Recursos Hídricos Projeto de Saneamento

8/18/2019 Recursos Hídricos Projeto de Saneamento

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UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO - UNINOVE Centro de Ciências Sociais e Aplicadas

Campus Santo AmaroCurso de Engenharia Civil

PROJETO INTEGRADORRECURSOS HÍDRICOS

PROJETO DE SANEAMENTO

Danilo Guimarães da Silva 2213207000Ezequiel Nunes Felipe 2214112424

Maria Luiza Pereira Neves 2215105048

Romildo Correia Sacramento 2212201012

Roseli Xavier Kaltenbacher 2212200819

Tiago Araújo G. da Silva 2213114663

Whitney B. Vasquez Morales 2212204520

SÃO PAULO

2015


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PROJETO INTEGRADOR

RECURSOS HÍDRICOS

Por

Danilo Guimarães da Silva

Ezequiel Nunes Felipe

Maria Luiza Pereira Nunes

Romildo Correia Sacramento

Roseli Xavier Kaltenbacher

Tiago Araujo Galdino da Silva

Whitney Bolivia Vasquez Morales

Trabalho apresentado à UniversidadeNove de Julho, como requisito parcial deavaliação e complementação curricular.

Prof. Luiz Ricardo dos Santos Malta

SÃO PAULO2015


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“ A parceria é envolvimento de cada um e o

comprometido de todos na busca da realização

e da superação de um objetivo comum”.

(Norberto Bahia Odebrecht)


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RESUMO

Este projeto tem como objetivo analisar e entender os conceitos apresentadosno sétimo semestre do curso de engenharia civil, visando sua aplicabilidade e

instruções em diversos aspectos e etapas de um projeto de saneamento. Trata-se

do sistema de aprendizado contendo uma avaliação de desempenho mais eficaz,

interligando áreas diferentes do curso no propósito de evoluir o conhecimento e

efetiva-lo na prática através da apresentação de projeto contendo relatório com

memorial de calculo e plantas.

Os métodos que serão utilizados abrange a área de hidráulica, saneamento e

projetos na aplicação de fórmulas e desenvolvimento de plantas, podendo assim

demonstrar os resultados obtidos através de cálculos matemáticos; hidráulica na

aplicação de conhecimento como conceito de vazão, escoamento, perda de carga,

altura manométrica, coeficientes e raio hidráulico; saneamento na aplicação dos

conceitos apresentados em sala de aula como, definições de Estações Elevatórias,

Reservatórios, Adutoras e Rede de distribuição; e projeto na confecção e elaboração

de plantas.

O projeto destaca pontos relevantes no aprendizado e concretização dos

objetivos propostos. As pesquisas realizadas possuem em sua totalidade importante

estimulante e tornando assim a projeção de resultado favorável ao que se propõe,

seja na elaboração do memorial de calculo ou nas plantas.

Palavras-chave: Vazão de projeto, bombas, dimensionamento, Estação Elevatória

de Água Bruta, Estação Elevatória de Água Tratada, Reservatório.


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ABSTRACT

Este proyecto tiene como objetivo analizar e entender los conceptospresentados en el séptimo semestre del curso de ingeniería civil, visando su

aplicabilidad e instrucciones en diversos aspectos y etapas de un proyecto de

saneamiento. Refiere se a un sistema de aprendizaje conteniendo una evaluación

del desempeño más eficaz, intercambiando áreas diferentes del curso en el

propósito de desarrollar el conocimiento y hacerlo concreto en la práctica por medio

de una presentación de un proyecto conteniendo un informe con el memorial de

cálculo y planes.

Los métodos que serán utilizados abarca las áreas de hidráulica, saneamiento

y proyectos en la aplicación de fórmulas y desarrollo de planes, pudiendo así

demonstrar los resultados obtenidos por medio de cálculos matemáticos; hidráulica

en la aplicabilidad del conocimiento como concepto de flujo, perdida de carga, altura

manométrica, coeficientes y rayo hidráulico; saneamiento en la aplicación de los

conceptos presentados en clases como, definiciones de Estación de Bombeo,

Depósito, Aductor y Red de distribución; y proyectos en las confecciones y

elaboraciones de plantas.

El proyecto destaca puntos relevantes en el aprendizaje y concretización de

los objetivos propuestos. Las pesquisas realizadas contienen en su totalidad

importantes estimulante y haciendo de eso la proyección del resultado favorable a lo

que se propone, sea en la creación del memorial de cálculo u en los planes.

Palabras-claves: Flujo de proyecto, bombas, dimensionamiento, Estación de

Bombeo de Agua Bruta, Estación Bombeo de Agua Tratada, Depósito,


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LISTA DE FÍGURAS

Figura 1 - Adutora de Água Bruta ......................................................................... 14

Figura 2 - Estação Elevatória de Água Bruta ....................................................... 15 Figura 3 - Tubulação de Recalque ......................................................................... 17 Figura 4 - Tubulação de Sucção ............................................................................ 18 Figura 5 - Tubulação de Recalque ......................................................................... 22 Figura 6 - Tubulação de Sucção ............................................................................ 23 Figura 7 - Bomba Centrifuga Normalizada Para Uso Geral ................................. 28 Figura 8 - Gráfico de Seleção da Bomba .............................................................. 29 Figura 9 - Gráfico de Definição de Potencia ......................................................... 30 Figura 10 - Estação de Tratamento de Água ........................................................ 31 Figura 11 - Estação de Tratamento de Água ........................................................ 31

Figura 12 - Canal de Entrada da ETA .................................................................... 32 Figura 13 - Calha Parshall ...................................................................................... 32 Figura 14 - Planta e Perfil de Calha Parshall ........................................................ 33 Figura 15 - Decantador de Fluxo Horizontal ......................................................... 34 Figura 16 - Floculador Mecânico ........................................................................... 43 Figura 17 - Esquema vertical de um filtro rápido ................................................. 46 Figura 18 - Tanque de Contato .............................................................................. 50 Figura 19 - Localização das Adutoras em Sistemas de Abastecimento de Água .................................................................................................................................. 52 Figura 20 - Tubulação de Recalque ....................................................................... 53 Figura 21 - Tubulações de Sucção ........................................................................ 54

Figura 22 - Adutora de Água Tratada (AAT) ......................................................... 57 Figura 23 - Bomba Centrifuga Normalizada Para Uso Geral ............................... 64 Figura 24 - Gráfico de Seleção da Bomba ............................................................ 65 Figura 25 - Gráfico de Definição de Potencia ....................................................... 66 Figura 26 - Definição da Posição de Cada Nó ...................................................... 73 Figura 27 - Definição do Fluxo de Cada Trecho ................................................... 74 Figura 28 - Definição do Fluxo dos Aneis ............................................................. 74 Figura 29 - Definição da Vazão Inicial de Cada Trecho ....................................... 75 Figura 30 - Definição do Comprimento de Cada Um Dos Trechos ..................... 75 Figura 31 - Definição do Diâmetro de Cada Trecho ............................................. 76

http://c/Users/wmorales/Desktop/P.I.7.%20RECURSOS_HIDR%C3%8DCOS/1.SANEAMENTO/P%20I%207_Recursos_H%C3%ADdricos_Projeto_de_Saneamento_FINAL.docx%23_Toc437204299http://c/Users/wmorales/Desktop/P.I.7.%20RECURSOS_HIDR%C3%8DCOS/1.SANEAMENTO/P%20I%207_Recursos_H%C3%ADdricos_Projeto_de_Saneamento_FINAL.docx%23_Toc437204299http://c/Users/wmorales/Desktop/P.I.7.%20RECURSOS_HIDR%C3%8DCOS/1.SANEAMENTO/P%20I%207_Recursos_H%C3%ADdricos_Projeto_de_Saneamento_FINAL.docx%23_Toc437204299http://c/Users/wmorales/Desktop/P.I.7.%20RECURSOS_HIDR%C3%8DCOS/1.SANEAMENTO/P%20I%207_Recursos_H%C3%ADdricos_Projeto_de_Saneamento_FINAL.docx%23_Toc437204315http://c/Users/wmorales/Desktop/P.I.7.%20RECURSOS_HIDR%C3%8DCOS/1.SANEAMENTO/P%20I%207_Recursos_H%C3%ADdricos_Projeto_de_Saneamento_FINAL.docx%23_Toc437204315http://c/Users/wmorales/Desktop/P.I.7.%20RECURSOS_HIDR%C3%8DCOS/1.SANEAMENTO/P%20I%207_Recursos_H%C3%ADdricos_Projeto_de_Saneamento_FINAL.docx%23_Toc437204315http://c/Users/wmorales/Desktop/P.I.7.%20RECURSOS_HIDR%C3%8DCOS/1.SANEAMENTO/P%20I%207_Recursos_H%C3%ADdricos_Projeto_de_Saneamento_FINAL.docx%23_Toc437204315http://c/Users/wmorales/Desktop/P.I.7.%20RECURSOS_HIDR%C3%8DCOS/1.SANEAMENTO/P%20I%207_Recursos_H%C3%ADdricos_Projeto_de_Saneamento_FINAL.docx%23_Toc437204299


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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Etapas do Memorial de Calculo ........................................................... 11 Tabela 2 - Etapas das Plantas ................................................................................ 11

Tabela 3 - Tabela de Peças - Sucção (350mm) ..................................................... 19 Tabela 4 - Tabela de Peças - Recalque (300 mm) ................................................. 20 Tabela 5 - Tabela de Peças - Adutora de Água Bruta .......................................... 21 Tabela 6 - Tabela de Peças - Sucção (350mm) ..................................................... 24 Tabela 7 - Tabela de Peças - Recalque (300 mm) ................................................. 25 Tabela 8 - Tabela de Peças - Adutora de Água Bruta .......................................... 26 Tabela 9 - Tabela de Limites de aplicação: medidores Parshall comescoamento livre .................................................................................................... 33 Tabela 10 - Dimensões padronizadas (cm) de medidores Parshall ................... 34 Tabela 11 - Tabela de Peças - Sucção (350mm) ................................................... 55 Tabela 12 - Tabela de Peças - Recalque (300 mm) ............................................... 56

Tabela 13 - Tabela de Peças - Adutora de Água Bruta ........................................ 56 Tabela 14 - Tabela de Peças - Sucção (400mm) ................................................... 60 Tabela 15 - Tabela de Peças - Recalque (350 mm) ............................................... 60 Tabela 16 - Tabela de Peças - Adutora de Água Bruta ........................................ 61 Tabela 17 - Método Diferencial Para Cálculo do Volume do Reservatório ........ 70 Tabela 18 - Velocidade Máxima em Função do Diâmetro .................................... 76


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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 10

1.1 Etapas do projeto ............................................................................................. 11

1.1.1 Memorial de cálculo ................................................................................... 11 1.1.2 Plantas ....................................................................................................... 11

2. DEFINIÇÃO DE VAZÕES DE PROJETO ............................................................ 12

2.1 Vazão Q1.......................................................................................................... 12

2.2 Vazão Q2.......................................................................................................... 13

2.3 Vazão Q3.......................................................................................................... 13

3. DIMENSIONAMENTO ADUTORA DE ÁGUA BRUTA ........................................ 13

3.1 Definição da Vazão de Projeto......................................................................... 14

3.2 Definição do Diâmetro ..................................................................................... 14

3.2.1 Diâmetro com K1 ....................................................................................... 14 3.2.2 Diâmetro com K2 ....................................................................................... 15

4. DIMENSIONAMENTO ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ÁGUA BRUTA ................. 15

4.1 Definições da Vazão de Projeto ....................................................................... 16

4.2 Definição da vazão das bombas ...................................................................... 16

4.3 Definição do número de bombas ..................................................................... 16

4.4 Layout de bombas na vazão de 350 m³/h ........................................................ 16

4.5 Dimensionamento das bombas para K 0.9 ...................................................... 17

4.5.1 Tubulações ................................................................................................ 17 4.5.2 Perda de carga .......................................................................................... 19 4.5.3. Cálculo no NPSH disponível ..................................................................... 21


4.6.1 Tubulações ................................................................................................ 22 4.6.2 Perda de carga .......................................................................................... 24 4.6.3. Cálculo no NPSH disponível ..................................................................... 26

4.7 Escolha da bomba ........................................................................................... 27

4.7.1 Bomba para k = 0.9 ................................................................................... 27 4.7.2 Bombas para k = 1.1 .................................................................................. 27 4.7.3 Bomba escolhida ....................................................................................... 28

5.DIMENSIONAMENTO ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUACONVENCIONAL. .................................................................................................... 31

5.1 Canal de Entrada ............................................................................................. 32

5.2. Calha Parshall................................................................................................. 32

5.2.1 Dimensionamento Calha Parshall .............................................................. 33

5.3. Decantador de Fluxo Horizontal...................................................................... 34


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5.3.1 Dimensionamento do Decantador de Fluxo Horizontal .............................. 35

5.4. Floculador Mecânico ....................................................................................... 43

5.4.1. Dimensionamento do Floculador Mecânico .............................................. 43

5.5. Filtro ................................................................................................................ 46

5.5.1 Dimensionamento do Filtro ........................................................................ 46

5.6. Tanque de Contato e Cloro ............................................................................. 49

5.6.1 Volume de tanque ...................................................................................... 50 5.6.2 Área do tanque de contato ......................................................................... 50 5.6.3 Geometria do tanque de contato................................................................ 51

5.7. Casa Química ................................................................................................. 51

6. DIMENSIONAMENTO DO POÇO DE SUCÇÃO .................................................. 51

7. DIMENSIONAMENTO DA ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ÁGUA TRATADA ...... 51

7.1 Vazão de Projeto ............................................................................................. 52 7.2 Definição da vazão das bombas ...................................................................... 52

7.3 Definição do número de bombas ..................................................................... 52


7.4.1 Tubulações ................................................................................................ 53 7.4.2 Perda de carga .......................................................................................... 54 7.4.3 Cálculo da Altura Manométrica .................................................................. 57 7.4.4 Cálculo no NPSH disponível ...................................................................... 58


7.5.1 Tubulações ................................................................................................ 58 7.5.2 Perda de carga .......................................................................................... 59 7.5.3 Cálculo da Altura Manométrica .................................................................. 62 7.5.4 Cálculo no NPSH disponível ...................................................................... 62

7.6 Escolha da bomba ........................................................................................... 63

7.6.1 Bomba para k = 0.9 ................................................................................... 63 7.6.2 Bombas para k = 1.1 .................................................................................. 63 7.6.3 Bomba escolhida ....................................................................................... 64

8. DIMENSIONAMENTO DE ADUTORA DE ÁGUA TRATADA ............................. 67

8.1 Definição da Vazão de Projeto......................................................................... 67

8.2 Definição do Diâmetro ..................................................................................... 67

8.2.1 Diâmetro com K1 ....................................................................................... 67 8.2.2 Diâmetro com K2 ....................................................................................... 67

9. DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO DE DISTRIBUIÇÃO ..................... 68

9.1 Vazão de saída máxima .................................................................................. 68

9.2 Vazão de saída mínima ................................................................................... 68

9.3 Vazão por hora ................................................................................................ 68


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9.4 Curva de Consumo .......................................................................................... 69

9.5 Geometria do reservatório ............................................................................... 71

9.5.1 Volume total ............................................................................................... 71 9.5.2 Diâmetro do Reservatório .......................................................................... 71 9.5.3 Altura ......................................................................................................... 71

10. DIMENSIONAMENTO DA REDE PRINCIPAL – HARDY CROSS .................... 72

10.1 Roteiro de Cálculo – Hardy Cross.................................................................. 73

10.1.1 Esboço Inicial ........................................................................................... 73 10.1.2 Tabela de Cálculo .................................................................................... 77

11. DIMENSIONAMENTO DA REDE SECUNDARIA – VAZÃO EM MARCHA ...... 82

11.1 Roteiro de cálculo – Vazão em marcha ......................................................... 82

11.1.1 Dados necessários .................................................................................. 82 11.1.2 Tabela de Cálculo .................................................................................... 82

11.2 Tabela com cálculos ...................................................................................... 84

12. CONCLUSÃO ..................................................................................................... 87

REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 88

Anexo 1. RELATÓRIO, CÁLCULOS E PLANTAS EM MÍDIA ................................ 90


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1. INTRODUÇÃO

A água é provavelmente o único recurso natural que tem a ver com todos os

aspectos da civilização humana, desde o desenvolvimento agrícola e industrial aos

valores culturais e religiosos enraizados na sociedade. É um recurso natural

essencial, seja como componente bioquímico de seres vivos, como meio de vida de

várias espécies vegetais e animais, como elemento representativo de valores sociais

e culturais e até como fator de produção de vários bens de consumo final e

intermediário.

Cada atividade humana tem seus próprios requisitos de qualidade para

consumo de água. Além disso, recebe, dilui e transporta esgotos domésticos,

efluentes industriais e resíduos de atividades rurais e urbanas. Consegue assimilar

esses despojos, regenerando-se pelo emprego de processos físicos, químicos e

biológicos.

Este trabalho tem como objetivo principal mostrar através de cálculos e

plantas como são feito o dimensionamento de uma Estação de Tratamento de Água,

mostrando todas as etapas do processo de limpeza da água, desde a sua captação

no rio até o abastecimento residencial, deixando a água dentro dos padrões de

potabilidade para o consumo da população.

Sabemos também, que não é barato uma implantação de um projeto de ETA.

Os investimentos são altos, devido ao contingente de equipamentos, mão de obra

especializada, e diversos sistemas são construídos para que a água passe por

processos, como decantadores, floculadores, filtros, reservatórios e produtos

químicos.

Verifica-se, dessa forma, que há necessidade do manejo adequado dos

recursos hídricos, compatibilizando os seus diversos usos, de modo a garantir aágua na qualidade e quantidade desejáveis aos diversos fins. Este é um dos

grandes desafios da humanidade, saber aproveitar seus recursos hídricos, de forma

a garantir seus múltiplos usos, hoje e sempre.

Espera-se que o estudo sobre o Projeto Integrador da ETA incentive novas

pesquisas na área de tratamento de água para os futuros Engenheiros da faculdade,

contribuindo para o desenvolvimento de novas tecnológicas que possam ajudar a

contornar as dificuldades encontradas nessas áreas.


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1.1 Etapas do projeto

Foi fornecido pelo professor Luiz Malta um cronograma contendo 10 etapas, o

qual foi seguido passo a passo para o desenvolvimento deste projeto. Este Relatório

de Saneamento contempla o desenvolvimento até a etapa 6, as etapas 7 e 8 estão

detalhas no relatório de Projeto de Drenagem e as etapas 9 e 10 no relatório de

Projeto de Esgoto.

1.1.1 Memorial de cálculo

Tabela 1 - Etapas do Memorial de Calculo

1.1.2 Plantas

Tabela 2 - Etapas das Plantas


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2. DEFINIÇÃO DE VAZÕES DE PROJETO

Neste item é realizado o cálculo das três vazões que serão utilizadas, para o

dimensionamento das partes principais de um sistema de abastecimento de água.

Os dados abaixo formam fornecidos previamente pelo professor Luiz Malta.

População da área abastecida em 2045 (P) 121000 hab

Consumo per capta de água (q) 200 l/hab x dia

Vazão Específica (Qesp) 30 l/s

Coeficiente do dia de maior consumo (k1) 1.2

Coeficiente da hora de maior consumo (k2) 1.5

2.1 Vazão Q1

Vazão de captação, estação elevatória e adutora até a ETA (inclusive). Nesta

etapa é levado em consideração o consumo da Estação de Tratamento de Água que

varia de 3 a 7% do volume tratado para lavagem dos filtros e decantadores. Para

este projeto foi considerado o valor de 5%.

A fórmula utilizada para este cálculo foi:

= ( × × 86.400 + ) ×

Onde:

C eta: Consumo na ETA

= (1.2 ×121000 ×20086.400 +30) ×1.05

= 384.42 /


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2.2 Vazão Q2

Vazão da ETA até o reservatório


= × × 86.400 +

= 1.2 ×121000 ×20086.400 + 30

= 366.11 /

2.3 Vazão Q3

Vazão do reservatório até a rede


= × × × 86.400 +

= 1.2 ×1.5×121000 ×20086.400 + 30

= 534.167 /

3. DIMENSIONAMENTO ADUTORA DE ÁGUA BRUTA

As adutoras são tubulações que funcionam sob pressão, ou seja, conduto

forçado e elas interligam o sistema de captação de água desde o afluente até o

sistema de distribuição de água.


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Figura 1 - Adutora de Água Bruta

Fonte: Youtube - www.youtube.com

3.1 Definição da Vazão de Projeto

Por se tratar da adutora que levará a água bruta até a Estação de Tratamento

de Água a vazão a ser utilizada para estes cálculos, será Q1 que para este projeto

tem como valor 384.42 l/s conforme especificado no item 1.1 deste relatório.

3.2 Definição do Diâmetro

Para este cálculo foi utilizada a fórmula de Bresser descrita abaixo:

∅ = × √

Onde:

K = Coeficiente, que neste projeto será utilizado 0.9 e 1.1;

Q = Vazão de captação.

3.2.1 Diâmetro com K1

∅=0. 9 × √ .

∅ = 0.558


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Para este caso será considerado o diâmetro de 600 mm (diâmetro comercial).



∅=1. 1 × √ 0.38442/2

∅ = 0.682


4. DIMENSIONAMENTO ESTAÇÃO ELEVATÓRIA DE ÁGUA BRUTA

As EEA são utilizadas na captação, adução, tratamento e distribuição de

água. É definido também como o conjunto das edificações, instalações e

equipamentos, destinados a abrigar, proteger, operar, controlar e manter os

conjuntos elevatórios (motor-bomba) que promovem o recalque da água.

Figura 2 - Estação Elevatória de Água Bruta

Fonte: YouTube - www.youtube.com


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4.1 Definições da Vazão de Projeto

Para este caso, será considerada a vazão de projeto Q1 com valor de 384,42

l/s ou 1383,912 m³/h, conforme especificado no item 1.3 deste relatório.

4.2 Definição da vazão das bombas

Foi definido no projeto que a vazão máxima das bombas a serem utilizadas é

de 350 m³/h.

4.3 Definição do número de bombas

Para este cálculo foi utilizada a fórmula abaixo:

º = 1

º = 1383.42350

º = 4

Serão utilizadas 4 bombas em funcionamento mais 2 em reserva com

capacidade para transportar uma vazão de 345, 855 m³/h ≅ 350 m³/h.

4.4 Layout de bombas na vazão de 350 m³/h


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4.5 Dimensionamento das bombas para K 0.9

4.5.1 Tubulações

4.5.1.1 Tubulação da bomba:

Para este cálculo foi utilizada a fórmula:

= 1º

= 0.384424

= 0.096105 ³/

4.5.1.2 Tubulação de Recalque:

Tubulação com a função de elevar a pressão através de bombeamento de

uma vazão para que atinja uma determinada altura topográfica.

Figura 3 - Tubulação de Recalque



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∅ = √

∅ = 0.9 √0.096105

∅ = 0.279007

Conforme cálculo realizado acima, o valor do diâmetro exato do tubo de

recalque é 279 mm, por não se tratar de um diâmetro comercial, será adotado o

valor de 300 mm.

4.5.1.3 Tubulação de Sucção:

Tubulação responsável por transportar a vazão do poço de sucção as

bombas.

Figura 4 - Tubulação de Sucção



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∅çã = ∅ çã

∅çã = 350

4.5.2 Perda de carga4.5.2.1 Sucção

Para estes cálculos foi utilizada a fórmula abaixo:

∆çã=10.65 ×. × −. × −. ×

Onde:

Q = Vazão da tubulação da bombaC = Coeficiente de rugosidade do ferro fundido

D = Diâmetro da tubulação

L = Comprimento Linear.

∆çã = 10.65 × 0.096105. × 130−. × 0.35−. ×131.04

∆çã = 0.373731

Tabela 3 - Tabela de Peças - Sucção (350mm)

4.5.2.2 Recalque da bomba


∆=10.65 ×. × −. × −. ×


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Onde:

Q = Vazão da tubulação da bomba

C = Coeficiente de rugosidade do ferro fundido

D = Diâmetro da tubulação de recalque

L = Comprimento da tubulação de recalque

∆ = 10.65 × 0.096105. × 130−. × 300−. ×62.62

∆ = 0.37824

Tabela 4 - Tabela de Peças - Recalque (300 mm)

4.5.2.3 Adutora de Água Bruta


∆=10.65 ×. × −. × −. ×

Onde:

Q = Vazão de projeto em m³/s


D = Diâmetro da tubulação da AAB

L = Perfil do terreno + Adutora

∆=10.65 ×0.38442. × 130−. × 0.60−. ×3976.93

∆ = 10.676


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Tabela 5 - Tabela de Peças - Adutora de Água Bruta

4.5.3. Cálculo no NPSH disponível

A fórmula utilizada para tal calcula foi:

= ± ∆ℎ +

Onde:

Hgs = Altura geométrica de Sucção, corresponde a cota do eixo da bomba – cota de

superfície da água no reservatório de sucção.

Hatm = Carga hidráulica correspondente à pressão atmosférica a altitude.

Hv = Carga hidráulica correspondente à pressão do vapor do liquido bombeado.

Valor tabelado e relativo à temperatura por padrão utilizou o valor correspondente à

temperatura de 20°C.

Δhs = Perda de carga na sucção, considerando perda distribuída através do conduto

que liga a bomba ao nível d’água nas peças componentes da bomba no momento

da sucção.

= 3.5 0.373731 + 10.33 0.256

= 6.20


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4.6.1 Tubulações



= 1º

= 0.384424

= 0.096105 ³/


Tubulação com a função de elevar a pressão através de bombeamento de

uma vazão para que atinja uma determinada altura topográfica.




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∅ = √

∅ = 1.1 √0.096105

∅ = 0.34100



valor de 350 mm.


Tubulação responsável por transportar a vazão do poço de sucção as

bombas.

Figura 6 - Tubulação de Sucção



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∅çã = ∅ çã

∅çã = 400

4.6.2 Perda de carga

4.6.2.1 Sucção


∆çã=10.65 ×. × −. × −. ×

Onde:





∆çã = 10.65 × 0.096105. × 130−. × 0.40−. ×164.52

∆çã = 0.244805



26/91

25



∆=10.65 ×. × −. × −. ×

Onde:





∆ = 10.65 × 0.096105. × 130−. × 350−. ×152.62

∆ = 0.43515


4.6.2.3 Adutora de Água Bruta


∆=10.65 ×. × −. × −. ×

Onde:



D = Diâmetro da tubulação da AAB



27/91

26

∆=10.65 ×0.38442. × 130−. × 0560−. ×3942.29

∆ = 25.716


4.6.3. Cálculo no NPSH disponível


= ± ∆ℎ + Onde:





Valor tabelado e relativo à temperatura por padrão utilizou o valor correspondente a




da sucção.

= 3.5 0.244805 + 10.33 0.256

= 6.33


28/91

27

4.7 Escolha da bomba

Para seleção da bomba foi utilizado o Manual de Curvas Características da

KSB.

4.7.1 Bomba para k = 0.9

Esta bomba é apropriada, devido ao NPSH requerido ser menor que o NPSH

disponível.

4.7.2 Bombas para k = 1.1

Opção 1

Está bomba é inapropriada, devido ao NPSH requerido ser maior que o NPSH

disponível.


29/91

28

Opção 2

Está bomba é apropriada, devido o NPSH requerido ser menor que o NPSH

disponível.

4.7.3 Bomba escolhida

Após diversas análises, a bomba KSB Meganorm 125 – 315 1750 rpm, foi

escolhida devido ao atendimento dos requisitos solicitados, tendo uma baixa

potência e economicamente ele gera um menor consumo de energia, apresenta um

bom rendimento e um risco menor ao fenômeno de cativação devido ao NPSH

disponível ser maior que o NPSH requerido.

4.7.3.1 Modelo da bomba a ser utilizada – KSB

Figura 7 - Bomba Centrifuga Normalizada Para Uso Geral

Fonte: Manual de curvas e características


30/91

29

4.7.3.2 Gráfico da escolha da bomba

Figura 8 - Gráfico de Seleção da Bomba



31/91

30

4.7.3.3 Gráfico de Potência, Altura Manométrica e NPSH

Figura 9 - Gráfico de Definição de Potencia



32/91

31

5.DIMENSIONAMENTO ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA

CONVENCIONAL.

Local em que é realizada a purificação da água captada de alguma fonte para

torna-la própria para o consumo e assim utilizá-la para abastecer uma determinadapopulação.

Figura 10 - Estação de Tratamento de Água


Figura 11 - Estação de Tratamento de Água

Fonte: - Brasil Notícias - www.brasil.gov.br

http://www.brasil.gov.br/http://www.brasil.gov.br/http://www.brasil.gov.br/http://www.brasil.gov.br/


33/91

32

5.1 Canal de Entrada

Figura 12 - Canal de Entrada da ETA


Este item segue a mesma medida do diâmetro da adutora que ficou definido

como 800 mm.

5.2. Calha Parshall

Medidor de vazão para canais abertos. É constituído de uma estrutura com

paredes verticais, possuindo na entrada um trecho convergente (0-1), um trecho

contraído em declive de seção constante (1-2), e na saída trecho divergente em

aclive (2-3), conforme mostra a figura abaixo.

Figura 13 - Calha Parshall

Fonte: - Incontrol - Manual de Operação e Instalação


34/91

33

5.2.1 Dimensionamento Calha Parshall

Para a definição das dimensões, foi consultado o livro Manual de Hidráulica

de Azevedo Netto.

Figura 14 - Planta e Perfil de Calha Parshall

Fonte: Azevedo Netto - Manual de Hidráulica

5.2.1.1 Definição da vazão de projeto.

Para este dimensionamento será utilizada a vazão Q1 no valor de 384.42 m³/s

conforme especificado no item 1.1 deste relatório.

5.2.1.2 Definição da Seção Transversal (W)

Este item é definido de acordo com a vazão de projeto, conforme tabela

abaixo:

Tabela 9 - Tabela de Limites de aplicação: medidores Parshall com escoamento livre

Fonte: - Azevedo Netto - Manual de Hidráulica


35/91

34

5.2.1.3 Definição das medidas da Calha Parshall

Este item é definido de acordo com a seção transversal definida no item

anterior (4.2.1.2)

Tabela 10 - Dimensões padronizadas (cm) de medidores Parshall

Fonte: - Azevedo Netto - Manual de Hidráulica

5.3. Decantador de Fluxo Horizontal

Trata-se de uma espécie de piscina a céus aberto, onde a água fica por cerca

de 90 minutos. Este é o tempo necessário para que os flocos se depositem no

fundo, livrando a água de boa parte de suas impurezas sólidas.

Figura 15 - Decantador de Fluxo Horizontal

Fonte: Sistema de Ensino - www.objetoseducacionais2.mec.gov.br


36/91

35

5.3.1 Dimensionamento do Decantador de Fluxo Horizontal

5.3.1.1 Definição da vazão de projeto

Para este caso a vazão de projeto a ser utilizada será Q1 no valor de 384.42

l/s ou mm214 m³/dia

5.3.1.2 Definição do número de decantadores

Para esta definição é apropriado que cada decantador suporte uma vazão

mínima de 10000 m³/dia e máxima de 20000 m³/dia. Para atender a este critério foi

definido o valor de 3 decantadores em funcionamento mais 2 em reserva.

5.3.1.3 Definição da vazão por decantador

Para este cálculo, foi utilizada a fórmula abaixo:

= 332142

= 16606.94 ³/

5.3.1.4 Definição da área superficial

Para esta definição foi utilizada a fórmula abaixo:

=

Onde:

Qdec = Vazão por decantador

TAS = Taxa de aplicação superficial

= 16607.9440

= 415.17 m²


37/91

36

O valor de TAS foi obtido conforme o item 5.10.4.a da NBR 12216 que define

como 40 m³/m² x dia de Taxa de Aplicação Superficial para decantadores com

capacidade maior que 10000 m³/dia

5.3.1.5 Definição de altura de lâmina d’água

Esta altura deve ser entre 3.5 a 5m.

Conforme especificado em sala de aula, a altura que deve ser adota para os

decantadores deste projeto é 3.5m.

5.3.1.6 Definição de geometria

Para estes cálculos foram utilizadas as fórmulas abaixo:

2.25 ≤ ≤ 4 Onde:

L = Comprimento do decantador

B = Largura do decantador

Conforme definido pelo professor Luis Malta o valor utilizado para

especificação desta fórmula será de 3.5 =3.5 = 3 . 5 (1)

Pela fórmula da área, é primeiramente definido o valor da largura do

decantador:

=

3.5 = 415.70

= 415.703.5 = √118.62 = 10.891

Equação (1)

= 3.5 10.891 = 38


38/91

37

5.3.1.7 Definição do volume do decantador

Para este cálculo foi adotada a fórmula abaixo:

= ℎ = 415.17 3.5 = 1453.108 ³

5.3.1.8 Definição do tempo de detenção hidráulica

Para este cálculo foi adotada a fórmula abaixo:

ℎ =

ℎ = .. ℎ = 2.1 ℎ

5.3.1.9 Definição da velocidade longitudinal


= Onde:

Qdec = Vazão por decantador

Ast = Área de Seção Transveral

= ℎ

= .. . = 435.653 ⁄

Os decantadores teram velocidade longitudinal de 0.504 cm/s o qual está de

acordo com o item 5.10.1.b a NBR12206 para decantadores com mais de

10000m³/s.

5.3.1.10 Definição da tubulação de saída



39/91

38

= ( 4850 ×) ℎ.

Onde:

S = Área da tubulação de saída do lado Adec = Área superficial do decantador

h = altura molhada do decantador

t = tempo para esvaziar o decantador de acordo com a NBR 5.10.9.a que considera

um máximo de 6 horas. Conforme especificado pelo professor Luis Malta o valor a

ser adota é de 4 horas.

= ( 415.1744850 ×4) 3.5.

= 0.040 ²

= √ × 4 = 0.127 127

Será considerado o diâmetro comercial de 125 mm

5.3.1.11 Definição de declividade de fundo de decantador

A dimensão da declividade foi calculada conforme NBR 12206 item 5.10.9.c

no qual define em 5% a declividade no sentido do ponto de descarga.

ℎ = ∅

2 ×0.05

ℎ = 10.891 0.1252 ×0.05

ℎ = 0.269

ℎ = ∗ 0.05

ℎ = 1.906


40/91

39

5.3.1.12 Dimensionamento da calha do coletor

5.3.1.12.1 Definição de vazão

= í

í = 33214 ³/

= 33214 ³/

5.3.1.12.2 Definição de vazão do vertedorPara este cálculo foi adotada a fórmula abaixo:

=º

Onde:

Qdec = Vazão por decantadorNºdec = Número de decantadores

Qvertilador = Vazão por vertilador.

=.

2

= 96.105 /

O valor de 2 l/s para a vazão do vertilador foi adotada por indicação do

professor Luis Malta em sala de aula.

5.3.1.12.3 Definição do comprimento da calha

O cálculo foi realizado, conforme fórmula abaixo:


41/91

40

ℎ = 30%

ℎ=0.3∗30.120

ℎ = 11.436

5.3.1.12.4 Definição do número de calhas

Fórmula utilizada:

º ℎ = 2 ×ℎ

º ℎ = 96.105 10.8912 ×11.436

º ℎ = 3.726

Para este projeto, será adotado o número de 4 calhas, sendo necessário

realizar a correção da largura da calha.

5.3.1.12.5 Definição do comprimento da calha corrigido.

Para este cálculo foi utilizada a mesma fórmula do item 4.3.1.12.5

ℎ = 11.435

5.3.1.12.6 Definição das dimensões da calha (altura e largura)

Para este cálculo é utilizada a fórmula abaixo:

=1.3 × ×ℎ.

Como será adotada uma calha de forma quadrada à fórmula indicada

anteriormente será substituída pela equação abaixo:


42/91

41

º ℎ =1.3 ×

.

º ℎ =1.3 ×.

º ℎ =1.3 ×

.

= 1.591

= = 1.591

5.3.1.13 Dimensionamento da cortina do decantador

5.3.1.13.1 Área dos orifícios

Este calculo foi definida pela formulada abaixo:

≤0.5 Onde:

a = Área dos orifícios

AST = Área da Seção Transversal ( Largura x Altura)

10.891 3.5 ≤0.5

= 19.06

5.3.1.13.2 Quantidade de orifícios – vertical

A fórmula utilizada é a seguinte:

í = ℎ0.5


43/91

42

Onde:

h = Altura do decantador

í =ℎ

0.5

í = 7

5.3.1.13.3 Quantidade orifícios

O valor foi cálculos de acordo com a fórmula abaixo:

. í = . í

. í = 19 7

. í = 133

5.3.1.13.4 Diâmetro dos orifícios

Calculado com a fórmula abaixo:

1 = º í

1 = 21168

1 = 0.125

1 =

4

= 0.4


44/91

43

5.4. Floculador Mecânico

São utilizados em estações de tratamento de água para promover a agitação

lenta e uniforme de toda a água a ser tratada, que depois de misturada com

reagente, permite a formação de flocos de impurezas, sem que ocorra a quebra dos

mesmos.

Figura 16 - Floculador Mecânico

Fonte: Slide Player - slideplayer.com.br

5.4.1. Dimensionamento do Floculador Mecânico

5.4.1.1. Número de flocuradores

Conforme item 5.9.5, os tanques de floculares mecanizados devem ser

subdivididos preferenciamente em pelo menos três compartimentos em série,

seguindo esta norma, ficou definido para este projeto um padrão de 3 floculadoresem serie e 3 em paralelo para cada unidade de decantador.

Como neste projeto, foi definido um total de 3 decantadores sendo 2 em

funcionamento e 1 em reserva, será necessário um total de 27 floculadores.

5.4.1.2. Definição da série do decantador

Para tal definição foi utilizada a fórmula abaixo:


45/91

44

é =

Onde:

Q decantador = Vazão do decantador (l/s)NP = Número de linhas em paralelo

é = 1923

é = 64

5.4.1.3. Volume de série

Para tal definição foi utilizada a fórmula abaixo:

. é = é ℎ Onde:

Qsérie = Vazão em série do floculador

Θh = Tempo de detenção hidráulica

. é = 64 1800

. é = 11536 115.33

5.4.1.4. Volume da célula

Para definir o valor utilizamos a fórmula abaixo:

.é= éº é

. é = 115.333

. é = 38.44


46/91

45

5.4.1.5. Geometria da célula (cúbica)

Utilizada a fórmula abaixo:

= = = √ .é

= = = √ 38.44

= = = 3.375

5.4.1.6. Dimensionamento do fundo do decantador

=

3.37= 10.893

= 0.77

5.5.1.7. Velocidade de agitação

Como não ocorreu ensaio em laboratório, pode-se adotar de acordo com item

5.9.2.2 da NBR 12212/92 o valor do gradiente de velocidade máxima:

º â → 60− º â → 40−

º â → 20−


47/91

46

5.5. Filtro

São espécies de “barreiras sanitárias” importantes, podendo reter

microrganismos patogênicos que resistem a outros processos de tratamento.

Figura 17 - Esquema vertical de um filtro rápido

Fonte: Universidade Federal de Campina Grande - www.dec.ufcg.edu.br

5.5.1 Dimensionamento do Filtro

5.5.1.1 Área do filtro

Item definido com a seguinte fórmula:

. = 2

Onde:Qdec = Vazão do decantador

TES = Taxa de escoamento superficial (360 ⁄

. =16606.94 2

360

. = 23.07


48/91

47

5.5.1.2 Número de filtros

De acordo com o método relacionado ao número de decantador, temos 2

filtros para cada 1 decantador. Neste caso:

º = º 2 º = 3 2

º = 6

5.5.1.3 Geometria dos filtros

Para este item temos:

= =

= = √ 23.07 = = 4.80

5.5.1.4 Altura do filtro

Foi definido, conforme tabela abaixo:

5.5.1.5 Detalhamento das camadas

A camada suporte é comportada por 5 camadas granulométricas crescentes

de cima para baixo, conforme tabela de detalhamento:


49/91

48

5.5.1.6 Camadas filtrantes

Detalhamento de camada filtrante, composta por uma cada de areia e outra

de antracito:

A duração de uma carreira filtrante é de 20 a 30 horas, após esse período a

necessidade de realizar a limpeza do filtro.

O tempo gasto para a limpeza do filtro entre 15 e 20 minutos.

Na tabela acima, também é demostrado o volume dos materiais utilizados nas

camadas do filtro.

5.5.1.7 Número de difusores

Item calculado com a fórmula a seguir:

º =

Onde:

A filtro = Área do filtro

Densidade de difusores = 30 m²

º =.

º = 692

5.5.1.8 Velocidade de lavagem dos filtros

Este valor foi definido de acordo com o item 5.12.9.1 da norma NBR 12216/92

que define como 0.013 m/s a velocidade de lavagem dos filtros para filtros utilizados

em projetos ascendentes.


50/91

49

5.5.1.9 Calha de coletora de água de limpeza

Tal valor é definido pela formula abaixo:

= .

º ℎ

Dados:

A. filtro = Área do filtro

VL = Velocidade de lavagem

N° de calhas = 3

= 23.07 0.0133

= 0.103 ⁄

5.5.1.10 Geometria da calha coletora

Para determinar, a geometria da calha coletora será adotada a geométrica

retangular, tendo a equação par substituir a fórmula inicial:

= 1.3 . = 2

= 1.3 2 . 0.103 = 1.3 2 .

= 0.3701

= 0.5403

5.6. Tanque de Contato e Cloro

Trata-se de um recipiente, ou dispositivo, onde se processa a desinfecção

final. Muito mais do que ser um ponto de dosagem de cloro, o tanque de contato tem

a função de homogeneizar a ação do cloro na água. Suas dimensões e

características permitem que todas as parcelas de água no sistema possuam total

desinfecção.


51/91

50

Figura 18 - Tanque de Contato

Fonte: Bando Internacional de Objetos Educacionais - www.objetoseducacionais2.mec.gov.br

5.6.1 Volume de tanque

Este valor é definido de acordo com a fórmula abaixo:

. = 1 ℎ

Onde:

Q1 = Vazão de projeto

Θh = Tempo de detenção hidráulica (item 5.9.2.1 da norma NBR 12214/92)

.=0.38442 1800 .=691.96

5.6.2 Área do tanque de contato

Valor conforme a fórmula abaixo:

. =ℎ

http://www.objetoseducacionais2.mec.gov.br/http://www.objetoseducacionais2.mec.gov.br/http://www.objetoseducacionais2.mec.gov.br/http://www.objetoseducacionais2.mec.gov.br/


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52

Figura 19 - Localização das Adutoras em Sistemas de Abastecimento de Água

-Fonte: Abastecimento de Água - Milton (2006, p. 155)

A vazão de projeto determinada para os cálculos que serão realizados será a

Q2 = 366,11 l/s.

7.1 Vazão de Projeto

2 = 2 3.6 2=1318 ℎ⁄

7.2 Definição da vazão das bombas

Foi definido no projeto que a vazão máxima das bombas a serem utilizadas é

de 350 m³/h.

7.3 Definição do número de bombas

A quantidade de bombas a serem utilizadas foi definida a partir da fórmula a

seguir:

º = 2

º =1318350


54/91

53

º = 3.765703

Serão utilizadas 4 bombas em funcionamento mais 2 em reserva com

capacidade para transportar uma vazão de 345,855 m³/h ≈ 350m³/h.

O layout da bomba é possível verificar na plana de Estação Elevatória de

Água Tratada.


7.4.1 Tubulações



= 2º

= 0.36611114

= 0.091528 ³/





55/91

54

A fim de definir o diâmetro da tubulação de recalque foi realizado o cálculo a

seguir:

∅ = √

∅ = 0.9 √0.091528

∅ = 0.272



valor de 300 mm.


Figura 21 - Tubulações de Sucção


∅çã = ∅ çã

∅çã = 350

7.4.2 Perda de carga

7.4.2.1 Sucção



56/91

55

∆çã=10.65 ×. × −. × −. × Onde:





∆çã = 10.65 × 0.091528. × 130−. × 0.35−. ×131.10

∆çã = 0.338917




∆=10.65 ×. × −. × −. × Onde:





∆ = 10.65 × 0.091528. × 130−. × 300−. ×61.64

∆ = 0.34018


57/91

56


7.4.2.3 Adutora de Água Tratada


∆=10.65 ×. × −. × −. ×

Onde:



D = Diâmetro da tubulação da AAT


∆=10.65 ×0.36611. × 130−. × 0.60−. 1011.9

∆ = 2.48195



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57

Figura 22 - Adutora de Água Tratada (AAT)

Fonte: Youtube - www.youtube.com.br

7.4.2.4 No Recalque

∆. = ∆ + ∆.

∆. = 2.48195 + 0.34018

∆. = 2.822

7.4.3 Cálculo da Altura Manométrica

= + ∆ + + +

2 Onde:

Hm = Altura manométrica

Hgs = Altura geométrica de sucção

Hgr = Altura geométrica de recalque

ΔHs = Perda de carga na sucção

ΔHr = Perda de carga no recalque

V²/2xg = 0

= 3.5 + 0.338917 + 19 + 2.822 + 0

= 25.66


59/91


60/91


61/91

60

∆çã = 0.165784




∆=10.65 ×. × −. × −. × Onde:





∆ = 10.65 × 0.091528. × 130−. × 350−. ×60.34

∆ = 0.15719



62/91

61

7.5.2.3 Adutora de Água Tratada


∆=10.65 ×. × −. × −. ×

Onde:



D = Diâmetro da tubulação da AAT


∆=10.65 ×0.36611. × 130−. × 0.50−. 984.63

∆ = 5.86850


7.5.2.4 No Recalque

∆. = ∆ + ∆.

∆. = 5.86850 + 0.15719

∆. = 6.026


63/91

62

7.5.3 Cálculo da Altura Manométrica

= + ∆ + + +

2

Onde:

Hm = Altura manométrica

Hgs = Altura geométrica de sucção

Hgr = Altura geométrica de recalque

ΔHs = Perda de carga na sucção

ΔHr = Perda de carga no recalque

V²/2xg = 0

= 3.5 + 0.165784 + 19 + 6.026 + 0

= 28.69

7.5.4 Cálculo no NPSH disponível


= ± ∆ℎ +

Onde:





Valor tabelado e relativo à temperatura por padrão utilizou o valor correspondente à




da sucção.


64/91

63

= 3.5 0.165784 + 10.33 0.256

= 6.40822

7.6 Escolha da bomba

Para seleção da bomba foi utilizado o Manual de Curvas Características da

KSB.

7.6.1 Bomba para k = 0.9

Está bomba é apropriada, devido ao NPSH requerido ser menos que o NPSH

disponível.

7.6.2 Bombas para k = 1.1

Opção 1


65/91

64

Esta bomba é inapropriada, devido ao NPSH requerido ser maior que o NPSH

disponível.

Opção 2

Está bomba é apropriada, devido o NPSH requerido ser menor que o NPSH

disponível.

7.6.3 Bomba escolhida

Após diversas análises, a bomba KSB Meganorm 125 – 250 1750 rpm, foi

escolhida devido ao atendimento dos requisitos solicitados, tendo uma baixa

potência e economicamente ele gera um menor consumo de energia, apresenta umbom rendimento e um risco menor ao fenômeno de cativação devido ao NPSH

disponível ser maior que o NPSH requerido.

7.6.3.1 Modelo da bomba a ser utilizada – KSB

Figura 23 - Bomba Centrifuga Normalizada Para Uso Geral



66/91

65

7.6.3.2 Gráfico da escolha da bomba

Figura 24 - Gráfico de Seleção da Bomba



67/91

66

7.6.3.3 Gráfico de Potência, Altura Manométrica e NPSH

Figura 25 - Gráfico de Definição de Potencia



68/91

67

8. DIMENSIONAMENTO DE ADUTORA DE ÁGUA TRATADA

8.1 Definição da Vazão de Projeto

2 = 2 3.6 2=1318 ℎ⁄

8.2 Definição do Diâmetro


∅ = × √2

Onde:

K = Coeficiente, que neste projeto será utilizado 0.9 e 1.1;

Q = Vazão de captação.


∅=0. 9 × √ . ∅ = 0.385




∅=1. 1 × √ . ∅ = 0.471



69/91

68

9. DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO DE DISTRIBUIÇÃO

Unidade hidráulica de acumulação e passagem de água, situados em pontos

estratégicos do sistema de modo a atender as seguintes situações:

Garantia da quantidade de água (demandas de equilíbrio, de emergência e de

anti-incêndio);

Garantia de adução com vazão e altura manométrica constantes;

Menores diâmetros no sistema;

Melhores condições de pressão.

9.1 Vazão de saída máxima

Para o cálculo é utilizadas as vazões Q2 e Q3 sendo 366.11 e 534.167

respectivamente.

í á = 2 + 3 2

í á = 366.11 + 534.167 366.11

í á = 534.167 ⁄

9.2 Vazão de saída mínima

Para calcular o valor foi utilizada a fórmula abaixo:

í í = 2 3 2

í í = 366.11 534.167 366.11

í í = 198.55 ⁄

9.3 Vazão por hora

Para tal calculo foi utilizada a fórmula abaixo:


70/91

69

366.11

310.091

254.072

198.053

254.072

310.091

366.11

422.129

478.148

534.167

478.148

422.129

366.11

310.091

254.072

198.053

254.072

310.091

366.11

422.129

478.148

534.167

478.148

422.129

0

100

200

300

400

500

600

0 5 10 15 20 25 30

V a z ã o ( m ³ / h )

Horas do dia

Curva de Consumo - Método Senóide

Q2 Curva Senóide

ℎ= 3 23

ℎ= 534.167366.113

ℎ = 56.019

9.4 Curva de Consumo

A partir dos dados obtidos, podemos fazer a determinação da curva de

consumo (Qsaída), conforme o método de Senóide, no gráfico abaixo:

Com os dados obtidos, foi realizado o cálculo para definir o volume do

reservatório, conforme tabela abaixo:


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70

Tabela 17 - Método Diferencial Para Cálculo do Volume do Reservatório

A partir da tabela, obtivemos os seguintes dados:

∑Q entrada: 8786,64 m³/h

∑Diferencial Negativo: -3630.0312 m³/h

∑Diferencial Positivo: 3630.0312 m³/h

Volume útil: 3630.0312 m³/h

Volume de emergência: 1210.0104 m³/hVolume de incêndio: 1210.0104 m³/h

Tempo de emergência: 6 horas ou 21600 s

Tempo de incêndio: 1 hora ou 3600 s


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71

9.5 Geometria do reservatório

9.5.1 Volume total

Para calcular o volume total, adotamos a seguinte fórmula:

= . ú + . ê + . ê

= 3630.0312 + 1210.0104 + 1220.0104

= 6050.052 ³ ℎ⁄

9.5.2 Diâmetro do Reservatório

Para determinar a geometria, é necessária a equação:

= ℎ

Substituindo a equação:

=

4

2

6050.052=

4 2

= 24.88

9.5.3 Altura

9.5.3.1 Reservatórioℎ=12.44+0.5

ℎ = 12.94

9.5.3.2 Volume Útil


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Ú = Ú ℎ

Ú = 3630.0312 12.44

6050.05

Ú = 7.46

9.5.3.3 Volume de Emergência

ê = ê ℎ

ê = 1210.0104 12.446050.05

ê = 2.49

9.5.3.3 Volume de Incêndio

ê = ê ℎ

ê = 1210.0104 12.446050.05

ê = 2.49

10. DIMENSIONAMENTO DA REDE PRINCIPAL – HARDY CROSS

O método é aplicado em áreas maiores de distribuição, com circuitos

fechados denominados anéis, este dimensionamento consiste em concentrar vazões

a serem distribuídas em pontos das malhas de modo a parece que há diversas áreas

cobertas pela rede.


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Para a realização dos cálculos é considerada a vazão Q3 a qual é utilizada do

reservatório até a rede. Conforme detalhado no item 1.3 deste relatório o valor está

definido como 534.167 l/s.

Conforme alinhado com o professor Luiz Ricardo dos Santos Malta o valor da

vazão em cada nó, deve ser calculado como 1/6 do valor da vazão de projeto. Com

isto foi obtido o valor de 89.028 l/s para cada um dos nós.

10.1 Roteiro de Cálculo – Hardy Cross

Para realização dos cálculos foram realizados os passos descritos e

justificados abaixo:

10.1.1 Esboço Inicial

Este procedimento é realizado por meio de cálculos manuais e representado

graficamente para melhor visualização e compreensão.

10.1.1.1 Definição da posição de cada Nó.

Figura 26 - Definição da Posição de Cada Nó


75/91

74

10.1.1.2 Definição do fluxo de cada trecho.

Figura 27 - Definição do Fluxo de Cada Trecho

10.1.1.3 Definição do fluxo dos anéis.

Figura 28 - Definição do Fluxo dos Aneis


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10.1.1.4 Definição da vazão inicial de cada trecho

Este procedimento é realizado com valores deduzidos o qual será corrigido

com o método.

Figura 29 - Definição da Vazão Inicial de Cada Trecho

10.1.1.5 Definição do comprimento de cada um dos trechos.

Figura 30 - Definição do Comprimento de Cada Um Dos Trechos


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76

10.1.1.6 Definição do diâmetro de cada trecho

O diâmetro foi definido de acordo com a vazão que passa por cada um dos

trechos (item 9.1.1.4), conforme tabela de Velocidade Máxima em Função do

Diâmetro.

Tabela 18 - Velocidade Máxima em Função do Diâmetro

Fonte: Martins (1976)

Figura 31 - Definição do Diâmetro de Cada Trecho


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78

Para os trechos que são compartilhados entre anéis, é necessário somar a

variação da vazão ( Δh) no mesmo trecho do outro anel.

10.1.2.5 Cálculo da vazão no final da iteração (Qi)

A fórmula utilizada para este cálculo é:

= ∆

10.1.2.6 Cálculo da nova iteração

Este é realizado a partir do item 9.1.2.2 deste relatório, porém com a vazão Qi

da iteração anterior. O mesmo procedimento é realizado até que a variação de

vazão e a somatória das perdas de carga em todos os anéis estejam iguais a zero.

Para este projeto os resultados esperados, formam obtidos na iteração de

número 12.


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81/91

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11. DIMENSIONAMENTO DA REDE SECUNDARIA – VAZÃO EM MARCHA

Para redes de abastecimento de água e sistemas de irrigação, há

normalmente várias derivações de água do tronco principal. Para tais casos

denominamos uniformemente distribuída ao longo do conduto ou Vazão de

Distribuição em Marcha.

11.1 Roteiro de cálculo – Vazão em marcha

11.1.1 Dados necessários

Para iniciar os cálculos da vazão em marcha nos trechos, deve ser

primeiramente coletado os dados abaixo:

Comprimento (L): Comprimento em metro de cada um dos trechos nos nós.

Vazão por Nó (Qnó): Vazão pertencente a cada nó. Para este caso foi

realizada a divisão da vazão Q3 por 6 (quantidade de nós).

Coeficiente de rugosidade (C): Valor tabelado e adotado como matéria o

Ferro Fundido.

Cota do terreno Jusante e Montante: Dados fornecido pelo projetista.

11.1.2 Tabela de Cálculo

11.1.2.1 Acrescentada às informações definidas no item 11.1.1 deste relatório.

11.1.2.2 Vazão em marcha no nó

Este cálculo foi realizado pela seguinte fórmula:

ℎ = ó∑

11.1.2.3 Cálculo Q marcha no trecho

Este calculo foi realizado pela fórmula abaixo:

ℎ = ℎ ó


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84

11.1.2.9. Cálculo da Pressão Disponível


=

= +

11.2 Tabela com cálculos

A seguir os valores obtidos para o projeto.


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12. CONCLUSÃO

Com base nas informações apresentadas, analise e cálculos realizados,

conclui-se a importância do dimensionamento, projeção e estudo para a construção

de uma Estação de tratamento e rede de distribuição, a escolha do local decaptação, o levantamento dos dados topográficos e geográficos do local onde a

adutora passara a rede de distribuição eficaz para atender a população a ser

atendida, a determinação da vazão e escoamento das águas pluviais, determinação

correta de canais de esgoto para minimizar o risco de alagamentos, a coleta e

tratamento de esgoto.

O estudo aponta para a importância de um planejamento detalhado e de

cálculos efetivos para que o projeto atenda o proposto com qualidade semdesperdícios e com eficiência em todos os aspectos, determinar a população futura

a fim de evitar aspectos vividos e presenciados no dia a dia, estudar o local da

captação cuidando para que os recursos naturais e ambientais não sejam afetados,

o uso de tecnologia para a construção de estação de tratamento para que a água

alcance os padrões de qualidade exigidos, o dimensionamento das adutoras,

reservatório e determinação da rede de distribuição.

Diante disso, pode-se concluir que o projeto integrador do 7 semestre de

engenharia civil, tornou-se de suma importância para agregar conhecimentos e a

junção dos conteúdos aplicados em aula com o conteúdo pesquisado para a

confecção do trabalho apresentado, além de, trazer novos conceitos e percepção do

assunto abordado com olhar técnico e profissional do tema de saneamento básico,

sendo primordial o estudo e pesquisa voltada ao tema, a aplicação de novas

tecnologias na área e investimento. Posto que, vivenciamos como expectadores

acadêmicos com visão da realidade como um todo distorcida por falta de

investimento e projeção de crescimento populacional.

Entretanto o proposto trabalho desenvolveu-se de forma a instigar a todos os

integrantes do grupo a compreender o conceito apresentado e a habilidade e

compreensão nos cálculos realizados.


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REFERÊNCIAS

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Hidráulicas Sijeitas à Outorga. Acesso em 17 de outubro de 2015, disponível em:

http://daee.sp.gov.br/outorgatreinamento/Obras_Hidráulic/vazaoproj.pdf

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO. Saneamento Básico. Acesso em

24 de outubro de 2015, disponível em

http://ufrrj.br/institutos/it/deng/Leonardo/downloads/APOSTILA/Apostila%20IT%2017

9/Cap%204%20parte%203.pdf

PREFEITURA ORLÂNDIA. Dimensionamento da Nova ETA. Acesso em 25 de outubro de

2015, disponível em

http://orlandia.sp.gov.br/dados/plano_agua_esgotamento_sanitario/dimensionamento_eta.pd

f

REVISTA DAE. Aplicação do método de Hardy Cross. Acesso em 26 de outubro de 2015,

disponível em http://revistadae.com.br/artigos/artigo_edicao_23_n_979.pdf

CADERNOS UNIFOA. Aplicação do método de Hardy Cross. Acesso em 26 de outubro de

2015, disponível em

http://web.unifoa.edu.br/cadernos/ojs/index.php/cadernos/article/view/147

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE. Rede de distribuição. Acesso em 26

de outubro de 2015, disponível em http://dec.ufcg.edu.br/saneamento/Redes004.html

UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI - URCA. Estações Elevatórias de Água. Acesso

em 30 de outubro de 2015, disponível em

http://wiki.urca.br/dcc/lib/exe/fetch.php?media=eea.pdf

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE. Adução. Acesso em 03 de novembro

2015, disponível em http://dec.ufcg.edu.br/saneamento/Adutora01.html

Word Press Institucional. Adutoras. Acesso em 06 de novembro de 2015, disponível em

http://wp.ufpel.edu.br/hugoguedes/files/2013/10/Adutora.pdf

http://projetomelhor.blogspot.com.br/p/feiras-e-eventos_12.htmlhttp://projetomelhor.blogspot.com.br/p/feiras-e-eventos_12.htmlhttp://casa.umcomo.com.br/articulo/como-calcular-uma-escada-462.htmlhttp://casa.umcomo.com.br/articulo/como-calcular-uma-escada-462.htmlhttp://portalarquitetonico.com.br/como-projetar-escadas-tutorial/http://portalarquitetonico.com.br/como-projetar-rampas/http://elisaprado.com.br/blog/2009/05/como-saber-a-inclinacao-da-rampa/http://elisaprado.com.br/blog/2009/05/como-saber-a-inclinacao-da-rampa/http://elisaprado.com.br/blog/2009/05/como-saber-a-inclinacao-da-rampa/http://elisaprado.com.br/blog/2009/05/como-saber-a-inclinacao-da-rampa/http://portalarquitetonico.com.br/como-projetar-rampas/http://portalarquitetonico.com.br/como-projetar-escadas-tutorial/http://casa.umcomo.com.br/articulo/como-calcular-uma-escada-462.htmlhttp://casa.umcomo.com.br/articulo/como-calcular-uma-escada-462.htmlhttp://projetomelhor.blogspot.com.br/p/feiras-e-eventos_12.html


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