Dimensionamento de Redes de Distribuição de Água e Qualidade em Reservatórios

Redes de Distribuição de Água Qualidade de Água em Reservatórios Longos tempos de detenção Possibilidade do aparecimento de zonas de estagnação Localização das tubulações de entrada e de saída dos reservatórios Ausência de luz solar Deterioração do concreto Crescimento de bactériasnitrificação Baixos valores do residual desinfetante Jusante mesma entrada e saída Montante tubulações distintas Nitrificação aclimatação de bactérias Substrato para crescimento de microorganismos Tubulações e configurações Exemplos de reservatórios Operação de Reservatórios Otimização 5 Redução dos gastos com energia elétrica Minimização das falhas no atendimento a demanda Redução de perdas físicas em função das pressões na rede Flexibilidade na operação de sistemas com múltiplos reservatórios interligados Gestão de Risco e Economia Dimensionamento de redes etapas Etapas do dimensionamento de redes 6 Análise hidráulica vazões pressão velocidades Zonas de pressão mínima e máxima Velocidades mínimas e máximas em cada trecho Diâmetros mínimos Dimensionamento de redes função do tipo de rede topografia existência de diferentes zonas de pressão Vazões de Dimensionamento dos Componentes de um Sistema de Abastecimento de Água DISTRIBUIÇÃO PRODUÇÃO Dimensionamento Demanda máxima 7 QD vazão de distribuição Ls k1 coeficiente do dia de maior consumo k2 coeficiente da hora de maior consumo q consumo médio per capita incluindo perdas Lhabdia P população de projeto da área considerada hab QDist frack1 cdot k2 cdot qpc cdot P86400 qa vazão específica de distribuição por área Lsha A área de projeto ha qa frack1 cdot k2 cdot q cdot P86400 cdot A QD fracQDA qm vazão específica de distribuição em marcha ou por metro da tubulação Lsm L extensão total da rede m qm frack1 cdot k2 cdot q cdot P86400 cdot L fracQDistL Dimensionamento de redes área de projeto Pequenas comunidades Adotase um único tipo de ocupação Mesma densidade populacional Cidades maiores Vazões específicas de distribuição Área específica da rede de distribuição 10 Dimensionamento de redes Tipos de redes Tipos de canalizações Principal Conduto tronco ou canalização mestra Maior diâmetro Abastece a canalização secundária Secundária Menor diâmetro Abastece diretamente os pontos de consumo 11 Tipos de redes Disposição das Canalizações Ramificada Malhada Mista 12 Dimensionamento de redes Tipos de redes Rede ramificada Típica de regiões com desenvolvimento linear em que as ruas não se conectam topografia ou traçado urbano Abastecimento a partir de uma tubulação tronco Em caso de problemas toda a tubulação de jusante ficará com o abastecimento comprometido 13 Dimensionamento de redes Tipos de redes Rede malhada Típica de áreas com ruas formando malhas viárias Formação de anéis ou blocos Vantagens para a qualidade da água fluxo nos dois sentidos evitase zonas mortas Maior facilidade de manutenção e operações com o mínimo de interrupção 14 Dimensionamento de redes Recomendações Localização para redução de custos 15 Ruas sem pavimentação ou com pavimentação menos onerosa Ruas de menor intensidade de trânsito Proximidade de grandes consumidores Proximidade das áreas e de edifícios que devem ser protegidos contra incêndio Dispostas preferencialmente sob os passeios Procurar limitar em 600 m a tubulação secundária depende da malha urbana Dimensionamento de redes Análise hidráulica Condições de escoamento velocidade vazão pressão perdas de carga nos trechos e nós da rede Dimensionamento de projeto há várias soluções 16 Dimensionamento de redes zonas de pressão Para correto funcionamento da rede Pressão mínima para vencer os desníveis topográficos e perdas de carga Pressão dinâmica mínima é a pressão referida ao nível do eixo da via pública no dia e hora de maior consumo e nível mínimo no reservatório Pressão máxima para não danificar a rede e diminuir a perda de água na tubulação Pressão estática máxima é a pressão referida ao nível do eixo da via pública sob consumo nulo e nível máximo no reservatório 17 Dimensionamento de redes zonas de pressão Pressão dinâmica mínima 10 mca Pressão estática máxima 50 mca A B C 10 mca 40 mca Reservatório R Área a ser abastecida por R 18 Dimensionamento de redes Velocidades mínimas e máximas na rede Segurança durabilidade custo de implantação e operação Velocidade Durabilidade Depósito de sedimentos Velocidade Diâmetro de implantação Perda de Carga bombeamento reservatórios elevados manutenção devido a desgastes de peças 19 Velocidade mínima recomendada 06 ms Velocidade máxima recomendada 35 ms Dimensionamento de redes Diâmetro mínimo Função das perdas de carga e das vazões disponíveis Recomendação de diâmetro mínimo igual a 50 mm para tubulações secundárias 20 Dimensionamento de redes Redes ramificadas Métodos de dimensionamento Redes malhadas Método tradicional Método do seccionamento Método da correção de vazões HardyCross Método de cálculos interativos Método da linearização matricial 21 Exercício em aula Rede ramificada Dimensionar a rede ramificada apresentada abaixo considerando os seguintes dados População 5000 hab Consumo per capita médio qpc 200 Lhabdia K112 e K215 Rugosidade da tubulação C 130 Cotas do terreno e extensão de cada trecho indicadas na figura 22 Exercício em aula Rede ramificada Coluna 1 Identificação do trecho Coluna 2 Extensão relativa a cada trecho diagrama Coluna 3 Vazão em marcha Coluna 4 Ponto de extremidade a vazão é nula Para cada trecho multiplicase a vazão de marcha pelo comprimento do trecho Coluna 5 Vazão a montante é a soma da vazão a jusante do trecho e a vazão do trecho Coluna 6 Vazão fictícia é a média entre a vazão de montante e de jusante vazão utilizada para dimensionamento Coluna 7 Diâmetro a partir de dados tabelados em função da vazão fictícia vazão de dimensionamento variável de ajuste após tentativas Coluna 8 Velocidade através da equação da continuidade QVA Coluna 9 Perda de carga unitária calculada pela equação de HazenWilliams Coluna 10 Cota piezométrica de montante somase as perdas de carga em cada trecho Coluna 11 Perda de carga no trecho multiplicada pela extensão do trecho Coluna 12 Garantir a cota piezométrica no ponto mais a jusante igual a 10 mca mais desfavorável Restantes trabalhase com o balanço da perda de carga no trecho cota piezométrica de montante cota piezométrica de jusante Colunas 13 e 14 Cotas do terreno de acordo com o diagrama Coluna 15 e 16 Pressão disponível a montante e jusante calculadas pela diferença com as cotas piezométricas e as cotas do terreno Exercício em aula Rede ramificada 150 m 24 740 80 m 120 m 100 m 450 m 200 m 150 m 100 m 760 810 700 720 782 725 602 850 Local do Reservatório