aula - adutoras

8/9/2019 Aula - Adutoras

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ADUTORAS


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CLASSIFICAO DAS ADUTORAS

Quanto natureza da gua transportada

Adutoras de gua bruta

Adutoras de gua tratada

Quanto energia para a movimentao da gua

Adutora por gravidade

Adutora por recalque Adutoras mistas


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CLASSIFICAO DAS ADUTORASAdutoras por gravidade

Conduto forado

Conduto livre

Conduto livre e forado


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CLASSIFICAO DAS ADUTORASAdutoras por recalque

Recalque simples

Recalque duplo


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CLASSIFICAO DAS ADUTORAS

Adutora mista


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VAZO DE DIMENSIONAMENTODAS ADUTORAS

Fatores intervenientes:

Horizonte de projeto

Vazo de aduo

Perodo de funcionamento da

aduo


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HORIZONTE DE PROJETO

Fatores a serem considerados:

Vida til da obra

Evoluo da demanda de gua

Custo da obra

Flexibilidade na ampliao do sistema

Custo da energia eltrica


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VAZO DE ADUO

Curso de gua

Qa

RedeCaptao

Estaoelevatria

Estao deTratamento

Qa Qb Qc

1a e ETA

K PqQ Q C

86.400

1b e

K PqQ Q

86.400

1 2c e

K K PqQ Q

86.400


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PERODO DE FUNCIONAMENTO DA ADUO

Perodo de funcionamento funo dodimensionamento hidrulico

Adues por gravidade: 24 h/dia

Aduo por recalque: 16 a 20 h/dia

Aduo por recalqueeconomia deenergia eltrica

Parada das bombas no perodo de 3horas, entre 17:00 e 22:00 h


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HIDRULICA PARA ADUTORAS

Equaes gerais

Equao de energia

2 21 1 2 21 2

p V p VZ Z h2g 2g

Equao de Bernoulli

onde: Z = carga de posio, m;

= carga de presso(em conduto livre = Y), m;

= carga cintica, m;

h = perda de carga.

p

p

2V

2g

Z + , corresponde linha piezomtrica;

Z + + , corresponde linha de carga;

Z + + + h, corresponde ao plano de carga

p

p

2V

2g

p

2V

2g


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Escoamento em conduto livre Escoamento em conduto forado


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Equaes gerais

Equao da continuidade

Q = V1A1= V2A2= VA = constante

onde: Q = vazo, m3/s

V= velocidade mdia na seo, m/s

A = rea da seo de escoamento, m

2


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Equaes para clculo das perdas de carga

Perdas distribudas

Condutos forados

Frmula Universal (1850)

Onde: h = perda de carga, mf = coeficiente de atrito

L = comprimento da tubulao, m

V = velocidade mdia, m/s

D = dimetro da tubulao, m

g = acelerao da gravidade, m/s2Q = vazo, m3/s

2L Vh f

D 2g


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Perdas distribudas

Condutos forados

Frmula de Hazen-Williams (1903)

Onde: J = perda de carga unitria, m/m

Q = vazo, m3/s

D = dimetro, m

C = coeficiente de rugosidade

1,85 1,85 4,87J 10,65Q C D

2,63 0,54Q 0,279CD J

0,63 0,54

V 0,355CD J


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Perdas localizadas

Onde: hL= perda de carga localizada, m

K = coeficiente adimensional que depende da singularidade, do nmero de Reynolds, darugosidade da parede e, em alguns casos, das condies de escoamento

V = velocidade mdia, m/s

g = acelerao da gravidade, m/s2

2

L

Vh K

2g


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TRAADO DA ADUTORA

Adutora por gravidade com tubulao assentadaabaixo da linha piezomtrica efetiva


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TRAADO DA ADUTORA

Adutora por gravidade com tubulao em conduto livre


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TRAADO DA ADUTORAAdutora por gravidade com trecho da tubulao abaixo da linha

piezomtrica absoluta, porm acima da piezomtrica efetiva


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RECOMENDAES PARA O TRAADO

A adutora dever ser implantada, de preferncia em ruas e terrenos

pblicos

Deve-se evitar traado onde o terreno rochoso, pantanoso e de outras

caractersticas no adequadas

A adutora deve ser composta de trechos ascendentes com declividade

no inferior a 0,2% e trechos descendentes com declividade no inferior

a 0,3%, mesmo em terrenos planos

Quando a inclinao do conduto for superior a 25%, h necessidade de

se utilizar blocos de ancoragem para dar estabilidade ao conduto

No se devem executar trechos de aduo horizontal; no caso do perfil

do terreno seja horizontal, o conduto deve apresentar alternadamente,

perfis ascendentes e descendentes

So recomendados os traados que apresentam trechos ascendentes

longos com pequena declividade, seguido de trechos descendentes

curtos, com maior declividade

A linha piezomtrica da adutora em regime permanente deve situar-se,

em quaisquer condies de operao, acima da geratriz superior do

conduto.


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RECOMENDAES PARA O TRAADO


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PLANTA E PERFIL DEUMA ADUTORA


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DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASPOR GRAVIDADE

Parmetros para o clculo da adutora:

Vazo (Q)

Velocidade (V)

Perda de carga unitria (J)

Dimetro (D)


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Adutora por gravidade em conduto forado

onde: h = cota NA1cota NA2, m/s

f = coeficiente de atrito

L = comprimento da adutora, m

D = dimetro da adutora, m

V = velocidade mdia da gua, m/s

g = acelerao da gravidade, m/s2

2L Vh f

D 2g


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Adutora por gravidade em conduto livre

onde: V = velocidade mdia doescoamento, m/s

n = coeficiente deManning

RH= raio hidrulico, mI = declividade da linhade energia, m/m

2 13 2

H

1V R I

n

Velocidade mximas em condutosforados: 3,0 a 6,0 m/s


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DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORA POR RECALQUE

Parmetros para o clculo da adutora:

Vazo de aduo, Q

Comprimento da adutora, L

Desnvel a ser vencido, Hg Material da adutora

Dimetro da adutora por recalque hidraulicamente indeterminado

Determinao do dimetro aspectos econmico-financeiros


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DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASRecomendaes para o estudo do dimetro econmico da adutora

Pr-dimensionamento do dimetro atravs da frmula de Bresse, utilizando-se, nomnimo, os valores de K de 0,9, 1,0, 1,1 e 1,2. A frmula de Bresse apresentada a

seguir:

onde: D = dimetro, m

Q = vazo, m3/s

K = coeficiente de Bresse Anlise econmica atravs do critrio do valor presente, com taxa de desconto de

12% ao ano, ou indicada pelo rgo financiador do empreendimento;

Considerao de todos os custos no comuns, tais como:

custo de aquisio e implantao da adutora;

custo dos equipamentos; despesas de energia eltrica;

As obras comuns, como tubulaes da elevatria, blocos de ancoragem, descargas,ventosas, etc, no necessitam ser consideradas;

Definio das etapas de implantao da adutora e dos conjuntos motor-bomba;

Alternativas a serem estudadas com o mesmo tipo de bomba e tambm com a

mesma modulao.

D K Q

S S O S


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MATERIAIS DAS ADUTORAS

Anlises a serem consideradas para a

escolha de materiais: Qualidade de gua

Quantidade de gua

No provocar vazamentos nasjuntas

No provocar trincas, corroses e

arrebentamentos por aesexternas e internas

Presso da gua

Economia


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PRINCIPAIS MATERIAIS DAS TUBULAES

Tubos metlicos

Ao Ferro fundido dctil

Ferro fundido cinzento (no est sendo

fabricado no Brasil)Tubos no metlicos

Materiais plsticos (PVC, polister

reforado com fibra de vidro) Concreto protendido

Cimento amianto (no est sendofabricado no Brasil)


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TUBULAO DE AOVantagens

Alta resistncia s pressesinternas e externas

No apresenta vazamentos

Baixa fragilidade

Disponveis para vriosdimetros e tipos de juntas

Desvantagens

Pouca resistncia corrosoexterna

Precaues para transporte e

armazenamento Cuidados com a dilatao

trmica

Dimensionamento das paredesdos tubo quanto ao colapso


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TUBULAO DE AO

Revestimentos externos

FBE (Fusion Bonded Epoxy)

Polietileno tripla camada

Poliuretano tar

Primer epoxycom alumnio fenlico

Revestimento interno

Coaltar epoxy


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Flangeada

TUBULAO DE AO

Tipos de juntas

Soldada

Elstica

(1) Junta soldada nas extremidades

(2) Junta soldada nas extremidades com anel

(3) Junta com solda dupla nas extremidades

(4) Junta com solda tipo copo

(5) Junta com solda nas duas extremidades

Junta soldada Junta elstica


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TUBULAO DE FERRO FUNDIDO

Tipos de tubos

Dctil

Tipo cinzento no mais fabricado

Tipos de tubos

Dimetros: 50 a 1.200 mm

Comprimento: 3, 6 e 7 m

Classes: K-9, K-7 e 1 MPa

Tipos de juntas:

Chumbo

Elstica

Elstica travadaMecnica

Flanges


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TUBULAO DE FERRO FUNDIDO

Detalhes das juntas de tubulaes de ferro fundido dctil

Junta elsticaJunta elstica travada

Junta mecnicaJunta de flange

OPERAO DAS ADUTORAS


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OPERAO DAS ADUTORAS

Condies operacionais:

Condio normal condio prevista no projeto

Condio emergencial falha operacional de dispositivos

Condio catastrfica acidente operacional


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ENCHIMENTO DE ADUTORAS

Condio para enchimentoexpulso plena de ar, com agradativa e lenta admisso de gua

Velocidade mdia para enchimento:0,3 m/s

Vlvulas para expulso de ar:ventosas

ALTERNATIVAS PARA A ENTRADA DE AR


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ALTERNATIVAS PARA A ENTRADA DE AREM ADUTORAS

Nvel muito baixo

Descarga superior com introduo de ar

Formao de vrtice


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DESCARGA EM ADUTORAS

Descarga da adutora em galerias, valas e crregos

DESCARGA DE ADUTORAS


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DESCARGA DE ADUTORASUTILIZADAS NO SISTEMA ADUTOR

METROPOLITANO DA RMSP


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DISPOSITIVOS DE PROTEO DAS ADUTORAS

Blocos de ancoragens

Proteo contra corroso

Proteo contra os transitrios

hidrulicos


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BLOCOS DE ANCORAGEM

Tipos de esforos nas tubulaes:

Tenso tangencial

Tenso longitudinal

Tenses de compresso e flexo

Tenses das reaes de apoio

Esforos em uma curva horizontal


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BLOCOS DE ANCORAGEM

Dimensionamento dos blocos - Dados necessrios

Resultante das foras (direo e intensidade)

Tenso mxima admissvel na parede lateral davala

Coeso do solo

ngulo de atrito interno do solo

Tenso mxima admissvel pelo solo na vertical

Peso especfico do solo

Especificaes do concreto a ser utilizado

Atrito concreto-solo

Critrios de clculo

Por atrito entre o bloco e o solo (peso do bloco); Por reao de apoio da parede da vala

(engastamento).

Foras envolvidas para odimensionamento de um bloco de

ancoragem

R = fora resultante;P = peso do bloco;W = peso do aterro;B = apoio sobre a parede da vala;f = atrito sobre o solo;

M = momento de tombamento.


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ANCORAGEM DE ADUTORAS EM DECLIVE

Ancoragem da tubulao

Declividade 20% - tubulao rea;

Declividade 25% - tubulao enterrada

Fora axial em tubulaes com declividade


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ANCORAGEM DE ADUTORAS EM DECLIVE

Assentamento de tubulao enterrada com ancoragem por trecho travado

Assentamento de tubulao area: ancoragem tubo por tubo


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CORROSO

Corroso deteriorao de material, por aoqumica ou eletroqumica, aliada ouno a esforos mecnicos


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CORROSO

Tipos de corroso

Corroso galvnica

Corroso em frestas

Corroso atmosfrica

Corroso pelo solo

Corroso pela gua

Corroso eletroltica

Outros tipos de corroso

LIMPEZA DAS ADUTORAS


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Sedimentao

Deposio de minerais insolveisem tubo de ferro fundido dctilcom revestimento. Adutora de

gua tratada, 250 mm. Idade datubulao ~ 15 anos. Coeficiente

de rugosidade C ~ 85 (Hazen-

Williams).

Incrustao

Incrustao em tubo de ferrofundido dctil sem revestimento.

Adutora de gua bruta, 250mm. Idade da tubulao ~ 25

anos. Coeficiente de rugosidadeC ~ 70 (Hazen-Williams)



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Entrada e sada do polly-pig em uma adutora

Introduo do polly-pig

atravs de hidrante, semregistro

Introduo de polly-pig

atravs de uma peaespecial

Introduo do polly-pig

atravs de uma pea em Y

APLICAO DO REVESTIMENTO DE


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APLICAO DO REVESTIMENTO DEARGAMASSA DE CIMENTO

EQUIPAMENTOS DE MEDIO


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Medidores de presso

Amplificadores de sinal

Manmetros Manmetro de Bourdon

Manmetro do tipo fole

Transdutores de presso

Magntico de presso

Capacitivos

Extensiomtricos

Piezoeltricos

MEDIDORES EM CONDUTOS FORADOS


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MEDIDORES EM CONDUTOS FORADOS

Medidores de vazo Medidores de obstruo

Venturi Orifcio



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Medidores em condutos forados

Medidores de vazo

Ultrassnicos

Modo diagonal

Modo reflexivo

Eletromagnticos

MEDIDORES EM CONDUTOS LIVRE


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MEDIDORES EM CONDUTOS LIVRE

Vertedores: triangulares, circulares,retangulares, Sutro, etc

Calhas: Parshall, Palmer-Bowlus, etc

Medidor eletromagntico

Medidor ultrassnico

INTERVENO EM ADUTORAS EM CARGA


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INTERVENO EM ADUTORAS EM CARGADerivao pelo processo de furao em carga da adutora do SAM Leste da RMSP

EXEMPLOS DE TRAVESSIA AREA


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EXEMPLOS DE TRAVESSIA AREAEM CURSOS DGUA

TRAVESSIA AREA


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TRAVESSIA AREA


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TRAVESSIA DE UMA ADUTORA SOB UMAESTRADA DE FERRO

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