DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO.

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1 DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO. Obra : EMBRAPA, Monte Alegre do Sul. Referente: Ao contrato n.ocs-spm n 085/2008. Assunto: Projeto de construção de tanques e respectivo sistema hidráulico. I Dados do projeto, fornecido- I.1 Fonte alimentadora tanque com 6.597,67m², que é abastecido canal e ou tubulação com águas proveniente do rio MOGI. I.2 Cota de nível da fonte alimentadora 731,06m. I.3 Espelho d água estabelecida para cada tanque 330,00 m². I.4 Traçado em reta do trajeto da água, desconsiderando o relevo. I.5 - Utilização de canais para conduzir a água. II Dado técnico por imposição de contrato- II.1 - Vazão de alimentação para o canal, mínima de 8 litros/s. II.2 Vazão de alimentação para cada um dos 10 tanques, mínima de 8 litros/s. III Dados assimilados na reunião de 24 de junho e 06 de Julho/08 III. 1 - Possibilidade de elevação da cota da fonte alimentadora. III. 2 - Que os tanques tenham a propriedade de servirem-se por vasos comunicantes. III. 3 Sistema de alimentação por meio de tubulação. III. 4 Sistema de drenagem por meio de tubulação articulada. III. 5 Possibilidade de ampliação do sistema. III. 6 - Carga e recarga de cada tanque de no mínimo 2 vezes ao dia. III. 7 - Sistema de captação oferecendo duas alternativas, água de fundo e água de superfície, para abastecimento dos tanques. 1

2 IV Fonte dos procedimentos técnicos utilizados. IV.1 - Ministério do Meio Ambiente e da Amazônia Legal Instituto Brasileiro do Meio Ambiente dos Recursos Naturais Renováveis *Manual de Piscicultura Tropical. de Carlos Eduardo Martins de Proença e Paulo Roberto Leal Bittencourt. IV.2 - IV.3 - PISCICULTURA DE ÁGUA DOCE de Newton Castagnolli. PROJETO DE CANAIS Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica Eng. José Rodolfo AS. Martins Eng. Francisco M. Fadiga Jr. V Analise dos dados pertinentes, para o desenvolvimento do trabalho. Tendo como premissa a recarga dos tanques conforme dados acrescentados na ultima reunião, passamos a estabelecer inicialmente: O tubo de abastecimento e recarga para cada unidade de tanque. O canal principal para 10 tanques sem comprometer a fonte. O canal secundário suprindo a bateria de 5 tanques. VI Cálculo dos tubos de abastecimento dos tanques. 0,35m VI.1 - Condicionamos dos dados abaixo. V.1.1- Da cota de nível do canal ao eixo da tomada do tubo= V.1.2- Do comprimento do tubo, máximo = 2,20m- VI.2 Vazão de alimentação de cada lago. Q = μ x S 2 g H na unidade (m3 / s) 0, Ø 4 Ø 3 9,81 Onde: Q = vazão. S = área da seção do tubo. = 0, g = aceleração da gravidade. = H = desnível = 0,45 2

3 μ = coeficiente de descarga. (Tabela). = 0,65 Logo teremos: Q = 0,73 x 0, x 9,81x 0,35 0,67 x 0,00453 Q = 0,01501 m³/s 0,00831 Q = 15,01 litros/s 8,31 litros/s abastecimento VI.3 Verificação quanto a procedimentos de manuseio. VI.3.1- Volume necessário para cada tanque. Temos: Área se superfície = 330 m² Vazão de alimentação = 8 litros m² Logo : 330 m² - X m² - 8 litros s. *Temos para cada unidade de tanque a necessidade mínima para o seu como sendo 0,26 litros segundo. VI.3.2 Verificação propriamente dita. 0,26 litros s (necessários) VI.4 Tempo mínimo p/ encher uma unidade de tanque segundo Vazão de recarga. VI.4.1. Calculo do volume máximo de cada tanque de: -Área de superfície- As = 330,00m². -Área de fundo- Af = 73,00m². -profundidade- Pf ~ 1,80m. Volume = [(As + Af) / 2] x Pf = V = [(330,00+73,00)/ 2] x 1,80 = V = 362,70m³. VI.4.2. Aferição do tempo para condições ideais. Temos: tubulação de 4 vazão máxima de 15,01 litros/s 0,01419 m³/s logo. Q = 14,19 litros/s corresponde a 3

4 Q = V / T segundos. implica em - T = V /Q T = 362,70 m³/ 0,01501 m³/s T = ,89 segundos. T = 402,73 minutos. T = 6 horas, 42 minutos e 44 NOTA:- O tubo proporciona encher ou recarregar mais de 3x ao dia. VII Cálculo da capacidade de alimentação dos canais segundo seção imposta. concreto. 0,005) Bazin a abastecer: segundo litros/segundo. VII.1 - Condicionamos a forma e o desnível. V Seção de menor custo e manuseio, meia cana de V Declividade mínima de 0,2% e máxima de 0,5%. (0,002 e V.1.3 Imposição de 1 3 da altura livre da meia cana do canal. V Consideramos para o coeficiente aplicado a formula de classe de material: -MAU- VII.2 - Balizamos a vazão mínima que se faz necessária para V O conjunto de 10 tanques de 330 m² cada. temospara 1 ha = 10.00m² a vazão mínima de 8 a 10 litros/ (10) logo: m² - 8 litro/segundo m² - X (10) temos X8 = 8 x X8 = 2,64 à X10 = 3, V.2.2 O conjunto de 5 tanques de 330 m² cada. 4

5 segundo litros/segundo. kadu Engenharia e Construtora Ltda. tb temos para 1 ha = 10.00m² a vazão mínima de 8 a 10 litros/ (10) logo: m² - 8 litro/segundo m² - Y temos Y8 = 8 x Y8 = 1,32 à Y10 = 1, NOTA:- para cada tanque, mínima 0,265 à 0,33 l/s VII.3 - Calculo considerando a seção do Anexo -03- seção -E- VII.3.1 Dados da seção: (meia cana Ø 50 cm.) Área úmida. - Au = [( D²) / 4 ] [ (D +d ) x R/3] 2 2 onde: D = 50 cm largura. d = 47,10 cm largura da lâmina d água. logo: Au= [(3,14 x 0,50²)/4] [(0,50 + 0,471) x 0,083] 2 2 Au = 0,0578m². Raio hidráulico. Rh = (área úmida) / ( perímetro úmido). Rh = {( 0,0578 ) / [0, (2 x 0,085)]}. Rh = 0,0941m =0,5% E 0,2% parede. VII.3.2 Chegamos a Velocidade de escoamento com ( I ) Formula de Bazin: V = 87 x Rh x I 1 + µ Rh onde: V = velocidade média (m/s). Rh = raio hidráulico. I = declividade em (m/m). µ = coeficiente que depende da natureza da x ( I ) 1 + 0,55 0,0941 Logo: V = 0,6756 m/s (P/ 0,5%) V = 0,4273 m/s (P/ 0,2%) temos: V = 87 x 0,0941 5

6 0,26 l/s com : VII.3.3 Chegamos a vazão pela: Formula: Q = V x Ac Temos: Q = 0,6756x 0,0578m². Q = 0,4273x 0,0578m². Logo: Q = 0,03905 m³/s Q = 0,02469 m³/s (P/ 0,2%) Adotamos Q = 39,05 litros / s (P/ 0,5%) VII.3.4 Verificação para avaliarmos a vazão para dois canais Q = 39,05 litros/segundo /2= 19,52> 14,19 Q (disponível fica) =19,52-14,19 = 5,33 > 4 x Recarga de 1, manutenção de 4 e descarte de 4,29 l/s VII.4 - Calculo considerando a seção do Anexo -02- seção -C- VII.4.1 Dados da seção: (meia cana Ø 40cm). Área úmida. - Au = [( D²) / 4 ] [ (D +d ) x R/3] 2 2 onde: D = 40 cm largura. R = D /2 = 20 cm. d = 37,60 cm largura da lâmina d água. logo: Au= [{3,14 x 0,40²)/4] [(0,40 + 0,376) x 0,067] 2 2 Au = 0,0368m². =0,5% E 0,2% parede. Raio hidráulico. Rh = (área úmida) / ( perímetro úmido). Rh = {( 0,0368 ) / [0,6285- (2 x 0,068)]}. Rh = 0,0368 / 0,492 Rh = 0,0748m VII.4.2 Chegamos a Velocidade de escoamento com ( I ) Formula de Bazin: V = 87 x Rh x I 1 + µ Rh onde: V = velocidade média (m/s). Rh = raio hidráulico. I = declividade em (m/m). µ = coeficiente que depende da natureza da 6

7 x ( I ) 1 + 0,55 0,0748 Logo: V = 0,5578 m/s (P/ 0,5%) V = 0,3563 m/s (P/ 0,2%) kadu Engenharia e Construtora Ltda. temos: V = 87 x 0,0748 VII.4.3 Chegamos a vazão pela: Formula: Q = V x Ac Temos: Logo: Q = 0,5588x 0,0368m². Q = 0,3534x 0,0368m². Q = 0,02053 m³/s Q = 20,53 litros / s (P/ 0,5%) Q = 13,00 litros / s (P/ 0,2%) VII.4.4 Verificação para 5 tanques. Q =23,22 litros / segundo > 19,52 litros/segundo, Quer dizer que temos excesso de área p/ mais 3,70 litros/segundo VII.5 - Calculo considerando a seção do Anexo -02- seção -B- V.5.1 Dados da seção: (meia cana de Ø 30cm). Área - Au = [( D²) / 4 ] [ (D +d ) x R/3] 2 2 onde: D = 30 cm largura. R = D /2 = 15 cm. d = 28,3 cm largura da lâmina d água. logo: Au = [{3,14 x 0,30²)/4] [(0,30 + 0,283) x 0,05] 2 2 Au = 0,02074m². Raio hidráulico Rh = (área úmida) / ( perímetro úmido). Rh = {( 0,02074 ) / [0,47- (2 x 0,051)]}. Rh = 0,02074 / 0,368 Rh = 0,05635m =0,5% E 0,2% VII.5.2 Chegamos a Velocidade de escoamento com ( I ) Formula de Bazin: V = 87 x Rh x I 1 + µ Rh onde: V = velocidade média (m/s). Rh = raio hidráulico. 7

8 parede. 0,05635 x 0,005 kadu Engenharia e Construtora Ltda. I = declividade em (m/m). µ = coeficiente que depende da natureza da 1 + 0,55 0,05635 Logo: V = 0,4402 m/s P/ I =0,5% V = 0,2782 m/s P/ I =0,2% temos: V = 87 x VII.5.3 Chegamos a vazão pela: Formula: Q = V x Ac Temos: Logo: Q = 0,4402 x 0,02074m². Q = 0,00913m³/s Q = 9,13 litros / s P/ I =0,5% Q = 5,81 litros / s P/ I =0,2% VII.5.4 Verificação para atender a vazão de 19,52 litros/segundo Q =9,13 litros / segundo < 19,52 litros/segundo *não atende as necessidades. VIII DIMENCIONAMENTO DO SISTEMA DRENANTE DOS TANQUES. VIII.1 - A tabela 7- Diâmetro da tubulação de drenagem de um viveiro. Alvitra para viveiros de área menor que 400 m² a tubulação de diâmetro de drenagem de 10cm à 15cm. Declividade de 0,5 à 1% adotamos tubo de 10cm- 4 - de seção = 0,00785m² VIII.2 Cálculo do volume de água de cada tanque de 330m². temos: -Área de superfície- As = 330,00m². -Área de fundo- Af = 73,00m². -profundidade- Pf ~ 1,80m. onde: Volume = [(As + Af) / 2] x Pf = V = [(330,00+73,00)/ 2] x 1,80 = V = 362,70m³. VIII.3 Cálculo da vazão. temos a fórmula- Q= C.S 2gh (m³/s) onde: C= coeficiente de descarga- (empiricamente=0,88) 8

9 S= área da seção transversal do tubo. g= aceleração da gravidade- (9,8m/s) h= desnível entre o nível máximo a montante e a jusante. logo- Q= 0,88x0,00785m² 2 X 9,8m/s x 2,00m Q = 0,04325 m³/s VIII.4- Tempo de escoamento de um tanque. temos: Q= V/T logo- T = V/Q T = 362,70 m³ / 0,04325 m³/s T= 8.386s. T = 2 horas e 19 minutos e 46 segundos. VIII.5- Verificação da cota de fundo do trecho mais desfavorável, término da escada hidráulica comparando-a com a do Rio apresentadas no PROJETO TOPOGRAFICO. Temos: no desaguar do RIO a 726,57m. A aferida no valor de 727,57m. Diferença de 1,00m - considerada por este signatário como satisfatória, aceitando o regime das águas nas enchentes habituas. IX. ANÁLISE DO SISTEMA HIDRÁULICO. Temos a apreciar e aferir pelos cálculos de dimensionamento dos canais, tubulação de abastecimento e de descarga, a condição favorável pela imposição das medidas vindas de produtos existentes no mercado e de prática e fácil reposição. Capacidade do canal de 50 cm. Declividade 0,05% Q= 39,05 l/s Declividade 0,02% Q= 24,69 l/s Capacidade do cabal de 40 cm. Declividade 0,05% Q= 20,53 l/s Declividade 0,02% Q= 13,00 l/s Capacidade do canal de 30 cm. Declividade 0,05% Declividade 0,02% Q= 9,13 l/s Q= 5,81 l/s Capacidade do tubo de abast. de 4 Q= 14,19 l/ s Capacidade do DRENO de 4 Q= 43,25 l/s 9

10 -Partimos da premissa, a vazão disponível no canal principal esteja para atender a demanda dos 10 tanques do projeto. A água tem origem vinda do tanque existente com sua cota projetada a ser elevada em 30 cm. Conduz o liquido até o ponto de desemboque na caixa de derivação (D-1). Temos : Vazão máxima ~ Q= 39,00 l/s. -A caixa de derivação oferece condições de atender em 50% cada um dos dois canais que alimentam 5 tanques cada. Logo: Vazão máxima ~ QM= 19,50 l/s. Valor bem próximo a capacidade da meia cana de 40cm., com sobra na ordem de 1 l/s. -Temos a Tubo de abastecimento com o potencial de fornecer até 14,19 l/s, que é atendida no primeiro tanque com vazão disponível de 19,50 l/s Sendo maior a vazão ofertada que há consumida na recarga de um dos cincos tanques atendidos pelo canal secundário. Logo para os demais tanques teremos a ofertar a: Vazão mínima ~ Qm = 5,30 l/s. -Temos para cada tanque a necessidade de alimentação para a manutenção na casa de: Vazão padrão ~ Qp = 0,26 à 0,33 l/s Quando em processo de recarga de um tanque e atendendo os demais quatros tanques no procedimento padrão de manutenção, passa-se a descartar aproximadamente 3,00 l/s. SOBRA ÀGUA. -O potencial que o sistema oferece e de atender a reposição integral de água em 6 tanques na casa de 20 horas. Temos a observar que existe um fator limitante que baliza a melhor eficácia nas recargas. Está estrangulado pelo limitado 10

11 volume de água chega ao tanque principal, que é a fonte de abastecimento de nosso sistema. X - Dimensionamento da terraplenagem. IX.1 - Parâmetros a considerar para o PLATÔ. Elevação em 30 cm do nível do tanque de abastecimento do sistema. Estabelecer a cota inicial a partir da captação da água que esta projetada na da margem do tanque de abastecimento, com sistema de captação de fundo por vasos comunicantes, e, direta de superfície. A declividade estabelecida para o canal principal é de 0,5% a partir da caixa de captação as margens do tanque de abastecimento Da caixa seguinte ao termino do canal principal estendemos dois ramais com cana em meia cana de 40 cm e declividade de 0,5%. Disto feito estabelece a cota alcançada na maior distancia para dar-se inicio aos patamares dos tanques e chegar as cotas brutas estabelecendo o Platô. [ 730,55 e 730,17 ]. O platô é implantado a partir de uma das derivações de ângulo da cerca, VIDE folha 2/12, definido a principio na dimensão de 99,00 beirando a cerca por 65,20 metros tendendo a perpendicular. A cota de borda primeira é imposta como 730,55m. na primeira crista e 730,17 na segunda, paralela e distante em 99,00m uma da outra. com extensão de 65,20m com extensão de Secciono na transversal a cada 9,00m partindo da seção-12- crista dos fundos. Secciono na longitudinal a cada 9,00m partindo da seção-a-. Tal procedimento deve-se ao relevo além de apurar valores com satisfatório resultado na precisão. 11

12 X.1.1 Cálculo da área das seções transversais. * nota estabelecemos perfil de terreno a cada 9 metros Seção cota (m) corte (m²) aterro (m²) ,17 32,42 31, ,17 35,00 28, ,17 36,67 24, ,25 30,81 12, ,25 19,52 13, ,34 14,11 6, ,34 27, IX.1.2 Cálculo da área das seções longitudinais. * nota estabelecemos perfil de terreno a cada 9 metros Seção cota (m) corte (m²) aterro (m²) a 730,55 / 730,34 53,99 0,92 b 53,61 1,03 c 59,78 0,86 d 66, e 73, f 69, g 61, h 57, i 60, fórmulas: IX.1.3 Cálculo do volume de terra trabalhado a cada par de seção. * média das áreas e do volume pelas Área média = A = [(A x) + (A y)] / 2 Volume = A x 9,00m 12

13 *salvo o trecho compreendido entre h/i que é 2,05m, não 9,00m Seções vol. de corte (m³) vol.de aterro (m²) ,39 269, ,52 235, , ,48 120, ,33 92, ,10 29, ,48 914,02 a b 484,20 8,77 b c 510,26 8,51 c d 576,76 3,87 d e 627, e - f 641, f - g 589,81-0 g h 537, h - i 120, compactado Σ dos volumes 5.584,20 935,16 * O volume de corte equipara-se ao do aterro em 5% do volume de aterro. logo : O bota fora é de... ~4.600,00 m³ IX.2 - Parâmetros a considerar para os tanques. Embora o platô apresente um desnível de 38cm, consideramos como plano, pela dimensão da unidade (tanque). A escavação também é estabelecida até 2,30 metros As inclinações dos taludes estão determinadas por normativas. tanque. IX Calculo do volume a ser escavado por temos: Dimensões de borda = 26,10 x 16,50 m. do fundo = 14,60 x 5,00 m Logo V t = [(26,10 x 16,50) (14,60 x 5,00)] x 2,30 = 2 V t = 251,82 m³. 13

14 IX.2.2 Cálculo do volume da escavação de 10 tanques. Logo Vt10 = Vt x ,20m³ IX.3 - Parâmetros a considerar para o canal de drenagem. A extensão do canal a rasgar no platô é da ordem de 83,00m. Estabelecemos uma profundidade padrão de 2,62m. Área da seção a escavar, 8,53m². Planta Anexa -7/12- Logo - Vcanal = 8,53 x 83, ,99m³. IX.4 - Parâmetros a considerar para o rebaixamento do acesso. Largura de 4,00 m. Desnível da ordem de 0,50m, segundo dados enviados por FAX. Valor aproximado pela falta de dados do relevo e traçado. Extensão 70,00m. Logo Vacesso = 4,00 x 0,50 x 70, ,00m³. IX.5 - Volume de terra destinado a bota fora. Vem da somatória do bota fora do platô, dos tanques, do canal de esgotamento e do acesso. Volume total de bota fora = 7.966,19m³. XI - Dados que definidos para o projeto. X.1 Elevação do nível do tanque de abastecimento em 0,3m. tubulação de X. 2 Captação de águas profundas com magotes de 8, fixados em aço tb de 8, existente engatada na caixa de recepção. 14

15 X. 3 - Tubulação e canal logo após captação, com tubo e meia cana de cimento pré-moldado de diâmetro de 50 centímetros e inclinação de 0,5%. X. 4 Canais de abastecimento, com meia cana de cimento com diâmetro de 40 centímetros e inclinação de 0,5%. 1:2:8. X. 4 - Rejuntamento dos canais com argamassa mista no traço X. 5 - Platô com declividade de frente aos fundos com 99,00m e desnível de 38 cm. bordo superior. X. 6 - Plotação para as cotas dos canais estabelecidas para seu X. 7 - Parte úmida dos canais e do tubo de cimento a 2/3 do raio. X. 8 - Tubo (4 ) de abastecimento e de drenagem localizados para cada unidade de tanque, em PVC (azul), conhecido como tubo de irrigação. X.9. Controle de vazão do Tubo de Abastecimento, feito por cotovelo com rosca, ajustando a declividade para a vazão desejada de zero à 14,19 l/s. cotovelo anelado. base de X.11 - Controle de vazão para abastecimento e de drenagem com X.12 O tubo de drenagem apoiado em toda sua extensão sobre concreto magro. X.13 - Obras de alvenaria com tijolos de barro comum, assentados com argamassa pura de cimento no traço 1:4 e rebocada com o mesmo traço. concreto abastecimento, escada hidráulica. X As caixas de alvenaria serão apoiadas sobre plataforma de armado no traço 1:2,5:3, com devida ferragem. X. 16- O canal de escape, de esgotamento do excedente do chega até o canal, afluente do Rio, utilizando a 15

16 XI I- Resumo sobre o trabalho de terraplenagem e materiais. XII.1- Terraplenagem Volume de aterro = 935,00 m³ Volume de corte = 5.584,00 m³ Volume de bota fora= 4.600,00 m³ XII.2- Tubulação - Tubos cimento Ø50cm 9 metros XII.3- Canal- Meia cana Ø50cm 82 metros Meia cana Ø40cm 300 metros XII.4- Concreto Traço 1:2,5:3 Volume = 11,47 m³ Traço 1:3:4 Volume = 3,20 m³ XII.5- Ferragem Ø 5,0mm = 142 barras Ø 6,3mm = 87 barras Ø 10,0mm = 29 barras XII.6-Tijolos (comuns) pç. cada- XII.7-Tubulação de captação, em PVC de irrigação, soldável. Adaptador longo de 8 2 pç Mangote de 8-2 pç- 5 metros Anel de fixação de 8 2 pç. XII.8-Tubulação de alimentação, em PVC de irrigação, soldável. Cano de 4-25 metros Joelho 90 (anel) - 20pç Adaptador curto - 10pç XII.9-Tubulação de descarga, em PVC de irrigação, soldável. Cano de metros Joelho 90 (anel) - 28 pç. Joelho 45 (anel) - 16 pç. XIII - XII.10-Tubulação captação de água de fundo para tanque padrão. Cano de 3-80 metros- Joelho de Mangote de 3-4 pç- 7,00m cada. Encerramento do trabalho com 14 paginas digitadas em uma única face e dois anexos e doze plantas. Bragança Paulista 30 de julho de

17 Esboço da Patente kadu Engenharia e Construtora Ltda. KADU Engenharia e Construtora Ltda. ART Novidade. 2. Invetabilidade 3. industriabilidade 4. Facilidade Funcional. Aperfeiçoamento... O que é? Caixa de captação. O que faz? Capta água de um corpo dágua, pela superfície e ou pelo fundo sem a necessidade de bombeamento; utilizando tubulação regida e ou flexível. Como faz? A energia utilizada vem da pressão atmosférica, acentuada pelo desnível de água existentes entre os corpos d água beneficiados pelo sistema em aqüicultura entre outros. O desnível pode ser estabelecido pelo extravasor ou pelo projeto de implantação dos corpos d água paralelos, no caso de aqüicultura. A caixa de captação é provida de acessos diretos dos corpos d água e tendo como manejo de entrada e saída há utilização de joelhos e ou cotovelos que se ajustem em diversos ângulos. O fundo da caixa de captação, é implanta no talude em cota inferior obedecendo no mínimo o diâmetro da tubulação de acesso. 17

18 A partir as entradas e as saídas passam a ser manuseadas atendendo as necessidades do manejo criatório. Qual a diferença das existentes no mercado? Poder num único sistema ter a opção de atender as necessidades de coleta de água de fundo (pobre em oxigênio dissolvido porem rica em nutrientes) ou água de superfície (com maior concentração de oxigênio dissolvido e menor concentração de nutrientes). O modelo que vem sendo utilizado até então, é provido de sistemas independentes, sem caixas, com canalização direta de superfície a superfície, e, de fundo a fundo já com tubulação soterrada. 18