Adutoras

Adutoras

Sistema de Abastecimento de Água

Prof. Nelson R. N. Del’ Antonio

Adutoras - Introdução

• Adutoras são canalizações dos sistemas de

abastecimento de água que conduzem a água para as

unidades que PRECEDEM a rede de distribuição.

CONCEPÇÃO DE PROJETO

• Deve-se conhecer:

- Horizonte de projeto 20 a 50 anos

Vida útil da obra;

Evolução da demanda de água;

Custo da obra;

Flexibilidade de ampliação do sistema;

Custo de energia elétrica.

CLASSIFICÃO

Quanto a natureza da água transportada:

Adutora de Água Bruta

Adutora de Água Tratada

Quanto a energia de movimentação da água:

Adutora por gravidade

Adutora por recalque

Adutora mista

Adutora por gravidade em conduto forçado

Adutora por gravidade em conduto livre

Adutora por gravidade em conduto forçado e livre

Adutora por recalque simples

Adutora Mistas

VAZÃO DE ADUÇÃO

HIDRÁULICA PARA ADUTORAS

• De um modo geral, para o dimensionamento das

adutoras considera-se o escoamento em regime

permanente e uniforme.

- Equação de Bernoulli

- Equação da Continuidade

ESCOAMENTO EM CONDUTOS LIVRES – Eq. De Manning

ESCOAMENTO EM CONDUTOS FORÇADOS – Eq. Hazen

Willians

ESCOAMENTO EM CONDUTOS FORÇADOS – Formula

Universal

HIDRÁULICA PARA ADUTORAS

• Perdas de Carga Localizadas

- Normalmente são desprezadas.

TRAÇADO DE ADUTORAS

• Presença de vias e terrenos públicos, áreas de proteção ambiental;

• Planta e Perfil do terreno (topografia);

• Tipo de solo, existência rochas, várzeas, etc.;

• Interferências e travessias (de rodovias, ferrovias, rios, linhas de força, oleodutos, gasodutos, etc.);

• São favoráveis traçados que apresentem trechos ascendentes longos com pequena declividade (>0,2%), seguido de trechos descendentes curtos, com maior declividade (>0,3%);

• Quando a inclinação do conduto for superior a 25%, há necessidade de se utilizar blocos de ancoragem para estabilidade do conduto ;

TRAÇADO DE ADUTORAS

DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO

• Adutora por gravidade em Conduto Forçado

- O escoamento se dará entre um nível d’água mais

elevado (cota NA1) e um mais baixo (cota NA2), sendo a

diferença dessas cotas a energia disponível para o

escoamento.

- Geralmente, a vazão (Q) é conhecida, sendo o diâmetro

(D) o parâmetro que se pretende determinar.


• Adutora por gravidade em Conduto Forçado

- A velocidade na tubulação é o primeiro parâmetro a ser estudado.

- Pequenas velocidades favorecem a formação de depósitos de materiais sedimentáveis nas tubulações e dificultam a remoção hidráulica de ar nos pontos altos.

- Por outro lado, velocidades elevadas aumentam as perdas de carga e favorecem o aparecimento de transientes hidráulicos variam em função da velocidade.

Adutora por gravidade em conduto forçado

Adutora por gravidade em conduto livre

Velocidades em Adutoras

Velocidades Máximas em condutos forçados = 3 a 6 m/s


• EXERCÍCIO - Em um sistema de abastecimento de água uma adutora que interliga 2

reservatórios, deverá transportar uma vazão de 143 l/s. Sabendo-se

que, o material da adutora é de ferro fundido dúctil novo com

revestimento de argamassa de cimento, o comprimento da adutora é

de 5.350 m e os níveis médios de água nesses reservatórios

correspondem às cotas altimétricas de 576,25 m e 552,69 m,

determine:

* Diâmetro da adutora;

* Vazão máxima a ser veiculada e a sua velocidade.

- Obs: Utilize a fórmula de Hazen-Williams, desprezando as perdas de

cargas localizadas.

Resolução

no quadro


• Adutora por recalque

- Para o dimensionamento da adutora por recalque,

geralmente são conhecidos:

Vazão de adução (Q);

Comprimento da adutora (L);

Desnível a ser vencido, (Hg);

Material da adutora.



- O diâmetro da adutora por recalque é hidraulicamente

indeterminado, sendo que para a mesma vazão,

diminuindo-se o diâmetro, aumenta-se a potência do

equipamento de recalque e vice-versa.

- Existem, portanto, vários pares diâmetro-potência que

permitem solucionar a questão, para a mesma vazão de

bombeamento.



- A determinação do diâmetro da adutora normalmente é

feita levando-se em consideração aspectos econômico-

financeiros, por isso sendo escolhido o diâmetro que

conduz ao mínimo custo de implantação, de operação e

manutenção do sistema elevatório.

- A velocidade econômica em adutoras por recalque tem-

se situado, de modo geral, entre 1,0 a 1,5 m/s.



Para a escolha do diâmetro econômico, recomenda-se:

- Pré -dimensionamento do diâmetro através da fórmula

de Bresse, utilizando-se, no mínimo os valores de K de

0,9; 1,0; 1,1 e 1,2. A fórmula de Bresse é apresentada a

seguir:

D = diâmetro, m;

Q = vazão, m³/s;

K = coeficiente de Bresse.



- O valor do coeficiente de Bresse é função da velocidade

econômica (V) de escoamento na adutora e pode ser

determinado pela expressão:


• EXERCÍCIO - Uma adutora de ferro fundido dúctil novo com revestimento de

argamassa de cimento (C = 130), com 3270 m de comprimento,

interliga uma captação à uma E.T A, sabendo-se que o desnível é

de 60,82 m e que a vazão média é de 62,8 L/s, pede-se o diâmetro

da adutora.

Resolução

no quadro

Acessórios em Adutoras

Entrada de Ar em Adutoras

Ventosas

Indicações para instalação de ventosas

Materiais de Adutoras

• Não ser prejudicial a qualidade da água

• Alteração da rugosidade com o tempo (incrustação, etc.)

• Estanqueidade

• Resistência química e mecânica

• Resistência a pressão da água (estática, dinâmica, transitórios)

• Economia (não só custo da tubulação, mas instalação, aspectos construtivos, necessidade de proteção a corrosão, manutenção, etc.)

Principais Materiais

• Materiais metálicos:

– Aço

– Ferro Fundido Dúctil

• Materiais não metálicos:

– Polietileno de Alta Densidade e Polipropileno (PE e PP)

– PVC

– Poliéster Reforçado com Fibra de Vidro (PRFV)

Tubulação de Aço

• Vantagens • Alta resistência às pressões internas e externas • Estanqueidade (com junta soldada) • Vários diâmetros e tipos de juntas • Competitivo principalmente em maiores diâmetros e pressões

• Desvantagens • Pouca resistência à corrosão externa • Cuidados com a dilatação térmica • Dimensionamento das paredes dos tubos quanto ao colapso

Tubulação de Ferro Fundido Dúctil

• Diâmetros: 16 opções de 50 a 1200 mm

• Comprimento: 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


• EXERCÍCIO - Uma adutora interligando 2 reservatórios, distanciados entre si de

4820 m, deverá veicular uma vazão média de 150 L/s. Os níveis

médios de água nesses reservatórios correspondem às cotas

altimétricas de 237, 45 m e 215,73 m, respectivamente.

Determinar:

- o diâmetro dessa adutora admitindo ser a mesma de cimento-

amianto (C = 140);

- a vazão efetiva que poderá aduzir e a velocidade correspondente.

Resolução no

quadro


• EXERCÍCIO - Determinar o diâmetro de uma adutora de recalque com uma

extensão de 2200 m destinada a conduzir a vazão de 45 L/s,

vencendo desnível geométrico de 51 m.

- Adotar: tubulação de ferro fundido, e a fórmula de Hazen-Williams,

com coeficiente C = 100.

- A adutora irá funcionar 24h/dia.

Resolução

no quadro

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