IT 179 Saneament Básic Agst/2007 4.9. Reservatóris 4.9.1. Definiçã e Finalidades Os reservatóris sã unidades hidráulicas de acumulaçã e passagem de água, situads em pnts estratégics d sistema de md a atenderem as seguintes situações: garantia da quantidade de água (demandas de equilíbri, de emergência e de anti-incêndi); garantia de aduçã cm vazã e altura manmétrica cnstantes; menres diâmetrs n sistema; e melhres cndições de pressã. 4.9.2. Classificaçã a) de acrd cm a lcalizaçã n terren (Figura 40): enterrad (quand cmpletamente embutid n terren); semi-enterrad u semi-apiad(altura líquida cm uma parte abaix d nível d terren; apiad (laje de fund apiada n terren); elevad (reservatóri apiad em estruturas de elevaçã); e stand pipe (reservatóri elevad cm a estrutura de elevaçã embutida de md a manter cntínua perímetr da secçã transversal da edificaçã). Os tips mais cmuns sã s semi-enterrads e s elevads. Os elevads sã prjetads para quand há necessidade de garantia de uma pressã mínima na rede e as ctas d terren dispníveis nã ferecem cndições para que mesm seja apiad u semi-enterrad, ist é, necessita-se de uma cta piezmétrica de mntante superir à cta de api d reservatóri n terren lcal. Guimarães, Carvalh e Silva 145
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 Desde que as ctas d terren sejam favráveis, sempre a preferência será pela cnstruçã de reservatóris semi-enterrads, dependend ds custs de escavaçã e de elevaçã, bem cm da estabilidade permanente da cnstruçã, principalmente quand a reserva de água fr superir a 500 m 3. Reservatóris elevads cm vlumes superires implicam em custs significativamente mais alts, ntadamente s de cnstruçã, e precupações adicinais cm a estabilidade estrutural. Prtant a preferência é pel semi-apiad, cnsiderand-se prblemas cnstrutivs, de escavaçã, de empuxs e de elevaçã. Quand s vlumes a armazenar frem grandes, principalmente acima ds 800 m 3, e huver necessidade de ctas piezmétricas superires a d terren, na saída d reservatóri, a pçã mais cmum é a cnstruçã de um reservatóri elevad cnjugad cm um semi-enterrad. Neste cas tda a água distribuída pela rede à jusante será bmbeada d reservatóri inferir para superir a medida que a demanda fr slicitand, mantend-se sempre um vlume mínim n reservatóri superir de md a manter a cntinuidade d abasteciment em cas de interrupçã neste bmbeament. FIGURA 40 - Reservatóris em relaçã a terren. Guimarães, Carvalh e Silva 146
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 b) de acrd cm a lcalizaçã n sistema: mntante (antes da rede de distribuiçã); e jusante u de sbras (após a rede). Os reservatóris de mntante caracterizam-se pelas seguintes particularidades: pr ele passa tda a água distribuída a jusante; têm entrada pr sbre nível máxim da água e saída n nível mínim; e sã dimensinads para manterem a vazã e a altura manmétrica d sistema de aduçã cnstantes. Os reservatóris de jusante caracterizam-se pelas seguintes particularidades: armazenam água ns períds em que a capacidade da rede fr superir a demanda simultânea para cmplementar abasteciment quand a situaçã fr inversa; e reduzem a altura física e s diâmetrs iniciais de mntante da rede; têm uma só tubulaçã servind cm entrada e saída das vazões (Figura 41). Figura 41 - Entradas e saídas ds reservatóris. Guimarães, Carvalh e Silva 147
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 4.9.3. Vlume a armazenar 4.9.3.1. Reservas Os reservatóris de distribuiçã sã dimensinads de md que tenham capacidade de acumular um vlume útil que supra as demandas de equilíbri, de emergência e anti-incêndi. 4.9.3.2. Reserva de equilíbri A reserva de equilíbri é assim denminada prque é acumulada nas hras de menr cnsum para cmpensaçã nas de mair demanda, u seja, cm cnsum é flutuante e a vazã de aduçã é cnstante, principalmente nas aduções pr recalque, nas hras em que cnsum fr inferir a demanda reservatóri enche para que nas hras nde cnsum na rede fr mair vlume acumulad anterirmente cmpense déficit em relaçã à vazã que entra. A parcela de equilíbri, V e, pde ser determinada cm empreg d diagrama das massas u de Rippl, nde s vlumes acumulads sã clcads em um par rdenad em funçã da variaçã hrária (Exempl 1). N cas de aduçã cntínua a reserva mínima de equilíbri será a distância vertical entre as duas tangentes, e n cas de aduçã durante um interval de algumas hras cnsecutivas d dia (situaçã cmum para pequens sistemas em virtude ds custs peracinais e da indispnibilidade de peradres qualificads, principalmente em cidades d interir), entã a reserva mínima será vlume necessári para supriment d cnsum durante as hras nde nã huver aduçã. Para que a reserva de equilíbri seja a menr pssível devems clcar a aduçã n interval nde cnsum fr mais intens, de md que a quantidade de água que saia permita menr acúmul pssível n reservatóri. Guimarães, Carvalh e Silva 148
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 Exempl 1 - Cnhecida a variaçã hrária de cnsum de água de uma cmunidade fictícia, listada a seguir, calcular pel diagrama das massas, a reserva de equilíbri para a) 24 hras de aduçã e b) aduçã de 8 até às 16 hras, diariamente: Hra Cnsum (m 3 ) 0 1 46 1 2 40 2 3 59 3 4 99 4 5 150 5 6 250 6 7 341 7 8 302 8 9 250 9 10 211 10 11 201 11 12 212 12 13 275 13 14 202 14 15 203 15 16 228 16 17 244 17 18 307 18 19 350 19 20 162 20 21 122 21 22 102 22 23 87 23 24 65 Guimarães, Carvalh e Silva 149
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 Sluçã: 1º) Organiza-se uma tabela cm s cnsums acumulads (pcinalmente também da aduçã acumulada) cm mstrad a seguir e um gráfic ds cnsums hráris para visualizarms melhr as hras de pic de cnsum. Dads Vlumes Acumulads (m 3 ) Hra Cnsum (m 3 ) Cnsum Aduçã Cntínua Aduçã Descntínua 0 1 46 46 187,83 0 1 2 40 86 375,67 0 2 3 59 145 563,50 0 3 4 99 244 751,3 0 4 5 150 394 939,17 0 5 6 250 644 1127,00 0 6 7 341 985 1314,83 0 7 8 302 1287 1502,67 0 8 9 250 1537 1690,50 563,5 9 10 211 1748 1878,33 1127,00 10 11 201 1949 2066,17 1690,50 11 12 212 2161 2254,00 2254,00 12 13 275 2436 2441,83 2817,50 13 14 202 2638 2629,67 3381,00 14 15 203 2841 2817,50 3944,50 15 16 228 3069 3005,33 4508,00 16 17 244 3313 3193,17 4508,00 17 18 307 3620 3381,00 4508,00 18 19 350 3970 3568,83 4508,00 19 20 162 4132 3756,67 4508,00 20 21 122 4254 3944,50 4508,00 21 22 102 4356 4132,33 4508,00 22 23 87 4443 4320,17 4508,00 23 24 65 4508,00 4508,00 4508,00 Guimarães, Carvalh e Silva 150
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 Figura 42 - Curva ds cnsums hráris. 2º) Cálcul para aduçã cntínua 1. Mnta-se gráfic da curva de cnsum acumulad e a reta de aduçã cntínua (para 24 hras de aduçã); (Observar que pnt inicial e final da curva de cnsum sã cmuns a reta de aduçã acumulada, de md a nã haver diferença entre cnsumid e aduzid). 2. Traça-se duas tangentes as pnts extrems da curva de cnsums acumulads paralelas a reta de aduçã. A reserva de equilíbri será a distância vertical entre estas duas paralelas - esta distância pderá ser lida n eix das rdenadas. Figura 43 - Reserva de equilíbri para aduçã cntínua. Guimarães, Carvalh e Silva 151
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 3º) Cálcul para aduçã descntínua 1. Mnta-se gráfic da curva de cnsum acumulad e a reta de aduçã descntínua (cntínua durante 8 hras de aduçã); (Observar que pnt inicial da reta de aduçã acumulada situa-se às 8 hras, final às 16 hras cm anunciad, de md que nã há diferença entre cnsumid e aduzid). 2. A reserva de equilíbri será a sma da rdenada d cnsum acumulad de 0 às 8 hras e a de 16 às 24 hras - esta distância pderá ser lida n eix das rdenadas. OBS: Neste exempl, nde seria a situaçã ideal para a aduçã descntínua? Figura 44 - Reserva de equilíbri para aduçã descntínua (pr 8 hras cnsecutivas). 4.9.3.3. Reserva Anti-incêndi Para determinaçã da reserva anti-incêndi Vi, deve-se cnsultar Crp de Bmbeirs respnsável pela segurança cntra incêndis na lcalidade. Cm as nrmas ficiais d CB, as nrmas da ABNT e as recmendações da Tarifa de Ressegurs d Brasil, pde-se, entã, a partir da definiçã da cupaçã urbana da área, estimar vlume a armazenar n reservatóri destinada a cmbate a incêndis na lcalidade. Pr exempl, uma área residencial cm casas isladas tem um tratament diferente de uma de edifícis de apartaments, uma área industrial é diferente de uma cmercial, uma cmercial de tecids e uma de eletrdméstics, uma residencial cm casas de alvenaria cmparada a uma cm casas de madeira, etc. Em média, para Guimarães, Carvalh e Silva 152
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 densidades superires a 150 hab.ha -1, entã Q a partir de 30 L.s -1 e para as demais situações pdems empregar 15 L.s -1. Caracterizad tip de sinistr passível de crrência (natureza das edificações, materiais de cnstruçã e material de armazenament e a duraçã d incêndi) definims tip de hidrante a ser instalad bem cm sua capacidade de vazã. Determinada a necessária vazã pr hidrante e a duraçã d incêndi tems, entã tems cndições de calcular vlume a ser armazenad. Pequenas cidades, em cnsequência de suas características urbanas e pela ausência de CB na lcalidade, em geral, dispensam a previsã deste vlume ns reservatóris. Exempl 2: na situaçã d exempl 1, se huver a necessidade de que seja instalada uma rede de hidrantes, nde mais desfavrável seja destinad a suprir uma vazã de 30 L.s -1 durante 4 hras de frneciment cntínu, entã a reserva mínima antiincêndi será: Vi = 0,030 x 3600 x 4 = 432 m 3. 4.9.3.4. Reserva de emergência Este vlume destina-se a evitar que a distribuiçã entre em claps sempre que huver acidentes imprevists cm sistema de aduçã, pr exempl, uma falta de energia u um rmpiment da canalizaçã adutra. Entã, enquant prvidencia-se saneament d prblema, vlume armazenad para supriments de emergência, também denminad de reserva acidental, cmpensará a falta de entrada de água n reservatóri, nã deixand que s cnsumidres fiquem sem água. Em geral este acréscim de vlume é tmad, quantitativamente, cm a terça parte d vlume de equilíbri mais de cmbate a incêndis, u seja: Va= ((Ve + Vi)/3) Guimarães, Carvalh e Silva 153
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 Exempl 3: na situaçã d exempl 1 e 2, a reserva de emergência para aduçã cntínua seria: Va = (950 + 432)/3 = 461 m 3, ttalizand uma reserva ttal de 950 + 432 + 461 = 1843 m 3. 4.9.4. Frmas mais ecnômicas A frma mais ecnômica é a circular pr gastar mens material de cnstruçã. Cm alternativa a cnstruçã circular, a de mais fácil execuçã é a retangular. Em cnstruções multicelulares geminadas a retangular é a mais frequente. Sua frma mais ecnômica dependerá das relações largura/cmpriment. Exempl: para duas células Figura 45. Figura 45 - Cmpartimentaçã ideal para reservatóris retangulares dividids em duas células. 4.9.5. Cmpnentes cnstrutivs 4.9.5.1. Dimensões De um md geral s reservatóris tem altura útil de 3 a 6 metrs, de md que nã resultem em cupaçã de grandes áreas hrizntais, nem grandes variações de pressã. Guimarães, Carvalh e Silva 154
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 4.9.5.2. Estruturas de api A nã ser em reservatóris de aç, a laje de api nrmalmente é em cncret armad. Quand terren é rchs, estável e sem fendas, pde-se ptar pr cncret simples u ciclópic. O fund d reservatóri deve ter uma declividade em direçã a pnt de esgtament em trn de 0,5% a 1,0%, para facilitar perações de lavagens. 4.9.5.3. Estruturas de elevaçã Na mairia das vezes é em cncret armad, prém muit freqüentemente s enterrads e s semi-apiads sã cnstruíds em alvenaria de pedras u tijls cm cintaments u envlviments cm malhas de ferr u aç, enquant que s elevads de pequenas dimensões (mens de 100 m 3 ) em aç. Deve-se salientar que a ferta d material de cnstruçã e da mã de bra na regiã será um fatr decisiv na esclha d material. Reservatóris de grandes dimensões (acima de 1000 m 3 pdem ser ecnmicamente mais viáveis em cncret prtendid, principalmente s de secçã circular. Dependend ds cálculs estruturais, as paredes pdem ter secçã transversal retangular u trapezidal. 4.9.5.4. Cbertura A cbertura deve ser cmpletamente impermeável cm prevençã cntra cntaminações pr infiltrações de águas de chuva, bem cm psicinada de tal frma que nã permita a penetraçã ds rais slares s quais pderiam favrecer desenvlviment de algas na água armazenada. Quand cnstruídas de frma plana, dependend da dimensã da área de cberta, pde ser necessári a manutençã de uma lâmina de água de 10 a 20 centímetrs de espessura encima da laje, para garantia que nã haverá fissurament desta laje em decrrência das variações da temperatura ambiente. Frmas abbadadas u nduladas substituem a necessidade da lâmina de água de cbertura. Reservatóris elevads requerem ainda prteçã cntra descargas elétricas atmsféricas e sinalizaçã luminsa nturna. Guimarães, Carvalh e Silva 155
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 4.9.6. Precauções especiais critéri na lcalizaçã; prteçã cntra enxurradas e águas subterrâneas; distância das canalizações de esgt sanitári (pel mens 15 metrs); cmpartimentaçã; sistema de mediçã d vlume dispnível; descarga e extravasã; cbertura e inspeçã prtegida; ventilaçã; e ns elevads prteçã cntra descargas elétricas e sinalizaçã; desinfecçã após lavagens. 4.10. Redes de distribuiçã 4.10.1. Definições Chama-se de sistema de distribuiçã cnjunt frmad pels reservatóris e rede de distribuiçã, subadutras e elevatórias que recebem água de reservatóris de distribuiçã, enquant que rede de distribuiçã é um cnjunt de tubulações e de suas partes acessórias destinad a clcar a água a ser distribuída à dispsiçã ds cnsumidres, de frma cntínua e em pnts tã próxims quant pssíveis de suas necessidades. É imprtante, também, cnceit de vazões de distribuiçã que é cnsum distribuíd mais às perdas que nrmalmente acntecem nas tubulações distribuidras. Tubulaçã distribuidra é cndut da rede de distribuiçã em que sã efetuadas as ligações prediais ds cnsumidres. Esta tubulaçã pde ser classificada em cnduts principais, aqueles tais que pr hipóteses de cálculs permite a água alcançar tda a rede de distribuiçã, e secundáris, demais tubulações ligadas as cnduts principais. Guimarães, Carvalh e Silva 156
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 4.10.2. Área Específica Em um sistema de distribuiçã denmina-se de área específica cada área cujas características de cupaçã a trna distinta das áreas vizinhas em terms de densidade demgráfica e d tip de cnsumidr predminante. Chama-se de vazã específica a vazã média distribuída em uma área específica. As áreas específicas pdem ser classificadas em funçã da predminância u ttalidade de cupaçã da área, da seguinte maneira: áreas residenciais; áreas cmerciais; áreas industriais; e mistas. 4.10.3. Znas de Pressã Znas de pressã em redes de distribuiçã sã cada uma das partes em que a rede é subdividida visand impedir que as pressões dinâmica mínima e estática máxima ultrapassem s limites recmendads e preestabelecids. Nta-se, entã, que uma rede pde ser dividida em quantas znas de pressã frem necessárias para atendiment das cndições técnicas a serem satisfeitas. Cnvencinalmente, as znas de pressã em redes de abasteciment de água ptável estã situadas entre 15 e 50 mca, tlerand-se até 60 mca em até 10% da área e até 70 mca em até 5% da mesma zna, cm pressã estática máxima, e até 10 mca em 10% e até 8 mca em até 5% da mesma zna para pressã dinâmica mínima. Em circunstâncias especiais, para ppulações de até 5000 hab, pde-se trabalhar cm até 6 mca cm justificativas garantind que nã crrerá riscs de cntaminaçã da rede. Guimarães, Carvalh e Silva 157
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 4.10.4. Classificaçã Nrmalmente as redes de distribuiçã cnstituem-se de tubulações principais, também denminadas de tubulações trnc u mestras, alimentadas diretamente pr um reservatóri de mntante, u pr um de mntante e um de jusante, u, ainda, diretamente da adutra cm um reservatóri de jusante. Destas principais partem as secundárias das quais saem praticamente à ttalidade das sangrias ds ramais prediais. As redes pdem ser classificadas ns seguintes grups: a) de acrd cm traçad: ramificada (pequenas cidades, pequenas áreas, cmunidades de desenvlviment linear, puca largura urbana, etc); e malhada (grandes cidades, grandes áreas, cmunidades cm desenvlviment cncêntric, etc ). b) de acrd cm a alimentaçã ds reservatóris: cm reservatóri de mntante; cm reservatóri de jusante (pequens recalques u aduçã pr gravidade; cm reservatóris de mntante e de jusante (grandes cidades); e sem reservatóris, alimentada diretamente da adutra (pequenas cmunidades). c) de acrd cm a água distribuída: rede simples (rede exclusiva de distribuiçã de água ptável); e rede dupla (uma rede de água ptável e uma utra de água sem tratament, principalmente quand há dificuldades de btençã de água de ba qualidade). d) de acrd cm númer de znas de pressã: zna única; e múltiplas znas (cmunidades urbanas cm desníveis gemétrics acentuads - mais de 50m u muit extensas). Guimarães, Carvalh e Silva 158
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 e) de acrd cm númer de cnduts distribuidres numa mesma rua: distribuidr únic; cm distribuidres auxiliares (cndut principal cm diâmetr mínim de 400 mm); e dis distribuidres laterais (ruas cm tráfeg intens, largura superir a 18 m e dependend d cust da repsiçã d paviment). 4.10.5. Traçads ds Cnduts A redes de distribuiçã ds sistemas públics de abasteciment de água cnstituem-se de seguiments de tubulaçã denminads de trechs que tant pdem estar em psições tais que terminem em extremidades independentes cm em iníci de utrs trechs. Desta maneira a dispsiçã ds trechs pdem também ser de tal frma que frmem circuits fechads. De acrd cm cupaçã da área a sanear e as características ds arruaments, s traçads pdem resultar na seguinte classificaçã: ramificads; malhads; e mists. Embra as redes ramificadas sejam mais fáceis de serem dimensinadas, de acrd cm a dimensã e a cupaçã urbana da cmunidade, para mair flexibilidade e funcinalidade da rede e reduçã ds diâmetrs principais, recmenda-se que s cnduts devem frmar circuits fechads quand: área a sanear fr superir a 1 km 2 ; cnduts paralels cnsecutivs distarem mais de 250 m entre si; cnduts principais distarem mais de 150 m da periferia; vazã ttal distribuída fr superir a 25 L.s -1 ; fr slicitad pel cntratante; e justificad pel prjetista. Guimarães, Carvalh e Silva 159
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 4.10.6. Cndições para Dimensinament N dimensinament hidráulic das redes de distribuiçã devem ser bedecidas determinadas recmendações que em muit influenciarã n resultad final pretendid, cm as que seguem: ns cnduts principais Q máx deve ser limitad pr uma perda limite igual a 8 m.km -1 ; diâmetr mínim ns cnduts principais deverã ser de 100 mm e ns secundáris 50 mm (2"), permitind-se particularmente para cmunidades cm ppulaçã de prjet de até 5000 hab e per capita máxim de 100 hab, empreg de 25 mm (1") para servir até 10 ecnmias, 30 mm (1.1/4") até 20 e 40 mm (1.1/2") para até 50 ecnmias; a lng ds trechs cm diâmetrs superires a 400 mm deverã ser prjetads trechs secundáris cm diâmetr mínim de 50 mm, para ligaçã ds ramais prediais; cnduts cm diâmetrs superires a 400 mm nã deverã trabalhar cm velcidades superires a 2,0 m.s -1 ; e deve-se adtar, n mínim, uma rugsidade equivalente de 1 mm para trechs nvs e 3 mm para s existentes. 4.10.7. Lcalizaçã e Dimensinament ds Órgãs Acessóris A malha de distribuiçã da rede nã é cmpsta smente de tubs e cnecções. Dela também fazem parte peças especiais que permitem a sua funcinalidade e peraçã satisfatória d sistema, tais cm válvulas de manbra, ventsas, descargas e hidrantes. Os circuits fechads pssuem válvulas de fechament (em geral válvulas de gaveta cm cabeçte e sem vlante) em lcais estratégics, de md a permitir pssíveis repars u manbras ns trechs a jusante. Ns cnduts secundáris estas válvulas situam-se ns pnts de derivaçã d principal. Ns pnts deverã ser indicadas válvulas de descarga (válvulas de gaveta cm cabeçte) para pssibilitarem esgtament ds trechs a mntante, n cas de eventuais repars. Estas válvulas pderã ser substituídas pr hidrantes. Nestes cass Guimarães, Carvalh e Silva 160
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 deve-se ter máxim de esmer na lcalizaçã e drenagem d lcal para que nã haja perig de cntaminaçã da rede pr retrn de água esgtada. Ns pnts mais alts deverã ser instaladas ventsas para expurg de pssíveis acúmuls de ar n interir da tubulaçã. N cas de existir ligações de cnsumidres nestes pnts a ventsa pderá ser ecnmizada em funçã ds custs de aquisiçã, instalaçã e manutençã e de mair garantia cntra eventuais infiltrações de água cntaminada ns cnduts, embra, em sistemas de distribuiçã medids e intermitentes pssa haver um pequen prejuíz financeir para usuári. De um md geral deve-se bservar que: em um nó cm três u mais trechs deve haver válvula de fechament; as válvulas de descarga deverã ser n diâmetr d trech e n máxim de 100 mm; e habitualmente a distância máxima entre hidrantes é de 600 m. NOTA: para densidades habitacinais de até 150 hab.ha -1 devem ser feits cálculs para vazã pr hidrante de 30 L.s -1 e para as demais situações pdems empregar 15 L.s -1, desde que haja anuência d Crp de Bmbeirs (CB) respnsável pela segurança da lcalidade. Em qualquer circunstância CB atuante na lcalidade deverá ser uvid antes d iníci d cálcul de qualquer prjet de abasteciment urban de água. Lembrar também, que n Brasil, s CB sã crprações estaduais e, prtant, suas nrmas pdem variar de estad para estad. 4.10.8. Seccinament Fictíci 4.10.8.1. Aplicaçã equivalente. Pequenas cmunidades (até 5000 hab) u áreas urbanas cm ppulaçã Guimarães, Carvalh e Silva 161
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 4.10.8.2. Metdlgia Cnsiste basicamente na transfrmaçã de redes malhadas em redes ramificadas para efeit de dimensinament. 4.10.8.3. Seqüência de cálculs 1) Esbça-se traçad da rede na planta baixa da área a abastecer prcurand-se, a medida d pssível, desenhar na psiçã de implantaçã ds distribuidres; 2) lançam-se s trechs definitivs s quais nrmalmente serã limitads pels pnts de encntr (nós) u pelas extremidades livres (nós secs), send que cada trech nã deverá exceder 300 metrs. N cas de grandes distâncias entre dis nós cnsecutivs (além de 300 metrs) estes distribuidres serã dividids em trechs cm extensões máximas nesta dimensã; 3) identifica-se para cada nó a cta tpgráfica (nrmalmente cm base nas curvas de nível da planta em escalas 1:1000 u 1:2000, excepcinalmente 1:500 para áreas urbanas pequenas); 4) transfrmam-se as malhas existentes na rede em seqüências ramificadas (ficticiamente) de md que s seccinaments sejam lcalizads de tal maneira que a água faça menr percurs pssível entre reservatóri e nó secinad (ist é essencial para sucess d cálcul!); 5) numeram-se tds s trechs cm algarisms arábics a partir d númer 1, n sentid crescente das vazões, resultand em que um trech só pssa ser abastecid Guimarães, Carvalh e Silva 162
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 pr um utr de númer mair e, send assim, trech de mair númer será que ligará a rede a reservatóri; 6) clcam-se na planilha tds s trechs, dispsts em rdem crescente de numeraçã, de md que a última linha seja exatamente trech de ligaçã a reservatóri; 7) preenche-se para cada trech as extensões e as ctas de mntante e de jusante de cada trech; 8) smam-se as extensões de tds s trechs, btend-se cmpriment ttal da rede de distribuidra, L; 9) calcula-se a taxa de distribuiçã em marcha (T a ), das vazões de prjet através da divisã da vazã de distribuiçã máxima hrária pela extensã ttal da rede distribuidra: q.p.k.k T 1 2 a = 86400.L 10) na planilha preenche-se a cluna de vazões em marcha, multiplicand-se Ta de prjet pela extensã individual de cada trech; 11) preenchem-se a seguir as vazões de jusante e de mntante para cada trech, seqüencialmente, de md que a de mntante de cada um seja igual a sma da distribuiçã em marcha cm a de jusante n mesm trech. Observar que a vazã de jusante, pr sua vez, é a sma das de mntante ds trechs abastecids pel em estud e que n cas de extremidades livres u secinadas esta vazã é zer; Guimarães, Carvalh e Silva 163
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 12) calcula-se a vazã fictícia para cada um ds trechs, que será igual a semi-sma da vazã de jusante cm a de mntante. 13) cm base na vazã fictícia e ns limites de velcidade u de vazã mstrads n Quadr 12, indica-se diâmetr para cada um ds trechs da rede. Quadr 12 - Velcidades e vazões máximas pr diâmetr de tubulaçã. Diâmetr (mm) Velcidade (m.s -1 ) Vazã (L.s -1 ) 50 0,60 1,17 75 0,65 2,85 100 0,69 5,45 125 0,74 9,11 150 0,79 13,98 175 0,84 20,20 200 0,89 27,90 225 0,94 37,25 250 0,99 48,36 275 1,03 61,40 300 1,08 76,50 325 1,13 93,81 350 1,18 113,47 375 1,23 135,61 400 1,28 160,40 14) em funçã d diâmetr, da vazã e d material especificad para as tubulações, calculam-se as perdas de carga a lng de cada trech fazend-se us de tabelas, ábacs u da própria expressã usada para este cálcul; 15) estabelece-se para pnt de cndições de pressã mais desfavráveis as pressões extremas de serviç (mínima dinâmica e máxima estática). Estes limites Guimarães, Carvalh e Silva 164
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 devem ser estabelecids para permitir abasteciment diret ds prédis de até três paviments que existirem na área e para prevenir dans às instalações prediais hidráulicas das edificações; 16) a partir da cta piezmétrica estabelecida n nó de menr pressã (cta d terren mais pressã mínima) calculam-se as ctas piezmétricas ds demais nós (mntante e jusante de cada trech) até reservatóri, cm base nas perdas de carga já definidas; bs.: estabelecida uma cta piezmétrica qualquer, entã a cta d nó seguinte será esta mais a perda se caminha cntra escament e mens a perda se a favr. Observar que nã se pde ultrapassar seccinaments! 17) calculam-se a seguir as pressões dinâmicas em cada nó, a mntante e jusante de cada trech. A pressã dinâmica é a diferença entre a cta piezmétrica e a cta d terren n mesm nó; bs.: se pr acas a cta arbitrada cm a de menr pressã nã fr esclhida crretamente, a realmente mais desfavrável irá aparecer cm pressã inferir a limite e, para crrigir prblema sma-se a diferença para valr mínim para tdas as ctas e pressões encntradas e, assim a menr ficará cm a pressã mínima! 18) na extremidade de mntante d trech de mair númer ler-se a cta d nível mínim da água n reservatóri de md a garantir a pressã mínima de serviç; 19) verificam-se para cada nó secinad as diferentes pressões resultantes e calculase a pressã média em cada um desses nós da qual nenhuma dessas pressões deverá se afastar mais que 5% desse valr médi para cada nó, u seja: n P - P j tem de ser, n máxim, igual a 0,05. P Guimarães, Carvalh e Silva 165
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 em que: P = média das pressões de jusante n nó secinad; e n P j = uma das pressões de jusante d trech "n". Se esta cndiçã nã fr satisfeita s cálculs deverã ser refeits. Cas nã haja errs grsseirs u de seccinament prblema pderá ser crrigid cm as seguintes alterações (pela rdem): d traçad; de diâmetrs; na psiçã d reservatóri; na área a abastecer; e de limites nas pressões. 20) desenha-se a rede identificand-se em cada trech material, númer, a extensã, diâmetr e a vazã fictícia. Guimarães, Carvalh e Silva 166
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 Exempl 1 - Dimensinar empregand seccinament fictíci, a rede esquematizada na figura abaix, send cnhecids K 1. K 2 = 1,80, q = 200 L.hab -1.d -1, P = 864 pessas, C = 140; encntrar, também, nível mínim da água n reservatóri para uma pressã mínima na rede de 10 mca. a) Cálcul d cnsum em marcha q.p.k1.k 86400.L T 2 a = T a = ( 1,80. 200. 864) ( 86400. 2000) -1-1 T a = 0,0018 L.s.m Guimarães, Carvalh e Silva 167
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 Planilha de cálcul d exempl de seccinament fictíci Trech Extensã Vazã (L.s -1 ) Diâmetr Ctas d terren Perda Ctas Piezmétricas Pressões Dispníveis (m) (mm) (m) de Carga (m) (mca) Jusante Em Mntante Fictícia Mntante Jusante (m) Mntante Jusante Mntante Jusante marcha 1 200 0 0,36 0,36 0,18 50 99 98 0,06 109,00 108,94 10,00 10,94 2 300 0,36 0,54 0,90 0,63 50 99 99 0,86 109,86 109,00 10,86 10 3 400 2,90 0,72 3,62 3,26 100 100 99 0,83 110,69 109,86 10,69 10,86 4 400 0 0,72 0,72 0,36 50 100 99 0,41 110,20 109,79 10,20 10,79 5 200 0 0,36 0,36 0,18 50 100 99 0,06 110,20 110,14 10,20 11,14 6 300 1,08 0,54 1,62 1,35 75 100 100 0,49 110,69 110,20 10,69 10,20 7 200 5,24 0 5,24 5,24 100 110 100 0,99 111,68 110,69 1,68 10,69 Guimarães, Carvalh e Silva 168
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 b) Nós seccinads Apenas jusante d trech 4 cm jusante d trech 2 encntra-se seccinad implicand em, pis, numa única verificaçã de pressã. A pressã de jusante de 4 é de 10,88 m enquant a de jusante de 2 é de 10,00, resultand numa pressã média P de 10,44 m que, pr sua vez, frnece uma margem de variaçã de 5% igual a 0,52m. Cm estes resultads tems P - P i = P - P 4 j = 10,88-10,44 = 0,44 0,05. P = 0,05. 10,88 = 0,544 Entã: 0,44 < 0,544! Aceit! Para garantia de uma pressã mínima na rede de 10 mca em tds s nós é necessári que reservatóri tenha seu nível mínim a cta 111,68 (mntante d trech 7), u seja, 1,68 m acima d terren nde mesm lcalizar-se-á (veja pressã dispnível a mntante de 7). Para cmpletar a apresentaçã antam-se em cada trech, n esbç da rede, a sigla d material ds tubs (pr exempl: P se tubs de PVC), númer de identificaçã, sua extensã em metrs, seu diâmetr em milímetrs e a vazã fictícia em litrs pr segund. Guimarães, Carvalh e Silva 169
IT 179 Saneament Básic Agst/2007 4.10.9. Hardy-Crss 4.10.9.1. Fundament Este métd aplica-se para áreas maires de distribuiçã, nde métd d seccinament fictíci mstra-se limitad e a rede frma cnstantemente circuits fechads (anéis). É um métd para cálcul de redes malhadas e cnsiste em se cncentrar as vazões a serem distribuídas nas diversas áreas cbertas pela rede, em pnts das malhas de md a parecer que há distribuições cncentradas e nã a lng d caminhament das tubulações, cm n cas d seccinament fictíci. O diâmetr mínim das tubulações principais de redes calculadas cm malhadas é de 150 mm quand abastecend zna cmercial u zna residencial cm densidade superir 150hab.ha -1 e igual a 100 mm quand abastecend demais znas de núcles urbans cm ppulaçã de prjet superir a 5000 habitantes. Para ppulações inferires a 5000 habitantes pdem ser empregads diâmetrs mínims de 75 mm. 4.10.9.2. Seqüência de cálculs 1) Definem-se as diversas micr-áreas a serem atendidas pelas malhas, calculam-se as vazões a serem distribuídas em cada uma delas e cncentra-se cada vazã em pnts estratégics (nós) de cada malha, distand, n máxim, 600m entre dis nós cnsecutivs; cada circuit fechad resultante é denminad de anel; Guimarães, Carvalh e Silva 170