para:
 considerar sua disposição física em relação às outras unidades
da estação
 permitir a operação adequada das bombas (com intervalo
mínimo entre duas partidas sucessivas de uma bomba)
 impedir a formação de vórtices superficiaise subsuperficiais e 
o arraste de ar (submergência adequada, cones, placas, 
grades, geometria do poço, etc.)
33
POÇO DE SUCÇÃO
outros exemplos e 
detalhes na bibliografia
34
TUBULAÇÕES DA ELEVATÓRIA
35
TUBULAÇÃO DE SUCÇÃO
36
fonte: NBR 12214/1992
TUBULAÇÃO DE SUCÇÃO
37
curva de 
raio longo
e trecho de 
tubulação
ascendente
uso de 
redução
excêntrica
SISTEMAS DE ESCORVA DE BOMBAS
46
Válvula de pé
Ejetor
Bomba a vácuo
Bomba afogada
Bomba não afogada
Eliminação do ar no 
interior da bomba e da 
tubulação de sucção, 
antes do acionamento 
da mesma.
SISTEMAS DE ESCORVA DE BOMBAS
47
ejetor para escorva de bomba
escorva com bomba de vácuo
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS
54
Exemplo de um conjunto motor-bomba 
com volante de inércia
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS
55
Exemplo de Chaminé de Equilíbrio
REDUÇÃO DO CUSTO PELA DIMINUIÇÃO 
DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA
 Redução da altura manométrica
 Redução no volume de água
 Aumento no rendimento de 
motores e bombas
59
 redução da altura geométrica
 redução das perdas de carga:
escolha adequada de diâmetros
 limpeza/revestimento de tubulações
 disposição da tubulação na elevatória 
e entrada dos reservatórios
 eliminação de vórtices
 variadores de rotação
 controle de perdas
 uso racional da água
Q H
P


 
