PROJETO ÁGUAS

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Universidade Federal de Pelotas
Curso de Engenharia Civil
Disciplina: Sistemas Urbanos de água
PROJETO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
REDE DE DISTRIBUIÇÃO
Alessandro Mendes, Luan Serpa e Prisciane Demarco
http://www.ufpel.edu.br/
http://www.ufpel.edu.br/
Projetar a rede de distribuição de água de um novo
loteamento na cidade de Pelotas, esse projeto irá atender o crescimento
da cidade com horizonte de projeto de 40 anos, tendo início em 2020 e
indo até 2060.
O foco do projeto a partir desse momento é a rede de distribuição
de água.
OBJETIVO DO TRABALHO
REDES DE DISTRIBUIÇÃO
Rede de distribuição é o conjunto de peças especiais e acessórios destinados a conduzir a 
água até os pontos de tomada das instalações prediais ou os pontos de consumo público, sempre de 
forma contínua e segura. É a parte do sistema mais próxima do consumidor e abrange um custo 
estimado entre 50 a 75% do custo total de um sistema de abastecimento.
EXISTEM 3 TIPOS
• Redes Malhadas;
• Redes Ramificadas;
• Redes Mistas;
REDES DE DISTRIBUIÇÃO
• REDE MALHADA
Na rede malhada é possível fazer-se o abastecimento de qualquer ponto da rede por mais de um 
caminho, sendo mais comumente utilizado a rede malhada em anéis. 
Aqui iremos tratar somente da Rede Principal
CLASSIFICAÇÃO DOS CONDUTOS
a) Principal ou primário: também conhecido como tronco ou canalização mestra são tubulações de maior
diâmetro que tem por finalidade fornecer abastecimento as canalizações secundárias;
b) Secundário: são tubulações de menor diâmetro e tem função de abastecer diretamente os pontos de consumo
do sistema;
As redes de distribuição de água são compostas basicamente por tubulações e peças especiais, como 
curvas, tês, reduções, registros, válvulas, hidrantes. Estes materiais devem apresentar resistência suficiente para 
suportas às pressões a quais eles serão expostos.
Para a seleção destes, devemos observar:
A qualidade da água que deverá ser mantida pelo material;
A pressão suportada (afim de evitar o rompimento ou vazamento da tubulação);
Declividade do terreno e altura de transporte de água;
Dimensões de tubos e conexões disponíveis;
Propriedades do material;
O custo do material (buscando sempre o melhor custo x benefício).
MATERIAL DA REDE
Tubos de Ferro Fundido Dúctil, da marca Saint – Gobain de Classe K9;
• DNs de 80 a 600 mm;
• Boa estanqueidade;
• Alta resistência à abrasão e ao impacto;
• A rede possui Diâmetro máximo de 550mm e mínimo de 200mm;
• Revestimento externo com zinco metálico e pintura betuminosa;
• Revestimento interno com argamassa de cimento de alto forno;
• Bolsa modelo JE2GS e anel de borracha para junta elástica, com insertos metálicos de fixação
para travar a bolsa sobre a ponta do tubo;
Com isto, não é necessária a confecção de blocos de ancoragem.
MATERIAL ADOTADO PARA A REDE DE DISTRIBUIÇÃO
DIMENSIONAMENTO
𝑄𝑐 =
𝑘1∗𝑘2∗𝑃∗𝑞
86400
K1 – Coeficiente do dia de maior consumo;
K2 – Coeficiente da hora de maior consumo; 
𝑄𝑐 =
1,2∗1,5∗72373,36∗200
86400
𝑄𝑐 = 301,6 L/s
Para darmos início ao dimensionamento é necessário que tenhamos já calculado a vazão da rede, além de 
definidos os trechos da rede, os comprimentos e os diâmetros.
A vazão total adotada no dimensionamento é a vazão de distribuição Qc; 
A população adotada para o ano de 2060 é de 72.373,36 habitantes foi calculada anteriormente na primeira etapa
deste projeto, assim como o consumo per capita também foi definido de 200L/hab.dia.
TRAÇADO DA REDE 
O traçado da malha principal foi feito levando-se em consideração um raio de 400 metros entre nós, para a 
escolha do raio mais adequado foram testados ainda, outros traçados de rede, um para 200m e outro para 300m, 
todos visando o atendimento total e de qualidade de toda a área de consumo 
• 16 Nós
• 4 Anéis
ÁREAS DE INFLUÊNCIA
O cálculo das áreas de influência de cada nó foi feito com o auxílio do software AutoCAD, estimando-se a área que
cada nó deverá atender. Logo após foi utilizada a regra de 3 simples para relacionar cada área com a área total da planta de
projeto obtendo-se assim a vazão de saída de cada nó. Áreas de influência
Nó Área de influência m² Vazão do nó (L/S)
1 77041,13 27,20
2 141535,6749 49,90
3 35293,0413 12,50
4 58506,926 20,60
5 25408,3054 9,00
6 29554,3088 10,40
7 49094,0223 17,30
8 75462,6688 26,60
9 31068,87 11,00
10 28075,0401 9,90
11 37895,6454 13,40
12 52876,556 18,70
13 36634,532 12,90
14 69669,7441 24,60
15 28244,081 10,00
16 78347,5634 27,60
Soma 854708,1095 301,60
VAZÕES NOS TRECHOS
Após a definição do traçado da rede foi possível darmos início ao processo iterativo e para isso na primeira
iteração, a vazão individual de cada trecho é apenas estimada, tendo-se como critérios para a definição das 
vazões as seguintes convenções:
Nesta convenção o somatório das vazões que entram e 
saem do nó deve sempre ser zero, de modo a garantir um 
equilibrio de vazões de entrada e saída.
PERDA DE CARGA
൱ℎ𝑓 = 10,646.
𝐿𝑣
𝐷4,87
.
𝑄
𝐶
1,85
(2
Hazen Williams, 
O ferro fundido dúctil possui o coeficiente C=140
Trecho (1-2)
ℎ𝑓 = 10,646.
0,1646
140
1,85
357,81
0,454,87
ℎ𝑓1 = 0,70734
Os demais trechos foram calculados da mesma maneira
Cálculo do Resíduo das Vazões
É calculado o resíduo total referente a cada anel, e na iteração seguinte este resíduo é somado à vazão 
anterior e assim sucessivamente, até resultar um resíduo de ΔQ menor ou igual a 0,1L/s, conforme 
recomendações da NBR 12218/1994.
Método de Hardy – Cross
∆𝑄 = −
σ ℎ𝑓
1,85 σ
ℎ𝑓
𝑄
Foram feitas 7 iterações até atingirmos o resultado aceitável.
VAZÕES FINAIS
As vazões finais foram encontradas na sétima iteração, obtendo-se valores de ΔQ satisfatório às condições pré-estabelecidas. 
Os resultados desta iteração estão apresentados na tabela abaixo.
Iteração 1
Dados de projeto Chute 1 Células Programadas
Trecho L (m) D (mm) Q1 (L s-1) hf1 (m) hf1/Q1 DQ1
R-1 144,91 550 301,5557 0,330437 0,001096
Anel I
1 -> 2 357,81 450 164,6 0,707343 0,004297 -1,69661
2->6 86,91 350 114,7 0,299487 0,002611 -1,69661
6->7 137,77 250 31,29 0,221011 0,007063 -5,55645
4->7 287,21 350 -89,156 -0,621 0,006965 -1,69661
1->4 165,62 350 -109,76 -0,52608 0,004793 -1,69661
Soma 0,08076 0,02573
DQ1 anel 1 -1,69661
Iteração 2
Dados de projeto Células Programadas
Trecho L (m) D (mm) Q1 (L s-1) hf1 (m) hf1/Q1 DQ2
R-1 144,91 550 301,5557 0,330437408 0,001095776
1 -> 2 357,81 450 162,9033925 0,693913707 0,004259664 0,984208434
2->6 86,91 350 113,0033925 0,29134315 0,002578181 0,984208434
6->7 137,77 250 25,73354559 0,153935336 0,005981894 -1,291828832
4->7 287,21 350 -90,8526075 -0,643042327 0,007077863 0,984208434
1->4 165,62 350 -111,4566075 -0,541220661 0,004855887 0,984208434
Soma -0,045070795 0,024753488
Iteração 7
Dados de projeto Células Programadas
Trecho L (m) D (mm) Q1 (L s-1) hf1 (m) hf1/Q1
R-1 144,91 550 301,5557 0,330437408 0,001095776
1 -> 2 357,81 450 165,6287827 0,715543394 0,004320163
2->6 86,91 350 114,6581387 0,299284766 0,002610236
6->7 137,77 250 22,49778878 0,120052914 0,00533621
4->7 287,21 350 -88,57302893 -0,613512119 0,006926625
1->4 165,62 350 -108,6859818 -0,516594331 0,004753091
Soma
0,004774625 0,023946324
Após realizar as iterações, chegamos a essa ultima de numero 7, no caso abaixo é mostrado apenas o anel 1 para 
A visualização dos valores
PRESSÕES
A NBR 12218/1994 estabelece limites para as pressões disponíveis na rede.
 Pressão Estática Máxima: 500kPa (50mca)
 Pressão Dinâmica Mínima: 100kPa (10mca)
As cotas dos nós utilizadas para obtenção das pressões, foram estimadas por aproximação, visto que nos foi 
fornecido as cotas do terreno.
PRESSÕES
A NBR 12218/1994 estabelece limites para as pressões disponíveis na rede.
 Pressão Estática Máxima: 500kPa (50mca)
 Pressão Dinâmica Mínima: 100kPa (10mca)
As cotas dos nós utilizadas para obtenção das pressões, foram estimadas por aproximação, visto que nos 
foi fornecido as cotas do terreno.PRESSÃO ESTÁTICA MÍNIMA
A pressão estática está relacionada ao controle das perdas de água ao longo da distribuição e à resistência dos
condutos, devido às diferenças de cota entre o reservatório de abastecimento e o terreno. A norma determina o
valor máximo de 50mca.
A pressão estática mínima é calculada pela seguinte expressão:
NA= reservatório
𝑃𝑚í𝑛 = 𝑁𝐴 − 𝑐𝑜𝑡𝑎 𝑑𝑜 𝑛ó
𝑃16 = 25 − 1,65=23,35 𝑚. 𝑐. 𝑎
PRESSÃO DINÂMICA MÍNIMA
A pressão dinâmica mínima é calculada subtraindo-se 
o somatório das perdas de carga em cada nó de cada 
pressão estática correspondente.
𝑃16 = 23,35 − 3,6385
𝑃16 = 19,71 𝑚. 𝑐. 𝑎
Nós hfn (m) Cota reservatório Cota nó pressão estática mínima pressão dinâmica mínima
1
0,330437408
25 1,2 23,8 23,46956259
2
1,045980802
25 1,65 23,35 22,3040192
3
1,653685825
25 2 23 21,34631418
4 0,84703174 25 1,35 23,65 22,80296826
5
2,631013817
25 1,2 23,8 21,16898618
6
1,345265569
25 1,53 23,47 22,12473443
7
1,460543858
25 1,4 23,6 22,13945614
8
3,091993026
25 1,4 23,6 20,50800697
9
2,259479179
25 1,3 23,7 21,44052082
10
2,466301711
25 1,4 23,6 21,13369829
11
1,696622831
25 1,5 23,5 21,80337717
12
2,203807231
25 1 24 21,79619277
13
2,392531636
25 1,25 23,75 21,35746836
14
2,493221998
25 1,3 23,7 21,206778
15
1,894441226
25 1,55 23,45 21,55555877
16
3,638058175
25 1,65 23,35 19,71194182
PRESSÕES NA REDE
CONCLUSÃO
Conforme a NBR 12218/1994, o presente trabalho demonstra que com os dados do projeto e as especificações dadas, todos
os usuários da rede de abastecimento terão água em quantidade e qualidade necessária em suas residências. A tarefa de
dimensionamento de uma rede de distribuição é complexa, porém muito interessante do ponto de vista prático. O método
iterativo apesar de facilitar bastante os cálculos para a rede do tipo malhada ainda é muito trabalhoso. Todos os cálculos
apresentados foram feitos com o auxílio dos softwares AutoCAD e Excel.
Como pode ser visto pelo traçado, os nós mais distantes do reservatório serão os que terão a vazão recebida menor, mas
isto não será problema no fornecimento de água, uma vez que este valor respeita a necessidade do ponto. Através dos
cálculos apresentados das pressões obtidas, nota-se que conforme esperado o nó 16 é o ponto mais crítico da rede e mesmo
assim estes valores continuam atendendo as exigências da norma.
Com isso fica claro que para a construção desta rede o órgão responsável não encontrará nenhuma dificuldade em 
suprir as necessidades de vazão e pressão da população a ser atendida, fazendo assim que todos os pontos de consumo 
tenham em suas residências a água potável.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
NBR 12218/1994 - Projeto de rede de distribuição de água para abastecimento público
NBR 5688/1999 - Sistemas prediais de água pluvial, esgoto sanitário e ventilação - Tubos e conexões de PVC, tipo DN –
Requisitos
GUEDES, H., Rede de distribuição de água, Parte 1 e Parte 2. Apresentação da disciplina Sistemas Urbanos de Água e Esgoto.
Pelotas. Universidade Federal de Pelotas. Disponível em
<Http://migre.me/rQbHZ > Acesso em 20 de novembro de 2019.
AZEVEDO NETTO, J. M., et alli. - "Manual de Hidráulica", Ed. Edgard Blucher Ltda., 8ª Edição, São Paulo, 
1998.
CEHOP - Manual de Tubo e Conexões de Ferro Fundido Dúctil, Instalações Hidráulicas e Obras Civis, 
<http://187.17.2.135/orse/esp/ES00102.pdf>Acesso em 17 de outubro de 2015.
<https://www.sgpam.com.br/saneamento/produtos/tubos-e-conexoes-para-agua-bruta-e-tratada> Acesso em 20
de novembro de 2019.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS