Sistema de Abastecimento de Água 1 CAPÍTULO 5 REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA

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1 Sistema de Abastecimento de Água 1 CAPÍTUO 5 REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA

2 Sistema de Abastecimento de Água 2 1. Considerações Gerais A rede de distribuição de água é constituída por um conjunto de condutos assentados nas vias públicas, junto às edificações, com a função de conduzir a água para os prédios e pontos de consumo público. Esses condutos caracterizam-se pelas numerosas derivações (distribuição em marcha) e uma disposição em rede, derivando daí seu nome. 2. Traçados dos condutos Na rede de distribuição distinguem-se dois tipos de condutos: (A) Condutos principais São também denominados condutos mestre, ou condutos tronco, são as canalizações de maior diâmetro, responsáveis pelos condutos secundários. Desta forma, é função dos condutos secundários. Desta forma, é função dos condutos principais o abastecimento de extensas áreas da cidade. (B) Condutos secundários Tem menor diâmetro, e fazem a ligação entre os condutos principais e as edificações a serem abastecidas, dependendo, desta forma, dos condutos principais. A área servida por um conduto deste tipo é restrita e está nas vizinhanças. preferência: O traçado dos condutos principais deve levar em consideração, de - ruas sem pavimentação; - ruas com pavimentação menos onerosa; - ruas de menor intensidade de trânsito; - proximidade de grandes consumidores; - proximidade das áreas e edifícios que devem ser protegidos contra incêndio. As redes de distribuição tem basicamente três classificações, de acordo com a disposição de seus condutos principais: (a) Rede em espinha de peixe Os condutos principais são traçados, a partir de um conduto principal central, com uma disposição ramificada. É um sistema típico de cidades que apresentam desenvolvimento linear.

3 Sistema de Abastecimento de Água 3 (b) Rede em grelha Os condutos principais são paralelos, ligam-se em uma extremidade a um outro conduto principal, e tem seu diâmetro decrescendo para a extremidade oposta. (c) Redes malhadas Os condutos principais formam circuitos ou anéis lembrando a disposição em malhas. É um tipo de rede que geralmente apresenta uma eficiência superior aos dois anteriores, já que nas redes espinha de peixe e grelha a circulação da água nos condutos principais faz-se praticamente em um único sentido. Uma interrupção acidental em um conduto mestre prejudica as áreas situadas à jusante da seção onde ocorreu o acidente. 3. Valores relativos às redes de distribuição (Normas Brasileiras) Os valores aqui citados foram adotados por entidades públicas federais (SUDENE, DNERu, FSEP): - quota per-capita: recomendados 150 a 200 l/hab/dia. Valor mínimo: 100 l/hab/dia (a justificar); - coeficiente do dia de maior consumo: K 1 = 1,2; - coeficiente da hora de maior consumo: K2 = 1,5; - pressão estática máxima: 50 m.c.a; - pressão mínima: 10 m.c.a; - diâmetros mínimos: para tubulações principais 100 mm e para secundárias 50 mm. 4. Considerações sobre a distância entre dois condutos principais 4.1. Redes em espinha de peixe ou grelhas Sendo d a distância entre duas redes principais opostas, e a distância entre duas ramificações secundárias. Tomemos duas derivações opostas e consideremos a área média alimentada por uma delas.

4 Sistema de Abastecimento de Água 4 d A distância d em hectômetro entre dois condutos principais deverá ser no máximo: d = 2 Q q d onde: q d = vazão específica de distribuição (l/seg/ha) d/2 = área média em hectares servida por uma derivação Q = vazão limite fixada para o conduto secundário Redes com condutos principais formando circuitos Consideremos o circuito formado por quatro condutos iguais com lado d em hectômetros, em média. d Sendo: d 1 = número de derivações em cada lado, 4 ( d -1) = total de derivações para o interior do circuito, q d = vazão específica de distribuição em litros por segundo e por hectare, Q = vazão limite fixado para o conduto secundário, d 2 = área interna ao circuito, em hectares, 4( d -1)Q = vazão total para a área interna, em l/s, que pode escoar pelas derivações d 2 q d = vazão total para área interna, em l/s.

5 Sistema de Abastecimento de Água 5 A distância d, em hectares, entre dois condutos principais será dada pela equação: d 2 q d = 4 ( d -1)Q Essa equação do segundo grau fornecerá, para a distância d, o valor de uma de suas raízes. 5. Dimensionamento dos Sistemas em Circuitos 5.1. Método de Hardy-Cross aplicado ao cálculo das redes de distribuição de água (a) Em um nó qualquer da rede a soma algébrica das vazões é nula, sendo consideradas como (+) as vazões afluentes ao ponto, e (-) as efluentes; Q = Q 1 Q 2 Q 3 Q d + Q 4 = 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q d = vazão de distribuição (b) Em um circuito fechado (ou anel) qualquer da rede, a soma algébrica das perdas de carga é nula, sendo consideradas (+) as perdas de carga coincidentes e (-) as perdas de carga contrárias a um prefixado sentido de caminho no anel. R A h 1Q 1 B h 5Q 5 D h 4 Q 4 I h 2 Q 2 II h 6 Q 6 D C h 3Q 3 h 5Q 5 F Sentido de encaminhamento prefixado = sentido horário Anel I : h = h 1 + h 2 h 3 h 4 = 0 Anel II: h = - h 2 + h 5 h 6 h 7 = 0 (c) Para uma dada rede com diâmetros conhecidos, as equações : Q = 0 em cada nó h = 0 em cada circuito exprimem as condições necessárias e suficientes para que a distribuição de vazões ( e assim de perdas de carga) que realmente se verificará quando a mesma for posta em funcionamento;

6 Sistema de Abastecimento de Água 6 (d) Para efeito de projeto, pode-se admitir com precisão satisfatória, que a distribuição de água em marcha seja substituída por tomadas localizadas em pontos fictícios isolados, adequadamente situados na canalização. Rede real Rede assemelhada à real R R (e) A perda de carga total, ao longo de um trecho de comprimento e diâmetro D, por uma vazão uniforme Q, pode ser expressa pela seguinte formula geral: h = r.q n Sendo: r = resistência relativa de uma tubulação n = 1,85