hidraulica 3

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SANEAMENTO
Lélis Espartel
Dimensionamento de redes 
de distribuição de água
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Associar condutos em série e em paralelo.
 � Calcular a vazão de distribuição.
 � Dimensionar uma rede de distribuição de água.
Introdução
A água é essencial para toda espécie de ser vivo no planeta Terra. Ela está 
tão inserida no nosso dia a dia, que é praticamente impossível imaginar 
nossa vida sem ela. Para facilitar o acesso à água aos humanos, são de-
senvolvidos sistemas de abastecimento de água, que servem para suprir, 
de forma prática, a necessidade que temos de água. Neste capítulo você 
vai ver como os condutos se associam para permitir o abastecimento de 
água a uma comunidade. Você também vai aprender a como dimensionar 
uma rede de distribuição de água.
Associação de condutos
O primeiro passo para você entender uma rede de distribuição de água (RDA) 
é conhecer as duas formas nas quais diferentes condutos podem se associar: 
em série ou em paralelo. 
Condutos em série
Um conduto está em série quando ele é formado por trechos que diferem pelo 
diâmetro, pela rugosidade, ou por ambos. O fim de um trecho (extremidade a 
jusante) é conectado ao início de outro (extremidade a montante), conforme 
você pode ver na Figura 1.
Figura 1. Conduto em série, escoamento fluindo de A para B através de 3 trechos que 
diferem no diâmetro.
Fonte: White (2010, p. 404).
1
2
3
BA
Hidráulica aplicada2
O que você precisa saber em uma associação de condutos em série é que 
a vazão que passa em cada trecho é constante. Logo, na Figura 1, temos que:
QTOTAL = Q1 = Q2 = Q3
Sabemos, pela equação da continuidade, que Q = VA. A área A é função 
do diâmetro D, que é diferente em cada seção. 
V1 A1 = V2 A2 = V3 A3
Para manter a vazão constante, a velocidade do escoamento se altera, 
sendo inversamente proporcional à área. Assim, se a área da seção transversal 
aumenta, a velocidade diminui, e vice-versa. Dessa forma, é possível garantir 
que será transportada sempre a mesma vazão, independentemente do trecho.
A perda de carga (hp) de um conduto em série é igual ao somatório da perda 
de carga de cada trecho. Portanto:
hp TOTAL = hp1 + hp2 + hp3
Para calcular a perda de carga, você deve considerar a parcela linear e a parcela oriunda 
das singularidades. Existem singularidades, como reduções, que são responsáveis 
pela troca de diâmetro entre um trecho e outro. Essas singularidades devem ter seu 
hp SINGULAR calculado sempre em função da maior velocidade, ou seja, do menor diâmetro.
3Dimensionamento de redes de distribuição de água
Condutos em paralelo
Um conduto está em paralelo quando mais de um trecho partem de um nó e 
chegam até outro nó, conforme a Figura 2.
Figura 2. Conduto em paralelo, escoamento fluindo através de 3 trechos que partem, ao 
mesmo tempo, do nó A e se reencontram no nó B.
Fonte: White (2010, p. 404).
1
3
B
2
A
O que você precisa saber em uma associação de condutos em paralelo é 
que existe uma perda de carga entre A e B. Essa perda de carga é constante, 
independentemente do trecho pelo qual o escoamento flui. Logo:
hpAB = hp1 = hp2 = hp3
A vazão que parte do nó A se divide em função das características da 
tubulação e do escoamento, como diâmetro, rugosidade e velocidade. Logo:
QA = Q1 + Q2 + Q3 = QB
Hidráulica aplicada4
Em resumo: as perdas de carga em trechos paralelos são iguais entre si. Já 
a vazão é resultante da soma das vazões em cada trecho. 
Vazão de distribuição
A pergunta essencial que você tem de responder para dimensionar uma rede 
de abastecimento é: quantos litros de água você precisa distribuir para essa 
população? A resposta real dessa pergunta não é um número exato, pois a 
necessidade das pessoas varia ao longo do dia, de acordo com suas rotinas. 
Normalmente se gasta mais água lá pelas 7 horas da manhã, por causa da 
necessidade de se arrumar para sair de casa; ao meio-dia, pois é o momento 
da realização da principal refeição do brasileiro; e, principalmente, por volta 
das 19 horas, que é quando a maioria da população retorna para suas casas.
O cálculo da vazão que circula pela rede respeita a seguinte equação:
Qdist = k1 ∙ k 2 ∙
q ∙ P
86400
Sendo:
k1 é o coeficiente de majoração referente ao dia de maior consumo; o valor 
utilizado é 1,2;
k2 é o coeficiente de majoração referente à hora de maior consumo; o valor 
utilizado é 1,5;
q é o volume de água que uma pessoa consume por dia, dado em [l/hab ∙ dia]; e
P é o número de habitantes a serem abastecidos.
5Dimensionamento de redes de distribuição de água
A quantidade de segundos que um dia possui é 86400. Esse valor está na 
equação para que o resultado de Qdist seja dado em [l/s].
Ao dividir a vazão de distribuição pelo comprimento da rede (L), você 
obtém a vazão em marcha (qm), que indica quantos litros por segundo você 
precisa por metro de rede.
qm = Qdist/L dado em [l/s ∙ m]
Ao dividir a vazão de distribuição pela área a ser abastecida (A), você obtém 
a vazão específica (qd), que indica quantos litros por segundo você precisa 
por área abastecida. Geralmente o valor de A entra em hectares.
qd = Qdist/A dado em [l/s ∙ ha]
A vazão também é limitada pela norma 12218, em função do diâmetro. 
A Tabela 1 aponta as vazões e as velocidades máximas por diâmetro de tu-
bulação. O diâmetro mínimo a ser utilizado é de 50 mm.
Fonte: Associação Brasileira de Normas Técnicas (1994).
Diâmetro 
(mm)
Vmáx 
(m/s)
Qmáx 
(1/s)
Diâmetro 
(mm)
Vmáx 
(m/s)
Qmáx 
(1/s)
50 0,50 1,0 300 1,20 84,8
75 0,50 2,2 350 1,30 125,0
100 0,60 4,7 400 1,40 176,0
150 0,80 14,1 450 1,50 238,0
200 0,90 28,3 500 1,60 314,0
250 1,10 53,9 600 1,80 509,0
Tabela 1.
Hidráulica aplicada6
Redes de abastecimento
Ramificada e em grelha
Essas redes permitem estabelecer o sentido de escoamento da água. São mais 
utilizadas em pequenas comunidades, e seus cálculos são os mais simples. O 
único porém é que o abastecimento fica condicionado ao bom funcionamento 
de um ramo principal, conforme a Figura 3.
Para dimensionar esse tipo de rede, basta você aplicar os conceitos apren-
didos para a associação de condutos em série e em paralelo. A vazão em cada 
nó é igual à soma das vazões dos nós a jusante. O dimensionamento deve 
ser feito de jusante para montante, de acordo com a necessidade de vazão 
em cada ramo. 
7Dimensionamento de redes de distribuição de água
Malhada
As canalizações formam anéis e são interligadas. A exata vazão que passa em 
cada trecho é definida por um cálculo mais complexo. No entanto, existe, ao 
mesmo tempo, um equilíbrio e uma independência maior na rede de abaste-
cimento, pois a água consegue realizar diversos caminhos para chegar a um 
mesmo ponto. Esse é o traçado costumeiro para a RDA de municípios com 
uma área urbana significativa. 
Para o cálculo de redes malhadas, você precisa levar em consideração que 
a vazão que entra em cada nó deve ser igual à vazão que sai, e que o somatório 
de perda de carga de um anel fechado deve ser zero.
Hidráulica aplicada8
Defina o diâmetro e a velocidade de uma rede ramificada para um bairro hipotético 
com a seguinte configuração, considerando que cada habitante consome 300 l/dia.
100 hab.
100 hab.80 hab.
120 hab.
Reservatório
RESPOSTA
100 hab. 120 hab.
A B C
D E F
RES
100 hab.80 hab.
G H I
9Dimensionamento de redes de distribuição de água
QAD = (k1·k2·300 l/hab ·50 hab) / (86400 s/dia) = 0,31 l/s DN = 50 mm V = 0,16 m/s
QBE = (k1·k2·300 l/hab ·(50 + 60) hab) / DN = 50 mm V = 0,35 m/s 
(86400 s/dia) = 0,69 l/s
QCF = (k1·k2·300 l/hab ·60 hab) / (86400 s/dia) = 0,38 l/s DN = 50 mm V = 0,19 m/s
QDG = (k1·k2·300 l/hab ·40 hab) / (86400 s/dia) = 0,25 l/s DN = 50 mm V = 0,13 m/s
QEH = (k1·k2·300 l/hab ·(40 + 50) hab) / DN = 50 mm V = 0,29 m/s 
(86400 s/dia) = 0,56 l/s
QFI = (k1·k2·300 l/hab ·50 hab) / (86400 s/dia) = 0,31 l/S DN = 50 mm V = 0,16 m/s
QEF = QCF + QFI = 0,69 l/s DN = 50 mm V = 0,35 m/s
QDE =QEF + QBE + QEH = 1,94 l/s DN = 75 mm V = 0,44 m/s
QRES-D = QDE + QAD + QDG = 2,5 l/s DN = 100 mm V = 0,32 m/s
Todos os valores estão de acordo com a ABNT NBR 12218:1994.
Hidráulica aplicada10
1. Qual é a perda de carga em um 
conduto de 300 metros com 
rugosidade de 0,26 mm e diâmetro 
de 100 mm, que se conecta em 
um conduto de 240 metros com 
rugosidade de 1,0 mm e diâmetro de 
150 mm, que, por sua vez, se conecta 
a um conduto de 100 metros, 
rugosidade de 2,5 mm e diâmetro 
de 75 mm? Considere que o Número 
de Reynolds do fluido que escoa é 
10000 e que a vazão que entra no 
primeiro conduto é de 8 l/s. 
a) 5,5 
b) 0,66
c) 13,93
d) 20,08 m
e) 17,83
2. Qual é a vazão que escoa em um 
trecho de tubulação com 500 
metros de comprimento, rugosidade 
de 3,0 mm e diâmetro de 150 mm 
e em um trecho de tubulação 
com 300 metros de comprimento, 
rugosidade de 0,26 mm e 
diâmetro de 100 mm? Sabe-se 
que ambos os trechos iniciam e 
terminam no mesmo ponto e que 
a perda de carga entre esses dois 
pontos é de 3 metros. 
a) 0,008 l/s e 0,008 l/s, 
respectivamente.
b) 0,010 m³/s e 0,0059 m³/s, 
respectivamente.
c) 0,010 l/s e 0,0059 l/s, 
respectivamente. 
d) 0,008 m³/s e 0,008 m³/s, 
respectivamente.
e) 0,0059 m³/s e 0,010 m³/s, 
respectivamente.
3. Quais são a vazão em marcha e a 
vazão específica para uma cidade 
com 250.000 habitantes, área de 
1250 ha e consumo per capita de 
275 l/hab.dia? Considere que existem 
12 km de rede instalados. 
a) qm = 0,12 l/s.ha e qd = 1,15 l/s.m
b) qm = 1,15 l/s.ha e qd = 0,12 l/s.m
c) Q = 1,43 m³/s
d) qm = 1,15 l/s.m e qd = 0,12 l/s.ha
e) qm = 0,12 l/s.m e qd = 1,15 l/s.ha
4. Qual é a vazão necessária na 
tubulação que sai do reservatório 
em uma rede ramificada para 
um loteamento com a seguinte 
configuração? Considere que cada 
habitante consome 400 L/dia.
11Dimensionamento de redes de distribuição de água
a) 8,67 l/s
b) 16,42 l/s
c) 2,63 l/s
d) 17,33
e) 6,96 l/s
5. Qual número mínimo de habitantes 
a mais esse bloco deveria ter 
para que fosse necessário um 
diâmetro maior na tubulação que 
sai do reservatório? 
a) 2356 habitantes
b) 500 habitantes
c) 552 habitantes
d) 600 habitantes 
e) 652 habitantes
250 hab.
150 hab.380 hab.
260 hab.
A B C
D E F
G H I
RES
Hidráulica aplicada12
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 12218:1994. Projeto de 
rede de distribuição de água para abastecimento público – Procedimento. Rio de 
Janeiro: ABNT, 1994.
WHITE, F. M. Mecânica dos fluidos. 6. ed. Porto Alegre: AMGH, 2010.
13Dimensionamento de redes de distribuição de água
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