Engenharia Civil e Recursos Hídricos

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Natália Michelan
Saneamento 
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Reitor 
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Pró-Reitor de Educação a Distância
Fernando César Marra e Silva
Editoração
Produção de Materiais Didáticos
Capa
Toninho Cartoon
Edição
Universidade de Uberaba
Av. Nenê Sabino, 1801 – Bairro Universitário
Catalogação elaborada pelo Setor de Referência da Biblioteca Central UNIUBE
Natália Michelan
Realizei meu curso de licenciatura na Universidade Estadual Pau-
lista “Júlio de Mesquita Filho”, no campus de Ilha Solteira, São Pau-
lo, e ele me abriu as portas para experiências jamais imaginadas, 
por exemplo, a Engenharia Civil. 
Assim, nesse mesmo campus, iniciei a jornada do Mestrado na área 
de Recursos Hídricos e Tecnologias Ambientais, onde os cursos de 
engenharia são muito visados e reconhecidos. Todos os amigos fo-
ram embora, e permaneci na mesma cidade onde nasci, me criei e 
estudei. A busca por soluções aos problemas é uma característica 
que me fez adorar essa área, pois desenvolver mecanismo para o 
tratamento de efluentes não á algo simples, uma vez que os cálcu-
los e o manuseio de tubulações, bem como as especificidades dos 
efluentes são temas cuja assimilação é árdua, porém gratificante, 
posto que o estudo desenvolvido poderá mudar a vida de muitos.
Dois terços da população mundial vivem em condições precárias e 
uma das primeiras providências para melhorar seu padrão de vida 
é o aproveitamento racional dos recursos hídricos. Essas providên-
cias cabem ao engenheiro civil.
Sobre os autores
Sumário
Capítulo 1 Concepção de sistemas de abastecimento de água .....9
1.1 Elementos de um sistema de abastecimento de água ................................... 12
1.1.1 Concepções de sistema de abastecimento de água ............................. 14
1.1.2 Consumo de água .................................................................................. 18
Capítulo 2 Estações elevatórias Adutoras .......................................29
2.1 Estações elevatórias ........................................................................................ 31
2.1.1 Tipos de estações elevatórias ................................................................ 31
2.1.2 Projeto de estações elevatórias de água ............................................... 33
2.1.3 Bomba .................................................................................................... 33
2.1.4 Dimensionamento das tubulações de sucção e recalque ..................... 35
2.1.5 Perda de carga distribuída e localizada ................................................. 36
2.1.6 Associação de bombas em série e em paralelo .................................... 36
2.1.7 Adutoras ................................................................................................. 39
2.1.8 Dimensionamento hidráulico .................................................................. 42
Capítulo 3 Reservatórios - Redes de Distribuição ..........................55
3.1 Classificação dos Reservatórios de Distribuição ............................................ 57
3.1.1 Localização do reservatório no sistema ................................................ 57
3.1.2 Localização do reservatório no terreno ................................................. 59
3.1.3 Forma do reservatório ............................................................................ 61
3.1.4 Materiais de construção ......................................................................... 62
3.1.5 Capacidade dos reservatórios ............................................................... 63
3.1.6 Redes de Distribuição de Água ............................................................. 66
3.1.7 Vazão para dimensionamento da rede .................................................. 68
3.1.8 Condições a serem observadas ............................................................ 70
3.1.9 Dimensionamento das redes ramificadas ............................................. 71
3.1.10 Procedimento de Cálculo ..................................................................... 72
Capítulo 4 Elementos de Projeto .....................................................83
4.1 Roteiro para Sistemas de Abastecimento de Água ......................................... 86
4.1.1 Roteiro para Projetos de Esgoto Sanitários........................................... 93
4.1.2 Considerações finais .............................................................................. 98
Capítulo 5 Tratamento de Água .......................................................101
5.1 Características da Água .................................................................................. 103
5.1.1 Escolha do manancial ............................................................................ 108
5.1.2 Padrões de qualidade da água .............................................................. 110
5.1.3 Tecnologias de tratamento ..................................................................... 110
5.1.4 Processos de tratamento físico-químicos e de desinfecção ................. 112
5.1.5 Tratamento de água ............................................................................... 113
5.1.6 Roteiro simplificado para dimensionamento Hidráulico de uma ETA 
Convencional ................................................................................................... 117
Capítulo 6 Sistemas de esgoto - tipos, partes constituintes, 
metodologia de projeto, consumo e vazões de dimensionamento, 
coletores, interceptores, poços de visita e tubos de queda .............101
6.1 Componentes de esgoto sanitários ................................................................. 103
6.1.1 Sistema unitário ...................................................................................... 123
6.1.2 Sistema Misto ou Separador- Parcial .................................................... 123
6.1.3 Sistema Separador Absoluto ................................................................. 124
6.1.4 Partes constituintes de um sistema separador absoluto ....................... 124
6.1.5 Metodologia de projeto ........................................................................... 128
6.1.6 Densidade Demográfica ........................................................................ 129
6.1.7 Consumo Per capita ............................................................................... 130
6.1.8 Variações do Consumo Médio ............................................................... 130
6.1.9 Coeficiente de Retorno .......................................................................... 131
6.1.10 Previsão de População ........................................................................ 131
6.1.11 Cálculo das Vazões nas Redes ........................................................... 131
Capítulo 7 Tratamento de esgoto ....................................................147
7.1 Tecnologias existentes ..................................................................................... 148
7.1.1 A importância no tratamento de esgoto ................................................. 150
7.1.2 Etapas no tratamento de esgoto pela ETE ............................................ 152
7.1.3 Tecnologias de Tratamento .................................................................... 160
Capítulo 8 Drenagem urbana ..........................................................165
8.1 Sistemas de drenagem urbana e suas partes constituintes ........................... 168
8.1.1 Sistema de galerias pluviais................................................................... 168
8.1.2 Dimensionamento e Projeto deDrenagem Urbana .............................. 174
CONCLUSÃO ........................................................................................................ 191
O estudo e o entendimento do funcionamento das coisas são fasci-
nantes. Desde as séries iniciais na escola, para mim, todas as áreas 
eram importantes, logo percebi que a Biologia é uma profissão vol-
tada ao estudo das diferentes formas de vida, a respeito desta estu-
dam-se sua origem, evolução, estrutura e funcionamento, tal ciência 
também examina as relações entre os seres vivos, os organismos e 
o meio ambiente, o que abre um grande leque de opções de áreas.
Neste material, serão apresentados os assuntos relacionados ao 
saneamento básico, prioritariamente os relativos ao sistema de 
abastecimento de água, coleta de esgoto e sistema de drenagem.
No primeiro capítulo, faremos o estudo da concepção de sistemas 
de abastecimento de água, veremos o conjunto dos estudos e con-
clusões referentes à elaboração de projetos, que estão diretamente 
relacionados ao consumo de água, que é um dos fatores de funda-
mental importância, pois a operação dos sistemas e as suas am-
pliações e/ou melhorias estão diretamente associadas à demanda 
de água (TSUTIYA, 2006).
No segundo capítulo, seguimos com o estudo de um sistema de abas-
tecimento de água e estações elevatórias, que são utilizadas quando 
necessita-se conduzir a água de um nível mais baixo para um nível 
mais elevado. Para conduzir a água para abastecimento, podemos 
utilizar as adutoras, que são subsistemas formados por tubulações.
O terceiro capítulo contemplará os reservatórios, que são estru-
turas hidráulicas construídas para reservar a água e estabelecer 
Apresentação
a transição entre a adução e a distribuição, sendo responsáveis 
por regularizar a vazão, garantindo a segurança ao abastecimento, 
permitindo também reserva de incêndio e regularizaçao das pres-
sões. Abordaremos também as redes de distribuição, pois ela é 
unidade do sistema de abastecimento que conduz a água para os 
pontos de consumo.
O quarto capítulo é destinado ao estudo do projeto de engenharia, 
pois ele é o guia de execução de uma obra, ele prevê e direciona 
como, quando e por quem as operações serão realizadas. 
No caso do tratamento de água, assunto abordado no capítulo V, a 
potabilização da água tem como função essencial adaptar a água 
bruta aos limites físicos, químicos, biológicos e radioativos esta-
belecidos pela Portaria 518/2004, tornando o efluente da estação 
incapaz de transmitir qualquer malefício à população abastecida. 
No capítulo VI, estudaremos sobre o sistema de esgoto, que é de-
finido como um conjunto de tubulações e acessórios, o qual desti-
na-se a coletar e conduzir o esgoto sanitário a uma rede pública de 
coleta ou sistema particular de tratamento.
O capítulo VII aborda o campo que rege o tratamento de esgoto, 
pois grande parcela de água tratada que abastece uma residência 
retorna do imóvel na forma de água servida, cujo nome é esgoto e 
é de extrema importância o estudo de como tratá-lo.
O capítulo VIII aborda o campo da drenagem urbana, que tem por 
objetivo captar as águas do escoamento superficial, conduzindo-as 
a um deságue seguro.
Ensinar é um prazer, passar adiante tudo o que se aprendeu é es-
tar engajada em semear a transformação em parceria com o aluno.
Bons estudos! 
Natália Michelan
Introdução
Concepção de sistemas 
de abastecimento de água
Capítulo
1
O homem tem necessidade de água de qualidade adequada e 
em quantidade suficiente não só para proteção de sua saúde, 
como também para o seu desenvolvimento econômico. Assim, 
a importância do abastecimento de água deve ser encarada 
sob os aspectos sanitário e econômico (GEBARA, 2000).
Para atender as condições de qualidade e quantidade 
adequadas de água, é necessário ter um sistema de 
abastecimento para solucionar exigências que a comunidade 
necessita, como saúde e desenvolvimento industrial. 
Os estudos e conclusões, juntamente com o engenheiro ou 
técnico que executa o projeto, relacionados com as diretrizes 
da norma brasileira, formam a concepção de um sistema de 
abastecimento de água.
Considerando a importância de um sistema apropriado de 
abastecimento de água, grandes avanços vêm sendo feitos, 
principalmente nos últimos anos, período em que foram 
destinadas à área grandes contribuições financeiras, de maneira 
a se levar a água de boa qualidade para um maior número de 
pessoas, chegando aonde o abastecimento de água é escasso, 
o que é comum principalmente em países em desenvolvimento. 
No Brasil, um imenso progresso em relação à implantação de 
10 UNIUBE
sistemas de abastecimento de água se deu nas décadas de 1970 
e 1980 com a implementação do PLANASA – Plano Nacional de 
Saneamento – que permitiu ao país atingir níveis de atendimento 
de cerca de 90% da população urbana (TSUTIYA, 2006). Nos 
centros urbanos mais desenvolvidos, as maiores deficiências 
observadas se devem principalmente à deterioração dos sistemas 
mais antigos, especialmente na parte de distribuição de água, 
com tubulações antigas apresentando frequentemente problemas 
de rompimentos e vazamentos de água.
Levando-se em consideração o conjunto de atividades que 
constitui a elaboração do projeto de um sistema de abastecimento 
de água, a concepção é elaborada na fase inicial do projeto. 
O estudo de concepção pode, às vezes, ser precedido de um 
diagnóstico técnico e ambiental da área em estudo ou, até 
mesmo, de um Plano Diretor da hidráulica da bacia.
Como água é uma das principais prioridades de sobrevivência 
para o ser humano, para seu consumo ser adequado, são 
necessários procedimentos de tratamento e distribuição, 
através de um sistema de abastecimento de água.
No estudo da concepção de sistemas de abastecimento de 
água, vê-se o conjunto dos estudos e conclusões referentes 
à elaboração de projetos. Esses estudos envolvem tanto o 
abastecimento da população necessitada, quanto o despejo 
de água utilizada (esgotos).
Para o desenvolvimento do projeto de engenharia, é necessário 
o conhecimento das vazões de dimensionamento das diversas 
partes constituintes do sistema. Para a determinação dessas 
vazões, é necessária a demanda de água na cidade que está 
relacionada ao número de habitantes a serem abastecidos e 
à quantidade de água consumida por pessoa.
 UNIUBE 11
Consumo de água
Para o planejamento e gerenciamento de sistema de 
abastecimento de água, a previsão do consumo de água 
é um dos fatores de fundamental importância. A operação 
dos sistemas e as suas ampliações e/ou melhorias estão 
diretamente associadas à demanda de água (TSUTIYA, 2006).
Na elaboração de um projeto de sistema de abastecimento de 
água, é necessário conhecer as vazões em cada trecho. Para tal 
fim, é preciso conhecer o tamanho da população que deverá ser 
atendida e o consumo per capita, ou seja, é preciso fazer uma 
estimativa de consumo e uma previsão da população futura.
O dimensionamento das tubulações, de estruturas e de 
equipamentos é feito em função da vazão de água, que, por sua 
vez, depende do consumo médio por habitante, da estimativa 
do número de habitantes, das variações de demanda e de 
outros consumos que podem ocorrer na área estudada.
Para isso, são coletados dados e, por meio de estudos, esses 
consumos são classificados por categorias de consumo, uma prática 
bastante comum nas prestadoras de serviços de saneamento.
• Compreender a definição de concepção de sistemas de 
abastecimento de água.
• Compreender a especificidade das variações de 
consumo diárias e horária.
• Aplicar os métodos de previsão de população.
Objetivos
12 UNIUBE
• Consumo de água
• Sistema de abastecimento de água
• Variação de consumo diária e horária
• Previsão de população
Esquema
Elementos de um sistema de abastecimento de água1.1
O projeto deverá conter vários elementos do sistema de abasteci-
mento de água, como:
• Manancial: fonte de água doce superficial ou subterrânea, deonde é retirada a água para o abastecimento. É necessário co-
nhecer alguns parâmetros antes de iniciar seu tratamento, como: 
vazão suficiente para atender a demanda, qualidade adequada 
em vista dos aspectos sanitários e necessidade de obras de re-
servatórios de acumulação.
• Captação: conjunto de obras realizadas para coletar, de modo 
adequado, a água destinada ao sistema de abastecimento de 
água, construídas ou moldadas junto ao manancial.
• Estação elevatória: conjunto de obras e equipamentos provi-
dos de bombas hidráulicas e tanques usados quando as águas 
residuais têm a necessidade de deslocar-se de um ponto mais 
baixo para um ponto mais alto (recalque). Normalmente, em 
um sistema de abastecimento, existem várias estações eleva-
tórias, tanto para água limpa quanto para residuais.
• Adutora: tubulação designada a conduzir a água de captação 
ao reservatório ou rede de distribuição. Não são destinadas a 
alimentar distribuidores de rua, mas podem existir subadutoras.
 UNIUBE 13
• Estação de tratamento de água (ETA): conjunto de unidades 
destinadas à purificação da água de modo a adequar as suas 
características aos padrões de potabilidade.
• Reservatórios: conjunto de unidades hidráulicas de acumu-
lação e passagem de água, destinado a regular as variações 
entre as vazões e pressão na rede de distribuição. Podem ser 
classificados em reservatório de montante e de jusante.
• Rede de distribuição: são formadas por tubulações destina-
das a conduzir a água tratada aos consumidores, de forma 
contínua em quantidade e pressão recomendada. São consti-
tuídas em tubulação tronco e tubulação secundária.
A tabela 1 mostra os indicadores de custo de implantação de siste-
ma convencional de abastecimento de água.
Tabela 1: Indicadores de custo do sistema convencional de abastecimento de água
Partes 
constituintes 
do sistema
Custo (%)
P 10.000
10.000<P
40.000
40.000<P
100.000
P>100.000
Captação 30 20 8 3
Adução 8 9 11 11
Bombeamento 6 5 5 1
Tratamento 12 9 9 5
Reservação 6 6 6 4
Distribuição 38 51 61 76
P = população em habitantes.
Fonte: Tsutiya (1998)
14 UNIUBE
1.1.1 Concepções de sistema de abastecimento de água
Falando de uma maneira global, o que basicamente define as con-
cepções de sistema de abastecimento de água é o tipo do ma-
nancial, o relevo da área e a demanda de população. A seguir, 
destacam-se algumas dessas características de sistemas de abas-
tecimento de água.
1.1.1.1 Manancial superficial
A água de superfície é toda aquela que permanece ou que escoa 
sobre a superfície do solo. É a principal fonte de água, mas, por ser 
exposta à ação predatória do homem, necessita de mais tratamen-
to do que as águas subterrâneas.
1.1.1.2 Escolha do manancial
O local de captação deve propiciar a solução mais conveniente 
economicamente.
Na escolha do manancial, o engenheiro deve responder a algumas 
questões relacionadas à natureza desse, como:
• A água é de boa qualidade?
• Pode ser tratada ou não?
• A quantidade do manancial é suficiente ou não? (GEBARA, 2000)
Teoricamente, toda água pode ser tratada, mas quanto menos ne-
cessitar desse processo de tratamento, mais perto do padrão de 
potabilidade ela estará e o custo será mais acessível. 
 UNIUBE 15
Outro fator importante é a verificação da vazão. Existem manan-
ciais que não satisfazem a demanda exigida, sendo necessário to-
mar algumas providências para o abastecimento, como construção 
de reservatórios de regularização (no caso de grandes variações 
de vazão durante o ano), escolha de outro manancial ou captação 
de águas subterrâneas. 
Na tabela 2, tem-se a relação de medições de descarga e as alter-
nativas a serem tomadas, sendo: Qmin = vazão mínima, QD = vazão 
de descarga e Qmed = vazão média.
Tabela 2: Medições de descargas
Qmin >>QD
- Poderá não necessitar de nenhuma obra.
- Se o rio apresentar grande variação do nível d’água, 
será necessária uma barragem e regularização.
Qmin < QD
Qmed > QD
- Necessário que se construa um reservatório de regularização.
- Dependendo das dimensões do rio, uma barra-
gem ou uma pequena obra de contenção de água.
Qmed < QD
- Deve-se abandonar o manancial.
- Se a qualidade da água for muito boa po-
de-se utilizar esse manancial para complemen-
tar o abastecimento de água da cidade.
Fonte: Gebara (2000)
Reservatório de acumulação: tem a finalidade de represar a água, 
sendo um elemento de regularização entre as vazões. É feito me-
diante construção de uma barragem.
16 UNIUBE
1.1.1.3 Captação
Os dispositivos de captação deverão estar localizados em trechos 
retos dos rios ou, quando em curva, deve-se situar junto à sua cur-
vatura externa, onde as velocidades da água são maiores. 
Existem mais de um tipo de captação devido à diferença na topo-
grafia que cada manancial apresenta. Exemplo: para leito de rio 
sujeito à erosão, é aconselhável uma proteção do talude, que pode 
ser um revestimento na margem (captação direta com revestimen-
to na margem).
A figura 1 apresenta um sistema simples de abastecimento de 
água, com captação em curso de água e com reservatório enterra-
do e elevado a montante.
A figura 2 apresenta um modelo geral de um sistema de abasteci-
mento de água.
Curso de
água
Adultora de
água bruta Reservatórioenterrado
Estação
elevatória de
água tratada
Reservatório
elevado
Adultora de
água tratada
Cidade
Estação de
Tratamento
de Água
Estação
elevatória
de água bruta
Figura 1 - Sistema de abastecimento de água em corte com capta-
ção em curso de água e com reservatório enterrado e elevado 
Fonte: Tsutiya (2004)
 UNIUBE 17
Rio
Manancial
Captação
Estação
elevatória
Adultora de água
bruta por recalque
ETA
Reservatório
da ETA
Adultora
Adultora para o
reservatório da
zona baixa por
gravida
Estação
elevatória
Reservatório
elevado
Reservatório
Rede da
zona baixa
Rede da zona alta
Adultora para o reservatório
da zona alta por recalque
Figura 2 - Sistema de abastecimento de água em plan-
ta que atende a zona baixa e a zona alta
Fonte: Orsini (1996)
1.1.1.4 Manancial subterrâneo
É aquele cuja água provenha dos interstícios do subsolo, poden-
do aflorar à superfície (fontes, bicas de água, minadouros) ou ser 
elevada artificialmente por meio de conjuntos motor-bomba (poços 
rasos, poços profundos, galerias de infiltração) (SERGIPE, 2016?).
Nas minas de água, a captação em pequenos municípios poderá 
ser feita por caixas de tomada (Figura 3) e com drenos quando a 
profundidade estiver muito baixa.
18 UNIUBE
b) Perfil
a) Planta
Caixa de reunião
- Cloração
Para consumo
NA
Cx4
103
102
Cx3
Cx2
Cx1
100
101
Figura 3 - Captação em afloramento de água através de caixas de tomada
Fonte: Tsutiya (2004)
1.1.2 Consumo de água
Normalmente, esses estudos são divididos por quatro grandes 
categorias:
a. Uso doméstico: engloba as parcelas destinadas a fins higi-
ênicos, potáveis e alimentares. Para se ter uma ideia desse 
consumo, temos a tabela 3:
Tabela 3: Consumo doméstico de água
Bebida e cozinha 10 – 20 l/hab.dia
Lavagem de roupa 10 – 20 l/hab.dia
Banhos e lavagens de mãos 25 – 55 l/hab.dia
Instalações sanitárias 15 – 25 l/hab.dia
Outros usos 15 – 30 l/hab.dia
Perdas e desperdícios 25 – 50 l/hab.dia
Total 100 – 200 l/hab.dia
Fonte: Gebara (2000)
 UNIUBE 19
b. Uso público: torneiras públicas, irrigação de parques e jar-
dins, lavagem de ruas e passeios, sanitários de uso público, 
combate a incêndios etc.
c. Uso industrial: é a água utilizada como matéria-prima, proces-
so de produção, remoção de resíduos etc.
d. Uso comercial: água utilizada em bares, pensões, restauran-
tes, postos de gasolina etc. Seu consumo é superior ao das 
residências.
1.1.2.1 Consumo per capita de água
É a quantidade de água distribuída por dia, em média, e utilizada 
por um habitante. 
diahabl
abeneficiadpop
anualmenteodistribuídVolumeqm ./.365×
=
Norma NB 587/79:
• No caso de comunidades que contam com sistema público 
de abastecimento de água, o consumo será determinado por 
meiode dados de operação do próprio sistema, a não ser que 
ocorram condições que tornem esses dados não confiáveis. 
• Inexistindo dados confiáveis, locais ou regionais, e não sendo 
fixados previamente pelo órgão contratante, serão adotados 
os seguintes consumos médios “per capita”
Tabela 4: Consumo médio per capita.
Populações futuras de até 10.000 hab. 150–200 l/hab.dia
10.000 hab. < População futura < 50.000 hab. 200-250 l/hab.dia
População futura > 50.000 250 l/hab.dia
População temporária 100 l/hab.dia
Fonte: Norma 587/70
20 UNIUBE
1.1.2.2 Fatores que afetam o consumo per capita
O consumo per capita é composto por vários fatores. A seguir, são 
citados os mais importantes:
Tamanho da cidade: nas grandes cidades, o consumo por habi-
tante é maior em relação às pequenas, pois normalmente existe 
uma concentração de pessoas com alto nível de poder econômico, 
em que o uso da água se dá para fins diversos como por exemplo 
máquina de lavar roupa.
Características da cidade: existe uma variação de cidade para 
cidade, se elas são administrativas, comerciais, industriais, uni-
versitárias, militares, religiosas, balneários e esportivas. Cidades 
industriais destacam-se como as que apresentam maior consumo 
per capita.
Condições climáticas: o consumo aumenta em regiões onde a 
temperatura é mais elevada e onde existe uma baixa umidade do 
ar. Em determinadas estações do ano, ocorre um maior consumo, 
como no verão, por exemplo. A quantidade de chuva também é um 
fator intrínseco relacionado às condições climáticas.
Hábitos e nível de vida da população: em locais onde existe uma 
população com poder aquisitivo mais elevado, o consumo é maior 
devido à utilização de equipamentos que propiciam maior conforto 
e facilidade, como: emprego de máquinas de lavagem de roupa e 
louça, lavagem de automóveis etc.
Hábitos higiênicos: uma população que tem um conhecimento 
maior sobre saneamento básico e hábitos de higiene do dia a dia 
consome mais água.
 UNIUBE 21
Rede de esgoto: em locais com rede coletora de esgoto, onde 
os dejetos humanos são carregados, existe um maior consumo de 
água. Esse aumento se dá pela despreocupação com a capacida-
de do seu sistema de disposição de esgoto em relação às cidades 
onde é generalizado o uso de fossas ou mesmo de tanques sépti-
cos particulares.
Qualidade da água: regiões onde a água apresenta maior dureza, 
odor e sabor desagradável apresentam um menor consumo em 
relação às regiões onde temos água de melhor qualidade, segundo 
os padrões de potabilidade.
Custo da água: quanto maior o custo, menor o consumo de água.
Pressão na rede: as redes de distribuição devem trabalhar com 
pressões reduzidas, mas que atendam às necessidades de con-
sumo adequadas, sempre que possível para evitar vazamentos e 
desperdícios. Com uma maior pressão na rede, tem-se um maior 
consumo, mesmo com pequenas aberturas das válvulas e torneiras.
1.1.2.3 Variações de consumo
Para se desenvolver um projeto de sistemas de abastecimento de 
água, é fundamental ter em mente que existem variações no con-
sumo de água em relação ao tempo. Essas variações dependem 
principalmente do clima e dos hábitos populacionais no dia a dia. 
Para tal, é necessária a utilização de constantes, em que essas 
relacionem a variação de consumo anual, mensal e diária.
Variação diária no ano (k1): a variação diária no ano, representada 
22 UNIUBE
pela constante k1, é dada pela razão entre a maior vazão do dia no 
ano, devido à alta temperatura, e a média das vazões anuais.
Q (VAZÃO)
Dias
Qm (vazão média anual)
Mmáx (vazão máxima no dia)
Figura 4 - Gráfico da vazão por tempo anual
Fonte: Gebara (2000)
anonodiáriamédiaVazão
anonodiárioconsumoMaiorK =1
Na falta de dados suficientes para se determinar o coeficiente k1, a 
norma NB 587/79 recomenda o valor de 1,2.
Variação horária (k2): a variação horária no dia, representada pela cons-
tante k2, é dada pela razão entre a maior vazão na hora de pico, como 
no início da manhã e no fim da tarde, e a média das vazões diárias.
Q (VAZÃO)
Horas
Qm (vazão média no dia)
Mmáx (vazão máxima na hora do pico)
Figura 5 - Gráfico da vazão por tempo diário
Fonte: Gebara (2000)
 UNIUBE 23
dianohoráriamédiaVazão
dianohoráriavazãoMaiorK =2
Na falta de dados suficientes para se determinar o coeficiente k2, a 
norma NB 587/79 recomenda o valor de 1,5.
1.1.2.4 Vazões a serem utilizadas no 
dimensionamento dos componentes
Em um sistema de abastecimento de água, temos os seguintes 
elementos: Captação, Estações Elevatórias, Adutora, Estação de 
Tratamento de Água, Reservatório e Rede.
O dimensionamento deve ser feito levando em consideração a de-
manda máxima de consumo, para não ocorrer escassez de água 
em determinados períodos do dia ou ano.
A rede a montante do reservatório deve ser dimensionada utilizando 
somente o coeficiente k1, pois essa parte do sistema estará sujeita 
apenas à variação da demanda diária. A rede localizada a jusante 
do reservatório deve ser dimensionada utilizando os coeficientes k1 
e k2, pois todo sistema estará sujeito à variação da demanda diária 
e horária na rede de distribuição.
Curso de água
Captação
Estação
elevatória
de água bruta
Estação de
Tratamento
de Água
Adultora
de água
tratada
Reservatório
Rede de
Distribuição
Máx Diária
K1 = 1,2
Máx Horário
K1 x K2 = 1,2 x 1,5
Adultora de
água bruta
Figura 6 - Componentes de um sistema de abastecimento de água
Fonte: Módulo... (s./d.)
24 UNIUBE
Sistema a montante do reservatório de distribuição
Sistema a jusante do reservatório de distribuição
Sendo: Q = vazão média anual em L/s
P = população da área abastecida
q = consumo médio diário per capita, em L/hab.dia
1.1.3 Estimativa de população
Em termos de projeto em Engenharia Sanitária, as estimativas de 
vazão e população são importantes e problemáticas devido à ne-
cessidade de tratamento matemático de dados que, muitas vezes, 
são aleatórios (GEBARA, 2000).
Para chegar a um número satisfatório, foram estudados alguns mé-
todos para se fazer a previsão de população, a fim de amenizar os 
erros e evitar obras futuras.
1.1.3.1 Métodos de estimativa de população
Progressão Aritmética: método do qual se presume que a cidade 
está se desenvolvendo segundo uma Progressão Aritmética.
Procedimento de cálculo: obtêm-se os valores das populações 
P0 e P1, correspondentes a duas datas anteriores, t0 e t1.
 UNIUBE 25
01
01
tt
PPr
−
−
=
)( 00 ttrPP −+=
Progressão Geométrica: método do qual se presume que a cida-
de está se desenvolvendo segundo uma Progressão Geométrica.
Procedimento de cálculo: obtêm-se os valores das populações 
P0 e P1, correspondentes a duas datas anteriores, t0 e t1.
01
0
1tt
P
Pq −=
( ) 00 ttqPP −×=
Método da curva logística: possui três trechos distintos - o pri-
meiro corresponde a um crescimento acelerado, o segundo, a um 
crescimento retardado e o último, a um crescimento que tende à 
estabilização. 
Procedimento de cálculo: obtêm-se os valores das populações 
P0, P1 e P2 correspondente a três datas anteriores, t0, t1 e t2.
Antes de começar os cálculos, existem algumas exigências para 
aplicação das equações do método da curva logística: 
t2 – t1 = t1 – t0
P0 < P1 < P2
P1² > P0 . P2
Passadas essas condições,
26 UNIUBE





 −
=
0
0log
4343.0
1
P
PPa S





 −
=
0
0log
4343.0
1
P
PPa S






−
−
×
−=
)(
)(
log
4343.0
1
01
10
PPP
PPP
d
b
S
S
bTa
S
e
PP −+
=
1
Sendo d o intervalo constante entre os anos t0, t1 e t2 e T, o intervalo 
de tempo entre o ano da projeção e t0.
1.1.4 Considerações finais
Esta primeira etapa dos estudos relacionados ao sistema de abas-
tecimento de água teve como base a compreensão da importância 
de se elaborar um projeto de Engenharia levando-se em conside-
ração aspectos econômicos, sanitários e políticos.
A saúde não se baseia apenas na ausência de doenças ou de en-
fermidades, mas sim no estado de completo bem-estar físico, men-
tal e social (conformea Organização Mundial de Saúde). Sendo 
assim, é importante ressaltar que saneamento básico é um instru-
mento de saúde pública e sua implantação é uma das formas de 
preservar, melhorar ou recuperar a saúde por meio de medidas 
coletivas que contem com a participação da população de forma 
motivada, o que consiste em intervir no meio físico do homem, de 
forma a eliminar as condições que prejudicam a saúde da huma-
nidade. Dessa forma, a fixação de um sistema de abastecimento 
de água vai repercutir imediatamente sobre a saúde da população.
Outro fator importante é que o saneamento está relacionado à saúde é 
à economia. A colocação do abastecimento público de água reflete no 
 UNIUBE 27
aumento da vida média útil da população e na redução do número de 
horas perdidas com diversas doenças, o que resulta em um aumento 
sensível do número de horas trabalhadas dos membros da comunida-
de beneficiada e, com isso, aumenta-se a produção. O homem é um 
ser que trabalha, sendo, portanto, o estabelecimento de um sistema 
de saneamento básico um fator de produção (ANDRADE,2004).
A água constitui matéria-prima de muitas indústrias ou auxiliar de 
processos em atividades industriais. Pode-se observar que, em pa-
íses mais desenvolvidos, o consumo de água é maior, devido ao 
grande número de indústrias. 
Informações relacionadas aos benefícios de se utilizar água bem 
tratada,chegam à população à medida em que vão surgindo me-
lhorias nas condições socioeconômicas dos países em desenvolvi-
mento, o que faz que o consumo de água aumente.
Neste capítulo, foram ressaltados estimativas de consumo per ca-
pita, coeficientes de variação da vazão e previsão do crescimento 
população como fatores intrínsecos para a elaboração de um proje-
to que satisfaça todos os quesitos recomendados como: maior con-
forto para a população, condições mínimas de saúde e prescrições 
segundo a norma.
A água é considerada o recurso natural mais precioso que existe na 
natureza, por ventura, é o mais frágil, sendo cada vez mais expos-
ta à poluição e escassez. Nenhum ser vivo sobrevive sem água e 
nada pode substituí-la, portanto, mesmo cobrindo cerca de 70% do 
nosso planeta, cerca de 97,5% desse total se encontram em mares 
e oceanos, o que torna inviável seu uso pelo alto custo de dessali-
nização, e os 2,5% restantes estão distribuídos entre calotas pola-
res, aquíferos, rios e lagos. Evitar desperdícios e eliminar dejetos 
corretamente é uma das melhores maneiras de preservá-la.
28 UNIUBE
FIQUE POR DENTRO
Sistema de Abastecimento de Água. Disponível em: <ht-
tps://www.youtube.com/watch?v=dzIv-kcAY8A>. Acesso 
em: 14 mar. 2016.
REFLITA
Se os três métodos de previsão de população apresenta-
rem resultados muitos distintos, qual deverá ser utilizado?
INDICAÇÃO DE LEITURA
TSUTIYA, Milton Tomoyuki. Abastecimento de água. 4. ed. São 
Paulo: Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola 
Politécnica da Universidade de São Paulo, 2006.
Natália Michelan
Introdução
Estações Elevatórias 
Adutoras
Capítulo
2
Em um sistema de abastecimento de água, as estações ele-
vatórias, E. E., são utilizadas quando necessita-se conduzir 
a água de um nível mais baixo para um nível mais elevado, 
podendo assim passar pela tubulação através de um siste-
ma de recalque quando não é possível fazê-lo pela ação da 
gravidade devido à topografia do local. As elevatórias são 
compostas por bombas, válvulas e equipamento elétrico ne-
cessário para bombear a água ou águas residuais.
Com o passar do tempo, a tecnologia para desenvolver equi-
pamentos eletromecânicos e materiais das tubulações vem 
aumentando, possibilitando um maior uso das estações ele-
vatórias a fim de propiciar soluções eficazes para os mais 
variados problemas de transporte de água. A seguir, temos 
alguns desses resultados:
- Existência de tubulações capazes de resistir a altas pres-
sões e de dispositivos complementares necessários à sua 
proteção.
- Disponibilidade cada vez maior de energia elétrica.
- Fabricação e aperfeiçoamento de novos tipos de bombas e 
em largas faixas de capacidade (TSUTIYA, 2006).
Consequentemente, o custo para a utilização de estações 
elevatórias tem aumentado cada vez mais em um sistema de 
abastecimento de água e esgoto sanitário.
Utilizada para conduzir a água para abastecimento, as adu-
toras são subsistemas formados por tubulações. São respon-
sáveis por interligarem a captação ao reservatório ou rede de 
distribuição, a captação à estação de tratamento de água, o 
reservatório à rede de distribuição e a estação de tratamento 
de água ao reservatório ou rede.
As adutoras não devem possuir derivação para alimentar dis-
tribuidores de rua ou ramais prediais. No entanto, da adutora 
principal podem partir sub adutoras que levam a água a outros 
pontos fixos do sistema (GEBARA, 2000).
São canalizações de importância fundamental para o abaste-
cimento das cidades. Qualquer interrupção que venha a sofrer 
afetará o abastecimento da população, com reflexos negativos.
A escolha do traçado deve ser feita de tal maneira que evite 
obras complementares caras tanto na manutenção como na 
construção. A figura apresenta a localização de adutoras em 
um sistema de abastecimento de água.
Rio
Manancial
Captação
Estação
elevatória
Adultora de água
bruta por recalque
ETA
Reservatório
da ETA
Adultora
Adultora para o
reservatório da
zona baixa por
gravida
Estação
elevatória
Reservatório
elevado
Reservatório
Rede da
zona baixa
Rede da zona alta
Adultora para o reservatório
da zona alta por recalque
Figura 7 - Localização das adutoras
Fonte: Orsini (1996)
 UNIUBE 31
• Compreender a utilidade de se projetar uma estação 
elevatória e seus tipos.
• Compreender o funcionamento e tipos de bombas.
• Compreender a classificação das adutoras.
• Estações elevatórias
• Escolha de bombas
• Adutoras: utilidades e tipos
Objetivos
Esquema
Estações Elevatórias2.1
2.1.1 Tipos de estações elevatórias
Quando a estação elevatória é utilizada para recalcar água sem 
tratamento, é nomeada de estação elevatória de água bruta e, 
quando utilizada para recalcar água tratada, é nomeada de estação 
elevatória de água tratada. Existem as elevatórias que ajudam na 
rede de distribuição a fim de aumentar a pressão, quando necessá-
rio, as quais são chamadas de booster.
Podem, também, ser classificadas em estações elevatórias de 
poço seco e estações elevatórias de poço úmido. O que determina 
essa classificação é justamente o posicionamento da instalação da 
bomba, se esta estiver fora da água denomina-se poço seco, se 
estiver dentro da água, poço úmido. 
A figura 8 apresenta a localização das estações elevatórias de água 
bruta, água tratada e booster.
32 UNIUBE
EAB
ETA
ETA
EAT
booster
Reservatório
Reservatório Rede
Rede
Rede
Rede
Zona alta
EAT Adutora
Figura 8 - Localização das estações elevatórias
Fonte: Blocos... (2010, p. 25)
EAB: estação elevatória de água bruta.
ETA: estação elevatória de água tratada.
Geralmente, uma estação elevatória é composta por:
• Salão de máquinas e dependências complementares.
• Poço de sucção.
• Tubulação e órgãos acessórios.
• Equipamentos elétricos e dispositivos auxiliares.
Figura 9 - Ambientes de uma Estação Elevatória
Fonte: Andrade (2004)
 UNIUBE 33
2.1.2 Projeto de estações elevatórias de água
Localização
Geralmente, as estações elevatórias estão localizadas:
• Próximas ao manancial.
• No meio do manancial.
• Junto ou próximas às estações de tratamento de água.
• Junto ou próximas aos reservatórios de distribuição de água.
• Para reforço na adução ou na rede de distribuição de água.
2.1.3 Bomba
O cálculo de bomba é feito utilizando a vazão e a altura manométri-
ca total. É uma máquina na qual circula um fluido com finalidade de 
transformar um trabalho mecânico em energia hidráulica. Podem 
ser classificadas como: cinéticas e de deslocamento direto.
A altura manométrica total (Hman) corresponde ao desnível geo-
métrico (Hg), verificado entreos níveis da água no início e no fim do 
recalque, acrescido de todas as perdas localizadas e por atrito que 
ocorrem nas tubulações e peças, quando se bombeia uma vazão 
Q. Essas perdas podem ser desdobradas em perdas na sucção 
(hf,suc) e perdas no recalque (hf,rec).
34 UNIUBE
Figura 10 - Grandezas características de uma bomba
Fonte: Andrade (2004)
Assim, a altura manométrica pode ser desdobrada em duas 
parcelas:
1. Altura manométrica de recalque
2. Altura manométrica de sucção
A altura manométrica total é:
No grupo das bombas cinéticas temos as centrífugas, que são as 
mais utilizadas em um sistema de abastecimento de água. Elas 
aceleram o fluido por meio da força centrífuga fornecida pelo giro 
do motor, cedendo energia cinética à massa em movimento e trans-
formando a energia cinética internamente em energia de pressão, 
na saída do rotor, por meio da carcaça da bomba.
 UNIUBE 35
2.1.4 Dimensionamento das tubulações de sucção e recalque
Segundo a NB 590/79, o dimensionamento das tubulações de suc-
ção e recalque deverá ser processado segundo os parâmetros hi-
dráulicos preestabelecidos e ainda se observando, salvo justificati-
va, os seguintes critérios de velocidade:
Tabela 5: Velocidades mínimas na tubulação de sucção e no recalque
Tipo de material transportado Velocidade (m/s)
Matéria orgânica 0.30
Suspensões finas (silte e argila) 0.30
Areia fina 0.40
Fonte: Gebara (2000)
Tabela 6: Velocidades máximas na tubulação de sucção e no recalque
D (mm) Velocidade (m/s)
50 0.75
75 1.10
100 1.30
150 1.45
200 1.60
250 1.60
300 1.70
400 ou maiores 1.80
Fonte: Gebara (2000)
A velocidade máxima admissível para o dimensionamento do barri-
lete é de 2,6m/s e a velocidade mínima é de 0,60m/s.
36 UNIUBE
2.1.5 Perda de carga distribuída e localizada
Na determinação da perda de carga distribuída em toda instalação 
do bombeamento para o sistema de sucção, recalque e barrilete, 
é utilizada a fórmula universal e, na perda de carga localizada ao 
longo da canalização, será utilizada a seguinte expressão:
g2
Vkhs
2
s ×=
Sendo:
ks= coeficiente de perda de carga localizada (adimensional) e os 
seus valores se encontram na NB 590/79 ou nos livros de hidráulica 
 V = é a velocidade média na seção (m/s)
 g = é a aceleração da gravidade (m/s2)
 hs= é a perda de carga localizada (m. c. a.)
2.1.6 Associação de bombas em série e em paralelo
2.1.6.1 Associação em série
É utilizada quando duas ou mais bombas trabalham em série. 
Nesse caso, temos a mesma vazão para todas elas e a soma das 
alturas manométricas, como esquematizado na figura 11:
 UNIUBE 37
Hm
Hm
Q Q Q1 Q
2Hm
Hm
2
1
(1+2)
1
1+1 H1
H1+2
H2
Figura 11 - Associação em série para duas bombas iguais 
e duas bombas diferentes, respectivamente 
Fonte: Gebara (2000)
2.1.6.2 Associação em paralelo
É utilizada quando duas ou mais bombas trabalham em paralelo. 
Nesse caso, temos a soma das vazões para todas elas e a mesma 
altura manométrica, como esquematizado na figura 12:
Q Q Q
2Q
1 12
1+21+1
Hm Hm
Figura 12 - Associação em paralelo para duas bom-
bas iguais e duas bombas diferentes, respectivamente
Fonte: Gebara (2000)
38 UNIUBE
Obs.: uma recomendação para a utilização de associação de bom-
bas em paralelo é que elas sejam associadas, no máximo, em três 
conjunto moto-bombas com curvas características parecidas.
A recomendação é que as bombas sejam locadas em edificações 
próprias, ou seja, casa de bombas. A casa de bombas deve ser 
projetada para obter espaço suficiente para a movimentação de 
pessoas caso haja a ocorrência de problemas no seu funciona-
mento, sendo necessário fazer reparos de iluminação e ventilação 
adequada. Situações em que não for possível a construção de ca-
sas de bombas, é necessário utilizar equipamentos projetados para 
serem sujeitos a afogamento. 
2.1.6.3 Potência
Para se determinar a potência do conjunto-bomba, utilizamos a se-
guinte equação:
E
m
n75
HQ
P
×
××
=
γ
Sendo:
P = potência fornecida em C.V
γ = peso específico do fluido bombeado em kgf/m3
Q = vazão em m3/s;
nE = rendimento do conjunto motobomba que é igual a nb e nmotor
2.1.6.4 Motores elétricos
É a máquina destinada a transformar energia elétrica em energia 
 UNIUBE 39
mecânica. Devido a sua simplicidade, confiabilidade, flexibilida-
de e custo baixo, é a mais recomendada para o acionamento de 
bombas. 
2.1.7 Adutoras
2.1.7.1 Orientação geral para a elaboração de projetos
Segundo a NB 591/79, “a diretriz escolhida para implantar uma 
adutora deverá ser aquela para a qual será atendida a condição de 
mínimo custo para o sistema de abastecimento”.
Para esse fim, deve-se verificar:
a. Possíveis obstáculos que poderão influenciar na escolha do 
traçado ou no tipo de adução a ser adotado, como: topografia 
do local, ocupação do solo, operações e manutenção etc.
b. Cálculo da vazão de dimensionamento.
c. Fixação dos elementos topográficos.
De maneira geral, a NB 591/79 sugere evitar a passagem por regi-
ões com relevo acidentado, solos agressivos etc.
2.1.7.2 Materiais utilizados em adutoras
A escolha da adutora, segundo o material utilizado na fabricação do 
conduto, varia de acordo com fatores como: método de fabricação 
dos tubos e acessórios; condição de funcionamento hidráulico; pres-
são interna e durabilidade do material conforme as características 
do solo; cargas externas; natureza da água transportada; custo.
40 UNIUBE
Os materiais mais empregados são: PVC; ferro fundido, cimenta-
do internamente; aço soldado; aço com junta ponta e bolsa, junta 
travada; concreto armado; fibra de vidro impregnado em resinas de 
poliéster; polietileno.
2.1.7.3 Classificação das adutoras
Possuem duas classificações: 
a. Devido à natureza da água transportada: 
• tubulações onde é conduzida água sem tratamento são deno-
minadas adutoras de água bruta; 
• tubulações onde é conduzida água com tratamento são deno-
minadas adutoras de água tratada.
b. Devido à energia para a movimentação de água: 
• adutoras por gravidade: transportam a água localizada em 
uma cota mais elevada para uma cota menos elevada. Pode 
ser feita em conduto livre (superfície da água livre sujeita à 
pressão atmosférica) ou conduto forçado (a água está sob 
pressão maior que a atmosférica);
• adutoras por recalque: transportam a água localizada em uma 
cota menos elevada para uma cota mais elevada através de 
estações elevatórias;
• adutoras mistas: são divididas em trechos por recalque e tre-
chos por gravidade.
 UNIUBE 41
Sifão invertido
Linha piesométricaAqueduto
Figura 13 - Adutora por gravidade com trechos em conduto li-
vre (aqueduto) e conduto forçado (sifão invertido)
Fonte: Tsutiya (2006)
Linha piezométrica 
Figura 14 - Adutora por recalque
Fonte: Tsutiya (2006)
Linha piezométrica (recalque)
Linha piezométrica (gravidade)
Figura 15 - Adutoras mistas
Fonte: Tsutiya (2006
42 UNIUBE
2.1.8 Dimensionamento hidráulico
2.1.8.1 Adutora por gravidade em condutos livres
O dimensionamento de condutos livres, devido a condições favorá-
veis da topografia, é feito em função de uma declividade disponível, 
utilizando, de preferência, a equação de Chézy.
Antes do dimensionamento, é necessário conhecer a vazão de 
adução, respeitando os trechos onde se utilizam coeficientes de 
vazão diária e horária prescritos no capítulo I, o desnível H entre o 
ponto de entrada e o ponto de saída, a distância L a ser percorrida 
e a característica das paredes do conduto que determina a rugosi-
dade (C= coeficiente de rugosidade devido ao material).
A vazão Q é estabelecida em função da população a ser abaste-
cida, do consumo médio per capita e do coeficiente de variação 
diária k1.
Obtidos os dados, para efetuar o dimensionamento, é feita uma 
combinação entre a equação da continuidade e a equação de 
Chezy.
Equação da continuidade Q = V x A
Sendo: Q = vazão em m³/s
 V = velocidade média do escoamento em m/s
 A = área em m²
Equaçãode Chézy IRCV H ×= 
 UNIUBE 43
Sendo: RH = raio hidráulico em m
 I = declividade da linha de energia em m/m
 C = coeficiente de Chézy 
Obs.: o coeficiente de Chézy depende das características das pa-
redes do conduto.
A vazão de adução pode ser expressa pela equação de Bazin-
Chezy e Manning-Chezy (equações da resistência para escoamen-
to permanente).
ChezyBazin
R
IRA87Q
H
H −
+
××
×=
γ
ChezyManningIR
n
AQ 2
1
H3
2
−××=
A fim de evitar a sedimentação de materiais em suspensão e pro-
teger as paredes da canalização devido a desgaste excessivo, de-
terminou-se uma velocidade limite para o cálculo do escoamento, 
sendo Vmin = 0,30 m/s e Vmáx dada pela tabela.
Tabela 7: Velocidades máximas para adução.
Materiais aglomerados consistentes 2.0 m/s
Alvenaria de tijolos 2.5 m/s
Rochas estratificadas 2.5 m/s
Rochas compactas 4.0 m/s
Concreto 4.5 a 5.0 m/s
Fonte: Gebara (2000)
44 UNIUBE
2.1.8.2 Adutora por gravidade em conduto forçado
O escoamento é dado entre um nível d’água mais elevado e um 
mais baixo, sendo a energia disponível para o escoamento a dife-
rença entre as cotas.
No cálculo para adutoras em condutos forçados, destacam-se a 
fórmula universal e a equação da continuidade.
Fórmula universal
)Hh(L/hJ ff ==
Onde: Δh = perda de carga em m;
 f = coeficiente de atrito;
 L = comprimento da tubulação, m;
 V = velocidade média do escoamento, m/s;
 D = diâmetro da tubulação, m;
 g = aceleração da gravidade, m/s².
Para a determinação do diâmetro da adutora, utilizam-se a equa-
ção da continuidade e a fórmula universal com o cálculo da perda 
de carga unitária:
)Hh(L/hJ ff ==
As perdas de carga localizadas, na maioria das vezes, podem ser 
desprezadas.
 UNIUBE 45
A velocidade mínima e máxima na tubulação é a mesma prescrita 
para adutora por gravidade em conduto livre.
2.1.8.3 Adução por recalque
Nesse dimensionamento de adução de recalque, é necessário um 
sistema elevatório de bombas para levar a água de uma cota mais 
baixa a uma cota mais elevada. O conjunto elevatório, neste caso, 
é que fornece a energia necessária ao escoamento.
Mesmo conhecendo-se previamente a vazão de adução, no caso 
de adução por recalque, o comprimento L e o material do conduto, 
o problema é hidraulicamente indeterminado.
Normalmente, procura-se associar um diâmetro a um conjunto mo-
tobomba levando-se em consideração aspectos econômicos finan-
ceiros, sendo escolhido o diâmetro que conduz o mínimo custo de 
implantação.
a. Custo relativo ao investimento inicial. 
• Edifício de casa de bomba.
• Equipamento hidro eletromecânico.
• Serviços necessários para implantação do tubo de recalque.
• Fornecimento e assentamento da tubulação de recalque.
b. Custo relativo à operação do sistema.
46 UNIUBE
• Mão de obra para operação e manutenção.
• Materiais e equipamentos para manutenção preventiva, cor-
retiva e de reposição.
• Energia gasta para o acionamento dos conjuntos elevatórios.
Figura 16 - Curvas de custo
Fonte: Sistemas... (2005, p. 20)
O método da “Comparação do custo anual da instalação” é o mais 
utilizado, logo, para o pré-dimensionamento do diâmetro, utiliza-se 
a fórmula de Bresse.
1) Fórmula de Bresse
3.1a2.1KQKD ==
2) Tomam-se tantos D que se achar necessário, acima e abaixo do 
D calculado no 1o passo.
 UNIUBE 47
3) Determinam-se as Hm que deverão ser geradas pelas bombas 
para elevar a vazão desejada.
hdhlHH gm ∆∆ ++=
Sendo: 
Hm = altura manométrica;
∆hl = perda de carga localizada; 
∆hd = perda de carga distribuída; 
Hg = desnível geométrico acrescido de eventuais pressões que se 
deseja ter na água.
4) Calcula-se a Potência consumida.
η
γ
75
HQ
v.Pc m
××
=
η
γ
75
HQ
986.0P mP.H
××
=
5) Cálculo do dispêndio anual de energia.
P.HP736.0)kwh(P ×=
)kwh(P24)diária(P ×=
)diária(P365)anual(P ×=
kwhdoeçoPr)anual(PanualCusto ×=
6) Custo dos tubos.
7) Custo da mão de obra.
48 UNIUBE
8) Custo do conjunto motobombas.
9) Custo total inicial: 1)t1(
)t1(tCC n
n
TiTa
−+
+
××=
10) Procede-se com a determinação dos custos anuais de amorti-
zação e juros de capital a serem aplicados na aquisição de equipa-
mento de recalque e da tubulação.
1)t1(
)t1(tCC n
n
TiTa
−+
+
××=
11) Somam-se os custos do passo 5 e do passo 10 e, dessa for-
ma, por meio da comparação dessas somas, permite-se conhecer 
o D da tubulação que trará a máxima economia global (GEBARA, 
2000).
Resumo do roteiro de cálculo.
Tabela 8: Roteiro de cálculo
Fonte: Andrade (2009)
 UNIUBE 49
2.1.8.4 Traçado da adutora
O traçado da adutora é definido, na maioria das vezes, pela topo-
grafia do terreno, podendo variar devido a outros aspectos como: 
influência do plano de carga e da linha piezométrica; localização 
e perfil da adutora; faixas de servidão ou desapropriação para im-
plantação e operação das adutoras.
O traçado da diretriz de uma adutora é feito de modo análogo ao 
empregado no da diretriz de uma estrada. A norma recomenda que 
o conduto seja constituído por trechos retos.
2.1.8.5 Acessórios das canalizações
São definidos acessórios das canalizações dispositivos que perten-
cem a um sistema de adução de água com o princípio de proteger 
o sistema e fornecer um funcionamento eficaz e com segurança.
Na adutora por gravidade em conduto forçado, são necessárias as 
seguintes peças especiais:
• Válvulas ou registros de parada.
• Válvulas ou registros de descarga.
• Válvulas redutoras de pressão.
• Ventosas.
Na adutora por recalque, além das peças citadas acima, devem-se 
considerar ainda:
• Válvulas de retenção.
• Válvulas aliviadoras de pressão ou válvulas antigolpe de 
ariete.
50 UNIUBE
Obras complementares podem ocorrer em uma adutora e, nesse 
caso, utilizam-se: 
• Ancoragem.
• Caixas intermediárias.
• Stand-pipes.
• Pontes, pontilhões, etc.
2.1.8.6 Válvulas ou registros de parada
Essencialmente, têm a função de permitir o isolamento de um tre-
cho da linha para eventuais reparos sem a necessidade de esva-
ziar toda a adutora, por meio de registros que bloqueiam a condu-
ção da água.
A necessidade de colocar essa válvula de parada, por sua função, 
é somente na extremidade de montante, mas, para facilitar a ma-
nutenção, projeta-se para mais pontos, sendo eles: 
- No início e no fim das canalizações.
- Em pontos intermediários da linha, com a finalidade de isolar um 
trecho da linha para evitar reparos.
- Nas saídas dos reservatórios.
- Em derivações de canalizações.
Colocar as válvulas em pontos elevados, onde a pressão é maior, 
garante uma maior facilidade na hora de fazer os reparos.
 UNIUBE 51
2.1.8.7 Válvulas de descarga
Permitem a saída de água quando for necessário. Trata-se de um 
utensílio posicionado nos pontos mais baixos de uma adutora.
O diâmetro da derivação para a colocação da válvula de descarga 
deve variar entre 1/6 e 1/2 do diâmetro da adutora. Sendo desejá-
vel, no entanto, que seja sempre próximo da metade do diâmetro.
2.1.8.8 Ventosas
A ventosa é constituída por uma câmara com flutuador. Esses 
instrumentos são colocados nos pontos elevados das tubulações 
e garantem um bom funcionamento e segurança das adutoras. 
Basicamente eles têm as seguintes funções:
• Expulsar o ar deslocado pela água durante o enchimento da 
linha.
• Permitir quantidade suficiente de ar, durante o processo de 
esvaziamento da linha.
• Expelir quantidades pequenas de ar desprendido da água e 
não arrastado pelo fluxo.
• Esvaziamento da linha nos pontos baixos ou em casos de 
ruptura da tubulação.
2.1.8.9 Válvula de retenção
Válvulas que permitem o fluxo de água em apenas um sentido, fe-
chando-se automaticamente quando ocorre uma inversão no sen-
tido do fluxo.
52 UNIUBE
São utilizadas imediatamente após válvulas de seccionamento, 
que são colocadas após as bombas, em uma adutora de recalque.
2.1.9 Considerações finais
No estudo para o dimensionamento de estações elevatóriase adu-
toras, é necessário obter os dados de onde serão implantados de 
acordo com as suas necessidades, pois, como visto neste capítulo, 
a topografia do local, por exemplo, tem um grande papel no desen-
volvimento do projeto de saneamento básico.
A utilização das E. E. dentro do Sistema de Abastecimento de Água 
tem as seguintes desvantagens: elevam despesas de operação de-
vido aos gastos com energia; são vulneráveis a interrupções e fa-
lhas no fornecimento de energia; exigem operação e manutenção 
especializada, aumentando ainda mais os custos com pessoal e 
equipamentos.
Nos dias atuais, raramente são encontrados sistemas de abasteci-
mento de água que não possuam um ou vários conjuntos elevató-
rios. Cada vez mais, diminuem os sistemas que funcionam inteira-
mente por gravidade, apesar das vantagens que oferecem, como:
• Como não possuem equipamentos mecanizados, quando 
ocorre escassez ou falhas de energia, seu funcionamento não 
é interrompido e são mais fácies de operar e mantê-los.
• Frequentemente, resultam em maior facilidade de proteção 
da bacia hidrográfica, para a preservação da qualidade, pois 
as águas mais altas acham-se mais próximas das nascentes.
 UNIUBE 53
• Evitam despesas com: material de operação, manutenção, 
energia elétrica e pessoal.
O que acontece é que, como muitas cidades se localizam em co-
tas bastante elevadas em relação aos mananciais próximos ou a 
grandes distâncias dos mananciais que podem suprir as cidades 
por gravidade, torna-se necessário o uso de equipamentos de 
bombeamento.
Vimos, neste capítulo, que as adutoras são elementos indispensá-
veis no sistema de abastecimento de água. Portanto, é de gran-
de importância fazer estudos da topografia do local, tipo de solos, 
ocupação, densidade populacional etc. do projeto que será implan-
tado, a fim de escolher o melhor sistema de adutoras, visando ao 
melhor funcionamento do sistema em paralelo com o método mais 
viável economicamente.
É necessário ter em mente os possíveis problemas que podem 
ocorrer durante e depois do processo de implantação, para assim 
conseguir resolvê-los da melhor maneira possível, visando sempre 
à segurança e ao bom funcionamento do sistema projetado. 
FIQUE POR DENTRO
Dimensionamento de adutoras. Disponível em: < https://
www.youtube.com/watch?v=NZecetxRmxc>. Acesso em: 
10 mar. 2016.
REFLITA
Por que não é considerado o rendimento de 100% das 
bombas?
54 UNIUBE
INDICAÇÃO DE LEITURA
SILVESTRE, Paschoal.Hidráulica geral. 1. ed. Rio de Janeiro: Livros 
Técnicos e Científicos Editora S. A., 1979. 316 p.
Natália Michelan
Introdução
Reservatórios
Redes de Distribuição
Capítulo
3
Os reservatórios de distribuição de água são designados a 
diversas finalidades. São estruturas hidráulicas construídas para 
reservar a água e estabelecer a transição entre a adução e a 
distribuição.
Os principais propósitos e vantagens para essa reserva são: 
- Regularizar a vazão: em períodos em que a demanda da vazão 
fornecida para a rede é inferior à média fornecida, deve-se 
armazenar a água; em períodos em que a demanda da vazão 
fornecida para a rede é maior que a vazão média no dia, deve-se 
fornecer uma vazão constante.
- Segurança ao abastecimento: em situações de emergência e no 
caso de bloqueios no funcionamento normal da adução devido a 
problemas como ruptura na adutora, paralisação da capitação, 
falta de energia elétrica etc., deve-se fornecer água.
- Reserva de incêndio: reserva destinada ao combate de incêndio.
- Regularizar pressões: dependendo da localização dos 
reservatórios de distribuição, podem influenciar na pressão da 
rede, principalmente reduzindo as variações das pressões.
- Bombeamento de água fora do horário de pico elétrico: permissão 
para que se faça o bombeamento de água fora do horário de pico 
elétrico, diminuindo custo de energia elétrica.
Em contrapartida, utilizar reservatórios de distribuição apresenta as 
seguintes desvantagens:
- Custo elevado de implantação.
- Local: é necessário estabelecer um local adequado para a sua 
implantação, pois, de acordo com a topografia, pode haver a 
necessidade da implantação de mais de um reservatório para 
atender a rede.
- Impacto ambiental: pode haver a necessidade de se construir 
reservatório apoiado, reservatório elevado e semienterrado.
Tipos de reserva: 
 - Reserva de equilíbrio.
 - Reserva de incêndio.
 - Reserva de emergência.
Redes de distribuição
É a unidade do sistema de abastecimento que conduz a água 
para os pontos de consumo (prédio, indústrias etc.). É formada 
por um conjunto de tubulações e peças especiais dispostas 
convenientemente de forma a garantir o bom atendimento dos 
pontos de consumo (GUEDES, 2014).
Geralmente, a rede de distribuição é responsável por 50% a 75% 
do custo total das obras de abastecimento.
No sistema público de abastecimento de água, as obras de 
captação, adução, tratamento e reservação são dotadas de equipes 
de operação com vigilância constante, mesmo apresentando 
grandes portes, ao passo que as redes de distribuição não possuem 
essa atenção permanente.
 UNIUBE 57
• Entender a disposição dos reservatórios.
• Compreender as reservas necessárias existentes.
• Aplicar as redes de distribuição ideal de acordo com o 
projeto.
• Reservatórios de montante e jusante
• Tipos de reservatórios
• Tipos de rede
• Dimensionamento pelo método Hard-Cross
Objetivos
Esquema
Classificação dos Reservatórios de Distribuição3.1
Podem ser classificados da seguinte maneira:
• Localização no sistema.
• Localização no terreno.
• Forma do reservatório.
• Materiais de construção.
3.1.1 Localização do reservatório no sistema
Podem ser divididos em reservatórios a montante e a jusante, de-
pendendo da sua posição, tomando como referência a rede de 
distribuição.
58 UNIUBE
Figura 17 - Reservatório de montante e jusante
Fonte: Gebara (2000)
3.1.1.1 Reservatório de montante
O reservatório de montante é localizado antes da rede de distribui-
ção, por ele passa toda água destinada ao consumo. Seu escoa-
mento se dá impreterivelmente em um único sentido e são dimen-
sionados para manter a vazão e altura manométrica do sistema de 
adução constante.
3.1.1.2 Reservatório de jusante
Os reservatórios de jusante são localizados depois da rede de dis-
tribuição e podem ser chamados de reservatórios de sobra. Eles 
armazenam água nos períodos em que a capacidade da rede é 
superior à demanda ou, na situação inversa, auxiliam o abasteci-
mento durante as horas de maior consumo. Podem ainda controlar 
a oscilação de pressão nas zonas de jusante da rede.
 UNIUBE 59
3.1.2 Localização do reservatório no terreno
Quando há a necessidade de um reservatório elevado para garantir 
pressões adequadas na rede de distribuição, pode-se dividir o volu-
me de água entre ele e um reservatório apoiado ou semienterrado 
para um reservatório elevado.
As vazões de um dimensionamento de recalque seriam:
a. Recalque com capacidade suficiente para atender a vazão da 
hora de maior consumo na rede distribuidora:
(l/s)
Obs.: reservatório elevado teria capacidade pequena.
b. Recalque com vazão média do dia de maior consumo:
 (l/s)
É comum fixar para o reservatório elevado entre 10% a 20% da 
capacidade total necessária para a cidade.
Reservatório elevado: a cota de fundo do reservatório é maior 
que a cota do terreno, apoiado em estruturas de elevação.
60 UNIUBE
Figura 18 - Reservatório elevado
Fonte: Reservatórios... (s./d.)
Reservatório apoiado: laje de fundo do reservatório é apoiada no 
terreno.
Figura 19 - Reservatório apoiado
Fonte: Gebara (2000)
 UNIUBE 61
Reservatório semienterrado: apresenta pelo menos um terço de 
sua altura total situado abaixo do nível do terreno onde se encontra 
localizado.
Figura 20 - Reservatório semienterrado
Fonte: Gebara (2000)
Reservatório enterrado: quando se encontra completamente em-
butido no terreno onde está localizado.
Figura 21 - Reservatório enterrado
Fonte: Gebara (2000)
3.1.3 Formado reservatório
Como todo projeto de engenharia, a forma do reservatório deve 
ser elaborada de forma a propiciar máxima economia global em 
fundação, estrutura, utilização de área disponível, equipamento de 
operação e interligação das unidades.
Deve conter compartimentos independentes a fim de facilitar a 
62 UNIUBE
limpeza e manutenção. Sua profundidade pode variar de 3 a 6 me-
tros e deve ser prevista uma abertura para inspeção na laje supe-
rior com largura mínima recomendada de 0,6 metros.
Figura 22 - Abertura de inspeção
Fonte: Gebara (2000)
Figura 23 - Alternativas de construção
Fonte: Gebara (2000)
A construção do reservatório retangular é a de mais fácil execução, 
em contrapartida, a forma mais econômica é a circular por gastar 
menos material de construção.
3.1.4 Materiais de construção
A escolha do material da estrutura do reservatório deve ser fei-
ta após estudo técnico e econômico que leve em consideração 
as condições da fundação, a disponibilidade do material na re-
gião, a agressividade da água a armazenar e a do ar atmosférico 
(TSUTIYA, 2006).
Os principais materiais utilizados são:
• Concreto armado ou concreto protendido.
 UNIUBE 63
• Aço.
• Poliéster armado com fibras de vidro.
3.1.5 Capacidade dos reservatórios
3.1.5.1 Volume para reserva de equilíbrio
Na prática, se adota 1/3 do consumo máximo diário:
Sendo:
V = volume a reservar;
P = população servida;
Q = consumo médio per capita;
K1 = coeficiente de variação diária de consumo.
Quando se conhece a curva de consumo da rede, faz-se um gráfi-
co da vazão em relação ao tempo para a determinação da média, 
considerando a adução contínua ao reservatório.
64 UNIUBE
Figura 24 - Variação da vazão segundo o consumo da cidade
Fonte: Azevedo (1995)
3.1.5.2 Volume para reserva de combate a incêndio
Depende do tipo de ocupação e edificação, como: 
• Para densidades superiores a 150 hab/ha – Vazão no hidran-
te é igual a 30 l/s.
• Para demais situações 15 l/s.
• Tipo do hidrante.
• Duração do incêndio que deverá ser considerado.
Normalmente, deve-se consultar o Corpo de Bombeiros responsá-
vel pela segurança contra incêndios na localidade.
 UNIUBE 65
3.1.5.3 Reserva de emergência
São consideradas situações de emergência, quando: 
• Ocorrem paralisações no sistema de produção de água, devi-
do à capitação, estação elevatória e tratamento.
• Acidentes de curta duração.
O volume de emergência a ser considerado depende do sistema e 
fontes de abastecimento de água. Se o sistema tiver sistemas auxi-
liares para fornecimento de energia elétrica, por exemplo, o volume 
a ser considerado será pouco. Se o sistema contém somente uma 
fonte de abastecimento, sua reserva de emergência deve ser maior.
Alguns autores consideram esse acréscimo de volume como um 
terço da soma do volume de equilíbrio mais o volume de incêndio. 
Va = (Ve + Vi) / 3)
Sendo:
Va = volume de emergência, m³;
Ve = volume de equilíbrio, m³;
Vi = volume de incêndio, m³.
66 UNIUBE
3.1.6 Redes de Distribuição de Água
3.1.6.1 Classificação dos Condutos
São dotadas de dois tipos de canalizações: principal e secundária.
Tubulação principal, primária, tronco ou mestre: tubulações de 
maiores diâmetros com o propósito de conduzir o fluido para as 
redes secundárias. São alimentadas diretamente pelo reservató-
rio de montante ou em conjunto com a adutora e reservatório de 
jusante.
Tubulação secundária: tubulações de menores diâmetros com o 
propósito abastecer diretamente os pontos de consumo do sistema 
de abastecimento de água.
Figura 25 - Exemplo de tubulação tronco e tubulação secundária
Fonte: Gebara (2000)
Essa divisão nem sempre ocorre ou é clara nos projetos, mas pode 
facilitar a manutenção e operação do sistema, minimizar proble-
mas, permitindo ainda realizar novas ligações facilmente com a tu-
bulação em carga (GUEDES, 2014).
 UNIUBE 67
3.1.6.2 Tipos de redes
Conforme a distribuição das canalizações primárias e o sentido do 
escoamento nas tubulações secundárias, as redes são classifica-
das em ramificadas, malhadas e mistas.
Rede malhada: na rede malhada, as tubulações principais formam 
circuitos ou anéis, permitindo abastecer qualquer ponto do sistema 
por mais de um caminho. Um imprevisto ocorrido no conduto prin-
cipal não interromperá o fornecimento de água, pois a mesma es-
coará em direção contrária à anterior para atender a nova situação 
criada pela interrupção.
Figura 26 - Exemplo de rede malhada
Fonte: Gebara (2000)
Rede ramificada: na rede ramificada, pode-se estabelecer um 
sentido único para o escoamento da água. Sua desvantagem é 
que o escoamento se faz a partir de uma tubulação tronco, e a 
distribuição da água é feita diretamente para os condutos secun-
dários, portanto qualquer necessidade ou acidente que interrompa 
o escoamento compromete todo o abastecimento. Está ligada às 
pequenas comunidades de traçado linear ou quando a topografia 
e os pontos a serem abastecidos não permitem um traçado como 
rede malhada.
tribulação secundária 
Reservatório
Anéis (tubulação principal)
68 UNIUBE
Figura 27 - Exemplo de rede ramificada
Fonte: Gebara (2000)
Rede mista: possui anéis e trechos ramificados.
Figura 28 - Exemplo de rede mista
Fonte: Alem Sobrinho e Contrera (2013)
3.1.7 Vazão para dimensionamento da rede
No dimensionamento da rede de abastecimento de água, faz-se 
necessário conhecer as vazões denominadas vazão de distribui-
ção, dada por:
)s/l(
86400
PqKKQ 21h
×××
=
Tubulação tronco
Rede ramificada
Extremidade mortaReservatório de montante
 UNIUBE 69
Sendo: 
Qh = vazão, m³/s;
K1 = coeficiente do dia de maior consumo;
K2 = coeficiente da hora de maior consumo;
q = consumo per capita, l/hab.dia;
P = população a ser abastecida, hab.
No caso de cada trecho, ficaria complicado retirar a vazão de ali-
mentação de um prédio, dessa maneira calculamos como uma va-
zão específica de dimensionamento, que pode ser:
a. por metro linear de tubulação:
Th LQq =
Sendo:
q = vazão de distribuição em marcha (l/s m);
LT = comprimento total da tubulação (m).
b) por área da cidade
Th AQq =
Sendo:
q = vazão de distribuição por área de influência (l/s ha);
AT = área total da tubulação.
70 UNIUBE
3.1.8 Condições a serem observadas
Pressão: é necessário estabelecer uma pressão mínima para que a 
água alcance os reservatórios domiciliares e uma pressão máxima 
em função da resistência das tubulações e controle das perdas de 
carga.
• Referente ao nível máximo do reservatório, máxima estática: 
50m.c.a.
• Referente ao nível mínimo do reservatório, mínima dinâmica: 
15m.c.a.
Limites de velocidade: baixas velocidades favorecem durabilidade, 
mas facilitam o depósito de materiais existentes na água, velocida-
des altas diminuem o diâmetro da tubulação diminuindo o custo, 
mas favorecem o desgaste da tubulação, peças e válvulas (NBR 
12218/1994).
• Mínima 0,6 m/s.
• Máxima 3,5 m/s.
Diâmetro: devem-se levar em consideração as perdas de carga e 
as vazões disponíveis aos usuários. 
• Diâmetro mínimo a ser adotado: 50mm para tubulação secun-
dária e 100mm para tubulação primária (NBR12218/1994).
A tabela fornece os diâmetros mínimos e velocidades compatíveis 
com a Norma.
 UNIUBE 71
Tabela 9: Diâmetros e vazões máximas
Diâmetro Valores Máximos das vazões
(mm) Velocidades(m/s) Vazões (l/s)
50 (2") 0.60 1.20
75 (3") 0.70 3.20
100 (4") 0.75 6.10
125 (5") 0.80 10.40
150 (6") 0.80 14.60
200 (8 ") 0.90 29.20
250 (10") 1.00 50.70
300 (12") 1.00 72.82
350 (14") 1.10 109.18
Fonte: Dacac (1975)
3.1.9 Dimensionamento das redes ramificadas
Para o dimensionamento das redes ramificadas, adota-se o méto-
do do seccionamento fictício. Esse método baseia-se em transfor-
mar uma rede malhada em outra ramificada, por meio de pontos de 
seccionamento que dão origem a extremidades livres, mas que na 
realidade estarão interligadas.
Figura 29 - Rede ramificada
Tubulação tronco
Tubulação secundária
Ponto de seccionamento
72 UNIUBE
Fonte: Gebara(2000)
3.1.10 Procedimento de Cálculo
Conhecendo o sentido do escoamento do sistema, deverá ser de-
terminada a vazão de projeto. No caso de rede ramificada, uma 
sugestão a ser feita é que o projetista utilize a vazão por metro de 
tubulação. A seguir, apresenta-se uma planilha modelo para o cál-
culo de redes ramificadas.
Tabela 10: Modelo de planilha (rede ramificada)
Fonte: Gebara (2000)
O preenchimento da planilha segue os seguintes passos:
Coluna 1: número do trecho, devendo o primeiro trecho ser o mais 
afastado do
reservatório.
Coluna 2: comprimento do trecho.
Coluna 3: vazão de jusante Qj, se na extremidade de um ramal 
(ponta seca) Qj=0. 
Na extremidade de jusante de um trecho qualquer, temos ∑= mj QQ 
dos trechos abastecidos por ele.
 UNIUBE 73
Coluna 4: vazão em marcha (q × ltrecho), em que q é a vazão por 
metro de tubulação e constante para todos os trechos.
Coluna 5: vazão de montante 3
Q
Q mf =
.
Coluna 6: vazão fictícia, para o caso de ponta seca (Qj = 0) é dada 
por 
3
Q
Q mf = 
Caso contrário (Qj ≠ 0), será dada por 2
QQ
Q jmf
+
= .
Coluna 7: diâmetro do tubo, determinado pela vazão do trecho, es-
tando em acordo com a tabela de diâmetros.
Coluna 8: perda de carga do trecho (J × ltrecho), calculada em função 
do diâmetro e da vazão fictícia. 
Colunas 9 e 10: cota piezométrica de montante e jusante, deter-
minada pela cota do nível do reservatório (nível mais crítico) sub-
traídas as perda de carga até o ponto de montante ou jusante em 
questão.
Coluna 11 e 12: cotas topográficas de montante e jusante, obtidas 
das plantas topográficas disponíveis.
Coluna 13 e 14: carga de pressão disponível, calculada pela sub-
tração da cota 
topográfica do ponto a ser analisado (montante e jusante) da cota 
piezométrica de montante e jusante.
Para se verificar a condição correta do cálculo, é necessário que 
no nó onde houver o seccionamento, a diferença de pressão média 
obtida por dois caminhos diferentes seja menor que 5%.
74 UNIUBE
3.1.11 Dimensionamento de Rede Malhada
No dimensionamento da rede malhada, o método mais utilizado 
é o Hardy-Cross, pois pode ser usado em áreas com uma distri-
buição maior formando circuitos fechados (malhas) facilitando os 
cálculos. Baseia-se em concentrar as vazões a serem distribuídas 
em pontos localizados nas malhas, dando a ideia que ela não está 
distribuída ao longo dos trechos.
Como o dimensionamento dá-se em áreas grandes, torna-se com-
plicado fazê-lo sem utilizar soluções iterativas. Essas soluções ite-
rativas são necessárias pois à medida que a complexidade aparece, 
ou seja, número de malhas e nós, aumenta o número de equações, 
fazendo com que as soluções algébricas se tornem difíceis. Essas 
malhas são equilibradas em sequência, até que todas as situações 
de escoamento sejam satisfeitas, como:
a. A soma algébrica das perdas de carga, ao longo de cada cir-
cuito, deve ser nula.
b. A soma algébrica das vazões, em cada nó da rede, deve ser 
nula.
A primeira condição estabelece que a perda de carga entre quais-
quer dois pontos no circuito deve ser a mesma. A segunda condi-
ção é a equação da continuidade.
Para o cálculo da perda de carga, em cada trecho da rede, utiliza-
se uma equação de resistência na forma H = r Qn. Perdas singula-
res podem ser incluídas como comprimentos equivalentes de cada 
conduto, mas normalmente desprezam-se seus efeitos, a não ser 
 UNIUBE 75
que a rede seja muito pequena.
O método de Hardy-Cross admite vazões em cada conduto, de 
modo que a equação da continuidade seja satisfeita em todos os 
nós. Calcula-se uma correção na vazão em cada malha em sequ-
ência até que se consiga um equilíbrio entre as malhas.
O valor de r é constante para cada conduto (exceto quando se 
usa a fórmula Universal), sendo determinado antes de se iniciar o 
processo de balanceamento dos anéis. Observe, a seguir, como o 
termo corretivo é obtido.
Para um tubo qualquer, no qual se admite uma vazão inicial Q0:
QQQ 0 ∆+=
Sendo Q a vazão correta:
∆Q é a correção.
Então, para cada conduto:
( ) ...)QnQQ(rQQrrQh 1n0n0n0nf ++=+== − ∆∆
Como o valor de ∆Q é pequeno, comparado a Q0, todos os termos 
que contenham ∆Q, elevados a uma potência igual ou superior à 
segunda, podem ser desprezados. Então, para uma malha temos:
∑ =+ − 0)QnQQ(r 1n0n0 ∆
Consequentemente: 
76 UNIUBE
∑
∑
−−=∆ 1
0
0
n
n
nrQ
rQ
Q
Resultando em:
∑
∑−=∆
0Q
hn
h
Q
Em que: 
 h = perda de carga no trecho;
 r = constante obtida em função do diâmetro, da extensão e 
da fórmula adotada;
 Q = vazão no trecho;
 n = potência que depende da fórmula usada:
no caso da fórmula Universal n = 2,00; 
no caso de Hazen-Williams n = 1,85 .
3.1.12 Roteiro para o Cálculo de Redes Malhadas 
Utilizando o Método de Hardy-Cross
a. Lançar os anéis da rede, obedecendo às distâncias e áreas má-
ximas permitidas pela norma. Esse lançamento pode ser basea-
do em critérios urbanísticos de distribuição de demanda, densi-
dade populacional, crescimento de áreas a serem abastecidas.
 UNIUBE 77
Figura 30 - Pontos nodais e máxima distância de atendimento (rede malhada)
Fonte: Gebara (2000)
Figura 31 - Definição das áreas de influência (Método de Thiessen)
Fonte: Gebara (2000)
b. Definir pontos fictícios convenientemente localizados nas tu-
bulações, que substituem, para efeito de cálculo, uma cer-
ta fração de área a ser abastecida, de modo a transformar 
vazões por unidade de área em vazões pontuais, que serão 
descarregadas nesses pontos.
78 UNIUBE
Figura 32 - Vazões nodais
Fonte: Gebara (2000)
c. Admite-se que a distribuição em marcha que ocorre nos tre-
chos que formam os anéis seja substituída por uma vazão 
constante.
d. Supõem-se conhecidos os pontos de entrada e saída de água 
e os valores das respectivas vazões.
e. Atribui-se, partindo dos pontos de alimentação, uma distribui-
ção de vazão hipotética Q0 para cada trecho dos anéis.
Figura 33 - Vazões nos trechos
Fonte: Gebara (2000)
 UNIUBE 79
f. Atribuindo o sentido horário de percurso das vazões como po-
sitivo, dá-se um sinal às vazões, verificando então, em cada 
nó, a equação da continuidade, ou seja, ∑Qi = 0.
g. Pré-dimensiona o diâmetro de cada trecho pela condição de 
velocidade limite ou, se quiser, pela perda de carga máxima 
admissível que se queira ter.
h. Calcula-se a perda de carga para cada trecho de cada anel. 
Calcula-se o somatório das perdas de carga em todos os 
anéis.
i. Se para todos os anéis tivermos ∑ H = 0, a distribuição de 
vazões estabelecida está correta e a rede é dita equilibrada.
j. Se, em pelo menos um dos anéis, ∑ H≠ 0, devemos corrigir 
a distribuição da vazão admitida, somando-se algebricamen-
te a cada uma delas um valor ∆Q calculado como mostrado 
anteriormente, de modo que as novas vazões em cada trecho 
sejam: Q = Q0 + ∆Q.
k. Repete-se esse procedimento até que se obtenha: ∑ H ≤ 1 
m.c.a e ∆Q ≤ 1 l/s.
l. Equilibrada a rede, procede-se como nos passos de 9 a 14 
do cálculo de rede ramificada para verificação das pressões 
nos nós. 
80 UNIUBE
3.1.13 Considerações finais
Neste capítulo, vimos que, para dimensionar reservatórios e redes 
de abastecimento de água, não existe somente um método ou uma 
solução. Todos os cálculos são baseados em melhores escolhas 
devido a diferentes circunstâncias encontradas na região em que 
se projeta. A disponibilidade de materiais, o tipo de profissional e 
equipe contratada variam de região para região, portanto escolhas 
devem ser efetuadas a fim de sempre buscar soluções que aten-
dam as exigências impostas com maior segurança e conforto para 
quem desfrutar do sistema adotado.
Os reservatórios, quando dimensionados corretamente, têm a fina-
lidade de armazenar a água para atender as variações de consu-
mo, as demandas de emergência e uma melhoria e adequação das 
condições de pressão.
As variações ocorrem porque o consumo não é constante, ele varia 
ao longo do dia devido a picos de serviços e clima. Para esse caso, 
a implantação do reservatório seve