Sistema de Abastecimento de Água 1

CAPÍTULO 5 REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA

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1. Considerações Gerais

A rede de distribuição de água é constituída por um conjunto de condutos assentados

nas vias públicas, junto às edificações, com a função de conduzir a água para os prédios e

pontos de consumo público. Esses condutos caracterizam-se pelas numerosas derivações

(distribuição em marcha) e uma disposição “em rede”, derivando daí seu nome.

2. Traçados dos condutos

Na rede de distribuição distinguem-se dois tipos de condutos:

(A) Condutos principais

São também denominados condutos mestre, ou condutos tronco, são as canalizações de

maior diâmetro, responsáveis pelos condutos secundários. Desta forma, é função dos

condutos secundários. Desta forma, é função dos condutos principais o abastecimento

de extensas áreas da cidade.

(B) Condutos secundários

Tem menor diâmetro, e fazem a ligação entre os condutos principais e as edificações a

serem abastecidas, dependendo, desta forma, dos condutos principais. A área servida

por um conduto deste tipo é restrita e está nas vizinhanças.

O traçado dos condutos principais deve levar em consideração, de

preferência:

- ruas sem pavimentação;

- ruas com pavimentação menos onerosa;

- ruas de menor intensidade de trânsito;

- proximidade de grandes consumidores;

- proximidade das áreas e edifícios que devem ser protegidos contra incêndio.

As redes de distribuição tem basicamente três classificações, de acordo com

a disposição de seus condutos principais:

(a) Rede em “espinha de peixe”

Os condutos principais são traçados, a partir de um conduto principal central,

com uma disposição ramificada. É um sistema típico de cidades que apresentam

desenvolvimento linear.

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(b) Rede em “grelha”

Os condutos principais são paralelos, ligam-se em uma extremidade a um

outro conduto principal, e tem seu diâmetro decrescendo para a extremidade oposta.

(c) Redes malhadas

Os condutos principais formam “circuitos” ou “anéis” lembrando a

disposição em malhas. É um tipo de rede que geralmente apresenta uma eficiência superior

aos dois anteriores, já que nas redes “espinha de peixe” e “grelha” a circulação da água nos

condutos principais faz-se praticamente em um único sentido. Uma interrupção acidental

em um conduto mestre prejudica as áreas situadas à jusante da seção onde ocorreu o

acidente.

3. Valores relativos às redes de distribuição (Normas Brasileiras)

Os valores aqui citados foram adotados por entidades públicas federais

(SUDENE, DNERu, FSEP):

- quota per-capita: recomendados 150 a 200 l/hab/dia. Valor mínimo: 100 l/hab/dia (a

justificar);

- coeficiente do dia de maior consumo: K1 = 1,2;

- coeficiente da hora de maior consumo: K2 = 1,5;

- pressão estática máxima: 50 m.c.a;

- pressão mínima: 10 m.c.a;

- diâmetros mínimos: para tubulações principais 100 mm e para secundárias 50 mm.

4. Considerações sobre a distância entre dois condutos principais

4.1. Redes em “espinha de peixe” ou “grelhas”

Sendo “d” a distância entre duas redes principais opostas, e “L” a distância entre

duas ramificações secundárias. Tomemos duas derivações opostas e consideremos a área

média alimentada por uma delas.

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A distância “d” em hectômetro entre dois condutos principais deverá ser no máximo:

d = 2 Q onde: qd = vazão específica de distribuição (l/seg/ha)

qd L dL/2 = área média em hectares servida por uma derivação

Q = vazão limite fixada para o conduto secundário.

4.2. Redes com condutos principais formando circuitos

Consideremos o circuito formado por quatro condutos iguais com lado “d”

em hectômetros, em média.

Sendo: d – 1 = número de derivações em cada lado,

L

4 ( d -1) = total de derivações para o interior do circuito,

L

qd = vazão específica de distribuição em litros por segundo e por hectare,

Q = vazão limite fixado para o conduto secundário,

d2 = área interna ao circuito, em hectares,

4( d -1)Q = vazão total para a área interna, em l/s, que pode escoar pelas derivações

L

d2qd = vazão total para área interna, em l/s.

L d

L

L

d

L

L

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A distância “d”, em hectares, entre dois condutos principais será dada pela equação:

d2qd = 4 ( d -1)Q Essa equação do segundo grau fornecerá, para a distância d, o

L valor de uma de suas raízes.

5. Dimensionamento dos Sistemas em Circuitos

5.1. Método de Hardy-Cross aplicado ao cálculo das redes de distribuição de água

(a) Em um nó qualquer da rede a soma algébrica das vazões é nula, sendo consideradas

como (+) as vazões afluentes ao ponto, e (-) as efluentes;

Q = Q1 – Q2 – Q3 – Qd + Q4 = 0

(b) Em um circuito fechado (ou anel) qualquer da rede, a soma algébrica das perdas de

carga é nula, sendo consideradas (+) as perdas de carga coincidentes e (-) as perdas de

carga contrárias a um prefixado sentido de caminho no anel.

Sentido de encaminhamento prefixado = sentido horário

Anel I : h = h1 + h2 – h3 – h4 = 0

Anel II: h = - h2 + h5 – h6 – h7 = 0

(c) Para uma dada rede com diâmetros conhecidos, as equações : Q = 0 em cada nó

h = 0 em cada circuito

exprimem as condições necessárias e suficientes para que a distribuição de vazões ( e

assim de perdas de carga) que realmente se verificará quando a mesma for posta em

funcionamento;

Q1 Q2 Q3

Qd = vazão de distribuição Q4

R

I II

h1Q1

h2

Q2

h3Q3 h5Q5

h6

Q6

h5Q5

h4

Q4

A B

C D F

D

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(d) Para efeito de projeto, pode-se admitir com precisão satisfatória, que a distribuição de

água em marcha seja substituída por tomadas localizadas em pontos fictícios isolados,

adequadamente situados na canalização.

Rede real Rede assemelhada à real

(e) A perda de carga total, ao longo de um trecho de comprimento L e diâmetro D, por uma

vazão uniforme Q, pode ser expressa pela seguinte formula geral:

h = r.Qn Sendo: r = resistência relativa de uma tubulação

n = 1,85

R R