Sistemas de Abastecimento de Água

Prévia do material em texto

SISTEMAS DE 
ABASTECIMENTO DE 
ÁGUA
PROFESSORA PÂMELLA DUARTE
REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA
Manancial Rede de 
Distribuição
Reservatório
Captação
Estação de 
Tratamento 
de Água
Adutora
de água
tratada
Adutora de 
água bruta
Estação 
elevatória
de água bruta
 REDE DE DISTRIBUIÇÃO: é a parte do sistema de abastecimento 
formada por tubulações e acessórios, destinados a colocar água 
potável à disposição dos consumidores, de forma contínua, em 
quantidade, qualidade, e pressão adequadas.
 CUSTO DA REDE: tipicamente de 50 a 75% do custo total do sistema de 
abastecimento de água.
Quanto ao porte e função das tubulações:
 Principal, primária, tronco ou mestra: são tubulações de maiores 
diâmetros que tem por finalidade abastecer as canalizações secundárias.
 Secundária: são tubulações de menores diâmetros e tem a função de
abastecer diretamente os pontos de consumo do sistema de abastecimento
de água.
Essa divisão nem sempre ocorre ou é clara nos projetos, mas pode facilitar a 
manutenção e operação do sistema, minimizar problemas, permite realizar 
novas ligações facilmente com a tubulação em carga e, no passado, era a 
única forma viável de calcular as redes.
Quanto a topologia:
 Rede Ramificada: o traçado é aberto, semelhante a uma árvore, grelha ou 
espinha de peixe, cada ponto da rede é atendido por um caminho único 
desde o reservatório ou outra fonte de suprimento (se um trecho é 
interrompido, fica isolada toda a rede a jusante).
 Rede Malhada ou em Anéis: fechada, a rede forma anéis com múltiplos 
caminhos para o escoamento (maior flexibilidade para atender diferentes 
distribuições da demanda e para manutenção da rede).
 Mista
exemplo de rede ramificada
exemplo de rede ramificada
ou quase, 
tem um 
anel aqui...
exemplo de rede malhada
exemplo de rede malhada (em blocos)
exemplo de rede mista
 Rede principal:
➢ formar rede malhada
➢direcionadas às zonas de maior demanda
➢ localizadas em vias ou áreas públicas
➢vias sem pavimentação, sem tráfego intenso, sem
interferências significativas, com solo adequado
 Rede secundária:
➢ rede simples ou dupla (localização no passeio)
➢ comprimento máximo de 600 m
➢atendida pelas duas extremidades
➢ formar rede malhada
são recomendações ... 
analisar caso a caso....
depende do diâmetro, da 
densidade da demanda e 
do atendimento por uma 
ou duas extremidades
Diferentes alternativas podem e são utilizadas para o fornecimento de
água para uma rede:
 através de um único reservatório de montante
 com elevatória a montante ou em linha atendendo parte da rede (booster)
 com reservatório de sobras (a jusante)
 sistemas complexos com múltiplos reservatórios, boosters, válvulas
redutoras de pressão, etc.
Adução Reservatório 
de sobra
Rede de 
distribuição
Com reservatório de montante e reservatório de sobra à jusante
Reservatório 
principal
Rede de 
distribuição
Estação 
elevatória 1
Estação 
elevatória 2
Alimentação direta na rede através de vários pontos
setorial 2
Reservatório 
setorial 3
Estação Reservatório
elevatória setorial 1
Reservatório
principal
Adução 
principal
Booster
Setor 3
Setor 2
Setor 1
Reservatório
abastecimento de setores distintos
ATENDIMENTO & ZONAS DE PRESSÃO
pode ser de de sobras 
ou complementar 
abastecido por adutora 
independente
 Q: vazão, L/s
 K1: coeficiente do dia de maior consumo
 K2: coeficiente da hora de maior consumo
 P: população final para a área a ser abastecida, hab
 q: consumo per capita final de água, L/(hab.dia)
como a vazão deve ser distribuída 
ao longo de dezenas ou centenas de 
trechos e nós de uma rede?
Alternativas:
 pelo número de lotes atendidos em cada quadra e quantidade
média de habitantes em cada um
 considerando a vazão específica por unidade de comprimento das ruas, distribuição em 
marcha (L/s/km), concentra-se metade da vazão obtida em cada trecho em cada nó de 
extremidade (com o devido ajuste no caso de redes duplas)
 considerando a vazão específica por unidade de área (L/s/ha), e as áreas de influência 
de cada nó, ajustadas conforme áreas de densidades diferentes
 mais as vazões concentradas para consumidores especiais
Critérios:
 pressão mínima a ser atendida
 limites de velocidade (NBR 12218/1994)
➢mínima 0,6 m/s
➢máxima 3,5 m/s
 antiga PNB 594/1977:
➢perda unitária máxima de 8 m/km (0,8 %)
➢velocidade máxima 2,0 m/s
 Porto (1998): Vmax=0,6+1,5D ou 2,0 m/s
 diâmetro mínimo: 50 mm
a norma atual é 
menos restritiva, 
mas se dimensionar 
a Pmin no limite e a 
demanda crescer 
além do previsto...
 Delimitação da área a ser atendida
 Estudo demográfico da área a ser atendida
 Concepção do sistema de distribuição:
➢ Estudos das zonas de pressão e de setorização
➢ Traçado da rede de distribuição
 Seleção dos pontos de concentração de vazões (levar em conta também a topografia
e extensão dos trechos)
 Distribuição das vazões nos nós ou trechos (lotes, comprimento ou área de
influência) e cálculo das vazões concentradas nos nós
 Análise e dimensionamento da rede
 Diâmetros: 16 opções de 50 a 1200 mm
 Comprimento: barras de 6 a 8 m
 Classes: K-9, K-7 e 1 Mpa
 Revestimento interno com argamassa de 
cimento
 Revestimento externo com zinco e
pintura betuminosa
 Juntas mais comuns em redes: elástica
(ponta e bolsa) e flanges
 observações: corrosão, incrustação 
(redução do “C”), estanqueidade, 
necessita ancoragem (juntas p&b)...
 Diâmetros: 9 opções de 50 a 270 mm
(100 a 600 no DEFoFo)
 Comprimento: barras de 6 m
 Classes: 3 opções de 60 a 100 mca
 DEFoFo: DE equivalente ao ferro fundido
 Junta mais comuns em redes: elástica
(ponta e bolsa)
 observações: juntas p&b, fragilidade e 
estanqueidade, mais difundida em 
pequenos diâmetros atualmente...
 Diâmetros: 30 opções de 16 a 1200 mm
 Comprimento na maior parte das redes 
(tubos ø 63 e 90 mm): bobinas de 100 m
 Classes: 8 opções de 32 a 250 mca
 Sem revestimento interno ou externo
 Leve e flexível, estanqueidade,
resistência química e à abrasão
 Menor rugosidade
 Principais juntas: solda termoplástica 
(topo, sela, soquete e eletrofusão) e 
flanges (para acessórios e outros 
materiais)
 observações: uso ainda incipiente em
redes no país...
ø Tubo 
(mm)
ø Interno 
(mm)
Altura 
(mm)
ø Externo. 
(mm)
20 700 190 900
25 700 190 980
32 900 260 1200
40 900 330 1300
50 1200 360 1600
63 1500 390 2000
75 1800 390 2400
90 2200 460 2800
110 2200 560 3000
125 2500 760 3200
63/90 são os mais comuns em redes de água
Dimensões das bobinas com 100 metros
para tubos SDR≥17 (ISO 4427/2007)
 Válvulas de manobra
 Válvulas de descarga
 Ventosas
 Válvulas redutoras de pressão
 Hidrantes
Objetivos principais:
✓ Isolar trechos de canalização para reparos
✓ Melhorar o abastecimento de determinadas áreas
✓ Delimitar os setores de abastecimento
SETOR DE MANOBRA:
✓ Extensão de rede: 7 a 35 km
✓ Número de economias: 600 a 3.000
✓ Área: 40.000 a 200.000 m2
VENTOSAS
Uso para abastecer zonas de pressão
Efeito sem consumo de água Efeito com consumo de água
HIDRANTES DO TIPO COLUNA
HIDRANTES DO TIPO SUBTERRÂNEO
 uma rede é representada como um conjunto de nós e trechos
(GRAFO)
 para cada nó: equação da continuidade
 para cada trecho: perda de carga
 na simulação, deve-se determinar as cargas em cada nó (se conhecidas as vazões
concentradas de demanda, ou as vazões no caso de reservatórios onde se conhece
a carga definida pelo nível d’água) e as vazões em cada trecho
 no dimensionamento, os diâmetros (classes e materiais) também devem ser
determinados, atendendo critérios de projeto e minimização de custos
Principalmente a partir da década de 1990, diversos softwares combinando
algoritmos de cálculo com interfaces gráficas amigáveis foram desenvolvidos para
auxiliar a análise e o dimensionamento de redes de distribuição de água. Exemplos:
 REDE (1990), DOS (Pascal), atualmente gratuito CRede (FCTH, 1995), Windows (Visual Basic)
 EPANET (EPA, 2000), Windows (código aberto, C e Delphi)
 WaterCAD (Haestad, hoje Bentley)