SISTEMA PÚBLICO DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
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- André Marco Azambuja Castilho
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1 Capiulo V SISTEMA PÚBLICO DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA INTRODUÇÃO I - QUALIDADE DA ÁGUA A água em sua uilização obedece a padrões qualiaivos que são variáveis de acordo com o seu uso (domésico, indusrial, recreação, navegação, ec.) Água poável é aquela que é isena de germes paogênicos, de subsâncias óxicas venenosas, em aspeco agradável (caracerizado pela ausência de cor cheiro ou sabor) e deve ser crisalina sem possuir urbidez. II - SISTEMA DE ABASTECIMENTO: É o conjuno de Obras Hidráulicas capazes de permiir capar, condicionar, ransporar, reservar, e disribuir água para os consumidores. 1 - Bacia hidrográfica 2 - Reservaório de acumulação Barragem Elevaório de água brua 3/4 - Aduora de água brua 3 4/5 - Aduora de água brua Esação raameno de água 5 5/6 - Aduora de água raada Elevaório de água raada 7 6/7 - Aduora de água raada 7 - Reservaório disribuição 8 - Rede de disribuição QUANTIDADE DE ÁGUA: a) Tipo de Consumo: - Uil - domésico, público, indusrial, ec. - Inúil - perde por vazameno ou gasos inúeis. b) Faores Influenes no Consumo - Caracerísicas da população quano a hábios higiênicos, educação e padrão de vida; - Caracerísicas de desenvolvimeno da cidade; - Desenvolvimeno Indusrial; - Condições Climáicas; - Caracerísicas do Sisema 1. Adminisraivas (medição, cobrança, ec.) 2. Técnicas ( condições da rede, pressão, ec.) OBS: Per-capa de água (C) - é o consumo médio de um indivíduo ficício medido em liros consumido por dia por habiane. c) Vazões de Consumo: c.1) Vazão média diária de consumo de uma comunidade Vo = Po Co 66
2 Po = população abasecida no início do funcionameno do sisema; Co = Per-capa de água no início do funcionameno do sisema. c.2) Vazão de consumo do dia de maior consumo: Q = K 1 Po Co K 1 = 1,25 coeficiene do dia de maior consumo; c.3) Vazão de consumo na hora de maior consumo: Q = k 1 k 2 Po Co k 2 = 1,5 coeficiene da hora de maior consumo MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DO CRESCIMENTO POPULACIONAL: Ariméico Maemáico < Geomérico Logísico Méodo < Gráficos Por exenso gráfica < Por comparação gráfica a) Méodo de avaliação do Crescimeno Ariméico: Ese méodo considera a população crescendo segundo uma progresso ariméica de razão. = dp/d K a d = dp d = o p dp : ( - o ) = P - P o po = P - P o / - o ou P = P o + ( - o ) ---> equação da Rea. P o p α = g α b) Méodo de Avaliação do Crescimeno Geomérico: Ese méodo considera a População crescendo segundo progressão geomérica de razão Kg. uma 67
3 Kg = dp/pd : kg d = dp/p : kg d = kg(- o ) = LN (P/P o ):P/P o = e kg(-o)o o P Po dp/p P = P o e kg(-o) : kg = LN (P/P o )/ - o LNP α kg = gα LNP o OBS: 1 - Possuímos dados censiários de 1940, 1950, 1960, 1970,1980 e Consaou-se que em mais de 90% das comunidades brasileiras, o crescimeno, geralmene, se processa denro do rimo geomérico CAPTAÇÃO: É o conjuno de obras, disposiivos e canalizações que reiram água das fones de suprimeno. As fones naurais de suprimeno são de rês naurezas: a) Água Amosférica b) Água Superficial c) Água Suberrânea - Lençol Freáico - Lençol Aresiano Tipos de capação a) Água Amosférica - capação das chuvas que caem no elhado das edificações e são armazenadas em reservaórios enerrados. b) Águas Superficiais são de dois ipos : aguas correnes( rios, riachos, ec. ) e aguas dormenes (lagos, açudes, ec. ) Formas de Capação de Águas Superficiais; - Canal de Derivação - Poço abero juno à margem - Tubos perfurados assenos sobre esacas - Bombas sobre fluuadores. c) Água Suberrânea: Capação do lençol freáico; 68
4 - Poço comum ou cacimbão - Poço abssínio, de Noron ou Poneira Filrane - Galeria de infilração (capação longiudinal ) - Trincheiras (capação longiudinal ) Capação do lençol aresiano; - Poço profundo - Surgene - Semi surgene c.1) Poço Profundo: São de menor diâmero que os poços comuns revesidos de ferro ou PVC, aingem profundidades em orno de 100m. c.2) Poços Abssínios: Também chamados poços de Noron, são de pequena vazão (1 a 2 l/s) consiuídos por ubos com poneiras filranes, cravadas a pequena profundidade. As poneiras são inerligadas e a água sugada por bombeameno. c.3) Poços Surgenes e Semi-Surgenes: São poços aresianos que, dependendo da posição, poderão ou não dar esguicho ADUÇÃO É o conjuno de encanameno, peças especiais, obras de are e insalações diversas que promovem a circulação da água enre a capação e a reservação ou enre a capação e a rede de disribuição quando no sisema não exise reservação. a) Vazão de Adução: a.1) Sisema de abasecimeno sem reservaório de disribuição: Q = k 1 k 2 PC/86400 l/s a.2.2) Adução Inermiene: Q = k1 PC/n.3600 l/s ONDE: P - População abasecida k1 - coeficiene do dia de maior consumo k2 - coeficiene da hora de maior consumo C - consumo per-capa n - número de horas de adução b) Tipos de Adução: b.1) Adução por gravidade em conduo livre: A água escoa numa superfície livre sujeia a pressão amosférica. São canais, galerias, úneis, ec. Dimensionameno viso no esudo dos canais. 69
5 b.2) Adução por gravidade em conduo forçado: Ese é um ipo de Adução no qual a Pressão no inerior do encanameno è diferene da Pressão amosférica. A canalização acompanha a ondulação da superfície do erreno, o seu raçado devendo obedecer, sempre que possível, as condições seguines: - Tensões inernas não muias elevadas - No inerior do encanameno deve exisir pressões posiivas de modo a faciliar a expulsão do ar pelas venosas e diminuir a possibilidade de infilração de água exerior de origem suspeia. - Proeção eficiene conra os efeios do golpe de aríee. - Insalação de regisros de disância e especialmene em depressões e elevações possibiliado a execução de reparos e inspeções. - Insalação de venosas, nos ponos alos, par expulsão do ar. - Insalação de regisros, nos ponos baixos, para limpeza da linha aravés de descargas de fundo. Insalações de válvulas de reenção em ponos ais que, em casos de acidenes, eviem grande perdas de água. b.2.1) Dimensionameno: Conhecendo-se; Q - vazão de adução hp- perda de carga oal = H = desnível L = Comprimeno da ubulação Aplica-se a fórmula de Hazen-Williams V = 0,355 C D 0,63 J 0,54 Q = V.A b.3) Adução por recalque: Necessia de um sisema elevaório de bombas para ransporar a água de uma coa mais baixa para uma mais elevada. Iso só é possível com o uso de conduos forçados, apresenando, assim, um comporameno semelhane ao das aduoras por gravidade em conduos forçados. Diferem dese ipo pelo fao da energia para o escoameno ser fornecida por um conjuno elevaório de bombas. b.3.1) Equipamenos Acessórios: No que se refere a equipamenos acessórios, além dos já previsos para adução por gravidade em conduos forçados, devem ser acrescenados os seguines: - Um conjuno elevaório de reserva; - Uma válvula de reenção na saída da bomba e um disposiivo de proeção conra golpe de aríee; - Um regisro de gavea na saída da bomba; - Uma válvula de pé com crivo na exremidade da ubulação de sucção; 70
6 - Regisro na ubulação de sucção, na enrada da bomba, quando esa funciona afogada; - Disposiivo para descarga de fundo após a elevaória; - Válvulas de ar desinadas a eviar o achaameno da ubulação provocada por pressões negaivas elevadas. b.3.2) Dimensionameno: Seja o sisema de recalque abaixo, consiuído por uma canalização de sucção, um conjuno elevaório e uma canalização de recalque: DESENHO h r h s ONDE: H = desnível a ser vencido - alura geomérica h s = alura de sucção; h r = alura de recalque; H = h s + h r b Cálculo da Perda de Carga: I - Perda de Carga Linear (h): É uma perda por resisência ao longo dos conduos, ocasionado pelo movimeno da água na própria ubulação. - Direamene proporcional ao comprimeno da ubulação; - Inversamene proporcional a um uma poência do diâmero - Função de uma poência da velocidade; - Variável com a naureza das paredes dos ubos; - Independene da Posição do ubo; -Independene da Posição inerna. A fórmula mais uilizada para calcular esa perda de carga é a de Hazen-Williams: V = 0,355 C D 0,63 J 0,54 Q = V.A; J = hp/l II - Perda de Carga Localizada (h p ) Também chamada de perda acidenal ou singular. Ocorre nas mudanças de direção, de diâmero, regisros válvulas, ec., devido ao aumeno do ario causado por esas peças. Pode ser desprezada nas ubulações longas (L>4000 D) e nas canalizações em que a velocidade é baixa e o número de peças é reduzido. hp = K V 2 /2g K - Coeficiene caracerísico da peça A perda de carga localizada pode, ambém, ser calculada pelo Méodo dos Comprimenos Viruais. Nese méodo ransforma-se a perda de carga localizada em comprimenos equivalenes aos diversos ipos de peças: 71
7 III - Alura Manomérica Toal (Hm): É a soma da alura geomérica com as perdas de cargas. H m = h s + h r + h + h p H m = H + h + h p IV - Poência do Conjuno: A poência absorvida pela bomba, expressa em H.P., é deerminada aravés da expressão: P H.P = γqhm/75η η = η m x η B ONDE: γ - peso específico (kg/m3) Q - vazão (m3/s) Hm = alura manomérica oal (m) η - rendimeno de conjuno η m - rendimeno do moor η B - rendimeno da bomba 1 CV H.P 1 KV --- 0,736 H.P V - Diâmero das Tubulações: Para o dimensionameno econômico da Tubulação do recalque uilizamos a fórmula de Bress: D = 1,3 X 0,25 Q 0,5 Onde; X = número de horas de funcionameno da elevaória/24 Q = vazão em m3/s D diâmero de recalque em mero A canalização de sucção é execuada com o diâmero imediaamene superior PROJETO 72
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