SistemaFinal Projeto Abastecimento de agua

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Universidade Federal do ABC – UFABC
 Sistemas de Abastecimento de Água
Projeto Final
Prof. Dr. Erich Kellner
Maio de 2010
Iris Gobato Gercov
Vanessa Roque Batochi
Sumário
Descrição do Empreendimento 1
Redes 1
Reservatórios 10
Boosters 11
Tratamento de Água 15
Referências Bibliográficas 19
Descrição do Empreendimento
O loteamento para o qual se destina o dimensionamento do Sistema de Abastecimento de 
Água é composto por áreas residencial e pública. Pertencendo à primeira classe encontram-
se 1915 lotes residenciais, com diferentes áreas, dispostos em 53 quadras, cuja área total é 
de 490.255,96 m². Enquanto que, na segunda classe, há sistema viário (área total de 
243.335,43 m²), áreas públicas constituídas por equipamentos urbanos e comunitários (área 
total de 75.346,56 m²), espaços livres de uso público (área total de 75.346,56 m²), áreas 
verdes e sistema de lazer.
Para o empreendimento em questão foram adotados os seguintes parâmetros:
• Densidade populacional de 5 habitantes por lote;
• Demanda per-capita de 200 litros por habitante por dia;
• Coeficiente do dia de maior consumo de 1,25;
• Coeficiente da hora de maior consumo de 1,50;
• Mínima pressão dinâmica a ser disponibilizada na rede de 15 metros de coluna 
d'água.
Redes
A rede dimensionada neste projeto foi dividida em duas porções, uma para a zona alta e uma 
para a zona baixa. As plantas entregues em anexo exibem a localização de cada uma 
dessas zonas, e a distribuição das tubulações.
Tanto a rede baixa quanto a rede alta foram projetadas no software Epanet, destinado a 
facilitar os cálculos para sistemas de abastecimento de águas. As redes foram desenhadas 
de modo que todos os lotes e espaços livres de uso público fossem abastecidos, e tivessem 
tubulações disponíveis em pelo menos uma de suas vias de acesso. As figuras 1 e 2 exibem 
o traçado das redes baixa e alta, respectivamente, como simuladas no Epanet.
1
Figura 1 – Traçado da rede baixa no Epanet.
Figura 2 – Traçado da rede alta no Epanet.
O material escolhido para o projeto foi o ferro fundido, que possui rugosidade de 
aproximadamente 0,26 milímetros. Tal escolha não seguiu critérios de custo, visto que não 
era o objetivo principal da proposta, mas recomendar-se-ia num sistema real a utilização de 
material com custo mais baixo. Foram escolhidas juntas elásticas para todo o sistema.
Após o traçado das redes, foram determinados os valores de consumo base para cada um 
dos nós, de modo que todas as áreas fossem abastecidas (exceto as áreas públicas, que 
não necessitam de abastecimento por estarem desocupadas).
O cálculo do consumo base para cada nó foi feito do seguinte modo:
• Inicialmente, foram determinadas quais áreas seriam abastecidas para cada nó;
• O consumo de cada lote corresponde ao consumo per-capita (200l/hab.dia), 
multiplicado pela população de cada lote (5 hab/lote) e pelos coeficientes de dia e 
hora de maior consumo (1,25 e 1,50, respectivamente). Tal valor foi dividido por 
2
86.400, de modo que se obtivesse o valor em unidades de l/s. Assim, o consumo para 
cada lote é de aproximadamente 0,022 l/s.
• O consumo dos espaços livres de uso público (áreas verdes e sistemas de lazer) é de 
aproximadamente 1,5 l/m².dia.
O consumo de cada nó, bem como as áreas abastecidas por eles, podem ser verificados na 
planta de nós, entregue juntamente com este relatório.
Após definição do consumo de cada nó, foram inseridos os dados topográficos, indicando a 
cota no terreno para cada nó.
Os trechos tiveram seus parâmetros também inseridos: comprimento, rugosidade e o 
diâmetro (escolhido sem critérios, e corrigido posteriormente).
Foi utilizado, para cada uma das redes, um reservatório de nível fixo, onde foram definidas a 
cota no terreno e a altura d’água (escolhida sem critérios, e corrigida posteriormente). As 
perdas de carga localizadas detectadas na saída do reservatório são as seguintes (segundo 
a norma NBR 12217):
• Válvula borboleta (K=0,30);
• Saída do tanque para tubulação, normal (K=0,5);
• Crivo (K=0,75);
• Medidor de vazão Venturi (K=2,50).
Para incluir todas essas perdas localizadas, foi incluído no primeiro trecho, que sai do 
reservatório para a rede, um coeficiente de perdas de carga singulares K=4,05.
Tendo todos esses parâmetros incluídos no software, foram feitas simulações de 
aprimoramento. Os diâmetros das tubulações foram alterados, de modo a diminuir as 
velocidades muito altas e garantir que a mínima pressão dinâmica estivesse acima de 15 
mca. O nível d'água do reservatório foi definido como sendo o mínimo para que tal pressão 
mínima fosse garantida no ponto mais desfavorável da rede, e também para garantir que a 
pressão estática máxima na rede não ultrapassasse 50 mca (conforme recomenda a NBR 
12218). 
As tabelas 1 e 2, geradas pelo Epanet, exibem os valores finais para cada parâmetro nas 
redes, para as redes baixa e alta, respectivamente.
Tabela 1 – Relatório completo da rede baixa.
Tabela de Trecho - Nó
Trecho Início Fim Comprimento Diâmetro
ID Nó Nó m mm
1 1 8 670 200
2 3 2 220 50
3 3 4 64 50
4 4 5 220 50
5 4 6 64 75
6 6 7 64 75
7 7 8 64 150
8 8 9 64 150
9 9 10 64 150
10 10 11 64 100
11 11 12 64 75
12 12 19 64 50
13 11 18 220 50
14 10 17 220 50
15 9 16 220 50
17 7 14 220 50
3
18 6 13 220 50
27 20 21 64 150
28 21 22 64 150
29 22 23 64 150
30 23 24 64 50
31 24 25 64 50
32 25 26 64 100
33 26 27 64 50
35 28 29 70 50
41 38 37 64 50
42 37 36 64 50
43 36 35 64 50
44 35 34 64 50
45 34 33 64 50
46 33 32 64 50
63 32 28 180 50
56 4 20 220 75
57 6 21 220 50
65 7 22 220 50
66 8 23 220 150
67 9 24 220 75
68 10 25 220 75
69 11 26 220 50
70 12 27 220 50
71 20 39 220 50
72 21 38 220 50
73 22 37 220 50
74 23 36 220 100
75 24 35 220 50
76 25 34 220 50
77 26 33 220 50
78 27 28 40 50
79 29 30 220 50
80 30 31 70 50
81 32 31 40 50
82 31 40 150 50
83 33 41 190 50
84 34 42 190 50
85 35 43 190 50
86 36 44 190 50
87 37 45 190 50
88 38 46 190 50
4
Resultados nos Trechos
Trecho Vazão Velocidade Perda de carga
ID LPS m/s m/km
1 25.87 0.82 4.11
2 0.00 0.00 0.00
Resultados nos Nós
Nó Consumo Carga Hidráulica Pressão
ID LPS m m
1 -25.87 874.00 0.00
2 0.00 870.53 19.03
3 0.46 870.53 27.53
4 1.37 870.66 24.66
5 0.00 870.66 16.66
6 1.82 870.74 22.24
7 1.82 871.2 20.70
8 1.82 871.25 19.75
9 1.82 871.03 18.53
10 1.82 870.91 18.41
11 1.80 870.67 18.17
12 0.85 870.5 19.00
13 0.00 870.74 15.74
14 0.00 871.2 16.20
16 0.00 871.03 17.53
17 0.00 870.91 19.91
18 0.00 870.67 22.17
19 0.00 870.5 23.00
20 0.46 87083 31.33
21 0.91 870.84 27.84
22 0.91 870.85 24.35
23 0.91 870.88 22.38
24 0.91 870.42 20.42
25 0.91 869.84 18.34
26 0.91 869.80 17.30
27 0.46 869.40 16.40
28 0.46 868.98 16.98
29 0.05 868.90 16.90
30 0.26 868.72 21.22
31 0.46 868.72 21.72
32 0.39 868.80 20.30
33 0.78 868.97 20.97
34 0.78 869.26 22.76
35 0.78 869.78 24.78
36 0.78 870.58 27.58
37 0.78 870.49 29.49
38 0.39 870.49 32.49
39 0.00 870.83 35.83
40 0.00 868.72 27.72
41 0.00 868.97 28.97
42 0.00 869.26 30.26
43 0.00 869.78 32.78
44 0.00 870.58 36.58
45 0.00 870.49 40.49
46 0.00 870.49 42.49
5
3 -0.46 0.23 2.08
4 0 0 0
5 -1.02 0.23 1.2
6 -2.64 0.6 7.32
7 -4.86 0.28 0.69
8 11.38 0.64 3.48
9 7.98 0.45 1.76
10 4.02 0.51 3.75
11 1.57 0.36 2.73
12 0 0 0
13 0 0 0
14 0 0 0
15 0 0 0
17 0 0 0
18 0 0 0
27 -1.26 0.07 0.06
28 -2.77 0.16 0.24
29 -3.68 0.21 0.41
30 0.88 0.45 7.09
31 1.00 0.51 9.07
32 1.70 0.22 0.74
33 0.81 0.41 6.13
35 0.32 0.16 1.10
41 0.00 0.00 0.00
42 -0.38 0.19 1.47
43 1.18 0.60 12.51
44 0.94 0.48 8.18
45 0.68 0.35 4.44
46 0.53 0.27 2.72
63 -0.30 0.15 0.99
56 -0.81 0.18 0.79
57 -0.20 0.10 0.45
65 0.40 0.20 1.61
66 7.81 0.44 1.69
67 1.58 0.36 2.74
68 2.13 0.48 4.87
69 0.65 0.33 3.99
70 0.73 0.37 4.98
71 0.00 0.00 0.00
72 0.39 0.20 1.58
73 0.40 0.20 1.65
74 2.34 0.30 1.34
75 0.55 0.28 2.91
76 0.52 0.26 2.66
77 0.62 0.32 3.73
78 1.08 0.55 10.62
79 0.27 0.14 0.81
80 0.02 0.01 0.01
81 0.44 0.22 1.94
82 0.00 0.00 0.00
83 0.00 0.00 0.00
84 0.00 0.00 0.00
850.00 0.00 0.00
6
86 0.00 0.00 0.00
87 0.00 0.00 0.00
88 0.00 0.00 0.00
Tabela 2 – Relatório completo da rede alta.
Tabela de Trecho - Nó
Trecho Início Fim Comprimento Diâmetro
ID Nó Nó m mm
1 1 3 30 250
2 3 4 20 200
3 4 5 62 150
4 5 6 62 150
5 4 7 220 150
6 8 7 64 50
7 8 9 220 50
8 8 10 180 50
9 7 11 180 50
10 10 11 62 50
11 11 12 40 50
12 11 13 62 50
13 14 13 180 50
14 7 14 62 150
15 5 14 220 50
16 13 15 62 150
17 14 16 62 150
18 6 16 220 50
19 16 15 180 50
20 6 17 62 150
22 17 18 150 50
23 18 19 70 50
24 16 19 62 150
25 19 20 80 75
26 20 21 100 50
27 15 21 62 50
28 17 22 62 150
29 22 23 90 50
30 18 23 120 50
31 23 24 70 75
32 19 24 160 50
33 20 25 200 50
34 24 25 60 50
35 21 26 300 50
36 25 26 240 50
37 22 27 60 100
38 27 28 80 50
39 27 29 90 100
40 29 30 70 100
41 24 31 70 150
42 29 31 130 50
43 30 32 70 50
44 31 32 100 50
7
45 32 33 150 50
46 33 26 320 50
47 34 33 64 50
48 35 30 62 150
49 35 34 220 50
50 36 35 220 50
51 34 37 62 50
52 35 38 62 75
53 38 37 220 50
54 39 38 220 50
55 37 40 62 50
56 38 41 62 75
57 41 40 220 50
58 42 41 220 50
59 41 44 62 50
60 45 44 220 50
Resultados nos Nós
Nó Consumo
Carga Hidráuli-
ca Pressão
ID LPS m m
1 -17.27 888.00 0.00
3 0.00 887.96 15.96
4 0.91 887.92 15.92
5 0.91 887.76 16.76
6 0.91 887.64 18.64
7 0.65 887.65 18.65
8 0.41 887.43 17.93
9 0.00 887.43 15.43
10 0.33 887.36 20.36
11 0.11 887.38 20.88
12 0.00 887.38 20.88
13 0.33 887.37 24.37
14 0.65 887.60 20.10
15 0.04 887.37 26.37
16 0.65 887.57 22.57
17 0.63 887.54 21.04
18 0.43 887.30 21.50
19 0.63 887.55 23.55
20 0.61 887.35 25.85
21 0.22 887.24 28.74
22 0.46 887.47 22.97
23 0.00 886.93 23.43
24 0.58 886.79 24.79
25 0.37 886.75 25.25
26 0.52 886.34 35.34
27 0.39 887.10 22.60
28 0.00 887.10 22.60
29 0.3 886.62 25.62
30 0.19 886.24 28.24
31 0.13 886.78 27.28
32 0.46 886.20 29.20
33 0.46 885.72 30.72
34 0.46 885.53 32.03
8
35 0.91 886.20 29.70
36 0.00 886.20 22.20
37 0.91 885.27 33.77
38 0.91 885.64 31.14
39 0.00 885.64 24.14
40 0.46 885.25 36.25
41 0.89 885.45 34.45
42 0.00 885.45 26.95
44 0.46 885.33 37.83
45 0.00 885.33 30.33
Resultados nos Trechos
Trecho Vazão Velocidade Perda de carga
ID LPS m/s m/km
1 17.27 0.35 1.43
2 17.27 0.55 1.78
3 9.73 0.55 2.57
4 8.56 0.48 2.01
5 6.63 0.38 1.24
6 -0.59 0.30 3.39
7 0 0.00 0.00
8 0.18 0.09 0.39
9 0.38 0.19 1.50
10 -0.15 0.07 0.25
11 0 0.00 0.00
12 0.13 0.07 0.17
13 0.36 0.18 1.31
14 5.01 0.28 0.73
15 0.26 0.13 0.72
16 0.16 0.01 0.00
17 4.26 0.24 0.54
18 0.16 0.08 0.30
19 0.33 0.17 1.13
20 7.49 0.42 1.56
22 0.39 0.20 1.59
23 -0.60 0.31 3.52
24 3.43 0.19 0.36
25 1.49 0.34 2.46
26 0.32 0.16 1.09
27 0.45 0.23 2.02
28 6.47 0.37 1.18
29 0.80 0.41 5.96
30 0.56 0.29 3.09
31 1.36 0.31 2.09
32 0.71 0.36 4.77
33 0.56 0.28 3.00
34 0.22 0.11 0.56
35 0.55 0.28 2.99
36 0.41 0.21 1.70
37 5.21 0.66 6.18
38 0.00 0.00 0.00
39 4.82 0.61 5.32
40 4.87 0.62 5.41
41 1.27 0.07 0.06
9
42 -0.35 0.18 1.26
43 0.24 0.12 0.62
44 0.79 0.40 5.86
45 0.57 0.29 3.17
46 -0.44 0.22 1.95
47 -0.56 0.28 3.02
48 -4.43 0.25 0.58
49 0.56 0.29 3.08
50 0.00 0.00 0.00
51 0.66 0.34 4.19
52 2.96 0.67 9.12
53 0.41 0.21 1.69
54 0.00 0.00 0.00
55 0.16 0.08 0.31
56 1.64 0.37 2.96
57 0.30 0.15 0.94
58 0.00 0.00 0.00
59 0.46 0.23 2.08
60 0.00 0.00 0.00
Reservatórios
Para ficar em conformidade com a NBR 12217, foi acrescentado 0,3 m à altura máxima de 
nível d'água estipulada dos reservatórios, há medição e controle de vazão na saída dos 
mesmos; sistema de fechamento por válvula borboleta na saída; dispositivo para impedir 
formação de vórtice; extravasor, em que a água coletada no mesmo será encaminhada, 
através de tubo vertical, para uma caixa e em seguida para um corpo receptor adequado; 
dispositivo medidor de nível máximo de água, constituído por uma bóia; descarga de fundo, 
abaixo do N.A. mínimo, com diâmetro de 150 mm; escadas internas e externas, fixadas no 
topo, base e a cada 3 m, com guarda-corpo instituído a partir de 2 m acima do solo até 1 m 
antes do topo do reservatório; pára-raio e sinalizador.
Para a zona alta, conforme dados obtidos através do software Epanet, foi projetado um 
reservatório de nível fixo através dos cálculos matemáticos e suposições descritos a seguir.
Como vazão necessária tem-se 17,27 l/s, que é equivalente à 1492,128 m³/dia, e para 
atender à exigência de que o volume de reserva deve ser 1/3 do volume necessário, 
acrescentou-se a este valor 497,376 m³/dia, totalizando num volume diário de 1989,504 m³. 
Assim, supondo que o reservatório terá forma cilíndrica, e sabendo que a altura de água 
necessária para manter a pressão mínima na rede em 15 mca é de 17 m, seu raio foi 
calculado como 6,104 m.
Portanto, o reservatório de nível fixo da zona alta será apoiado, de concreto armado comum, 
terá forma cilíndrica, com 6,104 m de raio e 17,3 m de altura, e estará na cota 871,0 m do 
terreno. 
Analogamente, para a zona baixa foram realizados os mesmos procedimentos, 
desenvolvidos abaixo.
Tendo que a vazão necessária é de 25,87 l/s, equivalente à 2235,168 m³/dia, e para atender 
à exigência de que o volume de reserva deve ser 1/3 do volume necessário, acrescentou-se 
a este valor 745,056 m³/dia, totalizando num volume diário de 2980,224 m³. Supôs-se 
também que a forma do reservatório é cilíndrica, e sabendo que a altura de água necessária 
para manter a pressão mínima na rede em 15 mca é de 8 m, seu raio foi calculado como 
10,89 m.
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Portanto, o reservatório de nível fixo da zona baixa será apoiado, de concreto armado 
comum, terá forma cilíndrica, com 10,89 m de raio e 8,3 m de altura, e estará na cota 866,0 
m do terreno.
Boosters
A água utilizada para abastecer o loteamento provém de uma adutora de água tratada com 
pressão dinâmica de 8 mca. Tal adutora encontra-se na cota de 846 m. Levando em conta a 
menor complexidade de projeto da estação elevatória, e as características de provisão da 
água (vindo de adutora, em vez de manancial), bem como a altura manométrica de recalque 
não tão alta, optou-se por utilização de boosters para abastecer os reservatórios.
Apesar do dimensionamento ter sido feito aqui para a vazão máxima, deve-se lembrar que 
boosters necessitam de motores com potência variável. Além, disso, foi dimensionado 
apenas um booster para cada zona, mas devem ser instalados ao menos um booster reserva 
para cada zona, de dimensões idênticas ao dimensionado aqui, para permitir manutenção e 
não interromper o abastecimento em caso de defeito (conforme recomenda a NBR 12214).
Ainda deve ser construído, na estação elevatória, um sistema de drenagem para possíveis 
vazamentos de gaxeta ou selos mecânicos das bombas. Devem ser instalados dispositivos 
de operação, controle e alarme que proporcionem indicação visual e sonora de condição 
potencial de perigo e, em situação crítica, porém ainda segura, interrompam o funcionamento 
do sistema. Devem ser implementados dispositivos e equipamentos que limitem o nível de 
intensidade sonora, no interior da elevatória e na vizinhança, a valores recomendados na 
NBR 10152, bem como extintores de incêndio e quaisquer outros dispositivos previstos na 
NBR 121214 ou outras normas de segurança.
Foram escolhidos um booster para o reservatório baixo e um booster para o reservatório alto, 
cada um deles sendo dimensionado de modo separado. A localização dos boosters é 
indicada na planta do projeto, e está na cota de 847 m, próxima à entrada d'água pela 
adutora, numa área pública.
Para escolha dos boosters, foi necessário identificar o recalque necessário e a pressão na 
entrada deles (de modo a evitar cavitação).
A vazão a ser recalcada pelos boosters equivale, no total, ao coeficiente do dia de maior 
consumo (1,25), multiplicado pela população total (1915 lotes x 5 hab/lote) e pelo consumo 
per-capita (200 l/hab.dia), somando-se ainda a vazão especial referente ás áreas verdes e 
sistemas de lazer (mantendo sempre as mesmas unidades). Assim, a vazão total a ser 
recalcada é de 29,3 l/s.
A vazão a serrecalcada pelo booster baixo equivale à fração baixa da vazão total, 17,53 l/s, 
e a vazão a ser recalcada pelo booster alto equivale à fração alta da total, 11,7 l/s.
Aplicando a fórmula de Bresse a essas vazões, obtivemos diâmetro de 200 mm para as 
adutoras. Com tal diâmetro, temos velocidade de 0,56 m/s para o booster baixo e 0,37 m/s 
para o alto. Utilizando tais valores de diâmetro e velocidades, em tubos de ferro fundido 
transportando água fria, encontra-se o fator de atrito f=0,025 para o baixo e f=0,027 para o 
alto. [1]
O desnível geométrico é calculado como a cota no terreno de cada reservatório mais seu 
nível d’água, menos a cota no terreno de cada booster (como trata-se de booster, a água já 
chega na bomba com determinada pressão, portanto o desnível foi calculado tendo como 
base o eixo da bomba em vez do nível na adutora principal, e a pressão na entrada da 
bomba será calculada adiante). Assim, teremos desnível de 27 m para o booster baixo e de 
41 m para o alto.
As perdas de carga para cada booster incluem as distribuídas e as localizadas. Temos um 
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comprimento de 626 m de recalque para a zona baixa e de 766 m para a zona alta. O 
coeficiente de perda localizada no recalque é de 1,6 (equivalente a 4 curvas de 90º).
Deste modo, temos as curvas do sistema para cada zona, de acordo com a equação abaixo:
H (manométrica) = H (geométrica) + [(fL)/D+K] x [8/(π²D4g)] x Q²
• Zona baixa: H = 27 + 4127,8 Q²
• Zona alta: H = 41 + 5428,4 Q²
Ao inserir a vazão desejada e altura manométrica correspondente na quadrícula de bombas 
da série KDB Meganorm (figura 3), encontramos a bomba 40-125 para a zona baixa e 40-
160 para a alta, ambas em rotação de 3500 rpm.
Figura 3 – Quadrícula de bombas da série KSB-Meganorm. [2]
Verificando, então, as curvas dessas bombas e suas interseções com a curva do sistema, 
nota-se que há bombas disponíveis com ponto de funcionamento nos valores de vazão e 
altura manométrica correspondente desejados a princípio.
Assim, para uma vazão de 0,01753 m³/s = 63,11 m³/h (correspondente à rede baixa), 
obtemos pela curva do sistema uma altura manométrica de 28,3 m. Tal ponto de 
funcionamento é possibilitado por um diâmetro de rotor de 139, com eficiência de 70%, 
NPSH requerido de 4,5 m e potência de 8 hp (figura 4).
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Figura 4 – Curvas da bomba 40-125. [2]
Do mesmo modo, para uma vazão de 0,0117 l/s = 42,12 m³/h (correspondente à rede alta), 
obtemos uma altura manométrica de 41,74 m. Tal ponto é atingido por um diâmetro de rotor 
de 147, eficiência de 68%, NPSH requerido de 2,5 m e potência de 9 hp (figura 5).
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Figura 5 – Curvas da bomba 40-160. [2]
Como o ponto de funcionamento encontrado para aos dois boosters equivale à vazão 
necessária, não foi preciso plotar outros pontos da curva do sistema. No entanto, num 
sistema real, recomenda-se análise de parâmetros para diferentes bombas, tal que seja 
escolhida a que apresentar menor custo, entre outras otimizações.
Encontrados os pontos de funcionamento, podemos verificar se haverá cavitação nas 
bombas, o que inviabilizaria sua implementação, exigindo troca das bombas. Para verificar 
cavitação, devemos calcular a pressão na entrada das bombas.
As perdas de carga entre a adutora principal e os boosters definem a pressão na entrada das 
bombas. Assim, as perdas localizadas, em ambos os casos, possuem coeficiente K=9,25, 
proveniente dos seguintes dispositivos:
• 4 curvas de 90º (K=0,4);
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• 1 válvula de retenção (K=0,05);
• 2 registros (K=2,5);
• 1 redução (K=0,15).
Os registros e redução devem ser incluídos no eixo da bomba, mas deve haver um by-pass 
nos boosters, de modo que a água possa ser desviada quando necessário. Neste by-pass 
deve haver um registro e uma válvula de retenção (que permanecerá fechada durante o 
bombeamento). O esquema da instalação do booster encontra-se em desenho entregue em 
anexo.
Quanto às perdas distribuídas, temos 93,56 m de extensão entre a adutora principal e os 
boosters.
A perda total, calculada pela fórmula de Darcy-Weisbach, é de 0.34 m para o booster baixo e 
de 0,15 m para o alto.
Sendo assim, a pressão na entrada dos boosters consiste na pressão da adutora principal (8 
mca), menos o desnível geométrico entre ela e os boosters (1 m), menos as perdas. Então, a 
pressão na entrada do booster baixo será de 6,66 m e do booster alto de 6,85 m.
Nota-se que as pressões na entrada das bombas supera os NPSHs requeridos em mais de 
20%, conforme recomenda a NB 590. Sendo assim, não haverá cavitação, e as bombas 
satisfazem a operação do sistema.
Tratamento da Água
Um sistema público de abastecimento de água deverá fornecer à comunidade água potável, 
isto é, água de boa qualidade para a alimentação humana e outros usos, dos pontos de vista 
físico, químico, biológico e bacteriológico. Para tal e em função das características 
qualitativas da água fornecida pelos mananciais, procede-se ao tratamento da água em 
instalações denominadas estações de tratamento. A análise química e os exames físico e 
bacteriológico da água dos mananciais abastecedores, feitos com freqüência, determinarão a 
necessidade ou não de submeter essa água a processos corretivos, a fim de garantir a boa 
qualidade e a segurança higiênica.
O tratamento da água deverá ser efetuado quando for comprovada a sua necessidade e a 
purificação for indispensável, compreendendo os processos imprescindíveis à obtenção da 
qualidade necessária para abastecimento público.
Muitas cidades, entre as quais importantes metrópoles, dispõem de água bruta de qualidade 
aceitável, dispensando portanto o tratamento completo da mesma, procedendo apenas à 
coloração preventiva e, eventualmente, à fluoretação. Dentre essas cidades podemos citar: 
New York, Roma, Madrid, Natal, Florianópolis e Ribeirão Preto, entre outras.
É importante salientar que a necessidade do tratamento e os processos exigidos deverão ser 
determinados em função dos padrões de potabilidade internacionalmente aceitos para água 
de abastecimento público, e com base em inspeções sanitárias e resultados representativos 
de exames e análises cobrindo um período razoável de tempo. Caso contrário, o projetista 
poderá ser levado a cometer erros grosseiros, pois as características qualitativas e 
quantitativas das águas dos mananciais variam sensivelmente no decorrer do ano, 
notadamente as águas provenientes de mananciais superficiais.
A norma da ABNT, NBR 12216/1989 (NB 592), Projeto de Estação de Tratamento de Água 
para Abastecimento Público, define os seguintes tipos de águas naturais, para fins de 
abastecimento:
Tipo A – águas subterrâneas ou superficiais protegidas, potáveis;
Tipo B – águas subterrâneas ou superficiais, não protegidas e que não exigem coagulação 
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química para potabilização;
Tipo C – águas superficiais não protegidas que exigem coagulação química para 
potabilização;
Tipo D – águas superficiais não protegidas, sujeitas a fontes poluidoras e que exigem 
processos especiais para potabilização.
O tratamento da água é feito para atender a várias finalidades.
a) Finalidades higiênicas: remoção de bactérias, eliminação ou redução de substâncias 
tóxicas ou nocivas; redução do excesso de impurezas; redução de teores elevados de 
compostos orgânicos, algas, protozoários e outros microorganismos.
b) Finalidades estéticas: correção da cor, turbidez, odor e sabor.
c) Finalidades econômicas: redução da corrosividade, dureza, cor, turbidez, ferro, manganês, 
odor e sabor.
Os principais processos de purificação adotados normalmente são mostrados nas subseções 
a seguir.
1 – Micro-peneiramento
Para retenção de sólidos finos não coloidais em suspensão, por exemplo, algas.
2 – Aeração
A aeração das águas pode ser realizada com os seguintes objetivos:
a) remoção de gases dissolvidos em excesso nas águas (CO2, H2S);
b) remoção de substâncias voláteis;c) introdução de oxigênio (inclusive para a oxidação de ferro).
Geralmente o processo é aplicável para as águas que no seu estado natural não tenham 
contato direto com o ar, como, por exemplo, águas do lençol freático captadas em galerias de 
infiltração, águas do lençol artesiano, águas provenientes de partes profundas de grandes 
lagos ou represas.
A experiência mostra que podem ser obtidos bons resultados com pouco tempo de aeração: 
1 a 2 segundos.
Os principais tipos de aeradores encontrados na prática são:
a) aeradores de queda, por gravidade (do tipo cascata; e de taboleiros);
b) aeradores de repuxo;
c) ar difuso;
d) aeradores mecânicos.
3 – Coagulação e floculação
A coagulação é um processo químico que visa aglomerar impurezas que se encontram em 
suspensões finas, em estado coloidal, em partículas sólidas que possam ser removidas por 
sedimentação ou filtração. As partículas agregam-se, constituindo formações gelatinosas 
inconsistentes, denominadas flocos. Os flocos inciais são formados rapidamente e a eles 
aderem as partículas.
Os reagentes em geral empregados são:
a) coagulantes, compostos de elementos que produzem hidróxidos gelatinsosos, como os 
sulfatos de alumínio e de ferro;
b) álcalis, para prover e manter a alcalinidade necessário ao processo (tais como hidróxido 
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de cálcio, carbonato de sódio) sempre que necessários.
O coagulante mais comumente empregado é o sulfato de alumínio, pelo fato de ser 
facilmente obtido e de baixo custo.
Tem sido verificado que as condições de floculação podem ser melhoradas mediante o 
emprego de agentes auxiliares de coagulação, tais como:
a) sílica ativada;
b) polieletrólitos;
c) argila fina preparada (bentonita).
Todo processo de tratamento químico e preparação da água para a decantação e filtração 
compreende duas fases distintas:
a) mistura rápida que consiste na adição dos compostos químicos ou reagentes e sua 
dispersão uniforme na água.
b) formação dos flocos e seu desenvolvimento ou condicionamento.
A primeira fase pode ser efetuada no próprio dispositivo de medição de vazão da estação de 
tratamento (por exemplo calha Parshall) ou em câmaras especiais denominadas câmaras de 
mistura rápida, com agitadores mecânicos.
A fase seguinte se realiza em câmaras de agitação lenta ou floculadores. Esses floculadores 
podem ser hidráulicos (chicanas com movimento horizontal ou vertical da água) ou 
mecanizados (de eixo vertical ou de eixo horizontal).
4 – Decantação/sedimentação
São operações dinâmicas de separação de partículas sólidas suspensas na água. Essas 
partículas, sendo mais pesadas que a água, tenderão a cair para o fundo, verificando-se 
então a sedimentação. A água, livre dessas partículas, é removida por vertedouros 
superficiais, o que contitui a decantação. Trata-se pois, de duas operações simultâneas na 
mesma unidade.
Aumentando-se ou diminuindo-se a velocidade de escoamento das águas, alteram-se os 
efeitos de turbulência, provocando a deposição dessas partículas, quando a turbulência é 
reduzida. Isso de consegue em tanques onde se procura evitar ao máximo a turbulência, 
denominando-se os mesmos decantadores ou bacias de sedimentação.
Na técnica de purificação das águas de abastecimento, emprega-se a sedimentação com as 
seguintes finalidades:
a) remoção de areia;
b) remoção de partículas sedimentáveis finas, sem coagulação (decantação simples);
c) retenção de flocos: sedimentação após coagulação.
Sob o ponto de vista prático, os decantadores podem ser classificados como segue.
a) decantadores de escoamento horizontal, onde a água igualmente distribuída na seção 
transversal, se movimenta longitudinalmente, de uma extremidade a outra.
b) decantadores de escoamento vertical, nos quais a água dirigida para a parte inferior, 
desloca-se a seguir em movimento ascendente para a saída.
c) decantadores tubulares ou de alta taxa, onde a sedimentação é feita com o emprego de 
módulos tubulares (decantação laminar).
A remoção de lodo sedimentado pode ser mecanizada ou por simples pressão hidráulica.
5 – Filtração
A filtração da água como processo de purificação consiste em fazê-la atravessar camadas 
porosas capazes de reter impurezas. O material poroso comumente empregado como meio 
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filtrante é a areia, sendo que outros materiais têm sido utilizados com sucesso, entre os quais 
o carvão duro (antracito) e a granada.
Em sistemas públicos de abastecimento de água são empregados dois tipos principais de 
filtros de areia:
a) filtros lentos;
b) filtros rápidos.
Filtros lentos
São utilizados nos casos em que a água bruta apresenta pouca turbidez e baixa cor, águas 
do tipo B, ou que se enquadrem nesse tipo após pré-tratamento, não exigindo tratamento 
químico (coagulação-sedimentação). A camada filtrante é constituída de areia mais fina e a 
velocidade com que a água atravessa a camada filtrante é relativamente baixa. A lavagem de 
areia é externa ao filtro, por meio de retiradas sucessivas das camadas colmatadas que, 
concluído o ciclo, são recolocadas no filtro após lavagem.
Filtros rápidos
Diferem dos filtros lentos não só pela velocidade de filtração como pela sua construção e 
modo de operação. São constituídos com condições de autolavagem através de inversão de 
fluxo normal de funcionamento. Os filtros rápidos recebem geralmente água tratada 
quimicamente e podem ser de camada filtrante simples (areia) ou dupla (areia e antracito), 
fluxo ascendente ou descendente. Os ascendentes são sempre de camada simples.
6 – Desinfecção
A desinfecção da água para fins de abastecimento constitui medida que, em caráter corretivo 
ou preventivo, deve ser obrigatoriamente adotada em todos os sistemas públicos. Somente 
um processo de desinfecção bem controlado, antes de a água atingir o ponto de consumo, é 
que poderá garantir a qualidade da água, do ponto de vista de saúde pública.
Os produtos normalmente utilizados para desinfecção de água de abastecimento público 
são:
a) cloro (gasoso ou líquido);
b) hipoclorito de sódio, encontrado comercialmente sob a forma de solução;
c) cal clorada, encontrada no comércio sob a forma de pó, devendo ser previamente 
dissolvida em água para aplicação.
Para a adição desses produtos à água, em geral são utilizados dosadores, denominados, de 
acordo com o produto a ser utilizado, cloradores ou hipocloradores.
7 – Tratamento por contato
O tratamento por contato consiste em promover, como o próprio nome indica, o contato da 
água com um leito material predeterminado a fim de reter substâncias indesejáveis presentes 
na água. No caso de água de abastecimento público, podem se apresentar os seguintes 
casos:
a) leitos de coque (pedra ou pedrisco), para remoção de ferro;
b) carvão ativado, para remoção de odor e sabor; leitos de areia para a retenção de 
impurezas.
8 – Controle da corrosão
Consiste na adição de determinados produtos às águas de abastecimento, a fim de 
minimizar o seu efeito corrosivo. Os produtos normalmente empregados são: cal, carbonato 
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de sódio, metafosfato, silicato, etc. [1]
Referências Bibliográficas
[1] Netto, JMA; Fernandez, MF; Araujo, R; Ito, AE. Manual de Hidráulica. 8ª edição - São 
Paulo: Edgard Blücher, 1998.
[2] KSB Brasil. Manual de Curvas: MEGANORM.
[http://www.ksb.com.br/php/produtos/download.php?
arquivo=manual_curvas_ksb_megabloc_meganorm_megachem_e_megachem_v_a2740_42
_44_1p_e_s_6.pdf&tipo=curvas], 06/05/2010.
[3] Macintyre, AJ. Bombas e Instalações de Bombeamento. 2 ª edição revista – Rio de 
Janeiro: LTC, 1997.
[4] Linsingen, IV. Fundamentos de sistemas hidráulicos. Florianópolis: UFSC, 2001.
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http://www.ksb.com.br/php/produtos/download.php?arquivo=manual_curvas_ksb_megabloc_meganorm_megachem_e_megachem_v_a2740_42_44_1p_e_s_6.pdf&tipo=curvas
http://www.ksb.com.br/php/produtos/download.php?arquivo=manual_curvas_ksb_megabloc_meganorm_megachem_e_megachem_v_a2740_42_44_1p_e_s_6.pdf&tipo=curvas
http://www.ksb.com.br/php/produtos/download.php?arquivo=manual_curvas_ksb_megabloc_meganorm_megachem_e_megachem_v_a2740_42_44_1p_e_s_6.pdf&tipo=curvas