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7/23/2019 Memorial de Clculo e Descritivo Saa Cau Saneamento
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1. INTRODUO
Nesta fase do projeto do Sistema de Abastecimento de gua de Cau, trataremos do
dimensionamento do sistema em funo das caractersticas fsicas e sociais do
municpio.
Nesse contexto sero definidas as zonas de abastecimento, bem como as cotas de
incio e limite de serio para cada reserat!rio. Sero estabelecidas, ainda, as
"reas de influ#ncia dos reserat!rios dando prosseguimento ao processo de
dimensionamento do sistema de abastecimento, onde sero calculados do
di$metros dos reserat!rios e das adutoras %recal&ue e graidade'.
(ara efetiao do processo de dimensionamento do sistema, o mesmo dee ser
diidido em m!dulos de abastecimento, de modo a otimizar e tornar mais efetio e
menos oneroso o sistema de abastecimento.
(or fim, sero dimensionadas as redes de abastecimento, as &uais so diididas em
principal e secund"ria, onde as tubula)es prim"rias %ou mestras' abastecem osm!dulos e as secund"rias, por sua ez, abastecem as unidades consumidoras.
*
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2. POPULAO DE PROJETO
A populao de projeto foi calculada com base nos dados do +- para a populao
do municpio. /e acordo com o Censo0+-, para o perodo de 1222 a 12*2, a taxa
calculada de crescimento anual da populao foi de 1,324. Com isso, a projeo
populacional foi calculada pelo 56todo -eom6trico, no perodo de projeto de 12*7 a
1287, conforme a tabela * a seguir.
3. ZONEAMENTO DA REA A SER ABASTECIDA
Centro de reserao 6 o local &ue re9ne as obras dos reserat!rios e outras
instala)es necess"rias ao funcionamento do sistema. m funo da demanda
calculada, bem como das press)es e az)es de projeto, este Sistema de
1
TABELA 1 PROJEOPOPULACIONAL GEOMTRICA
AN:
(:(;:
%?A+@AN@S'12*7 *18B12* *1*312* *82DB12*D *8B7312*3 *8DBB1212 *B1B*121* *B721211 *7231218 *772*
121B *73B1217 *B28121 *D8121 *87121D *D7B1213 *D81282 *DD38128* *3B8B1281 *333*1288 1277
128B 1**7B1287 1*2
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Abastecimento de gua %SAA' foi diidido em dois centros de reserao. : primeiro
%CEF2*' 6 composto por um reserat!rio eleado, o &ual abastece a zona de cota
mais eleada, e um reserat!rio apoiado, e o segundo %CEF21' comporta apenas um
reserat!rio apoiado.
3.1 CENTRO DE RESERVAO CR-01
: CEF2* estar" localizado na zona alta do municpio, mais especificamente na cota
1,2 m. As press)es mnima %(5GN' e m"xima %(5H' no sistema so padronizadas,
em *2,2 e 72,2 metros de coluna dI"gua, respectiamente. A perda de carga
adotada para os c"lculos 6 de 1,2 metros de coluna dI"gua, a &ual ser" erificadaposteriormente.
3.1.1 RESERVATRIO ELEVADO3.1.1.1 C!"!#$%"&'$(#!' )* R%'%"+!$,"(*
: reserat!rio eleado, localizado no CEF2*, possui as seguintes caractersticas
fsicasJ
Altura da coluna dI"gua K 7,2 mL Altura da torre K *1,2 m.
Com isso, os neis mnimo %NA5GN' e m"ximo %NA5H' deste reserat!rio seroJ
NAM N=276+12=288,0m
NAMX=288+5=293,0m
3.1.1.2 C*$!' )% A$%)(%$* )* R%'%"+!$,"(* E/%+!)*
As cotas de atendimento so calculadas em funo dos neis de coluna dI"gua, das
press)es m"xima e mnima, bem como da perda de carga adotada. (ortanto,
cio=NAMNPMNhf=288102=276,0m
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Limite=NAMXPMX=29350=243,0m
Como o c"lculo da cota limite resultou em um alor menor &ue a cota de incio do
reserat!rio apoiado * %item *.*.1', temos &ue esta cota ser" igual a 1B,2 m, em
irtude da "rea comum de influ#ncia entre ambos os reserat!rios do CEF2*. Assim,
Cota de Incio=276,0m
Cota Limite=264,0m
3.1.2 RESERVATRIO APOIADO 1
3.1.2.1 C!"!#$%"&'$(#!' )* R%'%"+!$,"(*
As principais caractersticas a serem obseradas no c"lculo da "rea de influ#ncia do
reserat!rio apoiado * soJ
Altura da coluna dI"gua K B,2 mL Nel mnimo K 1,2 m %adotado'.
Assim, os neis mnimo %NA5GN' e m"ximo %NA5H' deste reserat!rio seroJ
NAM N=276 ,0m
NAMX=276+4=280,0m
3.1.2.2 C*$!' )% A$%)(%$* )* R%'%"+!$,"(* A*(!)* 1
: reserat!rio apoiado * atende a "rea imediatamente ap!s a zona de atendimento
do eleado. As cotas de atendimento desse reserat!rio so dadas porJ
cio=NAMNPMNhf=276102=264,0m
Limite=NAMXPMX=28050=230,0m
Ap!s ajuste destas cotas na planta baixa da cidade, a cota de atendimento limite do
Eeserat!rio Apoiado * passou para 18D,2 m, ficandoJ
B
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Cotade cio=264,0m
Cota Limite=238,0m
3.2 CENTRO DE RESERVAO CR-02
: Centro de Eeserao 1 %CEF21' estar" posicionado na regio de altimetria m6dia
da cidade, na cota 172,2 m, dispondo de um reserat!rio apoiado o &ual atender"
duas "reas de abastecimento, sendo uma em condi)es normais de presso e outra
com auxlio de "lula redutora de presso %ME('.
3.2.1 RESERVATRIO APOIADO 23.2.2.1 C!"!#$%"&'$(#!' )* R%'%"+!$,"(*
: Eeserat!rio leado 1 atender" as duas zonas mais baixas da cidade, com B,2
m de altura de coluna dI"gua, de modo &ue, os neis mnimo %NA5GN' e m"ximo
%NA5H' deste reserat!rio seroJ
NAM N=NTERRENO=250 ,0m
NAMX=250+4=254,0m
3.2.2.2 C*$!' )% A$%)(%$* )* R%'%"+!$,"(* A*(!)* 2
Analogamente aos c"lculos dos reserat!rios feitos anteriormente, as cotas de
atendimento do Eeserat!rio Apoiado 1 so dadas porJ
cio=NAMNPMNhf=250102=238,0m
Limite=NAMXPMX=25450=204,0m
@ais cotas no foram alteradas ap!s an"lise e compatibilizao na planta baixa,
ficando, portanto, inalteradas.
7
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Cotade cio=238,0m
Cota Limite=204,0m
. REA DE INLUNCIA DOS RESERVATRIOS
As "reas de influ#ncia dos reserat!rios foram definidas a partir das cotas de
atendimento dos mesmos e aferidas na planta baixa da cidade, conforme se segue.
.1ZONAS ABASTECIDAS PELO CENTRO DE RESERVAO CR-01
!4 R%'%"+!$,"(* E/%+!)* 5A14
A1=610764,09 m261,08ha
64 R%'%"+!$,"(* A*(!)* 1 5A24
A 2=1120052,61m2112,01ha
.2ZONAS ABASTECIDAS PELO CENTRO DE RESERVAO CR-02
!4 R%'%"+!$,"(* A*(!)* 2 5A34
A 3=898577,93m2 89,86ha
64 V7/+8/! R%)8$*"! )% P"%''9* - VRP 5A4
A 4=322016,90 m232,20ha
ATOTAL=610764,09+1120052,61+898577,93+322016,90
ATOTAL=2951411,53 m2 295,14 ha
VERIICAO DA PRESSO M:NIMA NOS PONTOS CR:TICOS
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No decorrer dos trabalos, surgiu a necessidade de erificarFse as press)es
mnimas em determinados pontos mais afastados dos centros de reserao. Nesse
sentido, tal erficao se deu com a determinao da presso nos referidos pontos a
partir da expressoJ
PMN=NAM NNTERRENOh fDISTRIBDO
(ara o c"lculo, foi adotada uma perda de carga unit"ria %O' de m0Pm, de modo &ue
o produto da perda de carga unit"ria pelo comprimento da rede 6 igual Q perda de
carga distribuda. Roram erificados todos os pontos necess"rios e em todos a
presso mnima foi satisfat!ria, ou seja, maior &ue *2 metros.
;. DIMENSIONAMENTO DOS RESERVATRIOS
: dimensionamento dos reserat!rios foi feito leandoFse em conta a azo m"xima
di"ria e o tempo de reserao %D oras por dia', bem como os fatores &ue
determinam essas ari"eis %populao, par$metros de projeto etc.'.
+nicialmente, calculaFse a populao referente Q "rea de influ#ncia do reserat!rio,
considerandoFse a populao final de projeto %1287', em seguida, a azo m"xima
di"ria, o olume do reserat!rio e, finalmente, o di$metro da seo do reserat!rio,
&ue tem forma circular. @odos os c"lculos de dimensionamento esto detalados a
seguir.
;.1 RESERVATRIO ELEVADO 5CR-014
!4 P*8/!
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%MD 1=Po!
1" &
24"60"60" '
1= 4503"15024"60"60
"1,2=9,38L/$ 9,50L/$
#4 V*/8% )* R%'%"+!$,"(* E/%+!)*
(=%MD1 "t=9,5"86400
1000 "
1
3=273,60m3 274m3
: Eeserat!rio leado 6 limitado a 122 m8, sendo &ue o olume remanescente
ficar" reserado no Eeserat!rio Apoiado *. (ortantoJ
(=200,0m3
)4 D(%$"* )* R%'%"+!$,"(* E/%+!)*
D=( "4) " *
*=5m(A+t-a de co+na d . /a)
D=200"4
) "5=7,137,0m
;.2 RESERVATRIO APOIADO 1 5CR-014
!4 P*8/!
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(=%MD2 "t=17,20"86400
1000 "
1
3=495,36m3 496,0m3
: dimensionamento do Eeserat!rio Apoiado * abrange ainda o olumeremanescente do Eeserat!rio leado. #(! A3
Po!3=
Po!TOTALATOTAL
" A3=21760
295,14"89,86=6625ha#itante$
64 V!?9* M7@(! D(7"(! 5MD4 A3
%MD 3= Po!3" &
24"60"60" '1= 6625"150
24"60"60"1,2=13,80L/$
#4 V*/8% )* R%'%"+!$,"(* A*(!)* 2
(=%MD3 "t=13,80"86400
1000 "
1
3=397,44 m3 400,0m3
VLVULA REDUTORA DE PRESSO 5VRP4
!4 P*8/!
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Po!4=Po!TOTAL
ATOTAL" A4=
21760
295,14"32,20=2374ha#itante$
64 V!?9* M7@(! D(7"(! 5MD4 A3
%MD 4=Po!
4"&
24"60"60" '
1=2374"15024 "60"60
"1,2=4,95L/$ 5,0L/$
#4 V*/8% "%=%"%$% 7"%! )% (=/8>#(! )! V7/+8/! R%)8$*"! )% P"%''9* 5VRP4
(=%MD3 "t=5"86400
1000 "
1
3=144,0m3
(1INAL=400+144=544m3600m3
)4 D(%$"* )* R%'%"+!$,"(* A*(!)* 2
D=( "4) " *
*=4m(A+t-a deco+na d.0/a)
D=600"4) "4
=13,8214,0m
. DEINIO DOS DIMETROS DAS ADUTORAS
(ara as adutoras, tanto de "gua bruta &uanto de "gua tratada, sero utilizados tubos
(MC /RoRo, com coeficiente de rugosidade C K *82, para 12 anos.
.1DIMENSIONAMENTO DA ADUTORA DE GUA BRUTA 5RECALUE4
*2
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(ara o pr6Fdimensionamento do di$metro da adutora por recal&ue, utilizaFse a
R!rmula de resse, conforme demonstrado a seguirJ
D='%
ondeJ / K di$metro econmico %m'L
T K azo %m80s'L
U K coeficiente de resse %U K *'.
A adutora de "gua bruta ir" transportar a "gua da captao, no rio, at6 o
Eeserat!rio Apoiado *, no CEF2*, por recal&ue. Assim, a azo de recal&ue 6 a
azo total.
%TOTAL=45,33L/ $=0,04533m3/ $
D=1"0,04533=0,21291m=212,91mm
AdotouFse,
DCOMERCIAL=200mm
A diferena de perda de carga entre os di$metros comerciais mais pr!ximos %122
mm e 172 mm' 6 &uase &ue insignificante para justificar aumento de custos
operacionais com a adoo de um di$metro de 172 mm.
.2DIMENSIONAMENTO DA ADUTORA DE GUA TRATADA 5GRAVIDADE4
A adutora de "gua tratada transportar" a "gua do Eeserat!rio Apoiado *, no CEF2*,
para o Eeserat!rio Apoiado 1, no CEF21. Assim, a azo de dimensionamento
corresponde Qs az)es m"ximas di"rias das "reas abastecidas pelo Eeserat!rio
Apoiado 1.
No caso de adutoras por graidade, o dimensionamento 6 feito pela R!rmula de
?azenFVillians, conforme se segue.
**
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2=10,65"%1,85 "C1,85" D4,87
ondeJ O K perda de carga unit"ria %m0Pm'L
T K azo %m80s'L
C K coeficiente de ?azenFVillians %(l"stico (MC, C K *82'L
/ K di$metro %m'.
CalculandoFse, primeiramente a perda de carga unit"ria %O', temosJ
2= */MN
LADTORA
ondeJ ?g5GNK desnel geom6trico mnimo entre o Eeserat!rio Apoiado * e o
Eeserat!rio Apoiado 1L
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F.1ESPECIICAO DA ESTAO ELEVATRIA DE GUA BRUTA 5EEAB4
DA CAPTAO
A eleat!ria de "gua bruta ser" formada por um conjunto motobomba centrfuga de
eixo orizontal, a &ual deer" ter capacidade para azo total do sistema, &ue 6 de
B7,88
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h fTOTAL=0,0108"2402=25,94 m
: ?g5H, para o c"lculo da eleat!ria de "gua bruta, 6 a diferena entre o nel
m"ximo do Eeserat!rio Apoiado * e o mnimo no rio %captao'. (ortantoJ
*/MX=NAMXNAMN
*/MX=280171=109m
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: N(S? disponel consiste, basicamente, na disponibilidade de energia &ue faz
com &ue o l&uido consiga alcanar as p"s do rotor da bomba. W, portanto, uma
caracterstica da instalao, &ue pode ser determinada pela seguinte expressoJ
NPS*D=*S+Patm
4
P5a!o-4 h fS
ondeJ ?gsK altura de carga na sucoJ positia &uando a bomba est" afogada e
negatia em caso contr"rio %m'L
(atmK presso atmosf6rica %m'L
(aporK presso de apor %m'L K peso especfico %N0m8'L
fs K soma das perdas de carga na suco.
Assim, temosJ
*/S=3,5m(n6oafo/ado) L
Patm4 =9,96mca(Ta#e+a7.2,TSTI7A ,2006)8
P5a!o-
4 =0,238mca(Ta#e+a7.1,TSTI7A ,2006) 8
h fS= 0.
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F.2ESPECIICAO DA ESTAO ELEVATRIA DE GUA TRATADA 5EEAT4
NO CR-01
*
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A eleat!ria de "gua tratada ser" formada por um conjunto motobomba centrfuga
de eixo orizontal, a &ual bombear" a "gua do Eeserat!rio Apoiado * para o
leado.
F.2.1 CLCULO DA ALTURA MANOMTRICA 5H4
Nesse caso, a altura manom6trica 6 dada pela soma entre perda de carga total no
treco e o desnel geom6trico m"ximo entre o Eeserat!rio Apoiado * e o
Eeserat!rio leado.
*m=hfTOTAL+*/MX
onde,
h fTOTAL=hfLOCS
" hfLOCR
" hfDISTS
" hfDISTR
(ara efeito de simplificao dos c"lculos, desprezouFse todas as perdas de carga
localizadas e a distribuda na suco. Assim,
h fTOTAL=hfDISTR
=2 " LAAB
Sendo XOY a perda de carga unit"ria, pelo 56todo de ?azenFVillians, temosJ
2=10,65"%R1,85" C1,85 " D4,87
/eido ao olume adotado para o Eeserat!rio leado %122 m8' ser menor do &ue
necess"rio, calculaFse a azo de recal&ue %TE' leandoFse em considerao as
az)es m"xima di"ria e m"xima or"ria, por conta do olume remanescente %B m8'
reserado no Apoiado *.
(adotado=%MD1"3,6"8200=%MD "3,6"8%MD=6,94L/ $
(A!oiado1=%MD2 "3,6"874=%MD "3,6"8%MD=2,57L/$
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%R=%MD1+ (%MD2" 32 )%R=6,94+(2,57"1,5 )%R=10,80L/$
: di$metro, nesse caso, tamb6m 6 calculado pela R!rmula de resse.
D='%R=1"0,0108=0,10392m=103,92mm
(ela pe&uena diferena entre o di$metro comercial mais pr!ximo %*22 mm', adotouF
seJ
DCOMERCIAL
=100mm
@omandoFse, portanto, C K *82, TEK *2,D2
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F.2.2 ESPECIICAO DA BOMBA DA EEAB DA CAPTAO
(ortanto, o conjunto motobomba selecionado deer" atender Qs seguintes
caractersticasJ
Mazo de recal&ue de 83 m80L Altura manom6trica %?m' de *D mcaL /i$metro do rotor igual a, aproximadamente, *37 mmL Eendimento igual a 24L N(S? re&uerido igual a 2,8 mL
(ot#ncia de 8,2 c %1,1 PV'.
@ais dados podem ser erificados a seguir, na cura caracterstica da bomba
selecionada.
F.2.3 V%"(=(#!
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*/S=3,0m(afo/ado) L
Patm
4 =9,96mca(Ta#e+a7.2,TSTI7A ,2006)8
P5a!o-4 =0,238mca(Ta#e+a7.1,TSTI7A ,2006) 8
h fS=0.
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. DEINIO DOS MDULOS DE ABASTECIMENTO DE GUA
1*
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:s m!dulos de abastecimento de "gua constituem importante artifcio no sentido de
otimizar o manejo e o funcionamento do sistema como um todo, garantido mais
comodidade tanto para a empresa &ue administra o sistema, &uanto para o usu"rio.
A definio dos m!dulos de abastecimento consiste em diidir cada "rea de
atendimento dos reserat!rios em sub"reas, com azo limite de 7
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N=%M*5 =
15
5=3m9d+o$
)4 V!?9* *' ,)8/*'
5!dulo * Z A*J rea K *,DB a Z (opulao K *1B1 abitantes
%MOD1A1=16,84"73,73"150"1,2"1,5
86400=3,88L/$
5!dulo 1 Z A*J rea K 12,D a Z (opulao K *781 abitantes
%MOD2A1=20,78"73,73"150"1,2"1,5
86400 =4,79L/$
5!dulo 8 Z A*J rea K ,D1 a Z (opulao K 728 abitantes
%MOD3A1=6,82"73,73"150"1,2"1,5
86400 =1,57L/$
5!dulo B Z A*J rea K 8,3 a Z (opulao K 13 abitantes
%MOD4A1=3,79"73,73"150"1,2"1,5
86400 =0,87L/ $
5!dulo 7 Z A*J rea K 8,D a Z (opulao K 1* abitantes
%MOD5A1=3,68"73,73"150"1,2"1,5
86400 =0,85L/$
5!dulo Z A*J rea K 3,*D a Z (opulao K abitantes
%MOD6A1=9,18"73,73"150"1,2"1,5
86400 =2,11L/ $
F.2RESERVATRIO APOIADO 1 5REA 24
18
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!4 V!?9* 7@(! )(7"(! 5MD4
%MD=17,20L/$
64 V!?9* 7@(! *"7"(! 5MH4
%M*=%MD " '1=17,20"1,5=25,8026,00L/$
#4 NK%"* )% ,)8/*'
N=%M*5
=26
5=5,26m9d+o$
)4 V!?9* *' ,)8/*'
5!dulo * Z A1J rea K *D,D a Z (opulao K *8 abitantes
%MOD1A2=18,68"73,73"150"1,2"1,5
86400
=4,30L/$
5!dulo 1 Z A1J rea K *D,7D a Z (opulao K *82 abitantes
%MOD2A2=18,58"73,73"150"1,2"1,5
86400=4,28L/$
5!dulo 8 Z A1J rea K *D,D1 a Z (opulao K *8DD abitantes
%MOD3A2=18,82"73,73"150"1,2"1,5
86400 =4,34L/ $
5!dulo B Z A1J rea K *D,1 a Z (opulao K *83 abitantes
%MOD4A2=18,72"73,73"150"1,2"1,5
86400 =4,31L/$
5!dulo 7 Z A1J rea K *2,** a Z (opulao K B7 abitantes
1B
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%MOD5A2=18,07"73,73"150"1,2"1,5
86400 =2,33L/$
5!dulo Z A1J rea K ,3 a Z (opulao K 7D abitantes
%MOD6A2=7,96"73,73"150"1,2"1,5
86400 =1,83L/$
5!dulo Z A1J rea K ,12 a Z (opulao K B7 abitantes
%MOD7A2=6,20"73,73"150"1,2"1,5
86400=1,43L/$
5!dulo D Z A1J rea K *1,37 a Z (opulao K *B*1 abitantes
%MOD8A2=12,95"73,73"150"1,2"1,5
86400 =2,98L/$
F.3RESERVATRIO APOIADO 2 5REA 34
!4 V!?9* 7@(! )(7"(! 5MD4
%MD=13,80L/$
64 V!?9* 7@(! *"7"(! 5MH4
%M*=%MD " '1=13,80"1,5=20,7021,00L/$
#4 NK%"* )% ,)8/*'
N=%M*5 =
21
5=4,25m9d+o$
)4 V!?9* *' ,)8/*'
17
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5!dulo * Z A8J rea K *,73 a Z (opulao K *13 abitantes
%MOD1A3=17,59"73,73"150"1,2"1,5
86400=4,05L/$
5!dulo 1 Z A8J rea K *,B a Z (opulao K *82* abitantes
%MOD2A3=17,64"73,73"150"1,2"1,5
86400=4,06L/$
5!dulo 8 Z A8J rea K *D,27 a Z (opulao K *88* abitantes
%MOD3A3=18,05"73,73"150"1,2"1,5
86400 =4,16L/ $
5!dulo B Z A8J rea K *D,2 a Z (opulao K *881 abitantes
%MOD4A3=18,07"73,73"150"1,2"1,5
86400 =4,16L/$
5!dulo 7 Z A8J rea K *,82 a Z (opulao K 3 abitantes
%MOD5A3=1,30"73,73"150"1,2"1,5
86400 =0,30L/$
5!dulo Z A8J rea K 7, a Z (opulao K B17 abitantes
%MOD6A3=5,76"73,73"150"1,2"1,5
86400=1,33L/$
5!dulo Z A8J rea K **,1* a Z (opulao K D1 abitantes
%MOD7A3=11,21"73,73"150"1,2"1,5
86400 =2,58L/$
1
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F.VLVULA REDUTORA DE PRESSO VRP 5REA 4
!4 V!?9* 7@(! )(7"(! 5MD4
%MD=5,00L/$
64 V!?9* 7@(! *"7"(! 5MH4
%M*=%MD " '1=5,0"1,5=7,50L/ $
#4 NK%"* )% ,)8/*'
N=%M*5
=7,50
5=1,502m9d+o$
)4 V!?9* *' ,)8/*'
5!dulo * Z ABJ rea K *,** a Z (opulao K **DD abitantes
%MOD1A4=16,11"73,73"150"1,2"1,5
86400=3,71L/ $
5!dulo 1 Z ABJ rea K *,23 a Z (opulao K **D abitantes
%MOD2A4=16,09"73,73"150"1,2"1,5
86400=3,71L/$
. REDE DE DISTRIBUIO DE GUA
A rede de distribuio de "gua consiste na parte do sistema de abastecimento
constituda por tubula)es e !rgos acess!rios, destinados a disponibilizar "gua
pot"el aos consumidores de forma contnua em &uantidade, &ualidade e presso
ade&uadas.
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@recoxtenso
%m'Mazo%
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TABELA REDE PRINCIPAL RESERVATRIO APOIADO 2 E VRP 5REAS 3 % 4 C 130
@recoxtens
o %m'Mazo%
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8*
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.2REDE SECUNDRIA
A rede secund"ria 6 a tubulao &ue abastece as unidades consumidoras, donde
recebem a "gua da rede principal, nas entradas dos m!dulos. Neste trabalo, optouF
se pelo no dimensionamento da rede secund"ria, sendo necess"rio apenas
desenar o traado da rede.
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