Reservatórios de Distribuição de Água: Vantagens, Desvantagens e Classificações

Reservatórios de Distribuição de Água Departamento de Engenharia Civil e Meio Ambiente Curso de Engenharia Civil Saneamento 10º Período Professor MSc Túlio Gonçalves Introdução Principais finalidades dos reservatórios de distribuição de água Regularizar a vazão Segurança ao abastecimento Reserva de água para incêndio Regularizar pressões Introdução Vantagens Bombeamento de água fora do horário de pico elétrico Aumento no rendimento dos conjuntos elevatórios Impacto ambiental Desvantagens Custo elevado de implantação Localização Classificação dos reservatórios Quanto a localização no sistema Reservatório de montante Reservatório de jusante Reservatório de posição intermediária A localização dos reservatórios deve ser escolhida de forma que os seguintes limites de pressão sejam atendidos Pressão estática máxima 500 KPa 50 mca Pressão dinâmica mínima 100 Kpa 10 mca Classificação dos reservatórios Quanto a localização no sistema Reservatório de montante Reservatório que sempre fornece água a rede de distribuição Quando a população a ser abastecida localizase em cota muito inferior a do reservatório pode necessitarse de uma distribuição escalonada com mais um reservatório de montante Dependendo do sistema de abastecimento de água poderá ser utilizada além do reservatório principal um reservatório complementar com a capacidade inferior Classificação dos reservatórios Quanto a localização no sistema Reservatório de montante Reservatórios escalonados Reservatórios complementar Classificação dos reservatórios Quanto a localização no sistema Reservatório de jusante Conhecidos como reservatórios de sobras Tem a função de auxiliar o abastecimento nas horas de maior consumo Entrada e saída de água por tubulação única Classificação dos reservatórios Quanto a localização no sistema Reservatório de posição intermediária Volante de regularização de transição entre bombeamento e distribuição por gravidade Classificação dos reservatórios Quanto a localização no terreno Reservatório enterrado Reservatório semienterrado Reservatório apoiado Reservatório elevado Classificação dos reservatórios Quanto a localização no terreno Opção por uma das geometrias de reservatórios deve levar em consideração fatores como padronização arranjo das unidades no espaço disponível e estudos econômicos Menor comprimento de paredes para reservatórios retangulares Obs Em reservatórios circulares a relação igualitária entre o diâmetro e sua altura produz mais economia quando consideradas as áreas de parede lajes de fundo e cobertura Classificação dos reservatórios Vantagens do reservatório elevado Pode funcionar como um dispositivo de proteção das tubulações do sistema de distribuição de água contra o fenômeno dos transitórios hidráulicos Reserva de água para o combate a incêndio ou situações de emergência O custo de energia da elevatória que bombeia água para o reservatório elevado geralmente é menor que o bombeamento direto para a rede de distribuição de água Permitem maior controle de pressões na rede de distribuição com diminuição das perdas de água Classificação dos reservatórios Indicações para a altura da lamina de água em reservatório Volume m³ Altura da lamina dágua m até 3500 25 a 35 3500 a 15000 35 a 50 acima de 15000 50 a 70 Fonte Twort et al 2000 Capacidade dos reservatórios Volume para atender às variações de consumo de água Volume de combate a incêndios Volume para emergências Volume de reservação Quando se dispõe de curva de consumo Quando não se dispõe da curva de consumo Determinação do volume útil para atender as variações do consumo de água Capacidade dos reservatórios Uma vez conhecida a curva de consumo o volume é calculado considerandose a adução contínua ou intermitente do reservatório No caso de adução contínua com vazão constante durante 24 horas do dia considerase a adução para o dia de maior consumo Método baseado na curva de consumo Adução contínua Capacidade dos reservatórios Uma vez conhecida a curva de consumo o volume é calculado considerandose a adução contínua ou intermitente do reservatório No caso de adução contínua com vazão constante durante 24 horas do dia considerase a adução para o dia de maior consumo Método baseado na curva de consumo Adução contínua Capacidade dos reservatórios Método para cálculo do volume útil quando não se dispõe da curva de consumo Quando não se conhece a curva de consumo podese fazer a hipótese de variação da curva considerandose a forma seinodal Esvaziando Volume de reservação utilizados em projetos O volume mínimo será determinado de acordo com um dos seguintes critérios A adução sendo contínua durante as 24 horas do dia o volume armazenado será igual ou maior que 13 do volume distribuído no dia de consumo máximo A adução sendo descontínua e se fazendo em um só período que coincidirá com o período do dia em que o consumo é máximo o volume armazenado será igual ou maior que um 13 do volume distribuído no dia de consumo máximo e igual ou maior que o produto da vazão média do dia de consumo máximo pelo tempo em que a adução permanecerá inoperante nesse dia de consumo máximo A adução sendo descontínua ou sendo contínua não coincidindo com o período do dia em que o consumo é máximo o volume armazenado será igual ou maior que 13 do volume distribuído no dia de consumo máximo acrescido do produto da vazão média do dia de consumo máximo pelo tempo em que a adução permanecerá inoperante nesse dia de consumo máximo Volume de reservação utilizados em projetos Capacidade do reservatório elevado 10 a 20 do valor total da capacidade de reservação necessária Volume mínimo do reservatório de 130 do volume distribuído no dia de consumo máximo Capacidade limitada a geralmente a 1000 m³ sendo mais comum a capacidade máxima de 500 m³ Vórtices em reservatórios Problemas relacionados a entrada de ar no sistema de abastecimento Diminuição da vazão nas adutoras Redução da capacidade de armazenamento do reservatório Diminuição da eficiência e vazão da bomba Vibração e cavitação na bomba Para evitar a formação de vórtices na saída de água do reservatório podese adotar uma submergência mínima na saída de água do reservatório Vórtices em reservatórios Métodos para controle de vórtices Tipos de saídas de canalização Sem poço de rebaixo Com poço de rebaixo Controle de vórtices Submergência adequada Instalação de dispositivo supressor de vórtices Vórtices em reservatórios Submergência na saída dos reservatórios Vórtices em reservatórios Supressores de vórtices Tubulações e órgãos acessórios Tubulação de entrada Entrada afogada Devese instalar dispositivos que impeçam o retorno de água a adutora Tubulações e órgãos acessórios Tubulação de entrada Desconhecimento da economia de energia elétrica ocasionada pela mudança de entrada do reservatório Por tradição Entrada livre comum no Brasil Menor complexidade no projeto para a escolha do conjunto motorbomba A velocidade da água na tubulação de entrada não deve exceder o dobro da velocidade na adutora Tubulações e órgãos acessórios Tubulação de entrada Tubulações e órgãos acessórios Tubulação de saída A velocidade da água na tubulação de saída não deve exceder uma vez e meia a velocidade na tubulação da rede principal tubulação a jusante do reservatório A saída de água deve ser dotada de sistema de fechamento por válvula A jusante do fechamento deve ser previsto dispositivo que permita a entrada de ar no sistema A tubulação de saída é dimensionada para a vazão de distribuição É usual a instalação da tubulação de saída no poço de rebaixo visando ao total aproveitamento do volume do reservatório a menos de uma altura inferior destinada ao depósito de sedimentos Tubulações e órgãos acessórios Tubulação de descarga de fundo Recomendase diâmetro mínimo de 150 mm O dimensionamento é realizado em função do tempo de esgotamento da câmarareservatório usualmente entre 3 e 6 h Devese prever também a instalação de descarga de fundo em cota inferior a da tubulação de saída Tubulações e órgãos acessórios Extravasor Os reservatórios devem ser conter extravasor com capacidade para a vazão máxima afluente A água de extravasão deve ser coletada por um tubo vertical que descarregue livremente em uma caixa e encaminhando para o ponto de descarte A folga mínima entre a cobertura do reservatório e o nível máximo atingido pela água em extravasão é de 030 m Tubulações e órgãos acessórios Ventilação Necessária para amenizar os esforços devido a variação de pressão A vazão de ar para dimensionamento deve ser igual à máxima vazão de saída de água do reservatório As ventilações são constituídas por tubos com uma curva com abertura voltada para baixo protegida por uma tela fina A área da seção desses dispositivos ou aberturas deve se basear na velocidade de 15 ms de ar Tubulações e órgãos acessórios Acesso ao interior do reservatório Os reservatórios devem ter na laje de cobertura abertura que permita fácil acesso ao seu interior bem como escadas fixas tipo marinheiro para acesso a laje e segurança do operador A abertura mínima da laje deverá ser 060 x 060 m livres