Previsão Populacional e Projeto de Sistema de Captação de Água

1) Previsão da população de projeto e cálculo das vazões de projeto A população de projeto deverá ser prevista com base em modelos de crescimento populacional. As características da população atual, da região a ser beneficiada com o projeto, deverão ser estudadas aplicando os modelos de crescimento populacional de forma a subsidiar a tomada de decisão sobre o modelo mais adequado. Com base na população projetada para um período de projeto de 20 anos, calcular as vazões de adução de água bruta ( Qa ), as vazões de adução de água tratada ( Qb ) e as vazões que alimentarão a rede de distribuição ( Qc ). Tabela 1 - Características da população de uma cidade fictícia Ano População ( hab ) 1990 6535 2000 8950 2010 11912 2020 14637 A população deverá ser projetada a partir dos modelos linear e geométrico e deverá ser verificada a representatividade de cada um deles em relação à população atual. Para cálculo das vazões Qa , Qb e Qc utilize os seguintes dados de entrada: Coeficiente do dia de maior consumo (K1): 1,2 Coeficiente da hora de maior consumo (k2): 1,5 Consumo per capita: 200 l/ hab.dia Consumo na Estação de Tratamento de Água: 4% Tempo de funcionamento do conjunto elevatório: 18 horas 2) Captação de Águas Superficiais Projetar um sistema de captação de águas superficiais, que corre sponde à tomada de água bruta, grades grossas e finas, caixas de areia e poço de sucção, conforme Figura 1. Figura 1 - Planta típica de sistemas de captação de águas superficiais Observação: Considere 2 como Grades finas Observe na figura que uma pequena barragem de elevação de nível de água foi instalada a jusante do sistema de captação, com vertedor retangular e descarga de fundo próxima ao canal de tomada de água para as caixas de areia. Com base na população de projeto dimensione: 1) as grades; 2) o canal de tomada; 3) as caixas de areia (sempre em duas unidades para o total da vazão de projeto); 4) a adutora e, 5) a estação elevatória. Apresente o memorial descritivo e de cálculo. Características do manancial: Considere que o manancial apresenta regime torrencial e com transporte de sólidos suspensos e, que contém as seguintes características: Altura mínima do manancial: 1 m Altura máxima do manancial: 2,5 m Comprimento do vertedor: 5 m Temperatura da água: 20º C Classe do rio, segundo CONAMA 357: 2005 Vazão máxima do rio: 7900 L/s Vazão mínima do rio: 1200 L/s Tomada de água, grades e desarenador : Observar itens 6.1 a 6.3 da NBR 12213 Calcular as perdas de carga nas grades, comportas e caixas de areia. Para calcular a altura da caixa de areia considere um desnível do terreno de 2,26 m. Adutora por gravidade: Dimensionar a adutora por gravidade. Considere tubulação de PVC Defofo (C = 150) Calcular as perdas de carga na adutora com perdas singulares na en trada e na saída da tubulação. Verificar os diâmetros comerciais de tubulações em: https://www.tigre.com.br/tubo-defofo-mpvc . Considerar a equação abaixo para cálculo do diâmetro da adutora de re calque: Em que x é o número de horas do funcionamento do sistema dividido por 24. Para a tubulação de sucção considere um diâmetro comercial imediatamente superior. 3) Estação elevatória Observar a NBR 12214 Considerar que a geratriz in ferior do gradeamento está no fundo do rio (cota 97 m) e que o NPSH requerido para o bom funcionamento da bomba é de 3,5 m. Considere o ramal de ligação (tubo que sai da caixa de areia e chega no poço de sucção) de 5 m. Considerar a v azão do dia de maior consumo para o ano de 2040. Adote bomba para operação e uma bomba de reserva e plote o gráfico contendo o ponto de trabalho da bomba. Este ponto é observado ao construir a curva do sistema versus a curva da bomba. Calcular o NPS H disponível e avaliar o problema da cavitação. Considerar a cota de nível de água no poço de sucção na situação mais crítica. Considerar a cota de chegada da adutora na ETA de 39,05 m (diferença de cota entre a saída da sucção e a entrada da E TA), adicionando a altura do nível de água do poço de sucção ao eixo da bomba, e comprimento da adutora de recalque de 4 km. Para calcular o NPSH disponível considere a equação abaixo, sabendo que Z (diferença entre o nível de água no poço de sucção e o e ixo da bomba) é de 3,55 m. Em que: NPSHd = carga existente na instalação para permitir a sucção do fluido. Pa = pressão atmosférica em Kg/m². Pv = pressão de vapor em kg/m². Z = diferença entre a cota do eixo da bomba e o nível de água no poço de sucção , de 3,55 m. Δ h s = perdas de carga na sucção. Calcular as perdas de carga singulares no poço de sucção considerando tubulações de 7,5 m (sucção). Considerar: Perdas singulares Singularidades K Entrada da tubulação 0,5 Válvula de pé com crivo 10 Curva de 90 0,4 Redução excêntrica 0,4 Para adução de recalque, considerar uma tubulação de 4000 m (distância entre a estação de captação e a Estação de Tratamento da Água), calcular as perdas de carga, o diâmetro, a velocidade, traçar o plano de carga estático e a linha piezométrica, especific ar as peças acessórias (ventosas e válvulas de descarga). Considere uma bomba de 1750 rpm. Especificar os conjuntos elevatórios aplicando os dados do projeto e os catálogos comerciais e, igualmente, apresentar as curvas das bombas correspondentes. Em relaç ão à curva de funcionamento e indicar o “ponto de operação” do sistema. Apresentar o memorial descritivo e de cálculo. Lista 2 de Exercícios de Saneamento 2021/2 Profª Lôide Angelini Sobrinha 1