PROJETO DE SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DE BAIRRO RESIDENCIAL E COMERCIAL DA CIDADE DE SANTA ROSA

Devido às condições altimétricas do bairro e objetivando a garantia do abastecimento, será implementado um reservatório elevado de 375 m³, o qual será abastecido por uma adutora de 60 m de sucção e após passar pela ETA 850 m de recalque. PONTO DE TOMADA: A tomada de água deverá ser realizada na Rua Antônio Bordim Neto, esquina com a rua Emilio Riffel e Rua Paraná. No distribuidor de “polietileno DN 200” onde a pressão dinâmica projetada será de 12,9603 m. c. a para o recalque e 15,9341 m. RESERVATÓRIO: O reservatório será do tipo elevado, com 375 m³ de capacidade, de formato cilíndrico e será executado em concreto armado. Com o objetivo de atender a totalidade dos lotes do bairro, seu nível de água ficará situado à cota de 68 metros.

O mesmo deverá ser abastecido a partir do distribuidor de polietileno DN 200, sendo instalado na tubulação de entrada uma válvula boia automática, de comando mecânico. A tubulação de alimentação do bairro será independente, partindo do fundo do mesmo. O reservatório deverá apresentar canalização de extravaso e limpeza e apresentar, segundo normas de segurança, sinalização da aérea e para-raios. DETERMINAÇÃO DA VAZÃO DE DISTRIBUIÇÃO E DE CAPTAÇÃO A partir da quantidade de lotes totais é possível calcular a vazão de distribuição e a vazão de captação. Para ambas é necessário realizar o cálculo, separadamente, para a área comercial e residencial, visto que o consumo médio per capita é diferente para cada área, e corresponde respectivamente a 50 l/hab.

dia e 180 l/hab. dia. A vazão de distribuição que corresponde a vazão necessária para suprir a demanda de água de toda população residente no loteamento é expressa pelas equações 1 e 2. A descarga em marcha caracteriza-se pela quantidade de água que está sendo distribuída, ela representa a soma das vazões de distribuição comercial e residencial de cada trecho. As vazões a montante, neste caso, correspondem a soma das vazões que estão a uma cota superior de certo trecho, e as vazões a jusante correspondem a soma das vazões que estão em uma cota inferior a certo trecho. Importante visualizar que a vazão total a montante corresponde a vazão calculada nos resultados acima descritos, além disso a soma total dos lotes de cada trecho equivale aos trechos contabilizados no início do projeto, indicando o correto procedimento de cálculos.

DETERMINAÇÃO DO DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO EM CADA TRECHO A partir do resultado encontrado da vazão em marcha de cada trecho, expresso no quadro 3 é possível realizar uma associação para determinação do diâmetro de cada trecho através do quadro 1. Quadro 1 – Relação utilizada para associação da vazão de cada trecho e determinação do diâmetro Diâmetro nominal (DN) Velocidade máxima (m/s) Vazão máxima (l/s) DN 50 DN 75 DN 100 DN 150 DN 200 DN 250 DN 300 DN 350 DN 400 0,68 0,71 0,75 0,83 0,90 0,98 1,05 1,13 1,20 1,33 3,14 5,89 14,65 28,27 47,86 74,22 108,24 150,80 Sendo assim, o quadro 4 em anexo expressa os diâmetros selecionados em relação a cada vazão encontrada. utilizou-se 13m. c. a. Ou seja, o reservatório elevado deverá ter uma altura de 13m até o seu nível de água.

Nos demais trechos o nível piezométrico a montante foi determinado a partir do nível piezométrico a jusante do trecho anterior correspondente. PDjus =NPjus - Cjus (7) Onde: PDjus = pressão dinâmica a jusante (m); NPjus = nível piezométrico a jusante (m); Cjus = cota a jusante (m) PEjus =NPreserv. Cjus (8) Onde: PEjus = pressão estática a jusante (m); NPreserv. nível piezométrico do reservatório (68 m); Cjus = cota a jusante (m) Todos os resultados das equações acima são demonstrados no quadro 5 em anexo. DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO Realizou-se também, o dimensionamento do reservatório que irá abastecer a população do loteamento. Para tanto determinou-se o nível d’água do reservatório a partir da equação 9: NA = Cres. a. Além disso, a partir da equação 10 determina-se que a altura do reservatório.

Nesta equação adiciona-se 10 cm em virtude da distância da tampa e o nível máximo da água para evitar vazamentos. H = (NA - Cres. Onde: H = altura do reservatório (m); NA = nível d’água do reservatório (m); Cres. No Brasil é convencionalmente aceito que o hidrante deve ter água suficiente para suprir uma vazão de 10 a 100 l/s por hidrante, durante 3 a 6 horas. Para fins de cálculo adotou-se uma vazão de 15 l/s e duração de 3 horas. Rinc = Q * t (14) Onde: Rinc = volume da reserva de incêndio (m³); Q = vazão (m³/s); t = tempo de duração (s) Aplicando-se os valores encontrou-se uma reserva de incêndio de 162 m3. E por último, mas não menos importante tem-se a reserva de emergência, que deve ser utilizada caso a adução for anormalmente interrompida, convencionalmente adota-se para esta reserva 25% do volume total do reservatório conforme expresso pela equação 15.

Reme = 1 (R + Rinc ) 3 eq (15) Onde: Reme = volume da reserva de emergência (m3); Req = volume da reserva de equilíbrio (m3); Rinc = volume da reserva de incêndio (m³) Sendo assim, obteve-se um valor para a reserva de emergência de 112,84 m3. Primeiramente realiza-se o cálculo dos diâmetros de sucção e recalque através da equação 18. DR = K√Q (18) Onde: DR = diâmetro de recalque (m); K= coeficiente econômico; Q = vazão (m3/s) O valor do coeficiente econômico varia entre 0,8 e 1,3, para fim deste cálculo utilizouse o valor de 1,2. A vazão representa a vazão de captação conforme calculado anteriormente (13,37 l/s). Deste modo o valor do diâmetro de recalque da tubulação será de DN150, portanto o diâmetro de sucção, que corresponde a um diâmetro comercial imediatamente superior ao diâmetro de recalque, será de DN200.

A perda de carga localizada ocorre devido aos acessórios presentes na tubulação, neste caso serão considerados apenas os acessórios de entrada normal da canalização (K=0,50) e de saída da canalização (K=1,00). PB = γ * Q * Hmt 75 * η (22) Onde: PB = potência solicitada pela bomba (CV); γ = peso específico do fluido circulante (kgf/m3); Q = vazão bombeada (m3/s); Hm = altura manométrica da instalação (m); η = rendimento da bomba Para fins de cálculo adotou-se o peso específico da água de 1000 kgf/m3 e rendimento da bomba de 60%. Portanto encontrou-se uma potência para a bomba de 6 CV. Já a potência consumida pelo motor é obtida através da equação 23. PM = PB ηM (23) Onde: PM = potência do motor (CV); PB = potência solicitada pela bomba (CV); ηM = rendimento do motor Para fins de cálculo adotou-se a potência do motor de 90%, deste modo a potência do motor encontrada foi de 7 CV.

Para determinação da potência comercial do motor, é necessário dar-se um acréscimo para a potência calculada e fazer-se o ajuste à disponibilidade comercial. Além disso fez-se necessário a utilização de curvas ao longo da tubulação, foram adicionadas curvas de 90°, 45° e 22°, os materiais foram escolhidos de acordo com o diâmetro da tubulação, para tubulações com diâmetro de 50 e 75 mm optou-se por curvas em PVC, porem na curva que precisou de diâmetro de 200 mm optou-se por uma em F°F°. Além desses materiais foram instalados registros e hidrantes na tubulação. Os registros são importantes caso ocorra o rompimento de um local da tubulação não seja necessário o interrompimento do fornecimento de água para toda a população ali residente, esses foram instalados seguindo a recomendação dada de que não tivesse uma distância maior que 300 m entre um e outro, além disso eles foram colocados em pontos estratégicos como esquinas ou cruzamentos, para tanto foram escolhidos registros de gaveta de ferro fundido, flangeado com cunha de borracha, cabeçote e com anel, estes materiais estão especificados no quadro 7.

Já os hidrantes são instalados para que seja possível apagar o fogo com maior facilidade em caso de incêndios, eles foram adicionados em trechos com diâmetros de 100 mm e 200 mm e conforme recomendação foram projetados de forma que fiquem com uma distância de 250 m entre eles e abrangendo um raio de 125 m. Foram escolhidos hidrantes subterrâneos já que a tubulação de acordo com a planta em anexo passara no meio da rua, deste modo a instalação de hidrantes de coluna iriam atrapalhar o trafego dos residentes. Comer. Fonte: Elaborado pelos autores Descarga (l/s) Jusante (dos trechos anteriores) 0,0000 0,0000 3,2650 0,0000 5,9858 0,0000 9,2508 4,5450 0,0000 0,0000 14,4833 0,0000 0,0000 17,4808 19,0916 0,0000 19,2749 Marcha 1,1050 2,1600 0,0208 2,7000 0,0250 3,2400 0,0125 0,6750 2,2800 2,2650 0,0125 2,9850 1,5900 0,0208 0,0333 0,1500 0,0000 19,2750 Montante (do próximo trecho) 1,1050 2,1600 3,2858 2,7000 6,0108 3,2400 9,2633 5,2200 2,2800 2,2650 14,4958 2,9850 1,5900 17,5016 19,1249 0,1500 19,2749 Quadro 4 – Diâmetro selecionado para cada trecho do loteamento Trecho Mont. Jus. Fonte: Elaborado pelos autores Vazão do trecho (l/s) 1,1050 2,1600 0,0208 2,7000 0,0250 3,2400 0,0125 0,6750 2,2800 2,2650 0,0125 2,9850 1,5900 0,0208 0,0333 0,1500 0,0000 Velocidade (m/s) 0,68 0,71 0,75 0,71 0,83 0,75 0,83 0,75 0,71 0,71 0,83 0,71 0,71 0,90 0,90 0,68 0,90 Diâmetro Nominal (DN) DN 50 DN 75 DN 100 DN 75 DN 150 DN 100 DN 150 DN 100 DN 75 DN 75 DN 150 DN 75 DN 75 DN 200 DN 200 DN 50 DN 200 Quadro 5 – Pressões dinâmica e estática calculadas em cada trecho Trecho (nó) Mon.

Jus. Tipo Quant. Cap PVC JE PBA (DN 75) Cap PVC JE PBA (DN 75) Cap PVC JE PBA (DN 75) 16 17 Cap PVC JE PBA (DN 75) Cap PVC JE PBA (DN 50) Quant. Tipo Quant. Redução PVC JE PB PBA (DN 100x75) 2 Redução PB JE FoFo (DN 200x150) 1 1 Tê Redução BBB JE FoFo x PBA (DN 200x75) 1 Tê Redução BBB JE FoFo x PBA (DN 200x75) 1 Tê de redução BBB JE FoFo x PBA (DN 200x50) 1 1 14 15 Tipo 1 12 13 Quant. Junção Y PVC JE BBB PBA (DN 100) 9 10 Tipo 1 1 18 Fonte: Elaborado pelos autores Onde: JE: junta elástica; PBA: ponta, bolsa e anel; BBB: bolsa tripla; FoFo: ferro fundido; PB: ponta e bolsa Quadro 7 – Relação de materiais relacionados por trechos Curva Trecho Registro Mont.