IPV.ESTG ,5 Volume de Trabalho Total (horas): 145,8 Total Horas de Contacto: 81,9 T TP PL OT 19, ,4 Competências

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1 Unidade Curricular: Hidráulica Aplicada I Área Científica: Engenharia Civil Curso / Ciclo: Licenciatura em Engenharia Civil - 1º Ciclo Docente Responsável: Francisco José Paulos Martins Ano Regime Tipo 3º Semestral Obrigatória Código ECTS Créditos ECTS IPV.ESTG ,5 Volume de Trabalho Total (horas): 145,8 Total Horas de Contacto: 81,9 T TP PL OT 19, ,4 Competências Habilitar os alunos para no futuro possam desempenhar funções na área da Engenharia Hidráulica e Sanitária, nomeadamente, na análise e concepção de projectos de Abastecimento Público de Água, bem como possam executar de tarefas na área da produção e exploração de Sistemas de abastecimento de Água. Sensibilizar os alunos para o facto de que o abastecimento de água com qualidade e quantidades necessárias ao consumo humano, em adequadas condições de pressão e ao menor custo, garantindo a continuidade do serviço, são tarefas de solução complexa devido aos diversos interesses conflituantes nas diversas utilizações da água. Assim, a aprovação na unidade curricular de Hidráulica Aplicada I, pressupõe o alcance dos seguintes objectivos: Conhecer e quantificar os elementos de base a considerar num Sistema Público de Abastecimento de Água. Calcular caudais médios diários anuais, caudais de ponta e caudais de dimensionamento dos diferentes órgãos que compõem um Sistemas de Abastecimento de Água. Dimensionar cada um dos órgãos do sistema nomeadamente, Captações, Estações Elevatórias de Águas, Sistemas Adutores, Reservatórios e Redes de Distribuição. Conhecer e ser capaz de elaborar as peças escritas de projectos de Abastecimento de Água nomeadamente, a Memoria Descritiva e Justificativa, Anuncio de Concurso, Programa de Concurso e caderno de Encargos (condições gerais e condições técnicas especiais). Elaborar medições, quantidades de trabalhos e orçamentos em sistemas de abastecimento de água. No que diz respeitos às peças desenhadas ser capaz de elaborar o traçado em planta de um sistema completo, perfis longitudinais das aduções, esquemas de nós e desenhos de pormenor.

2 Requisitos prévios Não aplicável Descrição dos conteúdos 1. Introdução 1.1. A vida e a água Nota histórica A água na natureza e a sua gestão Importância sanitária e económica Doenças relacionadas com a água Ciclo hidrológico Ciclo de utilização da água Qualidade da água para fins diversos Sistemas de abastecimento de água Propriedades da água Normalização e legislação. 2. Elementos de base 2.1. Introdução Tipos de abastecimentos de água Horizonte de projecto ou período de vida Estudo da população e sua evolução Considerações Gerais Dados disponíveis Censos populacionais Recenseamentos eleitorais Estudos de planeamento Inquéritos locais Métodos de projecção demográfica Métodos de resolução analítica que supõem o crescimento segundo uma progressão aritmética e geométrica Resolução analítica do método de progressão aritmética Resolução analítica do método de progressão geométrica Resolução gráfica Outros métodos Considerações finais Distribuição da população e densidades a considerar Populações flutuantes Capitações.

3 2.6. Caudais a determinar Consumos a considerar Consumos domésticos Consumos comerciais Consumos industriais e similares Consumos públicos Fugas e perdas Consumo no combate a incêndios Variações de consumo Variações diárias Variações semanais Variações anuais Factores de ponta Caudais de dimensionamento Fases de um Projecto Peças escritas de um projecto de abastecimento de água Peças desenhadas de um projecto de abastecimento de água. 3. Captações 3.1. Considerações prévias Captações de águas subterrâneas Introdução Nascentes ou Fontes Galerias filtrantes Drenos Poços Furos Perímetros de protecção para águas subterrâneas Captações superficiais Introdução Captações em rios Captações em lagos naturais Considerações prévias Captação por torre Captação por poço Captação mista poço-torre Captação flutuante Captação através do corpo da barragem.

4 4. Adução 4.1. Considerações gerais Tipos de adução Regras de traçado em planta e em perfil Dimensionamento de um sistema adutor Caudal de dimensionamento Velocidade máxima e mínima Considerações sobre o cálculo de perdas de carga contínuas e localizadas Considerações sobre o fenómeno do choque hidráulico Determinação do diâmetro económico da adutora Considerações prévias Fórmulas empíricas (fórmulas de Bresse, Decah, Vibert, S. Afonso e outras) Estudo detalhado Adução gravítica. Adutora em série Adução por bombagem Aduções Simples (custos de investimento e de exploração actualizados) Aduções mistas Ventosas Descargas de fundo Ancoragens Maciços de amarração. 5. Estações elevatórias de águas de abastecimento 5.1. Introdução Elementos sobre turbomáquinas Considerações gerais sobre bombas Classificação das bombas Bombas centrífugas Curvas características das tubagens Curvas características das bombas centrífugas Ponto de trabalho ou de funcionamento Associação de bombas centrífugas Grandezas características das bombas: Altura geométrica; Altura manométrica ou altura total de elevação; Rendimentos; Potência; Velocidade específica; Caudal de bombagem; Cavitação-NPSH Elementos principais a considerar numa Estação Elevatória Grupos elevatórios Tubagens e acessórios.

5 Equipamento de controlo e medição Instalação e quadros eléctricos Localização das Estações Elevatórias 5.5. Dimensionamento e caracterização do equipamento. 6. Tubos e acessórios 6.1. Considerações gerais Tubos de fibrocimento Tubos de PVC 6.4. Tubos de Polietileno Tubos de Ferro Fundido Tubos de aço Tubos de poliéster reforçado com fibra de vidro Tubos de betão Tipo de juntas e outros acessórios Assentamento dos tubos. 7. Redes de distribuição 7.1. Generalidades. Número ciclomático de uma rede. Equilíbrio hidráulico Aspectos construtivos: Implantação das condutas; Profundidade e largura das valas; Materiais Elementos acessórios da rede: Válvulas de seccionamento; Redutores de pressão. Descargas de fundo; Medidores de caudal; Ventosas; Hidrantes Traçado de redes de distribuição Dimensionamento de redes de distribuição Critérios de dimensionamento: Velocidade máxima; Velocidade mínima; Diâmetros mínimos. Pressões mínimas, máximas e flutuação máxima de pressão Redes ramificadas Redes malhadas e Redes Mistas. Formulações dos nós, das malhas e dos troços. Método da Teoria Linear e método de Hardy-Cross na resolução dos sistemas de equações. 8. Armazenamento - Reservatórios 8.1. Generalidades Classificação dos reservatórios Casos especiais: Distribuição por andares; Reservatórios de compensação; Torres de pressão Localização dos reservatórios Capacidade de reservatórios Capacidade de regularização dos consumos. Diagrama de caudais acumulados. Diagrama de Chérre.

6 Reserva de emergência Dimensionamento hidráulico dos diferentes tipos de reservatórios. Verificação das condições regulamentares Torres de pressão Aspectos funcionais e construtivos Órgãos de manobra e segurança. Métodos de ensino e aprendizagem Estratégias pedagógicas adoptadas nas aulas teóricas: Método expositivo nas aulas teóricas com utilização de projecções através do Microsoft Office PowerPoint. As aulas acompanham, na medida do possível as aulas práticas; a exposição dos temas será, sempre que possível, acompanhada com a projecção de transparências e diapositivos de casos reais de obras; Dá-se também atenção a exemplos de projectos de execução que caracterizam em pormenor as obras objecto dos cálculos hidráulicos, evidenciando as disposições construtivas necessárias ao bom funcionamento dos sistemas em que se integram; Intervenção permanente dos participantes, na colocação de questões pertinentes relativas às matérias teóricas/práticas abordadas; Estratégias pedagógicas adoptadas nas aulas teórico-práticas: Discussão dos assuntos teóricos e resolução de exercícios de carácter prático; Os alunos são aconselhados a acompanhar a resolução dos cálculos hidráulicos com o Auxilio de meios informáticos; Paralelamente à resolução de exercícios práticos, é abordada, detalhadamente, a forma de elaborar um trabalho de projecto de um sistema público de abastecimentos de água, incluindo captação, elevação, adução, armazenamento e distribuição; Facultativamente os alunos poderão elaborar um trabalho de projecto sobre a orientação do docente; Os trabalhos elaborados serão apresentados e discutidos publicamente para que todos os alunos se apercebam das eventuais dificuldades na execução de projectos deste tipo; Análise das peças desenhadas e escritas de diversos projectos de execução de obras concretas de forma a chamar a atenção do estudante de engenharia civil para a justificação das soluções adoptadas. De uma forma geral ao longo do semestre fomenta-se: O apoio aos alunos, nomeadamente no horário tutorial; A utilização da plataforma de e-learning para a disponibilização do material de apoio e para a divulgação das actividades relacionadas com a unidade curricular. Modo de avaliação

7 1 Provas Escritas Exame/Recurso/Especiais Mínimos na prova escrita 9,50 Valores 2 De forma a cimentar os conteúdos teórico-práticos, os alunos poderão facultativamente elaborar, ao longo do semestre, um trabalho de projecto referente a um sistema público de abastecimento de água. Este trabalho será apresentado e discutido nas últimas aulas do semestre. Em caso de aprovação no trabalho de projecto, com peso de 50 % na nota final, este será válido para todas as épocas de avaliação do presente ano lectivo. 3 A prova escrita é de carácter individual, compreende toda a matéria leccionada, não sendo permitida consulta bibliográfica (excepto formulário a fornecer pelo docente). É constituída por uma parte teórica e uma parte prática. Bibliografia mais relevante Regulamento geral dos sistemas públicos e prediais de distribuição de água e de drenagem de águas residuais, (DR - I SÉRIE de 28/08/1995). Apontamentos da disciplina fornecidos pelo docente. Manual de Saneamento Básico (Volumes I e II). Quintela, António de Carvalho - Hidráulica, Fundação Calouste Gulbenkian. Lencastre, Armando - Hidráulica Geral, Edição Luso Brasileira, 1983.