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Aula 1_2_3_4_5 - Conceitos Iniciaise perda de carga

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DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS 
PREDIAIS
2019/1
Eng. Civil, MSc. Danilo Gonçalves Batista
INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS 
PREDIAIS DE ÁGUA FRIA:
 Noções básicas de hidráulica - Escoamento sob pressão;
 Instalações Hidráulicas Prediais de Água Fria.
INTRODUÇÃO
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DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS
Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista
FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
APRESENTAÇÃO DO PLANO DE ENSINO!
INTRODUÇÃO
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DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS
Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista
FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
Conforme definido na Norma 
da ABNT NBR 5626 (ABNT, 
1998), define-se instalação 
predial de água fria como: 
“Sistema composto por tubos, 
reservatórios, peças de 
utilização, equipamentos e 
outros componentes, destinado 
a conduzir água fria da fonte de 
abastecimento aos pontos de 
utilização”.
DEFINIÇÃO NORMATIVA
Norma publicada em 1998 e confirmada em 
06.10.2017
SISTEMA 
PREDIAL 
DE ÁGUA 
FRIA
DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS
Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista
Observação: 
Fazer a leitura 
das definições 
da Norma 
NBR 5626 -
Instalação 
predial de 
água fria.
(item 3 -
Definições)
Ler Apostila 1 enviada!
Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista
TIPOS DE ABASTECIMENTO 
DE ÁGUA-FRIA
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Podem ser empregados 4 sistemas 
diferentes de abastecimento, a saber:
a) Direto: alimentado diretamente 
pela rede pública. 
b) Indireto: alimentado por 
reservatório abastecido pela rede 
pública diretamente ou por recalque. 
c) Misto: alimentado pela rede 
pública e por reservatório. 
d) Hidropneumático: formado por 
um conjunto motriz capaz de 
assegurar pressão suficiente no 
sistema. 
Figura ilustrativa de um isométrico de 
uma alimentação indireta
DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS
FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO
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DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS
Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista
FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DIRETA.
Neste sistema a água 
provém diretamente da 
fonte de abastecimento
O sistema direto pode 
ser com ou sem 
bombeamento.
O sistema direto com bombeamento é 
empregada quando a rede pública não 
oferece água com pressão suficiente para 
que a mesma seja elevada aos pavimentos 
superiores do edifício.
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DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS
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FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DIRETA.
A alimentação da rede interna de distribuição é feita diretamente pelo
alimentador predial, ou seja, é efetuado diretamente da rede pública e, portanto, 
sem reservatórios. Esta modalidade requer abastecimento público com 
continuidade, abundância e pressão suficiente. O sistema direto é uma 
continuidade da rede pública, sendo a distribuição ascendente. Através deste 
sistema, a alimentação dos aparelhos, torneiras e peças da instalação predial é 
feita diretamente através da rede de distribuição.
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DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS
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Vantagens do Sistema de Distribuição Direta :
- Água de melhor qualidade devido a presença de cloro residual na rede de 
Distribuição;
- Maior pressão disponível devido a pressão mínima de projeto em redes de 
distribuição pública; 
- Menor custo da instalação, não havendo necessidade de reservatórios, bombas, 
registros de bóia, etc.
Desvantagens do Sistema de Distribuição Direta
- Falta de água no caso de interrupção no sistema de abastecimento ou de 
distribuição
- Grandes variações de pressão ao longo do dia devido aos picos de maior ou de 
menor consumo na rede pública. Pressões elevadas em prédios situados nos pontos 
baixos da cidade.
- Limitação da vazão, não havendo a possibilidade de instalação de válvulas de 
descarga devido ao pequeno diâmetro das ligações domiciliares empregadas pelos 
serviços de abastecimento público;
- Maior consumo (maior pressão);
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 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO INDIRETA.
Esquema do Sistema de Distribuição 
Indireta sem bombeamento
A água provém de um ou mais reservatórios existentes no edifício. Este
sistema pode ocorrer com ou sem bombeamento.
Quando a pressão for 
suficiente, mas houver 
descontinuidade no 
abastecimento, há 
necessidade de se prever um 
reservatório superior e a 
alimentação do prédio será 
descendente.
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 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO INDIRETA.
Sistema de distribuição indireta com bombeamento. 
Quando a pressão for insuficiente 
para levar água ao reservatório 
superior, deve-se ter dois 
reservatórios: um inferior e outro 
superior. Do reservatório inferior a 
água é lançada ao superior através do 
uso de bombas de recalque (moto-
bombas)
Sistema obrigatório 
no caso de 
edificação com mais 
de quatro 
pavimentos. 
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Vantagens Sistema de Distribuição Indireta :
- Fornecimento de água de forma contínua, pois em caso de interrupções no 
fornecimento, tem-se um volume de água assegurado no reservatório;
- Pequenas variações de pressão nos aparelhos ao longo do dia;
- Permite a instalação de válvula de descarga;
- Golpe de aríete desprezível (quando comparado com sistemas de distribuição!);
- Menor consumo que no sistema de abastecimento direto.
Desvantagens Sistema de Distribuição Indireta
- Possível contaminação da água reservada devido à deposição de lodo no 
fundo dos reservatórios e à introdução de materiais indesejáveis nos mesmos;
- Menores pressões, no caso da impossibilidade da elevação do reservatório;
- Maior custo da instalação devido a necessidade de reservatórios, registros de bóia 
e outros acessórios
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FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
 SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO MISTO.
Parte da instalação é 
alimentada diretamente 
pela rede de 
distribuição e parte 
indiretamente.
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FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
 SISTEMA HIDROPNEUMÁTICO.
Neste sistema, o escoamento na rede de distribuição é pressurizado através 
de um tanque de pressão contendo ar e água. O sistema indireto 
hidropneumático pode ser sem bombeamento, com bombeamento ou ainda 
um sistema com bombeamento e reservatórioinferior, usualmente 
denominado de sistema hidropneumático.
Observação: O sistema 
hidropneumático de 
abastecimento dispensa o uso 
de reservatório superior, mas 
sua instalação é cara, sendo 
recomendada somente em 
casos especiais para aliviar a 
estrutura. 
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DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS
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 SISTEMA HIDROPNEUMÁTICO (modelo brasileiro).
 O sistema hidropneumático é composto por um 
alimentador predial com válvula de bóia, um reservatório 
inferior, uma instalação elevatória e um tanque de pressão.
 Quando o tanque de pressão estiver submetido à pressão 
máxima e o sistema de recalque desligado, a água no 
reservatório está num nível máximo e o sistema apresenta 
condições de iniciar seu ciclo de funcionamento.
 Quando há consumo na rede de distribuição, o nível 
de água no reservatório começa a diminuir 
progressivamente. O colchão de ar expande-se e a 
pressão no interior do tanque diminui até atingir a 
pressão mínima. Nesta situação, o pressostato 
aciona o sistema de recalque elevando, 
simultaneamente, o nível de água e a pressão no 
interior do tanque aos respectivos valores máximos. 
À pressão máxima, o pressostato desliga o sistema 
de recalque, propiciando o inicio de um novo ciclo.
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DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS
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FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
 SISTEMA HIDROPNEUMÁTICO (Em outras palavras).
 O sistema hidropneumático é constituído por uma bomba centrífuga, um injetor de ar e 
um tanque de pressão. Além desses componentes principais, o sistema e automatizado 
por meio do uso de um pressostato. Geralmente a bomba, com características 
apropriadas, recalca água (geralmente de um reservatório inferior) para o tanque de 
pressão.
 Entre a bomba e o tanque de pressão, localiza-se o injetor de ar (normalmente um 
Venturi) que aspira ar durante o funcionamento da bomba e o arrasta para o interior do 
tanque de pressão. O ar é comprimido na parte superior do tanque até atingir a pressão 
máxima, quando a bomba é desligada, automaticamente pela ação do pressostato. Tem-
se, como resultado, um colchão de ar na parte superior do tanque, cujo volume varia 
com a pressão existente.
 Quando a água é utilizada em qualquer ponto de consumo, a pressão diminui, com 
consequente expansão do colchão de ar, até que a pressão mínima seja atingida, 
quando pela ação do pressostato, a bomba é ligada.
 O ciclo de funcionamento do sistema compreende o intervalo de tempo decorrido entre 
dois acionamentos de “liga” da bomba. Conhecendo-se o ciclo de funcionamento, é 
possível calcular o número médio de partidas da bomba por hora. De acordo com a 
NBR 5626, a instalação elevatória deve operar, no máximo, seis vezes por hora. 
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DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS
Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista
FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
Observação: A Norma 5626 recomenda com o mais conveniente, 
para as condições médias brasileiras, o sistema de distribuição 
indireta por gravidade, admitindo o sistema misto (indireto por 
gravidade com direto) desde que apenas alguns pontos de 
utilização, como torneira de jardim, torneiras de pias de cozinha e 
de tanques, situados no pavimento térreo, sejam abastecidos no 
sistema direto. A utilização dos sistemas de distribuição direta ou 
indireta hidropneumática deve ser convenientemente justificada.
SISTEMAS HIDRÁULICOS PREDIAIS
DIMENSIONAMENTO
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RELEMBRANDO ...
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DISCIPLINA: HIDRÁULICA E HIDROLOGIA
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FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
 A linha de carga referente a uma canalização é o lugar geométrico dos pontos 
representativos das três cargas: de velocidade, de pressão e de posição. 
 A linha piezométrica corresponde às alturas a que o líquido subiria em 
piezômetros instalados ao longo da canalização; é a linha das pressões.
 A linha de carga e a 
piezométrica estão 
separadas pelo valor 
correspondente ao termo 
v²/2g, isto é, energia 
cinética ou carga de 
velocidade. Se o 
diâmetro da canalização 
for constante, a 
velocidade do liquido 
será constante e as duas 
linhas paralelas. 
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DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA
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Definições Importantes: 
Cada valor da soma p/γ + z é 
chamado de cota piezométrica 
ou carga piezométrica. Se 
acima da linha piezométrica 
acrescentarem-se os valores 
da carga cinética v²/2g, 
obtém-se a linha de cargas 
totais ou linha de energia, 
que designa a energia 
mecânica total por unidade de 
peso de líquido. 
Assim, temos:
Cota geométrica (C.G.) = z 
Cota piezométrica (C.P.) = z + p/γ
Pressão disponível: p/ (m) = CP – CG; pode ser positiva, negativa ou nula. 
RELEMBRANDO O CONCEITO DE PRESSÃO
Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista
FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
 Pressão é uma força exercida sobre uma determinada área. Sendo assim, 
sua unidade de medida é quilograma força por centímetro quadrado –
kgf/cm². Também pode ser expressa em mca (metros de coluna d’água) 
ou Pascal (Pa) – no sistema internacional - SI.
 Correspondência destas unidades: 1kgf/cm² é a pressão exercida por uma 
coluna com 10 metros de altura, ou seja, 10 metros de coluna d’água 
(m.c.a.), ou 100.000 Pa.
OBSERVAÇÕES MÉTRICAS
PESO ESPECÍFICO DA ÁGUA
No sistema internacional:
ɣ (peso específico) da água aproximadamente 10.000 N/m³ (T= 20ºC e P= 1atm)
Ou no sistema técnico:
ɣ (peso específico) da água aproximadamente 1.000 kgf/m³ (T= 20ºC e P= 1atm)
UNIDADE DE PRESSÃO
Pa (Pascal) = é a unidade padrão de pressão e tensão no SI. Equivale a força de 
1N aplicada uniformemente sobre uma superfície de 1 m².
No sistema técnico equivale a aprox. 0,101972 kgf/m².
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DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA
Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista
FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
TOMAR CUIDADO COM OS CONCEITOS!!!
 Nas tubulações que compõem as instalações prediais, a Pressão 
Estática refere-se ao valor da pressão quando não há movimento, ou 
seja, quando o fluido está parado dentro da tubulação. O seu valor é 
proporcional ao desnível existente.
 A Pressão dinâmica, ou pressão de serviço, é a pressão verificada 
quando a água está em movimento. Esta pressão depende do traçado da 
tubulação e os diâmetros adotados para os tubos. O seu valor é a 
pressão estática menos as perdas de carga distribuída e localizada.
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EXPRESSÕES DA PERDA DE CARGA ( J )
DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA
Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista
FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
 I. Método Racional ou Moderno
Em função das variáveis hidráulicas apresentadas e utilizando o chamado 
método moderno ou racional, Darcy e Weisbach chegaram à expressão 
geral da perda de carga válida para qualquer líquido:
Sendo:
J = Perda de Carga 
l = comprimento da tubulação
d = diâmetro da tubulação
f = fator que depende da viscosidade, 
rugosidade, idade do tubo, etc.
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EXPRESSÕES DA PERDA DE CARGA ( J )
DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA
Prof. MSc. Danilo Gonçalves Batista
FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
 II. Método Empírico
Esse método consiste em aplicar uma fórmula empírica criada para água 
em uma tubulação feita com determinado material. Dentre as várias 
fórmulas criadas com esse método, cita-se, como exemplo, a fórmula de 
Fair-Whipple-Hsiao (FWH), pois é a que melhor se adapta aos nossos 
projetos (tubulações em PVC de até 100 mm de diâmetro).
Sendo:
Q = Vazão do sistema
d = diâmetro da tubulação
Em fase de projeto, o cálculo de perda de Carga 
( J ) não é comumente obtido através da 
fórmula e sim através da leitura direta do ábaco 
de Fair-Whipple-Hsiao, onde se conhecermos 
os valores de duas grandezas encontraremos os 
valores das outras duas.
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TIPOS DE PERDA DE CARGA
DISCIPLINA: INSTALAÇÕES HIDRÁULICA
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FACULDADES OBJETIVO, CURSO DE ENGENHARIA CIVIL - 8º/9º PERÍODOS: 2019/1
As perdas de carga podem ser de dois tipos:
• Normais ou distribuídas, e;
• Acidentais ou localizadas.
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