Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental PHA Saneamento

Transcrição

1 Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental PHA Saneamento Renato Carlos Zambon Ronan Cleber Contrera Theo Syrto Octavio de Souza

2 Q (m³/s) Q (m³/s) RESERVATÓRIOS DE REGULARIZAÇÃO são formados normalmente por represas (barragens) em cursos d água naturais (água bruta); volume útil elevado (para abastecimento de água: dezenas, centenas de hm³ (1 hm³ = m³), ou milhares de hm³ nas maiores para geração de energia); promovem a regularização mensal das vazões (de montante para jusante): t (meses) t (meses) 2

3 Q (L/s) Q (L/s) RESERVATÓRIOS DE DISTRIBUIÇÃO reservatórios apoiados ou elevados (água tratada); volume da ordem de dezenas, centenas, no caso dos apoiados alguns milhares de m³; promovem a regularização horária das vazões (entre uma adutora e uma rede de distribuição): t (h) t (h) 3

4 RESERVATÓRIOS DE DISTRIBUIÇÃO Principais finalidades: Regularizar a vazão (de captação, tratamento e adução em relação à variação horária das demandas) Segurança ao abastecimento Reserva de água para incêndio Regularizar pressões 4

5 RESERVATÓRIOS DE DISTRIBUIÇÃO Vantagens: Aumento no rendimento dos conjuntos elevatórios Bombeamento de água fora do horário de pico elétrico Desvantagens: Custo elevado de implantação Localização e impacto 5

6 CLASSIFICAÇÃO DE RESERVATÓRIOS Alguns critérios: Quanto à localização no sistema Quanto à localização no terreno Quanto à sua forma Quanto aos materiais de construção 6

7 LOCALIZAÇÃO NO SISTEMA Reservatório de montante Reservatório de jusante Reservatório de posição intermediária A localização deve permitir abastecer as redes de distribuição com os seguintes limites de pressão: Pressão estática máxima: 50 m H2 O Pressão dinâmica mínima: 10 m H2 O 7

8 LOCALIZAÇÃO NO SISTEMA: MONTANTE NAmax NAmin LP Estática Pressão dinâmica Pressão estática podem haver múltiplos reservatórios dependendo da área a ser atendida ou do escalonamento para atender limites de pressão... 8

9 LOCALIZAÇÃO NO SISTEMA: JUSANTE variação da altura manométrica Altura manométrica LP (consumo zero mas com abastecimento do reservatório) LP (consumo máximo) NAmax NAmin R. jusante Elevatória 9

10 LOCALIZAÇÃO NO SISTEMA: MONTANTE E JUSANTE NAmax LP Estática NAmin R. montante Pressão estática LP Dinâmica Pressão dinâmica NAmax NAmin R. jusante podem ser formados sistemas complexos de adução com múltiplos trechos, reservatórios e elevatórias... 10

11 Exemplo: SAM (RMSP) 11

12 LOCALIZAÇÃO NO TERRENO 12

13 FORMAS DE RESERVATÓRIOS EM PLANTA construção em etapas economia materiais e construção arranjo e espaço disponível X Y x 3 y 4 etc... 13

14 RESERVATÓRIOS APOIADOS Reservatório da cidade de Jales Reservatório da cidade de Riolândia Reservatório do sistema produtor Alto Tiête, RMSP 14

15 RESERVATÓRIOS SEMI-ENTERRADOS Reservatório da cidade de Lins Reservatório semi-enterrado e apoiado da cidade de Lins 15

16 RESERVATÓRIOS ELEVADOS Reservatório da cidade de Jales Reservatório da cidade de Lins 16

17 RESERVATÓRIOS ELEVADOS Reservatório da cidade de Riolândia Reservatório da cidade de Franca Reservatório da cidade de Franca 17

18 CONSTRUÇÃO DE UM RESERVATÓRIO ELEVADO 18

19 CENTROS DE RESERVAÇÃO com um reservatório retangular dividido em duas câmaras com dois reservatórios circulares com reservatório retangular, elevatória e reservatório elevado 19

20 ETA E CENTRO DE RESERVAÇÃO DAE - Santa Bárbara d'oeste 20

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22 CAPACIDADE DOS RESERVATÓRIOS Volume para: atender às variações de consumo de água combate a incêndios emergências (falta de energia, manutenção, etc.) Determinação do volume útil para atender as variações do consumo de água: Quando se dispõe da curva de consumo Quando não se dispõe da curva de consumo 22

23 VOLUME ÚTIL - ADUÇÃO CONTÍNUA t 2 V Q dt Q t t t onde: V = volume de reservação Q = vazão consumida (variável ao longo do dia) Q = vazão média do dia (igual a vazão de adução se esta for feita continuamente, 24 h) t 1 a t 2 = período em que o consumo (rede) é maior que a vazão fornecida (adução) 23

24 VOLUME ÚTIL - ADUÇÃO INTERMITENTE Adução (9:00 às 19:30) Consumo 24

25 VOLUME PARA COMBATE A INCÊNDIOS EUA Vazão para combate a incêndio Espanha - Volume para combate a incêndio 120 m 3 para populações menores que habitantes 240 m 3 para as demais populações Brasil: geralmente não se considera ---na reservação--- 25

26 VOLUME PARA EMERGÊNCIA Atende durante falhas com paralisação do sistema: captação, elevatórias, ETA, etc. Depende da vulnerabilidade do sistema Pequenas populações: volume de emergência > volume de incêndio Decisão da empresa, considerando manutenção, sistemas alternativos, flexibilidade de manobras, etc. 26

27 VOLUMES UTILIZADOS NA ELABORAÇÃO DE PROJETOS Volume total de reservação > 1/3 do volume distribuído no dia de maior consumo Capacidade do reservatório elevado: SABESP/RMSP: 1/4-1/5... > 1/30 do volume no dia de maior consumo valores mais utilizados: 10 a 20% do volume total restante em reservatório apoiado ou enterrado hoje: uso crescente de bombas de rotação variável no lugar dos reservatórios elevados... 27

28 VÓRTICES EM RESERVATÓRIOS Diminuição da vazão nas adutoras Redução da capacidade de armazenamento do reservatório Diminuição da eficiência e vazão da bomba Vibração e cavitação na bomba 28

29 CONTROLE DE VÓRTICES Manter submergência adequada Instalação de dispositivos supressores de vórtices 29

30 SUPRESSORES DE VÓRTICES 30

31 COM POÇO DE REBAIXO 31

32 TUBULAÇÃO DE ENTRADA em reservatório apoiado, semi-enterrado e enterrado Entrada livre Entrada afogada 32

33 TUBULAÇÃO DE ENTRADA em reservatório elevado: entrada livre......ou entrada afogada 33

34 TUBULAÇÃO DE ENTRADA EM RESERVATÓRIO ENTERRADO, SEMI-ENTERRADO E APOIADO 34

35 ACESSÓRIOS Instalação de registros automáticos de entrada de reservatórios Medidor de nível ultrassônico 35

36 VÁLVULA DE ALTITUDE EM RESERVATÓRIO ELEVADO Válvula de altitude 36

37 TUBULAÇÃO DE ENTRADA, SAÍDA, EXTRAVASOR E DESCARGA DE UM R.EL. 37

38 OUTROS ACESSÓRIOS tubulação de saída com válvula e dispositivo a jusante para entrada de ar poço de rebaixo permite aproveitamento máximo do volume do reservatório (lembrar do controle de vórtices!) extravasor (com extravasamento visível) ventilação acesso e escadas tipo marinheiro pára raios 38

39 OPERAÇÃO DE RESERVATÓRIOS extravasa... bóia automática tempo de manobra evita vórtices, entrada de ar, mau funcionamento da elevatória (se houver) 39

40 OPERAÇÃO DE RESERVATÓRIOS Regras operacionais podem ser definidas para otimizar o sistema buscando atender diversos objetivos: redução dos gastos com energia elétrica minimização das falhas no atendimento a demanda redução de perdas físicas em função das pressões na rede flexibilidade na operação de sistemas com múltiplos reservatórios interligados etc... 40

41 Lição de casa: ler páginas 337 a