Saneamento 001 a 051
Saneamento 001 a 051
Saneamento 001 a 051
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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E ARQUITECTURA<br />
SANEAMENTO AMBIENTAL I<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Castelo Branco<br />
Lisboa, Março de 2007<br />
Eduardo Ribeiro de Sousa<br />
António Jorge Monteiro
Captação<br />
Elevação<br />
Transporte ou<br />
adução<br />
Tratamento<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Componentes<br />
Órgãos<br />
Obras de captação<br />
Estações elevatórias e<br />
sobrepressoras<br />
Adutores, aquedutos e<br />
canais<br />
Estações de tratamento<br />
de água (ETA)<br />
Constituição dos Sistemas<br />
Objectivo / função<br />
Captar água bruta nas origens (superficiais e<br />
subterrâneas), de acordo com as disponibilidades e<br />
as necessidades.<br />
Bombar água (bruta ou tratada) entre um ponto de<br />
cota mais baixa e um ou mais pontos de cota mais<br />
elevada.<br />
Conjunto de obras destinadas a transportar a água<br />
desde a origem à distribuição. O transporte pode ser:<br />
em pressão (por gravidade e por bombagem); com<br />
superfície livre (aquedutos e canais).<br />
Produzir a água potável a partir de água bruta,<br />
obedecendo às normas de qualidade (Decreto-Lei<br />
243/01, de 1 de Agosto - Anexo VI).<br />
<strong>Saneamento</strong> I [2]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Componentes<br />
Armazenamento<br />
Distribuição<br />
Ligação domiciliária<br />
Distribuição interior<br />
Ramais de ligação<br />
Redes interiores dos<br />
edifícios<br />
Constituição dos Sistemas<br />
Órgãos<br />
Reservatórios<br />
Rede geral pública de<br />
distribuição de água<br />
Objectivo / função<br />
Servir de volante de regularização, compensando as<br />
flutuações de consumo face à adução.<br />
Constituir reservas de emergência (combate a<br />
incêndios ou em casos de interrupção voluntária ou<br />
acidental do sistema de montante).<br />
Equilibrar as pressões na rede de distribuição.<br />
Regularizar o funcionamento das bombagens.<br />
Conjunto de tubagens e elementos acessórios, como<br />
sejam juntas, válvulas de seccionamento e de<br />
descarga, redutores de pressão, ventosas, bocas de<br />
rega e lavagem, hidrantes e instrumentação<br />
(medição de caudal, por exemplo), destinado a<br />
transportar água para distribuição.<br />
Asseguram o abastecimento predial de água, desde a<br />
rede pública até ao limite da propriedade a servir, em<br />
boas condições de caudal e pressão.<br />
Conjunto de tubagens e elementos acessórios para<br />
distribuição de água no interior dos edifícios.<br />
<strong>Saneamento</strong> I [3]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Captação de Águas Subterrâneas<br />
Nascente Poço Radial<br />
<strong>Saneamento</strong> I [4]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Captação de Águas Subterrâneas<br />
Problemas nas zonas costeiras: intrusão salina<br />
<strong>Saneamento</strong> I [5]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Captação de Águas Subterrâneas<br />
Tomada de água em rio ou albufeira (corte longitudinal)<br />
Tomada de água e estação elevatória<br />
(planta)<br />
<strong>Saneamento</strong> I [6]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Bombas centrífugas de eixo vertical<br />
em tomada de água directa<br />
Captação de Águas Superficiais<br />
Tomadas de água móveis<br />
Tomada de água flutuante<br />
<strong>Saneamento</strong> I [7]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Captação em albufeira<br />
Captação de Águas Superficiais<br />
Captação directa no paramento de<br />
montante duma barragem de terra<br />
<strong>Saneamento</strong> I [8]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Captação de Águas Superficiais<br />
Torre de tomada de água em albufeira<br />
<strong>Saneamento</strong> I [9]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Elevação<br />
Grupos electrobomba<br />
<strong>Saneamento</strong> I [10]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Transporte ou Adução / Escoamentos em Pressão<br />
Adução mista: por gravidade e por bombagem<br />
Adução por bombagem<br />
com um troço pouco inclinado<br />
<strong>Saneamento</strong> I [11]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Tratamento<br />
Estação de tratamento de água (ETA)<br />
Espessadores<br />
Oficinas<br />
Armazenamento<br />
de cloro e CO 2<br />
Saturadores<br />
de cal<br />
Edifício<br />
de exploração<br />
Desidratação<br />
de lamas<br />
Edifício<br />
dos reagentes<br />
Mistura rápida<br />
Floculadores<br />
Filtros<br />
<strong>Saneamento</strong> I [12]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Armazenamento<br />
Câmara de manobras de reservatório com duas células<br />
<strong>Saneamento</strong> I [13]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Distribuição<br />
Rede de distribuição de água em planta<br />
<strong>Saneamento</strong> I [14]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Distribuição interior<br />
Rede interior de um edifício – sistema tipo de alimentação de água fria<br />
<strong>Saneamento</strong> I [15]
Objectivo:<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Avaliação, o mais correcta possível, das quantidades de água para as quais se deve<br />
projectar as componentes dos sistemas.<br />
Principais elementos:<br />
A) Horizonte de Projecto;<br />
B) População de Projecto;<br />
C) Caudais de Projecto;<br />
D) Área de Projecto;<br />
E) Hidrologia de Projecto.<br />
Bases Quantitativas de Projectos<br />
<strong>Saneamento</strong> I [16]
Definição:<br />
Número de anos durante os quais o sistema ou as estruturas e os equipamentos que o<br />
compõem têm que servir em boas condições.<br />
Factores:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Bases Quantitativas de Projectos / Horizonte de Projecto<br />
Vida útil das obras de construção civil e equipamento;<br />
Facilidade ou dificuldade de ampliação;<br />
Previsão da Evolução da População;<br />
Taxa de juro durante o período de amortização do Investimento;<br />
Funcionamento da Instalação nos primeiros anos de exploração;<br />
Capacidade financeira da entidade gestora;<br />
Disponibilidade em recursos hídricos.<br />
<strong>Saneamento</strong> I [17]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Bases Quantitativas de Projectos / Vida Útil e Horizonte de Projecto<br />
Furos e poços<br />
Tomadas<br />
de água<br />
Tipo de obra<br />
Duração<br />
provável<br />
(anos)<br />
50 a 60<br />
40 a 50<br />
Horizonte de<br />
Projecto<br />
(anos)<br />
20 a 30<br />
20 a 40<br />
<strong>Saneamento</strong> I [18]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Bases Quantitativas de Projectos / Vida Útil e Horizonte de Projecto<br />
Grandes adutoras<br />
Reservatórios<br />
e torres<br />
de pressão<br />
Tipo de obra<br />
Duração<br />
provável<br />
(anos)<br />
60 a 80<br />
80 a 100<br />
Horizonte de<br />
Projecto<br />
(anos)<br />
40 a 50<br />
20 a 40<br />
<strong>Saneamento</strong> I [19]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Bases Quantitativas de Projectos / Vida Útil e Horizonte de Projecto<br />
Estações<br />
elevatórias<br />
(construção civil)<br />
Grupos<br />
electobomba<br />
e equipamento<br />
electromecânico<br />
Tipo de obra<br />
Duração<br />
provável<br />
(anos)<br />
40 a 60<br />
25 a 35<br />
Horizonte de<br />
Projecto<br />
(anos)<br />
20 a 40<br />
20 a 25<br />
<strong>Saneamento</strong> I [20]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Bases Quantitativas de Projectos / Vida Útil e Horizonte de Projecto<br />
Instalações de<br />
tratamento<br />
(construção civil)<br />
Instalações de<br />
tratamento<br />
(equipamento)<br />
Tipo de obra<br />
Duração<br />
provável<br />
(anos)<br />
40 a 60<br />
20 a 30<br />
Horizonte de<br />
Projecto<br />
(anos)<br />
20 a 40<br />
20 a 25<br />
<strong>Saneamento</strong> I [21]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Bases Quantitativas de Projectos / Vida Útil e Horizonte de Projecto<br />
Redes de<br />
distribuição<br />
de água<br />
Redes de<br />
drenagem de<br />
águas residuais<br />
Tipo de obra<br />
Duração<br />
provável<br />
(anos)<br />
30 a 40<br />
30 a 40<br />
Horizonte de<br />
Projecto<br />
(anos)<br />
Máxima<br />
expansão<br />
urbana<br />
Máxima<br />
expansão<br />
urbana<br />
<strong>Saneamento</strong> I [22]
Definição:<br />
População a servir no horizonte de projecto.<br />
Factores:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Métodos de extrapolação ou de regressão;<br />
a. Linear P 20 = P 0 + K a ( t 20 - t 0 )<br />
b. Geométrica P 20 = P 0 (1+K g )(t 20 - t 0 )<br />
Comparação;<br />
Extrapolação Visual;<br />
Taxa de crescimento decrescente;<br />
Elementos de base:<br />
Bases Quantitativas de Projectos / População de Projecto<br />
Censos e o recenseamento eleitoral.<br />
Problemas: Migrações.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Taxa de crescimento decrescente;<br />
Curva logística;<br />
Análise parcelar;<br />
Previsão de emprego;<br />
Planos Directores.<br />
<strong>Saneamento</strong> I [23]
Componentes dos consumos:<br />
População a servir no horizonte de projecto.<br />
Componentes de consumo:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
População permanente;<br />
População temporária ou flutuante;<br />
Actividades comerciais;<br />
Capitação:<br />
<br />
<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
População residente;<br />
Entidades públicas;<br />
Relação entre o consumo anual total pelo número de habitantes e pelo número de dias<br />
do ano [L/(hab.dia)].<br />
Bases Quantitativas de Projectos / Caudais de Projecto<br />
Componentes de consumo:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Indústria;<br />
Actividades agrícolas e pecuárias;<br />
Combate a incêndios;<br />
Emergências;<br />
Perdas.<br />
A capitação é uma característica média de consumo;<br />
Difícil a atribuição de um valor em Projecto.<br />
<strong>Saneamento</strong> I [24]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Factores que influenciam a capitação:<br />
1. População<br />
Consumos mínimos fixados pelo Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais<br />
de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas Residuais (RGAAR):<br />
80 L/(hab.dia)<br />
100 L/(hab.dia)<br />
125 L/(hab.dia)<br />
150 L/(hab.dia)<br />
175 L/(hab.dia)<br />
2. Condições climáticas<br />
3. Hábito de higiene individual<br />
Bases Quantitativas de Projectos / Caudais de Projecto<br />
4. Existência ou não de redes interiores<br />
5. Tipo de drenagem de águas residuais<br />
6. Estado de conservação do sistema<br />
até 1000 hab.<br />
de 1000 hab. até 10 000 hab.<br />
de 10 000 hab. até 20 000 hab.<br />
de 20 000 hab. até 50 000 hab.<br />
acima de 50 000 hab.<br />
7. Estrutura tarifária<br />
8. Inclusão ou não de pequenas actividades<br />
comerciais, públicas (5 a 20 L/(hab. dia))<br />
ou industriais.<br />
9. Perdas (valor mínimo (RGAAR) 10% do<br />
caudal total)<br />
<strong>Saneamento</strong> I [25]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Bases Quantitativas de Projectos / Caudais de Projecto<br />
Tipo de estabelecimento<br />
Adegas<br />
Escolas<br />
Escritórios<br />
Estações de serviço<br />
Garagens<br />
Lacticínios<br />
Lavandarias<br />
Matadouro (animais de grande porte)<br />
Matadouro (animais de médio porte)<br />
Padarias<br />
Pensões (sem cozinha, nem lavandaria)<br />
Restaurantes<br />
Bovinos<br />
Caprinos<br />
Ovinos<br />
Equídios<br />
Galinhas<br />
Perus<br />
Suínos<br />
Bovinos (vacas leiteiras)<br />
Tipo de animal<br />
Consumos<br />
5 L /litro de produto<br />
50 L /(aluno.dia)<br />
50 L /(trabalhador.dia)<br />
150 L /(veículo.dia)<br />
50 L /(veículo.dia)<br />
4-12 L/(kg de produto)<br />
30 L/(kg de roupa)<br />
300 L/(cabeça)<br />
150 L/(cabeça)<br />
0,6 L/(kg de farinha)<br />
120 L/(hóspede.dia)<br />
25 L/refeição<br />
Capitação<br />
40 (L/animal/dia)<br />
8 (L/animal/dia)<br />
8 (L/animal/dia)<br />
40 (L/animal/dia)<br />
0,4 (L/animal/dia)<br />
0,75 (L/animal/dia)<br />
10 (L/animal/dia)<br />
75 (L/animal/dia)<br />
<strong>Saneamento</strong> I [26]
Caudal médio anual:<br />
Produto da população pela capitação:<br />
Caudais de ponta:<br />
<br />
<br />
<br />
Q m = Capitação x População [L 3 /T -1 ]<br />
Definem as características extremas de consumos;<br />
Determinam-se multiplicando o caudal médio pelo correspondente factor de ponta:<br />
Usualmente definem-se:<br />
<br />
<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Bases Quantitativas de Projectos / Caudais de Projecto<br />
Q p = f p x Q m<br />
[L 3 /T -1 ]<br />
Caudal de ponta mensal (caudal médio do mês de maior consumo);<br />
Caudal de ponta diário (caudal médio do dia de maior consumo);<br />
Caudal de ponta horário (caudal médio da hora de maior consumo).<br />
<strong>Saneamento</strong> I [27]
Aspectos de traçado:<br />
<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Obstáculos especiais:<br />
<br />
<br />
Problemas topográficos:<br />
<br />
Adução / Escoamentos com Superfície Livre<br />
adaptação do traçado do canal / aqueduto à<br />
topografia do terreno.<br />
Travessias de vales pronunciados<br />
sifões invertidos<br />
Travessias de serras ou montanhas<br />
Túneis ou galerias<br />
Aquedutos<br />
<strong>Saneamento</strong> I [28]
Aspectos de traçado:<br />
<br />
O estudo duma adutora pressupõe a análise das condições de traçado, em planta e em<br />
perfil longitudinal.<br />
Condicionantes:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Extensão (o mais curta possível e nos grandes diâmetros com grandes raios de<br />
curvatura);<br />
Pressões de serviço nos troços;<br />
Adução / Escoamentos em Pressão<br />
Facilidade de construção, reparação e vigilância;<br />
Transposição de obstáculos topográficos (linhas de água, vales e linhas de cumeada);<br />
Inclinações mínimas nos trechos ascendentes (3 ‰) e descendentes (5 ‰);<br />
Profundidade mínima de assentamento das tubagens (1 m);<br />
<strong>Saneamento</strong> I [29]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Adução / Perfil Longitudinal duma Adutora, em Pressão, por Gravidade<br />
Fonte: Water Supply and Waste-Water Disposal – Fair et al.<br />
<strong>Saneamento</strong> I [30]
Duração do transporte:<br />
<br />
<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Transporte por bombagem:<br />
A não ser em casos especiais, 16 h<br />
diárias como período máximo diário<br />
de adução (NP 837);<br />
A fiabilidade dos sistemas mecânicos<br />
permite 20 h/dia, com segurança<br />
razoável.<br />
Transporte gravítico:<br />
Adução / Dimensionamento Hidráulico de Adutoras<br />
Período máximo diário de adução de<br />
24 h/dia.<br />
<strong>Saneamento</strong> I [31]
Caudais de dimensionamento:<br />
<br />
<br />
Dimensionamento para o dia de maior consumo:<br />
em que:<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Adução / Dimensionamento Hidráulico de Adutoras<br />
Q dim = K t x K p x f D x Q m<br />
Dimensionamento para o mês de maior consumo:<br />
Q dim = K t x K p x f M x Q m<br />
K t – factor de duração de transporte = (24 h/nº de horas de transporte);<br />
K p – factor de perdas na adução (1,05 a 1,10);<br />
f M ; f D – factor de ponta mensal ou factor de ponta diário;<br />
Q m – caudal médio anual.<br />
<strong>Saneamento</strong> I [32]
Limitações à velocidade do escoamento:<br />
<br />
<br />
Razões para a limitação da velocidade máxima:<br />
Sobrepressões provocadas pelo regime variável;<br />
Perdas de carga excessivas e anti-económicas.<br />
Razões para a limitação da velocidade mínima:<br />
Qualidade da água nas condutas;<br />
Auto-limpeza e deposição de sólidos.<br />
Velocidade do escoamento:<br />
<br />
<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Adução / Dimensionamento Hidráulico de Adutoras<br />
Troços em pressão por bombagem<br />
Troços em pressão por gravidade<br />
0,6 m/s ≤ V ≤ 1,5 m/s<br />
0,3 m/s ≤ V ≤ 1,5 m/s<br />
8000<br />
7000<br />
6000<br />
5000<br />
4000<br />
3000<br />
2000<br />
1000<br />
Custo de Energia (€)<br />
0<br />
0 200 400 600 800<br />
<strong>Saneamento</strong> I [33]
Determinação das pressões de serviço das tubagens:<br />
<br />
PN 6<br />
PN 10<br />
PN 16<br />
PN 20<br />
Condutas adutoras gravíticas:<br />
E-2<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Adução / Dimensionamento Hidráulico de Adutoras<br />
Altura piezométrica estática<br />
E-3<br />
<br />
Condutas adutoras por bombagem:<br />
Altura piezométrica dinâmica<br />
<strong>Saneamento</strong> I [34]
Duronil \ Tubagens<br />
Características:<br />
Tubagem em PVC (policloreto de vinilo) rígida de parede compacta<br />
fabricada por extrusão.<br />
As tubagens de Duronil são apresentadas nas classes de pressão:<br />
PN6 kgf/cm 2 (0,6 MPa);<br />
<br />
<br />
<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
PN10 kgf/cm 2 (1,0 MPa);<br />
PN16 kgf/cm 2 (1,6 MPa).<br />
Diâmetros exteriores (mm):<br />
Tubagens / Policloreto de Vinilo (PVC)<br />
63; 75; 90;110; 125; 140; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630<br />
<strong>Saneamento</strong> I [35]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
PEAD \ Tubagens<br />
Diâmetros exteriores (mm):<br />
Tubagens / Polietileno de Alta Densidade (PEAD)<br />
Características:<br />
A tubagem em PEAD de parede compacta é fabricada por extrusão.<br />
As tubagens de PEAD são apresentadas nas classes de pressão de:<br />
63; 75; 90;110; 125; 140; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630<br />
PN4 kgf/cm 2 (0,4 MPa) a PN16 kgf/cm 2 (1,6 MPa)<br />
<strong>Saneamento</strong> I [36]
PRFV \ Tubagens<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Características:<br />
As tubagens de PRFV são fabricadas através de um processo de centrifugação<br />
automático.<br />
Diâmetros interiores (mm):<br />
Tubagens / Poliester Reforçado com Fibra de Vidro (PRFV)<br />
A tubagem é formada por diversas camadas, variando as quantidades de<br />
matérias primas usadas em cada uma.<br />
No fabrico da tubagem entram quatro componentes:<br />
Resina de poliester: actua como ligante e é formada por uma resina de poliester não<br />
saturada e não dissolvente;<br />
Filler (cabornato de sódio): mistura-se com a resina para melhorar a carga estrutural;<br />
Areia de sílica: como carga estrutural para melhorar as suas propriedades mecânicas;<br />
Fibra de vidro: como reforço da resina de poliester utilizam-se fibras de vidro de alta<br />
qualidade.<br />
As tubagens de PRFV são apresentadas nas classes de pressão de 0,2 MPa a 2,5 MPa<br />
150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100;…; 2400<br />
<strong>Saneamento</strong> I [37]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
FFD \ Tubagens<br />
Diâmetros interiores (mm):<br />
Tubagens / Ferro Fundido Dúctil (FFD)<br />
Características:<br />
As tubagens de ferro fundido dúctil (FF) caracterizam-se por serem<br />
tubagens de grande longevidade.<br />
Podem ter vários revestimentos interiores.<br />
As tubagens de FF são apresentadas nas classes de pressão de:<br />
3,2 MPa a 4,0 MPa<br />
150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; …<br />
FERRO FUNDIDO DÚCTIL<br />
<strong>Saneamento</strong> I [38]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Aço \ Tubagens<br />
Diâmetros interiores (mm):<br />
Características:<br />
As tubagens de aço podem ser dimensionadas com várias<br />
espessuras e são normalmente utilizadas para trechos com<br />
elevadas pressões e em trechos em que a tubagem não esteja<br />
enterrada.<br />
Tubagens / Aço<br />
Podem ter vários revestimentos interiores.<br />
As tubagens de aço são apresentadas nas classes de pressão de:<br />
150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; …<br />
3,2 MPa a 4,0 MPa<br />
<strong>Saneamento</strong> I [39]
Fibrocimento<br />
É um material em desuso, mas do qual existem extensões<br />
significativas nas redes mais antigas.<br />
Classes de pressão: CL6, CL12; CL18; CL24; CL30<br />
Betão armado (pré-esforçado ou com alma de aço)<br />
É um material competitivo nos grandes diâmetros com o<br />
ferro fundido dúctil.<br />
Outras tubagens plásticas:<br />
Polipropileno<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Outros tipos \ Tubagens<br />
Tubagens / Outros Tipos<br />
Resiste a altas pressões (20 kgf/cm 2 ) e permite o escoamento<br />
e fluidos a altas temperaturas.<br />
<strong>Saneamento</strong> I [40]
Sobrepressões provocadas pelo regime variável<br />
Redução instantâneas de velocidade<br />
com<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
( V0<br />
−V1<br />
)<br />
∆H<br />
= a<br />
g<br />
9900 −1<br />
a = ( m s<br />
D<br />
48,<br />
3+<br />
k<br />
e<br />
Adução / Dimensionamento Hidráulico de Adutoras<br />
a – celeridade (m/s)<br />
V i – velocidade do escoamento (m/s)<br />
k – constante, que depende do tipo de material<br />
da tubagem (aço = 0,50; ferro fundido = 1,0;<br />
betão = 5,0; plástico = 18)<br />
e – espessura da conduta (m)<br />
D – diâmetro da conduta (m)<br />
)<br />
<strong>Saneamento</strong> I [41]
Tempo de anulação do caudal<br />
Fórmula de Rosich (1970)<br />
K.<br />
L.<br />
U 0<br />
T = C +<br />
g.<br />
Ht<br />
com<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Paragem de Grupos Electrobomba / Sobrepressões e Subpressões<br />
C – parâmetro que depende do declive da conduta elevatória:<br />
H t /L ≤ 20% => C = 1s<br />
H t /L > 40% => C = 0s<br />
K – coeficiente adimensional, dependente do comprimento:<br />
L(m)<br />
K(-)<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Paragem de Grupos Electrobomba / Sobrepressões e Subpressões<br />
Subpressão máxima (Michaud)<br />
T<br />
T<br />
2L<br />
a.<br />
U 0<br />
< ⇒ ∆H<br />
= −<br />
a<br />
g<br />
><br />
L 2L.<br />
U<br />
⇒ ∆H<br />
= −<br />
a<br />
g.<br />
T<br />
2 0<br />
Normalmente, é necessário proceder à protecção da conduta através de órgãos de protecção<br />
contra os efeitos do golpe de aríete.<br />
Volante de inércia Válvula de escape Reservatório de<br />
ar comprimido<br />
(RAC)<br />
<strong>Saneamento</strong> I [43]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Paragem de Grupos Electrobomba / Sobrepressões e Subpressões<br />
Chaminé de equilíbrio<br />
EE de Castelo do Bode<br />
Chaminé de equilíbrio<br />
Conduta adutora<br />
<strong>Saneamento</strong> I [44]
Exemplo:<br />
Fecho instantâneo:<br />
a.<br />
U 0 600x1,<br />
4<br />
∆H<br />
= − = = 85m<br />
g 9,<br />
8<br />
Tempo de<br />
anulação<br />
do caudal<br />
Subpressão<br />
máxima<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Paragem de Grupos electrobomba / Sobrepressões e Subpressões<br />
H t = 50 m<br />
Corte de alimentação de energia ao grupo electrobomba:<br />
K.<br />
L.<br />
U 0 1,<br />
5x1000x1,<br />
4<br />
T = C + = 1+<br />
= 5,<br />
3s<br />
g.<br />
H 9,<br />
8x50<br />
2L<br />
2x1000<br />
T > = = 3,<br />
3s<br />
a 600<br />
t<br />
Logo<br />
2. L.<br />
U 0 ∆H<br />
= − = 54m<br />
gT<br />
L = 1000 m<br />
V = 1,4 m/s<br />
PEAD<br />
<strong>Saneamento</strong> I [45]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Custos de instalação<br />
Tubagem<br />
Arranque e reposição de pavimentos;<br />
Movimento de terras;<br />
Fornecimento, instalação e montagem (incluindo acessórios).<br />
Estações elevatórias<br />
Construção civil;<br />
Equipamento mecânico, eléctrico, electromecânico, automação.<br />
Órgãos acessórios<br />
Dispositivos redutores de pressão (CPC ou VRP);<br />
Ventosas;<br />
Descargas de fundo;<br />
Válvulas de seccionamento.<br />
Reservatórios<br />
Custos de exploração e manutenção:<br />
Energia;<br />
Encargos com pessoal;<br />
Manutenção.<br />
Adução / Estudo Económico de Sistemas de Adução<br />
<strong>Saneamento</strong> I [46]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Sistemas adutores gravíticos<br />
Adução / Estudo Económico de Sistemas de Adução<br />
⎧L1<br />
. J<br />
⎨<br />
⎩<br />
⎧L<br />
⎨<br />
⎩<br />
11<br />
⎧L<br />
⎨<br />
⎩<br />
21<br />
1<br />
. J<br />
( D ) + L . J ( D )<br />
11<br />
. J<br />
L<br />
1<br />
+ L<br />
( D ) + L . J ( D )<br />
21<br />
1<br />
11<br />
L<br />
11<br />
2<br />
2<br />
=<br />
12<br />
+ L<br />
12<br />
2<br />
L<br />
total<br />
12<br />
= L<br />
1<br />
2<br />
12<br />
=<br />
H<br />
= H<br />
( D ) + L . J ( D )<br />
21<br />
L<br />
21<br />
22<br />
+ L<br />
22<br />
=<br />
22<br />
L<br />
2<br />
22<br />
1<br />
=<br />
H<br />
2<br />
<strong>Saneamento</strong> I [47]
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Adução / Estudo Económico de Sistemas de Adução<br />
Sistemas adutores com condutas elevatórias<br />
Determinação do diâmetro económico<br />
<strong>Saneamento</strong> I [48]
Custos com energia<br />
Energia consumida no ano i:<br />
Custo da energia no ano i:<br />
Volume elevado no ano i:<br />
<br />
<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Adução / Estudo Económico de Sistemas de Adução<br />
E<br />
i<br />
=<br />
. Vi.<br />
H<br />
η<br />
γ t<br />
γ . V . H<br />
η<br />
i t<br />
CE i = p = K.<br />
Elevam-se volumes diferentes ao longo do período de projecto;<br />
V<br />
i<br />
Preço unitário da energia<br />
Vi = i i<br />
Pop . Cap . 365dias<br />
γ . H<br />
K =<br />
Para calcular o total da energia anual não é necessário conhecer o tempo médio de<br />
bombagem em cada ano.<br />
t<br />
η<br />
p<br />
<strong>Saneamento</strong> I [49]
Actualização dos encargos com energia<br />
Ano<br />
1<br />
2<br />
3<br />
:<br />
N<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Adução / Estudo Económico de Sistemas de Adução<br />
Valor no ano<br />
K.V<br />
1<br />
∑<br />
N<br />
i=<br />
1<br />
K.V<br />
2<br />
K.V<br />
3<br />
Custo total da energia actualizado<br />
:<br />
K. VN<br />
K.<br />
V<br />
i<br />
Valor actualizado<br />
∑<br />
N<br />
i=<br />
1<br />
K . V1<br />
/( 1+<br />
ta<br />
)<br />
K +<br />
. V2<br />
/( 1 ta<br />
K +<br />
. V3<br />
/( 1 ta<br />
N<br />
a<br />
)<br />
)<br />
2<br />
3<br />
K . V /( 1+<br />
t )<br />
K.<br />
V<br />
i<br />
N<br />
/( 1+<br />
t<br />
a<br />
)<br />
i<br />
<strong>Saneamento</strong> I [50]
Hipótese: Os volumes elevados anualmente crescem de acordo com uma lei geométrica.<br />
Ano<br />
1<br />
2<br />
3<br />
:<br />
N<br />
SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA<br />
Adução / Estudo Económico de Sistemas de Adução<br />
Actualização dos encargos com energia<br />
Volume elevado no ano<br />
V = V ( 1+<br />
t<br />
1 0 g<br />
Custo total da energia actualizada<br />
:<br />
)<br />
V 2 = V0(<br />
1+<br />
tg<br />
)<br />
V 3 = V0(<br />
1+<br />
tg<br />
)<br />
V = V ( 1+<br />
t )<br />
N<br />
0<br />
g<br />
2<br />
3<br />
N<br />
Custo da energia actualizado<br />
K . V0<br />
( 1+<br />
tg<br />
) /( 1+<br />
ta<br />
)<br />
K +<br />
2<br />
. V0<br />
( 1+<br />
tg<br />
) /( 1 ta<br />
K +<br />
3<br />
. V0<br />
( 1+<br />
tg<br />
) /( 1 ta<br />
N<br />
N<br />
K . V0<br />
( 1+<br />
tg<br />
) /( 1+<br />
ta<br />
)<br />
K.<br />
V<br />
o<br />
= K.<br />
V<br />
o<br />
N<br />
∑ i=<br />
1<br />
:<br />
( 1+<br />
t<br />
g<br />
)<br />
i<br />
)<br />
)<br />
2<br />
3<br />
/( 1+<br />
t<br />
( 1+<br />
t ⎡<br />
g ) ⎛1+<br />
tg<br />
⎞<br />
⎢1−<br />
⎜<br />
⎟<br />
( ta<br />
− tg<br />
) ⎢<br />
⎣ ⎝1<br />
+ ta<br />
⎠<br />
N<br />
⎤<br />
⎥<br />
⎥<br />
⎦<br />
a<br />
)<br />
i<br />
=<br />
<strong>Saneamento</strong> I [51]