Aula 04 - Adução

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SANEAMENTO BÁSICO CCE 0331 
SISTEMAS HIDRÁULICOS SANITÁRIOS CCE 0806 
 
 
 
ÁGUAS PARA ABASTECIMENTO - ADUÇÃO 
 
 
Prof. Sibeli Warmling 
 
É o conjunto de tubulações, peças especiais e obras de arte 
destinados a promover o transporte da água em um sistema de 
abastecimento entre: 
 
• captação e reservatório de distribuição; 
• captação e ETA; 
• captação a rede de distribuição; 
• ETA e reservatório; 
• ETA e rede; 
• reservatório à rede; e 
• reservatório a reservatório. 
SISTEMA DE ADUÇÃO 
Prof. Sibeli Warmling 
 
Os sistemas de adução podem ser classificados: 
 
• de acordo com a energia de movimentação do líquido: 
gravidade, recalque e mista; 
 
• de acordo com a natureza da água: bruta e tratada; 
 
• de acordo com o tipo de pressão sobre a superfície do 
liquido: conduto forçado, livre e misto. 
SISTEMA DE ADUÇÃO - CLASSIFICAÇÃO 
Prof. Sibeli Warmling 
SISTEMA DE ADUÇÃO - CLASSIFICAÇÃO 
Prof. Sibeli Warmling 
 
No sistema de abastecimento de água ocorrem 
variações de consumo significativas, que podem ser 
anuais, mensais, diárias, horárias e instantâneas. 
 
No projeto do sistema de abastecimento de água, 
algumas dessas variações de consumo devem ser 
consideradas no cálculo do volume a ser consumido. 
SISTEMA DE ADUÇÃO - VARIAÇÃO DE CONSUMO 
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a) variações anuais: consumo per capita tende a aumentar 
com o passar do tempo e com o crescimento populacional. Em 
geral usa-se um incremento de 1% ao ano; 
 
b) variações mensais: as variações climáticas (temperatura e 
precipitação) promovem uma variação mensal do consumo. O 
consumo médio do inverno é aproximadamente 80% da média 
diária anual e do verão de mais de 25% desta média; 
SISTEMA DE ADUÇÃO - VARIAÇÃO DE CONSUMO 
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c) variações diárias: o volume distribuído num ano dividido por 365 
permite conhecer a vazão média diária anual. A relação entre o 
maior consumo diário verificado e a vazão média diária anual 
fornece o coeficiente do dia de maior consumo (k1): 
 
 k1 = vazão média do dia de maior consumo 
 vazão média diária anual 
 
Varia entre 1,2 e 2,0 (usualmente adotado no Brasil para k1 é 
1,20). As normas para projetos adotadas em cada localidade, 
estado ou região estabelecem o valor do coeficiente do dia de 
maior consumo. 
SISTEMA DE ADUÇÃO - VARIAÇÃO DE CONSUMO 
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d) variações horárias: ao longo do dia tem-se valores distintos de 
pico de vazões horária. Mas há uma hora do dia em que a vazão de 
consumo será máxima. O coeficiente da hora de maior consumo 
(k2) é a relação entre o máximo consumo horário verificado no dia 
de maior consumo e o consumo médio horário do dia de maior 
consumo. Consumo é maior nos horários de refeições e menores 
no início da madrugada. 
 
 k2 = maior vazão horária do dia 
 vazão média horária do dia 
 
O valor oscila bastante, variando entre 1,5 e 3,0. É usual adotar, para 
fins de projeto, o valor 1,5. 
SISTEMA DE ADUÇÃO - VARIAÇÃO DE CONSUMO 
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Para a curva - medidor instalado na saída do reservatório registrando as vazões horarias . 
A relação entre a maior vazão horária observada num dia e a vazão média horária do mesmo dia 
define o coeficiente da hora de maior consumo – k2 
SISTEMA DE ADUÇÃO - VARIAÇÃO DE CONSUMO 
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População final de plano e sua evolução ao longo do tempo – 
necessário para projeto de abastecimento de água. 
 
Os principais métodos utilizados para as projeções populacionais: 
 
• crescimento aritmético; 
• crescimento geométrico; 
• regressão multiplicativa; 
• taxa decrescente de crescimento; 
• curva logística; 
• comparação gráfica entre cidades similares; 
• método da razão e correlação; e 
• previsão com base nos empregos. 
SISTEMA DE ADUÇÃO - POPULAÇÃO ATENDIDA 
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Vazão de dimensionamento 
 
A equação a seguir estima a vazão de abastecimento considerando o 
consumo médio per capta com suas respectivas variações: 
 
Q = k1 .k2 P.q q 
 86400 
 
Q = vazão média anual, em L.s-1; P = população da área abastecida; 
e q = consumo médio diário per capta, em L.hab-1.d-1 . 
k1 é utilizado no cálculo de todas as unidades do sistema 
k2 é usado apenas no cálculo da rede de distribuição.. 
SISTEMA DE ADUÇÃO - DIMENSIONAMENTO 
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Vazão de dimensionamento 
 
 
 
• adução contínua sem reservatório: 
 
 
Q = k1 . k2 . P . q 
 86400 
 
 
 
SISTEMA DE ADUÇÃO - DIMENSIONAMENTO 
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Vazão de dimensionamento 
 
 • adução contínua com reservatório: 
 
Q = k1 . P . q 
 86400 
 
• adução descontínua com reservatório: 
 
Q = k1 . P . q 
 n . 3600 
 
SISTEMA DE ADUÇÃO - DIMENSIONAMENTO 
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Vazão de dimensionamento 
 
 em que: 
 
Q = vazão média anual, em L.s-1; 
P = população da área abastecida; 
q = consumo médio diário per capta, em L.hab-1.d-1; 
e n = horas de funcionamento diariamente. 
 
SISTEMA DE ADUÇÃO - DIMENSIONAMENTO 
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Vazão de dimensionamento 
 
As vazões correspondem a adução 24 h/dia (os sistemas 
por gravidade funcionam 24 horas por dia). 
 
A adutoras por recalque trabalham por um período de 
tempo “T”, que varia de 16 a 20 horas por dia (para 
permitir a manutenção dos equipamentos das elevatórias 
e permitir a operação dessas fora do horário de ponta do 
sistema elétrico). 
SISTEMA DE ADUÇÃO - DIMENSIONAMENTO 
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SISTEMA DE ADUÇÃO - DIMENSIONAMENTO 
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Onde: 
_ 
Q = vazão média, em L. s-1; 
P = população da área abastecida; em hab; 
q = consumo médio diário per capta, em L.hab-1.d-1; 
QPROD = vazão de captação e da ETA, em L. s-1 ; 
QAAT = vazão da adutora de água tratada, em L. s-1 ; 
QDIST = vazão total de distribuição, em L. s-1 ; 
t = período de funcuionamento da produção, em h; 
qETA = consumo de água na ETA, em %; 
k1 = coeficiente do dia de maior consumo; 
k2 = coeficiente da hora de maior consumo; e 
Qs = vazão singular de grande consumidor, em L. s-1. 
 
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Exercício: 
 
Calcular a vazão das unidades de adução de um sistema de 
abastecimento de água, considerando os seguintes parâmetros: 
 
• P (20 anos) = 25000 hab; 
• q = 200 L.hab-1.d-1; 
• t = 18 horas; 
• qETA = 4% 
• k1 = 1,2; • k2 = 1,5; e 
• Qs = 1,8 L.s-1. 
SISTEMA DE ADUÇÃO - DIMENSIONAMENTO 
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Os materiais empregados nas canalizações de adução 
costumam ser agrupados em três categorias principais, a 
saber: 
 
• tubulações; 
• conexões; e 
• peças especiais. 
 
Estes materiais são utilizados em todas as unidades do 
sistema, de acordo com suas características específicas 
SISTEMA DE ADUÇÃO - MATERIAIS 
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Tubulações 
 
As tubulações (canalizações construídas com tubos) são classificadas 
segundo o material de fabricação dos tubos, do tipo de junta e da 
pressão de serviço. Os tubos, as peças pré-moldadas que vão 
constituir as canalizações, podem ser de: 
 
• polietileno de alta densidade (PAD); 
• cloreto de polivinil (PVC); 
• ferro fundido dúctil (FºFº); 
• aço soldado ou rebitado; 
• concreto simples ou armado; 
• fibra de vidro; e 
• fibro-cimento (em desuso). 
 
SISTEMA DE ADUÇÃO - MATERIAIS 
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Tubulações 
 
A escolha do material dos tubos depende das pressões de 
serviço (a pressão interna quando em funcionamento 
hidráulico) que as tubulações vão ser submetidas. 
 
Esses tubos de diferentes resistências estão divididos em 
grupos geralmente denominados de classes. 
 
 
SISTEMA DE ADUÇÃO - MATERIAIS 
Prof. Sibeli WarmlingTubulações 
 
Aspectos relevantes na especificação do tubo. 
 
• facilidade de montagem (transporte, armazenagem, peso, corte, 
número de juntas e rapidez na sua execução etc); 
 
• resistência aos esforços externos (reaterros, cargas, pancadas 
acidentais etc); 
 
• funcionamento hidráulico, manutenção e durabilidade; e 
 
• custos de aquisição e montagem. 
 
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Tubulações - juntas 
 
As juntas podem ser do tipo flexível ou elástica com anéis de 
boracha (as mais comuns, especialmente para tubulações 
enterradas), soldadas (para PVC embutidas e com adesivo 
próprio), soldadas com solda elétrica em tubulações de aço, e 
flangeadas, travadas ou mecânicas para tubos de ferro fundido. 
 
Tubos metálicos normalmente são empregados para trechos de 
alta pressão e, obrigatoriamente, para trechos expostos e 
sujeitos a cargas acidentais. 
 
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Tubulações FoFo 
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Tubulações – tubos de PVC 
 
Sendo materiais bem mais econômicos e muitas vezes mais 
adequados que os tubos metálicos. 
 
Segundo as normas brasileiras, os tubos de plástico rígidos 
(PVC) podem ser fabricados para as classes 8, 10, 12, 15, 20, 
cujas pressões de ensaio são os mesmos número de kgf.cm². 
 
Diâmetros de 16 a 1200 mm. 
 
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Tubulações – tubos de PVC 
 
Possuem ótima resistência à corrosão, sendo as que menos ficam 
sujeitas ao ataque da água e de terreno agressivos. 
 
Suas paredes lisas beneficiam a capacidade de escoamento, sendo, 
sob as mesmas condições de trabalho e para mesmo diâmetro, capaz 
de fornecer uma vazão 1,4 vezes maior que o ferro fundido. 
 
Normalmente são fabricados com juntas elásticas, para 60 e 300 mm 
de diâmetro - mais comuns nos sistemas públicos de abastecimento. 
 
As juntas compõem-se de um anel de borracha que fica comprimido 
entre a ponta de um tubo e a bolsa do outro com o qual se une. 
 
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Tubos de PVC 
 
 
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Conexões 
 
São peças com finalidades específicas, tais como controle de vazões, 
esgotamento de canalizações, retirada de ar ou reenchimento de trechos 
de tubulação etc. Entre elas as mais comuns são: 
 
• válvulas de manobra para controle do fluxo; 
• válvulas de retenção para impedir retorno do fluxo; 
• ventosas para aliviar o ar das canalizações; 
• crivos par impedir a entrada de material grosseiro nos condutos; 
• válvulas de pé para manter o escorvamento dos conjuntos 
elevatórios; 
• comportas e adufas para controle das entradas e saídas de vazão; e 
• hidrante para fornecimento de água para combate a incêndios. 
 
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Conexões 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Válvulas de manobra para controle do fluxo 
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Conexões 
 
 
 
 
 
Ventosa – alivio de ar 
 
 
 
 
Válvulas de pé com crivo 
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Peças especiais 
 
Estas peças são destinadas a ligarem tubos ou segmentos de tubos entre si, 
permitindo mudanças de direção, derivações, alterações de diâmetros etc, 
e são fabricadas nas classes e juntas compatíveis com a tubulação. As mais 
comuns são: 
 
• curvas (mudanças de direção); 
• tês (derivação simples); 
• cruzetas derivação dupla; 
• reduções (mudanças de diâmetro); 
• luvas (ligação entre duas pontas); 
• caps (fechamento de extremidades); 
• junções (derivações inclinadas); etc. 
 
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Peças especiais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• 
 
 Junções e derivações 
 
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Peças especiais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Cruzeta e derivações 
 
 
 
 
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	Número do slide 1
	�É o conjunto de tubulações, peças especiais e obras de arte destinados a promover o transporte da água em um sistema de abastecimento entre:� �• captação e reservatório de distribuição;  �• captação e ETA;  �• captação a rede de distribuição;  �• ETA e reservatório;  �• ETA e rede;  �• reservatório à rede; e �• reservatório a reservatório.
	�Os sistemas de adução podem ser classificados:� �• de acordo com a energia de movimentação do líquido: gravidade, recalque e mista;��• de acordo com a natureza da água: bruta e tratada;��• de acordo com o tipo de pressão sobre a superfície do liquido: conduto forçado, livre e misto.
	Número do slide 4
	�No sistema de abastecimento de água ocorrem variações de consumo significativas, que podem ser anuais, mensais, diárias, horárias e instantâneas.��No projeto do sistema de abastecimento de água, algumas dessas variações de consumo devem ser consideradas no cálculo do volume a ser consumido. 
	�a) variações anuais: consumo per capita tende a aumentar com o passar do tempo e com o crescimento populacional. Em geral usa-se um incremento de 1% ao ano; ��b) variações mensais: as variações climáticas (temperatura e precipitação) promovem uma variação mensal do consumo. O consumo médio do inverno é aproximadamente 80% da média diária anual e do verão de mais de 25% desta média; 
	�c) variações diárias: o volume distribuído num ano dividido por 365 permite conhecer a vazão média diária anual. A relação entre o maior consumo diário verificado e a vazão média diária anual fornece o coeficiente do dia de maior consumo (k1):�� k1 = vazão média do dia de maior consumo� vazão média diária anual ��Varia entre 1,2 e 2,0 (usualmente adotado no Brasil para k1 é 1,20). As normas para projetos adotadas em cada localidade, estado ou região estabelecem o valor do coeficiente do dia de maior consumo.
	�d) variações horárias: ao longo do dia tem-se valores distintos de pico de vazões horária. Mas há uma hora do dia em que a vazão de consumo será máxima. O coeficiente da hora de maior consumo (k2) é a relação entre o máximo consumo horário verificado no dia de maior consumo e o consumo médio horário do dia de maior consumo. Consumo é maior nos horários de refeições e menores no início da madrugada.� � k2 = maior vazão horária do dia� vazão média horária do dia ��O valor oscila bastante, variando entre 1,5 e 3,0. É usual adotar, para fins de projeto, o valor 1,5.
	�����������Para a curva - medidor instalado na saída do reservatório registrando as vazões horarias . �A relação entre a maior vazão horária observada num dia e a vazão média horária do mesmo dia define o coeficiente da hora de maior consumo – k2
	�População final de plano e sua evolução ao longo do tempo – necessário para projeto de abastecimento de água.��Os principais métodos utilizados para as projeções populacionais:� �• crescimento aritmético;�• crescimento geométrico;�• regressão multiplicativa;�• taxa decrescente de crescimento; �• curva logística;�• comparação gráfica entre cidades similares;�• método da razão e correlação; e�• previsão com base nos empregos.
	�Vazão de dimensionamento��A equação a seguir estima a vazão de abastecimento considerando o consumo médio per capta com suas respectivas variações:��Q = k1 .k2 P.q q � 86400 ��Q = vazão média anual, em L.s-1; P = população da área abastecida; e q = consumo médio diário per capta, em L.hab-1.d-1 . �k1 é utilizado no cálculo de todas as unidades do sistema�k2 é usado apenas no cálculo da rede de distribuição.. 
	�Vazão de dimensionamento� � � �• adução contínua semreservatório:� � �Q = k1 . k2 . P . q � 86400���
	�Vazão de dimensionamento� � • adução contínua com reservatório:� �Q = k1 . P . q � 86400��• adução descontínua com reservatório:� �Q = k1 . P . q � n . 3600�
	�Vazão de dimensionamento� � em que:� �Q = vazão média anual, em L.s-1;�P = população da área abastecida;�q = consumo médio diário per capta, em L.hab-1.d-1; e n = horas de funcionamento diariamente.�
	�Vazão de dimensionamento� �As vazões correspondem a adução 24 h/dia (os sistemas por gravidade funcionam 24 horas por dia). ��A adutoras por recalque trabalham por um período de tempo “T”, que varia de 16 a 20 horas por dia (para permitir a manutenção dos equipamentos das elevatórias e permitir a operação dessas fora do horário de ponta do sistema elétrico).
	� � 
	Onde:�_�Q = vazão média, em L. s-1;�P = população da área abastecida; em hab; �q = consumo médio diário per capta, em L.hab-1.d-1; �QPROD = vazão de captação e da ETA, em L. s-1 ;�QAAT = vazão da adutora de água tratada, em L. s-1 ;�QDIST = vazão total de distribuição, em L. s-1 ; �t = período de funcuionamento da produção, em h;�qETA = consumo de água na ETA, em %; �k1 = coeficiente do dia de maior consumo; �k2 = coeficiente da hora de maior consumo; e �Qs = vazão singular de grande consumidor, em L. s-1.�
	�Exercício:��Calcular a vazão das unidades de adução de um sistema de abastecimento de água, considerando os seguintes parâmetros: ��• P (20 anos) = 25000 hab; �• q = 200 L.hab-1.d-1; �• t = 18 horas; �• qETA = 4% �• k1 = 1,2; • k2 = 1,5; e �• Qs = 1,8 L.s-1. 
	�Os materiais empregados nas canalizações de adução costumam ser agrupados em três categorias principais, a saber: ��• tubulações;  �• conexões; e  �• peças especiais.� �Estes materiais são utilizados em todas as unidades do sistema, de acordo com suas características específicas
	�Tubulações� �As tubulações (canalizações construídas com tubos) são classificadas segundo o material de fabricação dos tubos, do tipo de junta e da pressão de serviço. Os tubos, as peças pré-moldadas que vão constituir as canalizações, podem ser de:� �• polietileno de alta densidade (PAD);�• cloreto de polivinil (PVC);�• ferro fundido dúctil (FºFº);�• aço soldado ou rebitado;�• concreto simples ou armado;�• fibra de vidro; e�• fibro-cimento (em desuso).�
	�Tubulações� �A escolha do material dos tubos depende das pressões de serviço (a pressão interna quando em funcionamento hidráulico) que as tubulações vão ser submetidas. ��Esses tubos de diferentes resistências estão divididos em grupos geralmente denominados de classes. ��
	�Tubulações� �Aspectos relevantes na especificação do tubo.��• facilidade de montagem (transporte, armazenagem, peso, corte, número de juntas e rapidez na sua execução etc);� �• resistência aos esforços externos (reaterros, cargas, pancadas acidentais etc);� �• funcionamento hidráulico, manutenção e durabilidade; e� �• custos de aquisição e montagem.�
	�Tubulações - juntas� �As juntas podem ser do tipo flexível ou elástica com anéis de boracha (as mais comuns, especialmente para tubulações enterradas), soldadas (para PVC embutidas e com adesivo próprio), soldadas com solda elétrica em tubulações de aço, e flangeadas, travadas ou mecânicas para tubos de ferro fundido. ��Tubos metálicos normalmente são empregados para trechos de alta pressão e, obrigatoriamente, para trechos expostos e sujeitos a cargas acidentais.�
	�������������Tubulações FoFo
	�Tubulações – tubos de PVC��Sendo materiais bem mais econômicos e muitas vezes mais adequados que os tubos metálicos. ��Segundo as normas brasileiras, os tubos de plástico rígidos (PVC) podem ser fabricados para as classes 8, 10, 12, 15, 20, cujas pressões de ensaio são os mesmos número de kgf.cm². ��Diâmetros de 16 a 1200 mm.�
	�Tubulações – tubos de PVC��Possuem ótima resistência à corrosão, sendo as que menos ficam sujeitas ao ataque da água e de terreno agressivos. ��Suas paredes lisas beneficiam a capacidade de escoamento, sendo, sob as mesmas condições de trabalho e para mesmo diâmetro, capaz de fornecer uma vazão 1,4 vezes maior que o ferro fundido. ��Normalmente são fabricados com juntas elásticas, para 60 e 300 mm de diâmetro - mais comuns nos sistemas públicos de abastecimento. ��As juntas compõem-se de um anel de borracha que fica comprimido entre a ponta de um tubo e a bolsa do outro com o qual se une.�
	������������Tubos de PVC��
	�Conexões��São peças com finalidades específicas, tais como controle de vazões, esgotamento de canalizações, retirada de ar ou reenchimento de trechos de tubulação etc. Entre elas as mais comuns são:� �• válvulas de manobra para controle do fluxo;�• válvulas de retenção para impedir retorno do fluxo;�• ventosas para aliviar o ar das canalizações;�• crivos par impedir a entrada de material grosseiro nos condutos;�• válvulas de pé para manter o escorvamento dos conjuntos elevatórios;�• comportas e adufas para controle das entradas e saídas de vazão; e�• hidrante para fornecimento de água para combate a incêndios.�
	Conexões����� ������� Válvulas de manobra para controle do fluxo
	Conexões����� �Ventosa – alivio de ar���� �Válvulas de pé com crivo
	�Peças especiais��Estas peças são destinadas a ligarem tubos ou segmentos de tubos entre si, permitindo mudanças de direção, derivações, alterações de diâmetros etc, e são fabricadas nas classes e juntas compatíveis com a tubulação. As mais comuns são:� �• curvas (mudanças de direção);�• tês (derivação simples);�• cruzetas derivação dupla;�• reduções (mudanças de diâmetro);�• luvas (ligação entre duas pontas);�• caps (fechamento de extremidades);�• junções (derivações inclinadas); etc.�
	�Peças especiais�����������• �� Junções e derivações�
	����Peças especiais������������� Cruzeta e derivações����