Instalações Elétricas e Hidrossanitárias - Apresentação da UC e Introdução

1 Disciplina de instalações elétricas e hidrossanitárias Aula 1 Apresentação da UC e Introdução às instalações hidrossanitárias Profª Nathalie Hoffert 2 Objetivos da aula Apresentar o plano de ensino da disciplina Explicar a metodologia das avaliações e quando estarão previstas virtualpresencial N1 individual dissertativa N2 prova trabalho será desenvolvido em sala e entregue no final do semestre APS a definir entra na soma da N2 Plano de aula será encaminhado por email Introduzir o sistema predial hidrossanitário Iniciar estudo sobre sistemas de água fria 3 Calendário de aulas Aula Data Conteúdo Professores 1V 100822 Apresentação da UC Introdução de instalações hidrossan Nathalie 2P 11 ou 1208 Introdução Elétrica Gringo ou André 3V 170822 Sistemas Prediais de Água Fria Nathalie 4P 18 ou 1908 Projeto Luminotécnico NBR 89951 Gringo ou André 5V 240822 Sistemas Prediais de Água Fria Nathalie 6P 25 ou 2608 Projeto Luminotécnico e Tomadas NBR 5410 Gringo ou André 7V 310822 Sistemas Prediais de Água Fria Nathalie 8P 01 ou 0209 NBR 5410 Divisão dos Circuitos Gringo ou André 070922 FERIADO 9P 08 ou 0908 Demanda e Dimensionamento da Entrada Gringo ou André 10V 140922 Sistemas Prediais de Água Fria Nathalie 11P 15 ou 1609 NBR 5410 Definição dos Circuitos e Rep Gráfica Gringo ou André 12V 210922 Sistemas Prediais de Água Quente Nathalie 13P 22 ou 2309 NBR 5410 Definição dos Circuitos e Rep Gráfica Gringo ou André 14V 280922 Esgotamento sanitário e ventilação Nathalie 15P 29 ou 3009 NBR 5410 Definição dos Circuitos e Rep Gráfica Gringo ou André 16V 051022 Esgotamento sanitário e ventilação Nathalie 17P 06 ou 0710 NBR 5410 Dimensionamento dos Cabos Gringo ou André 120922 FERIADO 18P 13 ou 1410 Avaliação 1 Dissertativa de 20 à 2110 Gringo ou André 19V 191022 Esgotamento sanitário e ventilação Nathalie 20 e 21 20 à 2110 NBR 5410 Dimensionamento dos Cabos 22V 261022 Gás combustível Nathalie 23P 27 ou 2810 NBR 5410 Dimensionamento dos Cabos Nathalie Gringo e André 24P 03 ou 0411 NBR 5410 Dimensionamento dos Sistemas de Proteção Gringo ou André 25V 091122 Água pluvial Nathalie 26P 10 ou 1111 Sistemas de proteção e combate à incêndio Gringo ou André 27V 161122 Água pluvial Nathalie 28P 17 ou 1811 Plantão de dúvidas Gringo ou André 29 e 30 23 à 2511 Semana da engenharia de 23 à 2511 Nathalie Gringo e André 3132 e 33 3011 à 0212 Suporte para projeto elétrico Nathalie Gringo e André 34 05 à 0612 Avaliação A2 AssertivaObjetiva Nathalie Gringo e André 35 e 36 14 à 1612 Entrega do projeto básico de elétrica de 14 à 1612 Nathalie Gringo e André 4 Sistemas de água fria Objetivos Descrever os sistemas de abastecimento urbano e predial Cálculo do consumo diário Dimensionamento de reservatório superior e inferior Dimensionamento do alimentador predial 5 Sistema de abastecimento de água Captação superficial ou subterrânea Adução Tratamento ETAs Reservatórios de distribuição enterrados apoiados ou elevados Rede de distribuição Sistema predial Composição do sistema Curso de água Estação elevatória de água bruta Adutora de água bruta Estação de Tratamento de Água Reservatório enterrado Estação elevatória de água tratada Reservatório elevado Adutora de água tratada Cidade 7 Sistemas hidrossanitários prediais Os Sistemas Prediais Hidráulicos e Sanitários SPHS destinamse a abastecer com água as edificações e remover o esgoto por elas gerado bem como coletar e afastar as águas pluviais Para tanto é composto por vários subsistemas tais como suprimento de água fria suprimento de água quente equipamentos sanitários coleta de esgotos sanitários etc que devem funcionar de forma integrada e permitir ao usuário o exercício das funções para as quais o sistema foi projetado 8 Composição do sistema O sistema de água fria e quente pode ser dividido em três partes principais sistema de abastecimento sistema de suprimento reservação tratamento medição e pressurização sistema de distribuição NBR 56262020 é que regulamenta as instalações de água fria e quente em edifícios 9 Sistema de abastecimento O abastecimento pode ser efetuado diretamente da rede pública ou de fontes privadas alternativas à concessionária Neste caso deve ser prevista uma análise de sua qualidade e um eventual sistema de tratamento antes de sua utilização No caso de áreas não urbanizadas podese captar de nascentes ou lençol subterrâneo havendo necessidade de verificação periódica da potabilidade de água Além disso para usos não potáveis o abastecimento de água pode ser efetuado a partir de um sistema de aproveitamento de água pluvial ou de reúso Segundo a NBR 5626 em instalação predial de água não potável todas as tubulações reservatórios e pontos de utilização devem ser adequadamente identificados através de símbolos e cores e devem advertir os usuários com relação a não potabilidade da água por meio de programação visual como por exemplo ÁGUA NÃO POTÁVEL 10 Sistema de suprimento Reservação tem as seguintes funções Garantir o fornecimento de água Compensar os picos de vazão Suprir as deficiências do sistema de abastecimento no que diz respeito à pressão e vazão Tratamento tem a função de melhorar a qualidade da água por meio de filtros Medição tem a função de medir o consumo de água por meio de hidrômetros permitindo o a quantificação real e o gerenciamento desse insumo Pressurização tem a função de suprir a deficiência de pressão hidráulica 11 Sistema de distribuição Conjunto de tubulações que conduzem a água até os pontos de consumo terminais Pode ser por gravidade ou pressurizado dependendo de cada situação conforme veremos adiante ESQUEMA VERTICAL ZONA DE PRESSÃO 2 ZONA DE PRESSÃO 1 TIGRE 13 Tipos de sistema de abastecimento e distribuição Sistema direto com distribuição ascendente Sistema de abastecimento efetuado diretamente da rede pública sem reservatórios Somente deve ser utilizado quando houver garantia de sua regularidade em relação à vazão e pressão da rede caso que não acontece no Brasil Nesse sistema caso haja falta de água devem ser previstos dispositivos de proteção contra refluxo retrossifonagem ou pressão negativa tipo válvulas de retenção A grande variação de pressão do sistema público pode causar danos no ramal predial 14 Tipos de sistema de abastecimento e distribuição Sistema indireto com distribuição descente Regra geral é adotar reservatórios nos edifícios de forma a mantermos a regularidade no abastecimento dos pontos de consumo Essa prática é recomendado pela NBR562620 e exigida pelo Código Sanitário do Estado de São Paulo Decreto 1234278 quando existir intermitência no sistema de abastecimento público 15 Sistema indireto sem bombeamento Tipos de sistema de abastecimento e distribuição Quando há pressão suficiente na rede pública para abastecer o reservatório superior independente da regularidade de abastecimento podese adotar apenas um reservatório superior Com isso a alimentação dos ramais dos apartamentos se faz por gravidade a partir deste reservatório Normalmente a pressão da rede da concessionária permite atender no máximo um sobrado dois pavimentos podendo ser menor dependendo da região e da concessionária local Este sistema é o mais utilizado no caso de residências unifamiliares em casas de dois pavimentos 16 Sistema indireto com bombeamento Quando não há pressão suficiente ou ocorre intermitência no abastecimento público devese adotar reservatório inferior abastecido pela rede pública e reservatório superior abastecido pelo reservatório inferior através de instalação de recalque bomba tubo A distribuição para os pontos de consumo se faz por gravidade Esse caso é o mais utilizado em sistemas prediais e indústrias Caso a fonte de abastecimento seja por poço a adoção do sistema é obrigatória pois os pontos de consumo só seriam abastecidos quando a bomba do poço estiver em funcionamento Tipos de sistema de abastecimento e distribuição 17 Sistema indireto com bombeamento A utilização de bombas de sucção diretamente da rede é proibida pelas concessionárias locais e pelos códigos sanitários estaduais e somente são autorizadas em casos particulares No caso de lavasjato que necessitam de grandes vazões esta autorização pode ser solicitada mas devem ser previstos válvulas de retenção para evitar contrafluxos Tipos de sistema de abastecimento e distribuição 18 Indireto Hidropneumático Tipos de sistema de abastecimento e distribuição Consiste na adoção de um pressurizador a partir do reservatório inferior que é abastecido pela rede pública Com isso se faz uma distribuição ascendente aos pontos de consumo garantindo a pressão exata de projeto para atendimento do caso mais crítico que seria o último pavimento Quando adota este sistema a bomba deve ser ligada no gerador do prédio de forma a não falta água para os condôminos 19 Sistema misto Tipos de sistema de abastecimento e distribuição Quando se utiliza mais de um sistema no edifício podendo adota o direto e o indireto com gravidade Isso é muito utilizado em residências onde temos a caixa dágua que abastece por gravidade os principais pontos de consumo mas também temos alimentação direta para pontos específicos como chuveiros no pav térreo ou de torneiras de uso geral 20 Estações Redutoras de pressão No caso de edifícios altos devemos nos preocupar com a limitação da pressão e da velocidade da água em função de ruídos sobrepressões provenientes de golpes de aríete manutenção e limite de pressão nas tubulações e pontos de consumo limitada pela NBR562620 em 40mca Pressão máxima estática 40 mca necessário usar VRPs Pressão máxima estática em sistemas com certificação AQUA 30 mca usar VRPs Quando a pressão estática é superior a este valor utilizamos válvulas redutoras de pressão para reduzir a pressão e garantir a segurança das instalações no edifício e também no ponto de consumo VRP 420 Bermad VRP Ação Direta 42L Bermad RS válvula redutora ERP 22 ERP ESTAÇÃO REDUTORA DE PRESSÃO 23 Válvulas de ação direta em cavalete mas normalmente são utilizadas antes dos hidrômetros para controle de pressão na entrada do apartamento Muito utilizada quando o sistema de água quente é central e precisase equalizar as pressões de água quente e água fria na entrada do apartamento Dependo do sistema sua adoção barateia o custo das instalações Cada uma tem um custo de aprox 750 reais Enquanto uma ERP estação redutora de pressão com uma válvula 420 para grandes vazões tem um custo de 10mil reais o conjunto total da instalação Conforme apresentado no slide 22 24 Componentes do sistema Ramal predial é o trecho executado pela concessionária ligando a rede até o cavalete Deve ser solicitado pelo proprietário no inicio da obra esta ligação Registro no passeio registro colocado pela concessionárias para interromper o abastecimento para a edificação Cavalete conjunto de tubos e conexões e registros do ramal predial destinados à instalação do hidrômetro Hidrômetro é o aparelho que faz a medição do consumo de água vazão Abrigo do cavalete utilizado para proteção do medidor e das instalações que o compõe Cada concessionária tem um padrão de abrigo para os cavaletes conforme o diâmetro nominal DN do cavalete Devem ficar até no máximo 150m do alinhamento da edificação Alimentador predial trecho após o ramal predial que segue até o reservatório inferior Ele é provido de torneira de bóia no final de seu trecho no reservatório inferior 25 Reservatórios O abastecimento pelo sistema indireto com ou sem bombeamento precisa de reservatórios para garantir o suprimento de água Eles ficam localizados no subsolo ou na cobertura do edifício e sua área técnica deve atender espaço adequado para instalação e manutenção sendo recomendado deixar 60cm ao redor e acima dos reservatórios para fazer manutenção como também é necessário a previsão de ventilação cruzada e iluminação adequada Essa região área técnica onde ficam localizados os reservatórios e instalações é chamado de barrilete superior ou inferior Para a instalação é necessária a previsão de uma base de concreto de pelo menos 10cm nivelada no caso de reservatórios apoiados Atenção deve estar em região onde não hajam tubulações de esgotoáguas pluviaiságuas servidas e longe de depósitos de lixo para evitar a contaminação da água potável 26 Reservatório superior Os reservatórios superiores podem ser de polietileno fibra de vidro ou concreto E abaixo será apresentado os sistemas que os compõe Extravasorladrão tubulação destinada a escoar a água que excede por conta de falhas na torneira de bóia podendo a água verter ou colapsar o reservatório Limpeza tubulação destinada a esvaziar o reservatório para realizar limpeza e manutenção Alimentaçãorecalque tubulação proveniente do sistema de abastecimento público ou do reservatório inferior Distribuição AF tubulação que segue para os pontos de consumo Retirar o ar proveniente da instalação Distribuição AF Reservatório de polietileno 27 Reservatório superior Os reservatórios superiores podem ser de polietileno fibra de vidro ou concreto E abaixo será apresentado os sistemas que os compõe Neste caso temos os mesmos sistemas apresentados anteriormente o que muda é a forma de captação do sistema de distribuição que é por meio de tubo pescador Aviso de extravasão tubulação que sai do barrilete superior e vai até o térreo em área visível para mostrar que há problemas no reservatório devido a extravasão do mesmo consumo incêndio 28 Reservatório superior Os reservatórios superiores podem ser de polietileno fibra de vidro ou concreto E abaixo será apresentado os sistemas que os compõe consumo incêndio O tubo pescador é utilizado para mantermos a reserva de incêndio separada da reserva de consumo Desta forma não conseguimos utilizar a reserva de incêndio pois a captação para consumo está no mesmo nível dágua não existindo carga suficiente para a água vencer esse braço e altura da instalação incêndio consumo Respiro telado Flange RG Captação para reservatório apoiado de concreto ou fibra de vidro Captação para reservatório de concreto elevado ático 29 Reservatório inferior Possuem os mesmos sistemas listados anteriormente porém o tubo de distribuição é chamado de sucção pois ele vai para a bomba que alimenta o reservatório superior 30 Reservatório inferior Exemplos de reservatórios inferiores Reservatório modular em fibra de vidro Ref Resermax Reservatório circular em fibra de vidro Ref Acquavida 31 Distâncias entradas reservatório Para residências adotar Limpeza e extravasão DN50mm Entrada e saída dimensionar Para edifícios adotar Limpeza e extravasão DN100mm Aviso DN25mm Recalque sucção distribuição dimensionar NA PRÁTICA 30cm acima da nível dágua ou recalque 32 Colunas de distribuição e ramais As colunas ou prumadas são as tubulações verticais que partem do barrilete e seguem para alimentação dos ramais dos apartamentoscasas Para a distribuição de água dividimos o prédio em zonas de pressão pressurizada gravidade e zona reduzida de pressão Na parte dos dimensionamentos veremos melhor essa parte 33 Consumo e reservação População uso e finalidade da edificação Consumo específicos per capita Volume do reservatório Pico de consumo Falhas no abastecimento público Reserva de combate a incêndio 34 População Residencial 2 pessoas por dormitório e 1 pessoa por dormitório de serviço Em caso de prédios estimar uns 5 funcionários na conta do consumo Uso Taxa de Ocupação Bancos 1 pessoa por 5m² Escritórios 1 pessoa por 6m² Térreo de edifícios 1 pessoa por 25m² Museus e bibliotecas 1 pessoa por 550m² Hoteis 1 pessoa por 550m² Restaurantes 1 pessoa por 140m² Teatros cinemas autitórios e templos 1 pessoa por 07m² 35 Consumo diário CD População x consumo per capita Tipo Edificação Consumo Lhabdia alojamento provisório 80 per capita apartamento 200 per capita asilo orfanato 150 per capita cinema e teatro 2 por lugar ed público coml ou cescrit 50 per capita escola externato 50 per capita escola internato 150 per capita escola semiinternato 100 per capita garagem 50 por automóvel hospital 250 por leito 36 Consumo diário cont CD População x consumo per capita Tipo Edificação Consumo Ldia hotel s coz e s lav 120 por hóspede jardim 15 por m2 de área lavanderia 30 por kg de roupa seca mercado 5 por m2 de área quartel 150 per capita residência popular ou rural 120 per capita residência 150 per capita restaurante e similares 25 por refeição 37 Reservação Todo edifício deve ser provido de pelo menos um reservatório de abastecimento Esse sistema é denominado indireto e na cidade de São Paulo é exigido nas residências também por conta da intermitência do sistema de abastecimento Vres n x CD RI Sendo n dias de reservação podese adotar 1 a 2 dias de reserva CD consumo diário em L ou m³ RI reserva de incêndio em L ou m³ 38 Reservação No caso de existir reserva inferior e superior o cálculo se faz da seguinte forma Vres inf 06 x n x CD Vres sup 04 x n x CD RI Sendo n dias de reservação podese adotar 1 a 2 dias de reserva CD consumo diário em L ou m³ RI reserva de incêndio em L ou m³ Como boas práticas os reservatórios devem possuir duas células 39 Exercício Em um edifício residencial de 6 andares com 4 apartamentos por andar e 2 dormitórios sociais e 1 de serviço determine o consumo diário do edifício Considere 4 funcionários que trabalhem no edifício para compor o CD Depois dimensione os reservatórios inferiores e superiores considerando uma reserva de incêndio de 12m³ 40 Exercício Em um edifício residencial de 6 andares com 4 apartamentos por andar e 2 dormitórios sociais e 1 de serviço determine o consumo diário do edifício Considere 4 funcionários que trabalhem no edifício para compor o CD Depois dimensione os reservatórios inferiores e superiores considerando uma reserva de incêndio de 12m³ População torre 6pavs x 4 aptopav x 5habapto 120hab 1 apto 2dorm x 2 hab 1 dorm serv x 1hab 5habapto População prédio 120 hab 4 func 124 hab CD 124 hab x 200 Lhabdia 24800Ldia ou 248m³dia 41 Dimensionamento dos volumes do reservatório Vsup 04 x CD x 1dia reserva 12m³ do incêndio Vsup 04 x 24800 x 1 12000 21920 L 2192 m³ 22m³ arred Precisaríamos de 2 células de 11m³ no superior Vinf 06 x CD x 1 dia reserva Vinf 06 x 24800 x 1 dia reserva 14880L 148m³ 15m³ arred Precisaríamos de 2 células de 75m³ no inferior 42 Para um reservatório circular considerar Pé direito de 25m Adota um reservatório com altura de 20m lâmina de água dentro do reservatório é 170m Qual o diâmetro do reservatório inferior Volume Area pi x D²4 x Altura sendo D diâmetro 15 m3 A x 170m A 15170 882m² A pi x D² D raiz 882x4 D 335m 4 pi Considerando duas células dividimos a área por 2 e substituímos na equação abaixo A pi x D² D raiz 441m²x4 D 237m 4 pi Para duas células seriam 2 reservatório de diâmetro de 250m Área técnica necessária seria 250m do diâmetro do reservatório 060m ao redor para manutenção NA PRÁTICA 30cm acima da nível dágua 43 Alimentador predial 𝑄 𝐶𝐷 𝑡 A D Sendo Q vazão em m³s CD consumo diário em m³ t tempo para enchimento dos reservatórios em segundos s 24h 86400s v adm velocidade máxima admissível na tubulação ms adotar 10ms A área da seção do tubo em m² D Para t86400s e vadm10ms temse D 44 Alimentador predial Obs Tabela para se basear apenas 45 Exercício Calcule o diâmetro do ramal de entrada para o edifício do exemplo anterior 46 Exercício Calcule o diâmetro do ramal de entrada para o edifício do exemplo anterior CD 25000L ou 25m³ Dalim Predial então CD em m³ Dalim Predial Dalim Predial 47 Hidrômetro A definição dos hidrômetros principais é feita pela concessionária local mas de acordo com o consumo diário podese fazer uma previsão do hidrômetro e do seu abrigo É sempre importante aguardar a validação da concessionária bem como atender a solicitação da mesma quanto aos diâmetros e dimensões solicitadas no abrigo Como referencia podese consultar Ramal predial mm Hidrômetro Cavalete Diâmetro mm Dimensões abrigo LxHxP em m Consumo provável m³dia Vazão característica m³h 20 5 3 20 085 x 065 x 030 25 8 5 25 085 x 065 x 030 25 16 10 32 085 x 065 x 030 25 30 20 40 085 x 065 x 030 50 50 30 50 200 x 090 x040 48 Exercício Para o consumo diário definido no primeiro exercício escolha o hidrômetro e o cavalete para o edifício 49 Exercício Para o consumo diário definido no primeiro exercício escolha o hidrômetro e o cavalete para o edifício Ramal predial mm Hidrômetro Cavalete Diâmetro mm Dimensões abrigo LxHxP em m Consumo provável m³dia Vazão característica m³h 20 5 3 20 085 x 065 x 030 25 8 5 25 085 x 065 x 030 25 16 10 32 085 x 065 x 030 25 30 20 40 085 x 065 x 030 50 50 30 50 200 x 090 x040 50 Extras Pé direito de 35m Adota um reservatório com altura de 25m lâmina de água dentro do reservatório é 220m Qual o diâmetro do reservatório superior Volume Area pi x D²4 x Altura sendo D diâmetro 22 m3 A x 220m A 22220 10m² A pi x D² D raiz 10x4 D 356m 4 pi Considerando duas células dividimos a área por 2 e substituímos na equação abaixo A pi x D² D raiz 5m²x4 D 252m 4 pi Para duas células seriam 2 reservatório de diâmetro de 250m diâmetro comercial mais próximo Área técnica necessária seria 250m do diâmetro do reservatório 060m ao redor para manutenção 51 Lâmina dágua do incêndio Volume Area pi x D²4 x Altura H sendo D diâmetro V A x H A pi x D² A pi x 250² A 49m² 4 4 Para o volume de incêndio de 12m³divido em duas células fica 6m³célula e diâmetro de 250m do reservatório superior encontrado no slide anterior temos V A x H 6m³ 490m² x H H 6490 122m Hinc122m Hcons098m Lâmina dágua total220m Hligaçoes030m Ht250m 52 Disciplina de instalações elétricas e hidrossanitárias Aula 2 Sistemas de recalque Profª Nathalie Hoffert 53 Objetivos Descrever o sistemas de recalque em edifícios Dimensionar a tubulação de elevação recalque e sucção Selecionar o melhor conjunto motorbomba 54 Sistema de recalque O sistema de recalque é a parte do sistema de instalações de água fria que faz o bombeamento da água do reservatório inferior até o reservatório superior Este sistema é composto por tubulação do trecho de sucção bombas e registros tubulação do trecho de recalque Materiais utilizados pvc marrom soldável ppr cpvc aço ferro fundido e cobre Trecho recalque Trecho sucção Hg Cota Máx Tubo no Res Sup NA Min no Res Inf Lrec Lr1 Lr2 Lr3 56 Dimensionamento de bombas Para a escolha da bomba devemos levar em consideração Natureza do fluido Temperatura do fluido Vazão de recalque Altura manométrica Condições elétricas locais SISTEMA CONVENCIONAL o funcionamento das bombas é intermitente ou seja seu funcionamento varia entre 6 e 7hdia liga e desliga para manter o reservatório de água cheio porém não precisa estar ligada o dia todo menor vazão economizando energia 57 SISTEMA INTELIGENTE o funcionamento das bombas continua intermitente porém com mais números de partida durante o dia Neste caso podese adotar o valor de 13hdia para o funcionamento da bomba que no caso são pressurizadores com variador de frequência sistema hidropneumático Desta forma o reservatório se mantem cheio durante todo o dia e por conta da tecnologia ser mais nova o consumo de energia é baixo porém o custo com o equipamento é mais alto Em prédio altos e de alto padrão recomendase esse tipo de sistema para manter suprimento de água aos consumidores Dimensionamento de bombas 58 Bomba centrifuga e pressurizadora Bomba centrífuga ref KSB Meganorm Pressurizador com variador de frequência ref Grundfos ou Wilo 59 Vazão da bomba X Sendo CD Consumo diário em m³ NF o número de horas de funcionamento da bomba em h Sendo X a relação entre o número de horas de funcionamento da bomba e o numero de horas do dia em h NF o número de horas de funcionamento da bomba em h 60 Diâmetro do recalque O diâmetro da tubulação do recalque pode ser determinado a partir das formulas Recalque contínuo pela fórmula de Bresse Sendo k 12 ou 13 09 k 15 Q em m³s D em metros Recalque intermitente pela fórmula de Forcheimmer x em h nº de horas de funcion da bomba24h D em metros 𝐷𝑘𝑄 𝐷13𝑥 14𝑄 61 Exercício Determine a Q da bomba e o diâmetro da tubulação de recalque para um funcionamento de 66hdia e o CD de 25m³ que determinamos nos exercícios anteriores Qb 378m³h m³s Drec 13 x Drec 13 x Para o dimensionamento do diâmetro da sucção se a bomba estiver afogada podese adotar um diâmetro acima do diâmetro encontrado para o recalque Neste caso o Dsucção será DN50mm 62 Para consulta Adotase para a tubulação de sucção um diâmetro igual ou imediatamente superior ao da tubulação de recalque 63 Conjunto motorbomba A escolha do conjunto motorbomba passa pela determinação da vazão de recalque Qrec e da altura manométrica total da instalação Determinação da altura manométrica A altura manométrica total é dada por 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑟𝑒𝑐 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑠𝑢𝑐 Onde é a altura manométrica do recalque mca é a altura manométrica da sucção mca 64 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑟𝑒𝑐 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑠𝑢𝑐 65 Hman Recalque Para determinação da altura manométrica do recalque temse 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑟𝑒𝑐 𝐻𝑟𝑒𝑐Δ 𝐻𝑟𝑒𝑐 Onde é a diferença de cotas entre o eixo da bomba e o ponto mais alto a ser atingido final da tubulação de recalque m é a perda de carga no recalque mca 66 Para a altura manométrica de sucção devemos levar em conta o arranjoposiçãolocalização da bomba Caso o nível do reservatório inferior esteja acima do nível médio da bomba do eixo da bomba dizse que ela está afogada Caso o nível do reservatório inferior esteja abaixo do nível médio da bomba eixo da bomba devemos realizar o cálculo de cavitação neste trecho pois a bomba não estará afogada 67 Hman sucção bomba afogada Para determinação da altura manométrica da sucção temse 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑠𝑢𝑐 𝐻 𝑠𝑢𝑐 Δ 𝐻 𝑠𝑢𝑐 Onde é a diferença de cotas entre o eixo da bomba e a tomada de água de sucção m é a perda de carga na sucção mca 68 Hman sucção bomba não afogada Para determinação da altura manométrica da sucção temse 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑠𝑢𝑐 𝐻 𝑠𝑢𝑐 Δ 𝐻 𝑠𝑢𝑐 Onde é a diferença de cotas entre o eixo da bomba e a tomada de água de sucção m é a perda de carga na sucção mca 69 Perda de carga Hazen Willians h 𝑓𝑑𝑖𝑠𝑡 𝑗 𝐿𝑟𝑒𝑎𝑙 h 𝑓𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙 𝑗 𝐿𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣 j Usado para diâmetros entre 50mm D 3500mm Sendo j perda de carga unitária em mm Q vazão em m³s C Coeficiente Hazen Willian tabelado ver próximo slide D diâmetro interno da tubulação em m 70 Valor do coeficiente C sugerido para a fórmula de Hazen Williams Tubos Novos Usados 10 anos Usados 20 anos Aço corrugado 60 Aço galvanizado roscado 125 100 Aço soldado comum 125 110 90 Chumbo 130 120 120 Cimentoamianto 140 130 120 Cobre 140 135 130 Concreto bom acabamento 130 Concreto acabamento comum 130 120 110 Ferro fundido revestimento epóxi 140 130 120 Ferro fundido revestimento em argamassa de cimento 130 120 105 Latão 130 130 130 Plástico PVC 140 135 130 Figura 1 Comprimentos equivalentes a perdas localizadas em metros de canalização de ferro galvanizado retilínea Os valores indicados para registro de globo aplicamse também às torneiras válvulas para chuveiros e válvulas de descargas Fonte Macintyre 2017 Figura 2 Perdas de carga localizadas equivalência em metros de tubulação de PVC rígido ou cobre Fonte Macintyre 2017 73 Exercício Hman e perdas No ponto A será instalada uma máquina de processo industrial que necessita de uma vazão de 800Lmin e pressão de 400kPa Qual o reforço de pressão da bomba Tubo de aço A BOMBA 2m DN100 VÁLVULA PÉ DE CRIVO RG RG VR 1m 07m 20m 50m DN75 15m 50m 0 2 hfsuc Hb 07 15 5 hfrec 40m 400kPa Hb 462 hfsuc hfrec 74 0 2 hfsuc Hb 07 15 5 hfrec 40m 40kPa Hb 462 hfsuc hfrec Perda de carga na sucção Lreal 21 30m Leq 1 válvula pé de crivo DN100 23 1 registro de gaveta RGDN100 07 1 cotovelo de 90 DN100 34 Leq271m 00620 mm Hfsuc j Lt 00620 3271 18662m Lt Lreal Leq 75 0 2 hfsuc Hb 07 15 5 hfrec 40m 40kPa Hb 462 hfsuc hfrec Perda de carga na recalque Lreal 07 2 15 50 5 592m Leq 5 cotovelos 90 DN75 5 x 25 1254 1 válvula de retenção leve DN75 63 1 registro de gaveta RGDN75 05 1 saída de canalização DN75 22 Leq215 02519 mm Hfrec j Lt 02519 592215 2033m Lt Lreal Leq Hb 462 hfsuc hfrec Hb 462 18662 2033 Hb 6839m Hman Bomba Hman bomba 70mca 76 Cavitação Quando a pressão absoluta em um determinado ponto se reduz a valores abaixo de um certo limite alcançando o ponto de ebulição da água para essa pressão esse líquido começa a ferver e os condutos e bombas passam a apresentar bolsas de vapor dentro de si Isso faz com que as instalações e bombas comecem a vibrar em consequencia da cavitação podem reduzir o rendimento da instalação como também causar danos aos materiais levando ao fenômeno de pitting que é a desagregação de partículas de metal σ 𝐻𝑎 𝐻 𝑠 𝐻𝑣 𝐻 H altura efetiva da bomba manométrica Ha altura correspondente à pressão atmosférica local Hv altura devida à pressão de vapor da água Hs altura de sucção das bombas Sempre que o valor de Hs for excessivo resultando em um valor indesejável de Thoma podese esperar cavitação 78 Potência da bomba O conjunto elevatório deverá vencer a diferença de nível entre os dois pontos mais as perdas de carga em todo o percurso perdas por atrito ao longo das tubulações e as perdas localizadas às peçasconexões 𝑯𝒎𝒂𝒏𝑯𝒈𝒑𝒆𝒓𝒅𝒂𝒔 𝒅𝒆𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂𝒔 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒊𝒔𝒉𝒇 Sendo Hman altura manométrica total m Hg altura geométrica desnível de nível em m A potência em cv de um conjunto de bombas é dada por 𝑷ϒ 𝑸 𝑯𝒎𝒂𝒏 𝟕𝟓η ϒ peso especifico da água 1000kgfm³ Q vazão em m³s Hman altura manométrica em m η rendimento global do conjunto η ηmotor x ηbomba 79 Potência da bomba Admitindo um rendimento global médio de 67 e exprimindo uma vazão em ls para água temse 𝑷 𝑸 𝑯 𝒎𝒂𝒏 𝟓𝟎 ϒ peso especifico da água 1000kgfm³ Q vazão em Ls Hman altura manométrica em m P potencia da bomba em cv A potência da bomba normalmente é definida pelo fabricante após definirmos a Q e Hman da mesma Escolha bomba QxHman 81 Golpe de ariete Ao se acionar ou desligar um equipamento hidráulico podem ocorrer golpes de aríete causando danos tanto pelo aumento da pressão como pela pressão negativa que se forma Nos sistemas elevatórios quando há a parada na bomba por falta de energia elétrica ou por dano no equipamento esta água tende a perder pressão e retornar na tubulação Nesta volta sofre um impacto com instalações e até mesmo a bomba que está parando de girar Este aumento de pressão no sentido contrário e também a pressão negativa formada por conta das ondas que são criadas dentro do tubo é chamado de Golpe de Ariete 82 Golpe de ariete Atualmente existem válvulas de retenção que são instaladas após a saída da bomba para evitar que a água retorne e danifique a bomba o excesso de pressão é liberado pela válvula Existem também válvulas de descarga com dispositivo antigolpes onde o golpe é minimizado Outro ponto também utilizado é ligar a bomba de recalque como a de incêndio no gerador do prédio Essa prática é comum em sistemas indiretos hidropneumáticos mas sistemas indiretos com bombeamento também estão passando a acatar esta prática res Inf reserv Inf 83 Golpe de aríete ver este primeiro e depois o próximo 85 Exercício extra 1 Seja uma instalação de bombas de recalque em um edifício conforme o desenho abaixo As tubulações em cobre sendo a de sucção DN100 e a de recalque DN75 e a vazão é de 65Ls Qual a altura manométrica da bomba Utilizar Hazen Williams Qual a potência da bomba 86 Disciplina de instalações elétricas e hidrossanitárias Aula 3 Dimensionamento dos ramais Profª Nathalie Hoffert