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ADUTORAS
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CLASSIFICAO DAS ADUTORAS
Quanto natureza da gua transportada
Adutoras de gua bruta
Adutoras de gua tratada
Quanto energia para a movimentao da gua
Adutora por gravidade
Adutora por recalque Adutoras mistas
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CLASSIFICAO DAS ADUTORASAdutoras por gravidade
Conduto forado
Conduto livre
Conduto livre e forado
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CLASSIFICAO DAS ADUTORASAdutoras por recalque
Recalque simples
Recalque duplo
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CLASSIFICAO DAS ADUTORAS
Adutora mista
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VAZO DE DIMENSIONAMENTODAS ADUTORAS
Fatores intervenientes:
Horizonte de projeto
Vazo de aduo
Perodo de funcionamento da
aduo
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HORIZONTE DE PROJETO
Fatores a serem considerados:
Vida til da obra
Evoluo da demanda de gua
Custo da obra
Flexibilidade na ampliao do sistema
Custo da energia eltrica
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VAZO DE ADUO
Curso de gua
Qa
RedeCaptao
Estaoelevatria
Estao deTratamento
Qa Qb Qc
1a e ETA
K PqQ Q C
86.400
1b e
K PqQ Q
86.400
1 2c e
K K PqQ Q
86.400
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PERODO DE FUNCIONAMENTO DA ADUO
Perodo de funcionamento funo dodimensionamento hidrulico
Adues por gravidade: 24 h/dia
Aduo por recalque: 16 a 20 h/dia
Aduo por recalqueeconomia deenergia eltrica
Parada das bombas no perodo de 3horas, entre 17:00 e 22:00 h
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HIDRULICA PARA ADUTORAS
Equaes gerais
Equao de energia
2 21 1 2 21 2
p V p VZ Z h2g 2g
Equao de Bernoulli
onde: Z = carga de posio, m;
= carga de presso(em conduto livre = Y), m;
= carga cintica, m;
h = perda de carga.
p
p
2V
2g
Z + , corresponde linha piezomtrica;
Z + + , corresponde linha de carga;
Z + + + h, corresponde ao plano de carga
p
p
2V
2g
p
2V
2g
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HIDRULICA PARA ADUTORAS
Escoamento em conduto livre Escoamento em conduto forado
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HIDRULICA PARA ADUTORAS
Equaes gerais
Equao da continuidade
Q = V1A1= V2A2= VA = constante
onde: Q = vazo, m3/s
V= velocidade mdia na seo, m/s
A = rea da seo de escoamento, m
2
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HIDRULICA PARA ADUTORAS
Equaes para clculo das perdas de carga
Perdas distribudas
Condutos forados
Frmula Universal (1850)
Onde: h = perda de carga, mf = coeficiente de atrito
L = comprimento da tubulao, m
V = velocidade mdia, m/s
D = dimetro da tubulao, m
g = acelerao da gravidade, m/s2Q = vazo, m3/s
2L Vh f
D 2g
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HIDRULICA PARA ADUTORAS
Equaes para clculo das perdas de carga
Perdas distribudas
Condutos forados
Frmula de Hazen-Williams (1903)
Onde: J = perda de carga unitria, m/m
Q = vazo, m3/s
D = dimetro, m
C = coeficiente de rugosidade
1,85 1,85 4,87J 10,65Q C D
2,63 0,54Q 0,279CD J
0,63 0,54
V 0,355CD J
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HIDRULICA PARA ADUTORAS
Equaes para clculo das perdas de carga
Perdas localizadas
Onde: hL= perda de carga localizada, m
K = coeficiente adimensional que depende da singularidade, do nmero de Reynolds, darugosidade da parede e, em alguns casos, das condies de escoamento
V = velocidade mdia, m/s
g = acelerao da gravidade, m/s2
2
L
Vh K
2g
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TRAADO DA ADUTORA
Adutora por gravidade com tubulao assentadaabaixo da linha piezomtrica efetiva
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TRAADO DA ADUTORA
Adutora por gravidade com tubulao em conduto livre
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TRAADO DA ADUTORAAdutora por gravidade com trecho da tubulao abaixo da linha
piezomtrica absoluta, porm acima da piezomtrica efetiva
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RECOMENDAES PARA O TRAADO
A adutora dever ser implantada, de preferncia em ruas e terrenos
pblicos
Deve-se evitar traado onde o terreno rochoso, pantanoso e de outras
caractersticas no adequadas
A adutora deve ser composta de trechos ascendentes com declividade
no inferior a 0,2% e trechos descendentes com declividade no inferior
a 0,3%, mesmo em terrenos planos
Quando a inclinao do conduto for superior a 25%, h necessidade de
se utilizar blocos de ancoragem para dar estabilidade ao conduto
No se devem executar trechos de aduo horizontal; no caso do perfil
do terreno seja horizontal, o conduto deve apresentar alternadamente,
perfis ascendentes e descendentes
So recomendados os traados que apresentam trechos ascendentes
longos com pequena declividade, seguido de trechos descendentes
curtos, com maior declividade
A linha piezomtrica da adutora em regime permanente deve situar-se,
em quaisquer condies de operao, acima da geratriz superior do
conduto.
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RECOMENDAES PARA O TRAADO
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PLANTA E PERFIL DEUMA ADUTORA
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DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASPOR GRAVIDADE
Parmetros para o clculo da adutora:
Vazo (Q)
Velocidade (V)
Perda de carga unitria (J)
Dimetro (D)
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DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASPOR GRAVIDADE
Adutora por gravidade em conduto forado
onde: h = cota NA1cota NA2, m/s
f = coeficiente de atrito
L = comprimento da adutora, m
D = dimetro da adutora, m
V = velocidade mdia da gua, m/s
g = acelerao da gravidade, m/s2
2L Vh f
D 2g
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DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASPOR GRAVIDADE
Adutora por gravidade em conduto livre
onde: V = velocidade mdia doescoamento, m/s
n = coeficiente deManning
RH= raio hidrulico, mI = declividade da linhade energia, m/m
2 13 2
H
1V R I
n
Velocidade mximas em condutosforados: 3,0 a 6,0 m/s
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DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORA POR RECALQUE
Parmetros para o clculo da adutora:
Vazo de aduo, Q
Comprimento da adutora, L
Desnvel a ser vencido, Hg Material da adutora
Dimetro da adutora por recalque hidraulicamente indeterminado
Determinao do dimetro aspectos econmico-financeiros
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DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORASRecomendaes para o estudo do dimetro econmico da adutora
Pr-dimensionamento do dimetro atravs da frmula de Bresse, utilizando-se, nomnimo, os valores de K de 0,9, 1,0, 1,1 e 1,2. A frmula de Bresse apresentada a
seguir:
onde: D = dimetro, m
Q = vazo, m3/s
K = coeficiente de Bresse Anlise econmica atravs do critrio do valor presente, com taxa de desconto de
12% ao ano, ou indicada pelo rgo financiador do empreendimento;
Considerao de todos os custos no comuns, tais como:
custo de aquisio e implantao da adutora;
custo dos equipamentos; despesas de energia eltrica;
As obras comuns, como tubulaes da elevatria, blocos de ancoragem, descargas,ventosas, etc, no necessitam ser consideradas;
Definio das etapas de implantao da adutora e dos conjuntos motor-bomba;
Alternativas a serem estudadas com o mesmo tipo de bomba e tambm com a
mesma modulao.
D K Q
S S O S
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MATERIAIS DAS ADUTORAS
Anlises a serem consideradas para a
escolha de materiais: Qualidade de gua
Quantidade de gua
No provocar vazamentos nasjuntas
No provocar trincas, corroses e
arrebentamentos por aesexternas e internas
Presso da gua
Economia
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PRINCIPAIS MATERIAIS DAS TUBULAES
Tubos metlicos
Ao Ferro fundido dctil
Ferro fundido cinzento (no est sendo
fabricado no Brasil)Tubos no metlicos
Materiais plsticos (PVC, polister
reforado com fibra de vidro) Concreto protendido
Cimento amianto (no est sendofabricado no Brasil)
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TUBULAO DE AOVantagens
Alta resistncia s pressesinternas e externas
No apresenta vazamentos
Baixa fragilidade
Disponveis para vriosdimetros e tipos de juntas
Desvantagens
Pouca resistncia corrosoexterna
Precaues para transporte e
armazenamento Cuidados com a dilatao
trmica
Dimensionamento das paredesdos tubo quanto ao colapso
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TUBULAO DE AO
Revestimentos externos
FBE (Fusion Bonded Epoxy)
Polietileno tripla camada
Poliuretano tar
Primer epoxycom alumnio fenlico
Revestimento interno
Coaltar epoxy
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Flangeada
TUBULAO DE AO
Tipos de juntas
Soldada
Elstica
(1) Junta soldada nas extremidades
(2) Junta soldada nas extremidades com anel
(3) Junta com solda dupla nas extremidades
(4) Junta com solda tipo copo
(5) Junta com solda nas duas extremidades
Junta soldada Junta elstica
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TUBULAO DE FERRO FUNDIDO
Tipos de tubos
Dctil
Tipo cinzento no mais fabricado
Tipos de tubos
Dimetros: 50 a 1.200 mm
Comprimento: 3, 6 e 7 m
Classes: K-9, K-7 e 1 MPa
Tipos de juntas:
Chumbo
Elstica
Elstica travadaMecnica
Flanges
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TUBULAO DE FERRO FUNDIDO
Detalhes das juntas de tubulaes de ferro fundido dctil
Junta elsticaJunta elstica travada
Junta mecnicaJunta de flange
OPERAO DAS ADUTORAS
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OPERAO DAS ADUTORAS
Condies operacionais:
Condio normal condio prevista no projeto
Condio emergencial falha operacional de dispositivos
Condio catastrfica acidente operacional
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ENCHIMENTO DE ADUTORAS
Condio para enchimentoexpulso plena de ar, com agradativa e lenta admisso de gua
Velocidade mdia para enchimento:0,3 m/s
Vlvulas para expulso de ar:ventosas
ALTERNATIVAS PARA A ENTRADA DE AR
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ALTERNATIVAS PARA A ENTRADA DE AREM ADUTORAS
Nvel muito baixo
Descarga superior com introduo de ar
Formao de vrtice
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DESCARGA EM ADUTORAS
Descarga da adutora em galerias, valas e crregos
DESCARGA DE ADUTORAS
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DESCARGA DE ADUTORASUTILIZADAS NO SISTEMA ADUTOR
METROPOLITANO DA RMSP
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DISPOSITIVOS DE PROTEO DAS ADUTORAS
Blocos de ancoragens
Proteo contra corroso
Proteo contra os transitrios
hidrulicos
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BLOCOS DE ANCORAGEM
Tipos de esforos nas tubulaes:
Tenso tangencial
Tenso longitudinal
Tenses de compresso e flexo
Tenses das reaes de apoio
Esforos em uma curva horizontal
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BLOCOS DE ANCORAGEM
Dimensionamento dos blocos - Dados necessrios
Resultante das foras (direo e intensidade)
Tenso mxima admissvel na parede lateral davala
Coeso do solo
ngulo de atrito interno do solo
Tenso mxima admissvel pelo solo na vertical
Peso especfico do solo
Especificaes do concreto a ser utilizado
Atrito concreto-solo
Critrios de clculo
Por atrito entre o bloco e o solo (peso do bloco); Por reao de apoio da parede da vala
(engastamento).
Foras envolvidas para odimensionamento de um bloco de
ancoragem
R = fora resultante;P = peso do bloco;W = peso do aterro;B = apoio sobre a parede da vala;f = atrito sobre o solo;
M = momento de tombamento.
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ANCORAGEM DE ADUTORAS EM DECLIVE
Ancoragem da tubulao
Declividade 20% - tubulao rea;
Declividade 25% - tubulao enterrada
Fora axial em tubulaes com declividade
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ANCORAGEM DE ADUTORAS EM DECLIVE
Assentamento de tubulao enterrada com ancoragem por trecho travado
Assentamento de tubulao area: ancoragem tubo por tubo
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CORROSO
Corroso deteriorao de material, por aoqumica ou eletroqumica, aliada ouno a esforos mecnicos
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CORROSO
Tipos de corroso
Corroso galvnica
Corroso em frestas
Corroso atmosfrica
Corroso pelo solo
Corroso pela gua
Corroso eletroltica
Outros tipos de corroso
LIMPEZA DAS ADUTORAS
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LIMPEZA DAS ADUTORAS
Sedimentao
Deposio de minerais insolveisem tubo de ferro fundido dctilcom revestimento. Adutora de
gua tratada, 250 mm. Idade datubulao ~ 15 anos. Coeficiente
de rugosidade C ~ 85 (Hazen-
Williams).
Incrustao
Incrustao em tubo de ferrofundido dctil sem revestimento.
Adutora de gua bruta, 250mm. Idade da tubulao ~ 25
anos. Coeficiente de rugosidadeC ~ 70 (Hazen-Williams)
LIMPEZA DAS ADUTORAS
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LIMPEZA DAS ADUTORAS
Entrada e sada do polly-pig em uma adutora
Introduo do polly-pig
atravs de hidrante, semregistro
Introduo de polly-pig
atravs de uma peaespecial
Introduo do polly-pig
atravs de uma pea em Y
APLICAO DO REVESTIMENTO DE
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APLICAO DO REVESTIMENTO DEARGAMASSA DE CIMENTO
EQUIPAMENTOS DE MEDIO
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EQUIPAMENTOS DE MEDIO
Medidores de presso
Amplificadores de sinal
Manmetros Manmetro de Bourdon
Manmetro do tipo fole
Transdutores de presso
Magntico de presso
Capacitivos
Extensiomtricos
Piezoeltricos
MEDIDORES EM CONDUTOS FORADOS
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MEDIDORES EM CONDUTOS FORADOS
Medidores de vazo Medidores de obstruo
Venturi Orifcio
EQUIPAMENTOS DE MEDIO
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EQUIPAMENTOS DE MEDIO
Medidores em condutos forados
Medidores de vazo
Ultrassnicos
Modo diagonal
Modo reflexivo
Eletromagnticos
MEDIDORES EM CONDUTOS LIVRE
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MEDIDORES EM CONDUTOS LIVRE
Vertedores: triangulares, circulares,retangulares, Sutro, etc
Calhas: Parshall, Palmer-Bowlus, etc
Medidor eletromagntico
Medidor ultrassnico
INTERVENO EM ADUTORAS EM CARGA
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INTERVENO EM ADUTORAS EM CARGADerivao pelo processo de furao em carga da adutora do SAM Leste da RMSP
EXEMPLOS DE TRAVESSIA AREA
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EXEMPLOS DE TRAVESSIA AREAEM CURSOS DGUA
TRAVESSIA AREA
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TRAVESSIA AREA
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TRAVESSIA DE UMA ADUTORA SOB UMAESTRADA DE FERRO