06-Adutoras

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ADUTORAS
ADUTORAS EM SISTEMAS DE 
ABASTECIMENTO DE ÁGUA
ADUTORAS EM SISTEMAS DE ADUTORAS EM SISTEMAS DE 
ABASTECIMENTO DE ABASTECIMENTO DE ÁÁGUAGUA
Curso de água
Rede da 
zona baixa
Rede da zona alta
Reservatório
Reservatório
elevado
Captação
Estação
elevatória
Estação
elevatória
ETA
Adutora 
Adutora de
água bruta
por recalque
Adutora para o 
reservatório da 
zona alta por 
recalque
Adutora para o 
reservatório da
zona baixa por 
gravidade
CLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORASCLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO DAS ADUTORASÃO DAS ADUTORAS
Quanto à natureza da água transportada
• Adutoras de água bruta
• Adutoras de água tratada
Quanto à energia para a movimentação da água
• Adutora por gravidade
• Adutora por recalque
• Adutoras mistas
CLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORASCLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO DAS ADUTORASÃO DAS ADUTORAS
Adutoras por gravidade
• Conduto forçado
• Conduto livre
• Conduto livre e forçado
CLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORASCLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO DAS ADUTORASÃO DAS ADUTORAS
Adutoras por recalque
• Recalque simples
• Recalque duplo
CLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORASCLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO DAS ADUTORASÃO DAS ADUTORAS
Adutora mista
VAZÃO DE DIMENSIONAMENTO
DAS ADUTORAS
VAZÃO DE DIMENSIONAMENTOVAZÃO DE DIMENSIONAMENTO
DAS ADUTORASDAS ADUTORAS
Fatores intervenientes:
• Horizonte de projeto
• Vazão de adução
• Período de funcionamento da 
adução
HORIZONTE DE PROJETOHORIZONTE DE PROJETOHORIZONTE DE PROJETO
Fatores a serem considerados:
• Vida útil da obra
• Evolução da demanda de água
• Custo da obra
• Flexibilidade na ampliação do sistema
• Custo da energia elétrica
VAZÃO DE ADUÇÃOVAZÃO DE ADUVAZÃO DE ADUÇÇÃOÃO
Curso de água
Qa
Rede
Captação
Estação
elevatória
Estação de
Tratamento
Qa Qb Qc
1
a e ETA
K PqQ Q C
86.400
 = + 
 
1
b e
K PqQ Q
86.400
= + 1 2c e
K K PqQ Q
86.400
= +
PERÍODO DE FUNCIONAMENTO DA ADUÇÃOPERPERÍÍODO DE FUNCIONAMENTO DA ADUODO DE FUNCIONAMENTO DA ADUÇÇÃOÃO
• Período de funcionamento → função do 
dimensionamento hidráulico 
• Aduções por gravidade: 24 h/dia
• Adução por recalque: 16 a 20 h/dia
• Adução por recalque – economia de 
energia elétrica
– Parada das bombas no período de 3 
horas, entre 17:00 e 22:00 h 
HIDRÁULICA PARA ADUTORASHIDRHIDRÁÁULICA PARA ADUTORASULICA PARA ADUTORAS
Equações gerais
• Equação de energia
2 2
1 1 2 2
1 2
p V p VZ Z h
2g 2g
+ + = + + + ∆
γ γ
Equação de Bernoulli
onde: Z = carga de posição, m;
= carga de pressão 
(em conduto livre = Y), m;
= carga cinética, m;
∆h = perda de carga.
p
γ p
γ2V
2g
– Z + , corresponde à linha piezométrica;
– Z + + , corresponde à linha de carga;
– Z + + + ∆h, corresponde ao plano de carga
p
γ
p
γ
2V
2g
p
γ
2V
2g
HIDRÁULICA PARA ADUTORASHIDRHIDRÁÁULICA PARA ADUTORASULICA PARA ADUTORAS
Escoamento em conduto livre Escoamento em conduto forçado
HIDRÁULICA PARA ADUTORASHIDRHIDRÁÁULICA PARA ADUTORASULICA PARA ADUTORAS
Equações gerais
• Equação da continuidade
Q = V1A1 = V2A2 = VA = constante
onde: Q = vazão, m3/s
V= velocidade média na seção, m/s
A = área da seção de escoamento, m2
HIDRÁULICA PARA ADUTORASHIDRHIDRÁÁULICA PARA ADUTORASULICA PARA ADUTORAS
Equações para cálculo das perdas de carga
• Perdas distribuídas
– Condutos livres
Equação de Chézy (1775)
HV C R I=
Onde: V = velocidade média do escoamento, m/s;
RH = raio hidráulico, m;
I = declividade da linha de energia, m/m;
C = coeficiente de Chézy.
Equação de Manning (1890)
1/ 6
HRC
n
=
2 / 3 1/2 2 / 3
H H
1 V 1V R I ou R
n nI
= =
2 / 3 2 / 3
H H
nQ Q 1AR ou AR
nI I
= =
HIDRÁULICA PARA ADUTORASHIDRHIDRÁÁULICA PARA ADUTORASULICA PARA ADUTORAS
Equações para cálculo das perdas de carga
• Perdas distribuídas
– Condutos forçados
Fórmula Universal (1850)
Onde: ∆h = perda de carga, m
f = coeficiente de atrito
L = comprimento da tubulação, m
V = velocidade média, m/s
D = diâmetro da tubulação, m
g = aceleração da gravidade, m/s2
Q = vazão, m3/s
2L Vh f
D 2g
∆ =
HIDRÁULICA PARA ADUTORASHIDRHIDRÁÁULICA PARA ADUTORASULICA PARA ADUTORAS
Equações para cálculo das perdas de carga
• Perdas distribuídas
– Condutos forçados
Fórmula de Hazen-Williams (1903)
Onde: J = perda de carga unitária, m/m
Q = vazão, m3/s
D = diâmetro, m
C = coeficiente de rugosidade
1,85 1,85 4,87J 10,65Q C D− −=
2,63 0,54Q 0,279CD J=
0,63 0,54V 0,355CD J=
HIDRÁULICA PARA ADUTORASHIDRHIDRÁÁULICA PARA ADUTORASULICA PARA ADUTORAS
Equações para cálculo das perdas de carga
• Perdas localizadas
Onde: ∆hL = perda de carga localizada, m
K = coeficiente adimensional que depende da singularidade, do número de Reynolds, da 
rugosidade da parede e, em alguns casos, das condições de escoamento
V = velocidade média, m/s
g = aceleração da gravidade, m/s2
2
L
Vh K
2g
∆ =
TRAÇADO DA ADUTORATRATRAÇÇADO DA ADUTORAADO DA ADUTORA
Traçado das adutoras por gravidade e a posição do 
plano de carga e da linha piezométrica
TRAÇADO DA ADUTORATRATRAÇÇADO DA ADUTORAADO DA ADUTORA
Adutora por gravidade com tubulação assentada 
abaixo da linha piezométrica efetiva
TRAÇADO DA ADUTORATRATRAÇÇADO DA ADUTORAADO DA ADUTORA
Adutora por gravidade com tubulação em conduto livre
TRAÇADO DA ADUTORATRATRAÇÇADO DA ADUTORAADO DA ADUTORA
Adutora por gravidade com trecho da tubulação abaixo da linha 
piezométrica absoluta, porém acima da piezométrica efetiva
TRAÇADO DA ADUTORATRATRAÇÇADO DA ADUTORAADO DA ADUTORA
Adutora por gravidade com trecho da tubulação acima da linha piezométrica 
efetiva e plano de carga efetivo, porém abaixo da linha piezométrica absoluta
RECOMENDAÇÕES PARA O TRAÇADORECOMENDARECOMENDAÇÇÕES PARA O TRAÕES PARA O TRAÇÇADOADO
• A adutora deverá ser implantada, de preferência em ruas e terrenos 
públicos
• Deve-se evitar traçado onde o terreno é rochoso, pantanoso e de outras 
características não adequadas
• A adutora deve ser composta de trechos ascendentes com declividade 
não inferior a 0,2% e trechos descendentes com declividade não inferior 
a 0,3%, mesmo em terrenos planos
• Quando a inclinação do conduto for superior a 25%, há necessidade de 
se utilizar blocos de ancoragem para dar estabilidade ao conduto
• Não se devem executar trechos de adução horizontal; no caso do perfil 
do terreno seja horizontal, o conduto deve apresentar alternadamente, 
perfis ascendentes e descendentes
• 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 superior do 
conduto.
RECOMENDAÇÕES PARA O TRAÇADORECOMENDARECOMENDAÇÇÕES PARA O TRAÕES PARA O TRAÇÇADOADO
PLANTA E PERFIL DE 
UMA ADUTORA
PLANTA E PERFIL DE PLANTA E PERFIL DE 
UMA ADUTORAUMA ADUTORA
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS 
POR GRAVIDADE
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS 
POR GRAVIDADEPOR GRAVIDADE
Parâmetros para o cálculo da adutora:
• Vazão (Q)
• Velocidade (V)
• Perda de carga unitária (J)
• Diâmetro (D)
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS 
POR GRAVIDADE
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS 
POR GRAVIDADEPOR GRAVIDADE
Adutora por gravidade em conduto forçado
onde: ∆h = cota NA1 – cota NA2, m/s
f = coeficiente de atrito
L = comprimento da adutora, m
D = diâmetro da adutora, m
V = velocidade média da água, m/s
g = aceleração da gravidade, m/s2
2L Vh f
D 2g
∆ =
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS 
POR GRAVIDADE
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS 
POR GRAVIDADEPOR GRAVIDADE
Adutora por gravidade em conduto livre
onde: V = velocidade média do 
escoamento, m/s
n = coeficiente de 
Manning
RH = raio hidráulico, m
I = declividade da linha 
de energia, m/m
2 1
3 2
H
1V R I
n
=
Velocidade máximas em condutos 
forçados: 3,0 a 6,0 m/s
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORA POR RECALQUEDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORA POR RECALQUEDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORA POR RECALQUE
• Parâmetros para o cálculo da adutora:
– Vazão de adução,Q
– Comprimento da adutora, L
– Desnível a ser vencido, Hg
– Material da adutora
• Diâmetro da adutora por recalque → hidraulicamente indeterminado
• Determinação do diâmetro → aspectos econômico-financeiros
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS
Recomendações para o estudo do diâmetro econômico da adutora
• 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 é apresentada a 
seguir:
onde: D = diâmetro, m
Q = vazão, m3/s
K = coeficiente de Bresse
• Análise econômica através do critério do valor presente, com taxa de desconto de 
12% ao ano, ou indicada pelo órgão financiador do empreendimento;
• Consideração de todos os custos não comuns, tais como:
– custo de aquisição e implantação da adutora;
– custo dos equipamentos;
– despesas de energia elétrica;
• As obras comuns, como tubulações da elevatória, blocos de ancoragem, descargas, 
ventosas, etc, não necessitam ser consideradas;
• Definição das etapas de implantação da adutora e dos conjuntos motor-bomba;
• Alternativas a serem estudadas com o mesmo tipo de bomba e também com a 
mesma modulação.
D K Q=
ADUTORAS POR RECALQUE
Esse procedimento é conduzido da seguinte maneira: 
a-) Escolhem-se 3 a 4 diâmetros de adutora no entorno de valor 
obtido pela aplicação da fórmula de Bresse;
b-) Determinam-se as alturas manométricas que deverão ser geradas 
pela bomba para elevar a vazão desejada (soma do desnível 
geométrico com todas as perdas de carga ocorrentes na linha adutora 
e nas peças especiais ao longo da mesma e na casa de bombas);
c-) Calculam-se as potências das bombas necessárias para cada caso, 
em função da vazão e da altura-manométrica;
d-) Calculam-se os consumos anuais de energia elétrica para cada 
caso, em função da potência do equipamento; 
e- ) Procede-se à determinação dos custos anuais de amortização e 
juros do capital a ser aplicado na aquisição de equipamentos de 
recalque e da tubulação, para cada alternativa;
f-) Da mesma forma determina-se o custo de operação considerando 
principalmente os gastos com energia elétrica; g - somam-se os 
custos anuais determinados nas letras e e f; a comparação dessas 
somas permite conhecer o diâmetro da tubulação que trará à máxima 
economia global. 
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS
ADUTORAS POR RECALQUE
ExercExercíício 2cio 2
Determinar o diâmetro de uma adutora de recalque com uma 
extensão de 2.200 m destinada a conduzir a vazão de 45 l/s, 
vencendo um desnível geométrico de 51 m.
Admitir que a tubulação seja de ferro fundido e que o coeficiente 
C da fórmula de Hazen & Williams seja igual a 100.
O funcionamento da adutora será de 24 h/dia.
SoluSoluççãoão
(1) - A fórmula de Bresse fornece o seguinte diâmetro 
aproximado:
__ _____ 
D = 1,3 √Q = 1,3 √0,045 = 0,250 m. Para o estudo comparativo 
serão considerados os diâmetros comerciais de 200, 250 e 300 
mm. 
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS
(2) - Serão admitidos equivalentes os custos de assentamento 
dos tubos nesses diâmetros e de instalação dos conjuntos 
elevatórios, independentemente da potência.
(3) - O fator de amortização e juros anuais referir-se-á a um 
prazo de 10 anos e juros de 12% a.a. Nessas condições a 
amortização anual será de Cr$ 172,44 por Cr$ 1 000,00 
de capital.
(4) - As perdas de carga localizadas ao longo da tubulação e na 
casa de bombas foram consideradas como sendo iguais 10 V2 
/2g, diante do número e tipo de peças especiais que 
possivelmente serão utilizadas.
mm. 
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS
(5) - A potência consumida, em kW será calculada pela fórmula
Q x H
P = 0,736 . ________ , em que
75 x µ
Q = vazão em I/s;
H = altura manométrica total em “m”;
µ = rendimento global do conjunto bomba motor (µbomba x 
µmotor)
(6) - Preços admitidos:
Tubos de ferro fundido
200 mm UM$ 70,00/ml
250 mm UM$ 90,00/ml
300 mm UM$ 120,0/ml
Energia elétrica: UM$ 0,15/kwh
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS
Item Discriminação Opção 1 Opção 2 Opção 3
A Diâmetro 200 250 300
B Velocidade de Escoamento (m/s) 1,4 0,9 0,6
C Perda de Carga Unitária J (m/Km) 17 6 2,5
D Perda de Carga ao Longo da Tubulação: J x L (m) 37 13,2 5,5
E Perdas Localizadas: 10 v2/2g (m) 1,0 0,4 0,2
F Perda de Carga Total (m) 38,0 13,6 5,7
G Altura Manométrica total: Desnível + Perda de Carga
Total, em (m)
89,0 64,6 56,7
H Potência Consumida com Rendimento de 62% (kW) 63,3 45,6 40,5
I Energia Consumida por dia (kWh) 1520 1100 975
J Dispêndio Anual com Energia (UMR$) 82500 60000 53383
K Custo Total dos Tubos (UMR$) 154000 198000 264000
L Custo de Dois Conjuntos Motor-Bomba e
Equipamentos Elétricos (UMR$)
16000 13000 12000
M Custo Total dos Tubos + Motores-Bombas (UMR$) 170000 211000 276000
N Amortização Anual e Juros referentes a Tubos e
Motores-Bombas (UMR$)
29314 35384 47593
O Dispêndio Anual Global: soma de “J”com “N” 111814 95384 100977
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS
(8) - A apreciação do quadro anterior permite deduzir que a 
solução mais econômica quanto ao custo inicial de construção e 
instalação é obtida quando se adota para a adutora o diâmetro 
de 200 mm. Entretanto, considerando também as despesas com 
a amortização do capital e com o pagamento de energia elétrica 
a adoção do diâmetro de 250 mm passará a ser mais vantajosa.
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASDIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS
MATERIAIS DAS ADUTORASMATERIAIS DAS ADUTORASMATERIAIS DAS ADUTORAS
Análises a serem consideradas para a 
escolha de materiais:
• Qualidade de água
• Quantidade de água
• Não provocar vazamentos nas 
juntas
• Não provocar trincas, corrosões e 
arrebentamentos por ações 
externas e internas
• Pressão da água
• Economia
PRINCIPAIS MATERIAIS DAS TUBULAÇÕESPRINCIPAIS MATERIAIS DAS TUBULAPRINCIPAIS MATERIAIS DAS TUBULAÇÇÕESÕES
Tubos metálicos
– Aço
– Ferro fundido dúctil
– Ferro fundido cinzento (não está sendo 
fabricado no Brasil)
Tubos não metálicos
– Materiais plásticos (PVC, poliéster 
reforçado com fibra de vidro)
– Concreto protendido
– Cimento amianto (não está sendo 
fabricado no Brasil)
TUBULAÇÃO DE AÇOTUBULATUBULAÇÇÃO DE AÃO DE AÇÇOO
Vantagens
– Alta resistência às pressões 
internas e externas
– Não apresenta vazamentos
– Baixa fragilidade
– Disponíveis para vários 
diâmetros e tipos de juntas
Desvantagens
– Pouca resistência à corrosão 
externa
– Precauções para transporte e 
armazenamento 
– Cuidados com a dilatação 
térmica
– Dimensionamento das paredes 
dos tubo quanto ao colapso
TUBULAÇÃO DE AÇOTUBULATUBULAÇÇÃO DE AÃO DE AÇÇOO
Revestimentos externos
– FBE (Fusion Bonded Epoxy)
– Polietileno tripla camada
– Poliuretano tar
– Primer epoxy com alumínio fenólico
Revestimento interno
– Coaltar epoxy
– Flangeada
TUBULAÇÃO DE AÇOTUBULATUBULAÇÇÃO DE AÃO DE AÇÇOO
• Tipos de juntas
– Soldada
– Elástica
(1) Junta soldada nas extremidades 
(2) Junta soldada nas extremidades com anel 
(3) Junta com solda dupla nas extremidades
(4) Junta com solda tipo copo 
(5) Junta com solda nas duas extremidades 
Junta soldada Junta elástica
TUBULAÇÃO DE FERRO FUNDIDOTUBULATUBULAÇÇÃO DE FERRO FUNDIDOÃO DE FERRO FUNDIDO
Tipos de tubos
– Dúctil 
– Tipo cinzento → não é mais fabricado
Tipos de tubos
– Diâmetros: 50 a 1.200 mm
– Comprimento: 3, 6 e 7 m
– Classes: K-9, K-7 e 1 MPa
– Tipos de juntas:
Chumbo
Elástica
Elástica travada
Mecânica
Flanges
TUBULAÇÃO DE FERRO FUNDIDOTUBULATUBULAÇÇÃO DE FERRO FUNDIDOÃO DE FERRO FUNDIDO
Detalhes das juntas de tubulações de ferro fundido dúctil
Junta elástica
Junta elástica travada
Junta mecânica Junta de flange
OPERAÇÃO DAS ADUTORASOPERAOPERAÇÇÃO DAS ADUTORASÃO DAS ADUTORAS
Condições operacionais:•Condição normal → condição prevista no projeto
•Condição emergencial → falha operacional de dispositivos
•Condição catastrófica → acidente operacional
ENCHIMENTO DE ADUTORASENCHIMENTO DE ADUTORASENCHIMENTO DE ADUTORAS
• Condição para enchimento →
expulsão plena de ar, com a 
gradativa e lenta admissão de água
• Velocidade média para enchimento: 
0,3 m/s
• Válvulas para expulsão de ar: 
ventosas
BLOQUEIO DE ADUTORASBLOQUEIO DE ADUTORASBLOQUEIO DE ADUTORAS
• Consiste na total paralisação do escoamento, ocasionada 
pela existência de ar confinado nos pontos altos da adutora
Bloqueio da adutora por gravidade Bloqueio da adutora por recalque
ALTERNATIVAS PARA A ENTRADA DE AR 
EM ADUTORAS
ALTERNATIVAS PARA A ENTRADA DE AR ALTERNATIVAS PARA A ENTRADA DE AR 
EM ADUTORASEM ADUTORAS
Nível muito baixo
Descarga superior com introdução de ar
Formação de vórtice
TUBULAÇÃO COM BOLSA DE ARTUBULATUBULAÇÇÃO COM BOLSA DE ARÃO COM BOLSA DE AR
Em repouso
Em movimento sem ressalto
Em movimento com ressalto
DESCARGA EM ADUTORASDESCARGA EM ADUTORASDESCARGA EM ADUTORAS
Descarga da adutora em galerias, valas e córregos
DESCARGA DE ADUTORAS SEM 
SISTEMA DE DRENAGEM PRÓXIMO
DESCARGA DE ADUTORAS SEM DESCARGA DE ADUTORAS SEM 
SISTEMA DE DRENAGEM PRSISTEMA DE DRENAGEM PRÓÓXIMOXIMO
ESVAZIAMENTO DA ADUTORAESVAZIAMENTO DA ADUTORAESVAZIAMENTO DA ADUTORA
OPERAÇÃO DAS ADUTORAS
Descarga
OPERAOPERAÇÇÃO DAS ADUTORASÃO DAS ADUTORAS
DescargaDescarga
Dimensões da descarga
Parâmetros básicos para o 
dimensionamento da 
descarga
( )mT ZD 65
d L
=
2
1 máx
dV 2,5 Z
D
 =  
 
2
2 min
dV 1,25 Z
D
 =  
 
1 2Z Z
2
+ 
 
 
onde: D = diâmetro da adutora, m;
d = diâmetro da descarga, m;
T = tempo de esvaziamento da adutora, h;
Zm = carga média disponível , m;
L = extensão total da adutora entre os 
pontos altos nos quais há admissão 
de ar (L1 + L2), m;
Zmáx = carga máxima de (Z1, Z2), m;
Zmín = carga mínima de (Z1, Z2), m.
ROMPIMENTO DE UMA ADUTORAROMPIMENTO DE UMA ADUTORAROMPIMENTO DE UMA ADUTORA
a) Adutora em operação normal
b) Rompimento da adutora no ponto baixo E
c) Configuração final da adutora
ADMISSÃO DE ARADMISSÃO DE ARADMISSÃO DE AR
Dimensionamento das válvulas de admissão de ar
Regra prática:
• Diâmetro da válvula ≥ 1/8 do diâmetro da adutora
da = 0,21 Z 1/4 d
onde: da = diâmetro da válvula de admissão de ar, m;
d = diâmetro da descarga de água, m;
Z = máximo de (Z1, Z2), m.
CAIXA COM VÁLVULA DE ADMISSÃO DE ARCAIXA COM VCAIXA COM VÁÁLVULA DE ADMISSÃO DE ARLVULA DE ADMISSÃO DE AR
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DAS ADUTORASDISPOSITIVOS DE PROTEDISPOSITIVOS DE PROTEÇÇÃO DAS ADUTORASÃO DAS ADUTORAS
• Blocos de ancoragens
• Proteção contra corrosão
• Proteção contra os transitórios 
hidráulicos
BLOCOS DE ANCORAGEMBLOCOS DE ANCORAGEMBLOCOS DE ANCORAGEM
Tipos de esforços nas tubulações:
• Tensão tangencial
• Tensão longitudinal
• Tensões de compressão e flexão
• Tensões das reações de apoio
Esforços em uma curva horizontal
BLOCOS DE ANCORAGEMBLOCOS DE ANCORAGEMBLOCOS DE ANCORAGEM
Valor da força resultante para 
derivações em “Y”
Resultante dos esforços:
R = k · P · A
onde: R = força resultante, N
P = pressão máxima de teste, Pa
A = área da seção externa do tubo ou 
da saída do tê ou a diferença de 
áreas no caso de redução, m2
k = coeficiente, função da geometria 
da peça da tubulação:
- Flanges cegos, caps, tês: k = 1 
- Reduções: k = 1 – A´/A 
(A´ = seção de menor diâmetro)
- Curvas de ângulo θ: k = 2 sen
k = 1,414 para curvas de 90°
k = 0,765 para curvas de 45°
k = 0,390 para curvas de 22° 30’
k = 0,196 para curvas de 11° 15’
2
σ
BLOCOS DE 
ANCORAGEM
BLOCOS DE BLOCOS DE 
ANCORAGEMANCORAGEM
BLOCOS DE ANCORAGEMBLOCOS DE ANCORAGEMBLOCOS DE ANCORAGEM
Dimensionamento dos blocos - Dados necessários
• Resultante das forças (direção e intensidade)
• Tensão máxima admissível na parede lateral da 
vala
• Coesão do solo
• Ângulo de atrito interno do solo
• Tensão máxima admissível pelo solo na vertical
• Peso específico do solo
• Especificações do concreto a ser utilizado
• Atrito concreto-solo
Critérios de cálculo
• Por atrito entre o bloco e o solo (peso do bloco);
• Por reação de apoio da parede da vala 
(engastamento). 
Forças envolvidas para o 
dimensionamento de um bloco de 
ancoragem
R = força resultante;
P = peso do bloco;
W = peso do aterro;
B = apoio sobre a parede da vala;
f = atrito sobre o solo;
M = momento de tombamento.
ANCORAGEM DE ADUTORAS EM DECLIVEANCORAGEM DE ADUTORAS EM DECLIVEANCORAGEM DE ADUTORAS EM DECLIVE
Ancoragem da tubulação
• Declividade ≥ 20% - tubulação área;
• Declividade ≥ 25% - tubulação enterrada
Força axial em tubulações com declividade
ANCORAGEM DE ADUTORAS EM DECLIVEANCORAGEM DE ADUTORAS EM DECLIVEANCORAGEM DE ADUTORAS EM DECLIVE
Assentamento de tubulação enterrada com ancoragem por trecho travado
Assentamento de tubulação aérea: ancoragem tubo por tubo
CORROSÃOCORROSÃOCORROSÃO
Corrosão → deterioração de material, por ação 
química ou eletroquímica, aliada ou 
não a esforços mecânicos
CORROSÃOCORROSÃOCORROSÃO
Tipos de corrosão
• Corrosão galvânica
• Corrosão em frestas
• Corrosão atmosférica
• Corrosão pelo solo
• Corrosão pela água
• Corrosão eletrolítica
• Outros tipos de corrosão 
CORROSÃOCORROSÃOCORROSÃO
Proteção catódica → consiste na injeção de corrente 
contínua na estrutura a ser 
protegida elevando seu potencial 
em relação ao meio
Sistemas de proteção catódica – corrente impressa 
– corrente galvânica
PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃOPROTEPROTEÇÇÃO CONTRA CORROSÃOÃO CONTRA CORROSÃO
Proteção catódica galvânica Proteção catódica por 
corrente impressa
PROTEÇÃO CATÓDICAPROTEPROTEÇÇÃO CATÃO CATÓÓDICADICA
Componentes principais
• Retificador e leito de anodos
• Drenagem
• Caixa de medição e interligação
• Pontos de teste
APLICAÇÃO DA PROTEÇÃO CATÓDICA 
EM UMA ADUTORA
APLICAAPLICAÇÇÃO DA PROTEÃO DA PROTEÇÇÃO CATÃO CATÓÓDICA DICA 
EM UMA ADUTORAEM UMA ADUTORA
LIMPEZA DAS ADUTORASLIMPEZA DAS ADUTORASLIMPEZA DAS ADUTORAS
Sedimentação
Deposição de minerais insolúveis 
em tubo de ferro fundido dúctil 
com revestimento. Adutora de 
água tratada, ∅ 250 mm. Idade da 
tubulação ~ 15 anos. Coeficiente 
de rugosidade C ~ 85 (Hazen-
Williams).
Incrustação
Incrustação em tubo de ferro 
fundido dúctil sem revestimento. 
Adutora de água bruta, ∅ 250 
mm. Idade da tubulação ~ 25 
anos. Coeficiente de rugosidade 
C ~ 70 (Hazen-Williams)
LIMPEZA DAS ADUTORASLIMPEZA DAS ADUTORASLIMPEZA DAS ADUTORAS
Raspador de arraste hidráulicoPolly-pig
LIMPEZA DAS ADUTORASLIMPEZA DAS ADUTORASLIMPEZA DAS ADUTORAS
Variação do coeficiente de Hazen-Williams
devido a limpezas por raspagem
LIMPEZA DAS ADUTORASLIMPEZA DAS ADUTORASLIMPEZA DAS ADUTORAS
Entrada e saída do “polly-pig” em uma adutora
Introdução do “polly-pig”
através de hidrante, sem 
registro
Introdução de “polly-pig”
através de uma peça 
especial
Introdução do “polly-pig”
através de uma peça em Y
APLICAÇÃO DO REVESTIMENTO DE 
ARGAMASSA DE CIMENTO
APLICAAPLICAÇÇÃO DO REVESTIMENTO DE ÃO DO REVESTIMENTO DE 
ARGAMASSA DE CIMENTOARGAMASSA DE CIMENTO
EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃOEQUIPAMENTOS DE MEDIEQUIPAMENTOS DE MEDIÇÇÃOÃO
• Medidores de pressão
• Amplificadores de sinal
– Manômetros – Manômetro de Bourdon– Manômetro do tipo fole
– Transdutores de pressão
– Magnético de pressão
– Capacitivos
– Extensiométricos
– Piezoelétricos
MEDIDORES EM CONDUTOS FORÇADOSMEDIDORES EM CONDUTOS FORMEDIDORES EM CONDUTOS FORÇÇADOSADOS
• Medidores de vazão
– Medidores de obstrução
Venturi Orifício
EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃOEQUIPAMENTOS DE MEDIEQUIPAMENTOS DE MEDIÇÇÃOÃO
Medidores em condutos forçados
• Medidores de vazão
– Ultrassônicos
Modo diagonal
Modo reflexivo
– Eletromagnéticos
MEDIDORES EM CONDUTOS LIVREMEDIDORES EM CONDUTOS LIVREMEDIDORES EM CONDUTOS LIVRE
• Vertedores: triangulares, circulares, 
retangulares, Sutro, etc
• Calhas: Parshall, Palmer-Bowlus, etc
• Medidor eletromagnético
• Medidor ultrassônicoINTERVENÇÃO EM ADUTORAS EM CARGAINTERVENINTERVENÇÇÃO EM ADUTORAS EM CARGAÃO EM ADUTORAS EM CARGA
Simulação de bloqueio com execução de by-pass
INTERVENÇÃO EM 
ADUTORAS EM CARGA
INTERVENINTERVENÇÇÃO EM ÃO EM 
ADUTORAS EM CARGAADUTORAS EM CARGA
Seqüência do processo de furação 
e bloqueio em carga de adutoras
INTERVENÇÃO EM ADUTORAS EM CARGAINTERVENINTERVENÇÇÃO EM ADUTORAS EM CARGAÃO EM ADUTORAS EM CARGA
Equipamento de furação 
em carga
Equipamento de bloqueio 
de tubulação
INTERVENÇÃO EM ADUTORAS EM CARGAINTERVENINTERVENÇÇÃO EM ADUTORAS EM CARGAÃO EM ADUTORAS EM CARGA
Derivação pelo processo de furação em carga de adutora
EXEMPLOS DE TRAVESSIA AÉREA 
EM CURSOS D’ÁGUA
EXEMPLOS DE TRAVESSIA AEXEMPLOS DE TRAVESSIA AÉÉREA REA 
EM CURSOS DEM CURSOS D’Á’ÁGUAGUA
TRAVESSIA AÉREATRAVESSIA ATRAVESSIA AÉÉREAREA
TRAVESSIA DE UMA ADUTORA SOB UMA 
ESTRADA DE FERRO
TRAVESSIA DE UMA ADUTORA SOB UMA TRAVESSIA DE UMA ADUTORA SOB UMA 
ESTRADA DE FERROESTRADA DE FERRO