Projeto de Instalação de Água Potável: Dimensionamento e Cálculo de Demanda

UniREDENTOR Centro Universitário Afya EDUCAÇÃO TECNOLOGIA SAÚDE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Cálculo de demanda e consumo Captação diâmetro nominal comprimentos real e virtual perda de carga Adução de água bruta Aula 4 Dimensionamento O que é preciso para fazer um projeto de água potável Projeto para instalação de água potável PASSOS INICIAIS Identificar a comunidade Fazer o levantamento planialtimétrico Localização dos pontos Quais os mananciais para a coleta Instalação da ETA Exemplo de captação FUNDO DE RIO BORDO 4533 4572 4512 BORDO 4612 BORDO 4611 4671 BORDO 4691 Levantamento N Nome do Beneficiário Endereço N de habitantes Jacira Fernandes Pereira Barra MansaSão Pedro Paraíso 1 Jailton Justino Clemente ColeginhoSão Pedro Paraíso 2 Wilton Nicolau da Silva ColeginhoSão Pedro Paraíso 3 Maria José Moreira dos Santos ColeginhoSão Pedro Paraíso 3 Joana de Fátima Francisco ColeginhoSão Pedro Paraíso 3 Argentina José Soterio Vaz Rua Usual Duarte Pessanha snº São Pedro 2 Marcos de Jesus Rua Usual Duarte Pessanha snº São Pedro 5 286 UniREDENTOR Centro Universitário By Pass Adução de Água Bruta Contenção Projeto para instalação de água potável PARTE B Cap BI Sistemas Urbanos Projeto para instalação de água potável Identificação da comunidade Cálculo de demanda e consumo Projeto para instalação de água potável Identificação da comunidade População atual População 2010 População estimada ano atual População prevista e a demanda doméstica vazão Vazão Consumo doméstico litrospessoadia x população prevista httpscidadesibgegovbr Projeto para instalação de água potável Identificação da comunidade Cálculo de demanda e consumo Consumo doméstico baseado Projeto para instalação de água potável Identificação da comunidade Cálculo de demanda e consumo Consumo doméstico baseado Projeto para instalação de água potável Identificação da comunidade Demanda diária total doméstica comercial industrial Bombeamento diário jornada da bomba Vazão média Demanda diária convertida em segundo Ls Vazão do dia de maior consumo depende de k1 Vazão do dia e hora do maior consumo depende de k2 Projeto para instalação de água potável Coeficientes K1 e K2 Ver Excel Projeto para instalação de água potável Passo 2 Captação A vazão de captação uso da vazão do dia de maior consumo Diâmetro estimado da captação Comprimento real Contabilizar os acessórios e calcular os comp Equivalentes tabelado Calcular o comprimento total Ct Cr Ce Calcular perda de carga verificar a melhor fórmula empírica normalmente Hazen Willians Exemplo RECORDANDO PERDA DE CARGA Classificação Perdas de carga contínuas São aquelas relativas às perdas ao longo de uma tubulação sendo função do comprimento material e diâmetro Perdas de carga acidentais São aquelas proporcionadas por elementos que compõem a tubulação exceto a tubulação propriamente dita RECORDANDO PERDA DE CARGA Existem vários métodos para o cálculo de perda de carga unitária entre esses destacase pela simplicidade e facilidade de uso o Método de HazenWilliams que é feito através da seguinte expressão Projeto para instalação de água potável Passo 2 Captação Verificar a posição da captação fundo e superfície por meio do levantamento planialtimétrico Calcular o comprimento relativo do tubo LD Determinar o coeficiente de descarga em função de LD Verificar a vazão disponível na tubulação comparando com a de projeto Ver Excel Projeto para instalação de água potável Passo 3 Adução de Água Bruta Com a vazão de captação calculada no passo 1 dividese seu valor pela quant de bombas a ser utilizada Determinase o diâmetro da adução Verificação da velocidade Para a NBR 12218 a velocidade mínima nas tubulações deve ser de 06 ms e a máxima de 35 ms Projeto para instalação de água potável Passo 3 Adução de Água Bruta DETALHES GEOMÉTRICOS DO POÇO cálculo automático Hmin Lâmina dágua mínima para sucção 𝑣² 2𝑔 2 𝐷𝑛 𝐻𝑚𝑖𝑛 𝑣² 2𝑔 02 𝑐𝑎𝑠𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟á𝑟𝑖𝑜 𝐻𝑚𝑖𝑛 2 𝐷𝑛 Hfundo 3DN Distância mínima ao fundo para evitar vórtices Hminpoço Hmin Hfundo Profundidade adotada escolhese uma altura maior do que Hminpoço Ver Excel Projeto para instalação de água potável Passo 3 Adução de Água Bruta DETALHES GEOMÉTRICOS Cota fundo do manancial Cfm Cota de captaçãoCcap Cfm Htubo Cota do fundo do poço CcapHprof p Cota da superfície do solo Profundidade do poço Cota da superfície do solo cota do fundo do poço E a largura do poço Cfm Htubo Hprof p Projeto para instalação de água potável Passo 3 Adução de Água Bruta DETALHES GEOMÉTRICOS Distância entre os eixos da bomba 275 x DN Número mínimo de bombas em funcionamento Distância mínima entre a bomba e a borda 15 DN Diâmetro interno do poço Dint em função dos dados acima Ver Excel Projeto para instalação de água potável Passo 3 Adução de Água Bruta DETALHES linhas de recalque Comprimento real escolher o maior trecho Verificar os acessórios necessários e calcular seus comp Equiv Calcular o comprimento total Especificar material do tubo e sua idade Calcular a perda de carga unitária e a total Ver Excel Projeto para instalação de água potável Passo 3 Adução de Água Bruta LINHA PRINCIPAL ADUTORA DE ÁGUA BRUTA Mesmos passos da anterior Somase as perdas das linhas de recalque e da adutora Detalhe para atravessar rodovia Ver Excel Projeto para instalação de água potável Passo 3 Adução de Água Bruta Cota da sucção da bomba Cota da estação de tratamento Projeto para instalação de água potável Passo 3 Adução de Água Bruta Pressão da ETA 30mca solicitação do fabricante Altura manométrica HG Perdas 30mca Dimensionamento da bomba Potência necessária ao funcionamento da bomba Pot Potência instalada ou potência do motor N O motor que aciona a bomba deverá trabalhar sempre com uma folga ou margem de segurança a qual evitará que ele venha por razão qualquer operar com sobrecarga Portanto recomendase que a potência necessária ao funcionamento da bomba Pot seja acrescida de uma folga conforme especificação da Tabela abaixo para motores elétricos Potência instalada ou potência do motor N Ver Excel Bomba CATÁLOGO LEÃO MODELO 4R1207 Série 230 PÁG 19 CATÁLOGO SCHNEIDER Motobombas Submersas 4 SUB Rotor fechado Série SUB 40 Modelo SUB4015S4E6 PÁG 80 OBRIGADO ABASTECIMENTO DE ÁGUA Dimensionamento da estação de tratamento Adução de água tratada Reservatório Aula 5 Dimensionamento Estação compacta Aducão de Água Bruta ETA Captação Medidor de vazão Tanque de mistura de água Tanque de tratamento de lodo Detalhe do filtro Etapa adução de água tratada Bombas Vazão de Captação Número de Bombas Vazãobomba Diâm Adução DN mm DN mm DN mm Velocidade Hmin Hfundo Hminpoço Hadotpoço Cota da Superfíce do Solo Cota do Fundo do Poço Profundidade do Poço Distância Mín Eixo Bombas Número de Bombas Poço Dist Mín Bombas Borda Diâmetro Interno do Poço Diâm Int Adot para o Poço Volume Tanque Estocagem Etapa adução de água tratada ÍDEM ÁGUA BRUTA Para dimensionar a adutora de água tratada temos que calcular os trechos de sucção e de recalque Na sucção veja a planilha Na linha de adução principal Linha de Abastecimento dos Reservatórios Parte final do dimensionamento da adutora Cota de Sucção Cota de Abastecimento Diferença de Nível Altura manométrica γ η Potência Estação elevatória para abastecimento de água consiste no local onde é feito o recalque ou o bombeamento da água Para o bombeamento é necessário de uma casa de bomba que consiste no local onde é abrigado as bombas motor registros tubos e acessórios Essa água é bombeada para um reservatório seja de armazenamento seja para tratamento da água a fim de armazenar e garantir pressão à água nas canalizações como também regularizar a vazão Aspectos para escolha da construção da elevatória As dimensões do terreno deverão satisfazer às necessidades presentes a expansão futura Baixo custo e facilidades de desapropriação do terreno Disponibilidade de energia elétrica Topografia da área Sondagens do terreno Facilidade de acesso Estabilidade contra erosão e segurança contra assoreamento Menor desnível geométrico Trajeto mais curto da tubulação de recalque Menor movimento de terra Harmonização da obra com o ambiente circunvizinho Aspectos para escolha da construção da elevatória Quando se deseja transportar água entre dois reservatórios aumentar a pressão ou vazão entre redes de distribuição é comum encontrar estações elevatórias tipo booster Figura 1120 Esquema de estação elevatória tipo booster para reforço de bombeamento Informações complementares Para mais informações estude a aula 11 do caderno da disciplina apostila EAD Figura 1121 Esquema de estação elevatória tipo booster para aumentar a vazão Reservatórios Reservatórios Reservatório DIMENSIONAMENTO Consumo diário Cd demanda diária doméstica industrial e comercial já calculado Volume diário Vd K1 x Cd N de dias reservados 2 Volume reservado Ndias x Vd Alimentador DN diâmetro do tubo que chega Extravasador DN 1 diâmetro acima do alimentador Limpeza DN idem Extravasador Reservatórios Reservatórios Reservatório formato Forma Critério econômico x y x 34 D H Quadro 131 Indicações para a altura da lâmina de água em reservatório Volume m³ até 3500 3500 a 15000 acima de 15000 Fonte TWORT et al 2000 Altura da lâmina dágua m 25 a 35 35 a 50 50 a 70 Reservatório formato Quadro 1 Dimensões comerciais de reservatórios tubulares CAPACIDADE DIÂMETRO ALTURA 5000 LITROS 111 m 540 m 10000 LITROS 143 m 640 m 12000 LITROS 143 m 780 m 15000 LITROS 191 m 540 m 20000 LITROS 191 m 720 m 30000 LITROS 222 m 780 m 32000 LITROS 222 m 840 m 40000 LITROS 254 m 820 m 50000 LITROS 254 m 1020 m 60000 LITROS 286 m 960 m 70000 LITROS 300 m 1020 m 80000 LITROS 318 m 1020 m Reservatório formato Quadro 1 Dimensões comerciais de reservatórios tubulares CAPACIDADE DIÂMETRO ALTURA 90000 LITROS 318 m 1140 m 100000 LITROS 318 m 1260 m 110000 LITROS 318 m 1380 m 120000 LITROS 318 m 1560 m 130000 LITROS 382 m 1140 m 140000 LITROS 382 m 1240 m 150000 LITROS 382 m 1320 m 160000 LITROS 382 m 1400 m 170000 LITROS 382 m 1500 m 200000 LITROS 382 m 1800 m Fonte ZILOTTI 2021 REDES DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Dados preliminares da distribuição Demanda diária já calculada População já determinada Extensão da rede somatório de todos os trechos Consumo médio por pessoa Consumo população Vazão de distribuição Vazão específica relativa à extensão da rede Na distribuição temos que usar a hora de maior consumo Os trechos devem ser divididos Para cada trecho determinar as cotas do terreno e os seus comprimentos Na planilha Preencher as vazões diâmetro velocidade cotas piezométricas perda de carga e pressão disponível Distribuição Distribuição Vazão em marcha Vazão específica relativa à extensão da rede x comprimento do trecho Vazão à montante Marcha jusante Vazão fictícia Vazão ls A Jusante Em Marcha A Montante Fictícia Trecho 1 Montante Jusante Distribuição Diâmetro Dmín 50mm 4 tub secundária Velocidade perda de carga unitária Vazão ls A Jusante Em Marcha A Montante Fictícia Trecho 1 Montante Jusante Distribuição Distribuição Exemplo da planilha trechos 1 e 2 Exemplo da planilha trecho 3