Transcript Qualidade das águas. Processos expeditos de purificação.

Adutoras
Profa. Luciana Rodrigues Valadares Veras
Cassificação das adutoras
Adutoras em Sistemas de Abastecimento
de Águas
Adutoras por gravidade
Adutoras por recalque
Adutora mista
Fatores interferentes no dimensionamento
• Horizonte do projeto
• Vazão de adução
• Período de funcionamento da adução
Horizonte do projeto
Fatores a serem considerados
• Vida útil da obra
• Evolução da demanda
• Custo
• Flexibilidade na ampliação do sistema
• Custo de energia
Vazões de adução
Período de funcionamento da adução
É função do dimensionamento hidráulico:
• Aduções por gravidade – 24 h/dia
• Adução por recalque – 16 a 20 h/dia
– Economia de energia elétrica: parada das bombas
por 3 horas, entre 17:00 e 22:00 h
Hidráulica das adutoras
Hidráulica das adutoras
Cálculo das perdas de carga – condutos
forçados, perdas distribuídas
Perdas localizadas
Traçado da adutora
• Tubulação assentada abaixo da linha piezométrica efetiva.
• A carga de pressão na tubulação é > pressão atmosférica
Traçado da adutora
• Tubulação corta a linha piezométrica efetiva.
• O trecho acima dessa linha tem pressões < pressão atmosférica.
• Pode ocorrer entrada de ar e contaminação da água por sucção.
Traçado da adutora
• Tubulação corta plano de carga efetivo.
• A água não atinge naturalmente o trecho acima do nível de R1 e
o escoamento só é possível após enchimento da tubulação.
• O trecho acima da linha piezométrica efetiva denomina-se sifão.
Traçado da adutora
• Tubulação corta linha piezométrica absoluta.
• É impossível escoamento por gravidade!
Traçado da adutora
• Adutora por gravidade com tubulação em conduto livre.
• Pressão = pressão atmosférica.
Exercício
Em um sistema de abastecimento de água, uma adutora que interliga
2 reservatórios deverá transportar uma vazão de 143 L/s. Sabendo-se
que o comprimento da adutora é de 5.350 m e os níveis médios de
água nesses reservatórios correspondem às cotas altimétricas de
576,25 m e 552,69 m, determinar:
• Diâmetro da adutora;
• Vazão máxima a ser veiculada e a sua velocidade. O material da
adutora é de ferro fundido dúctil novo com revestimento de
argamassa de cimento. Utilize a fórmula de Hazen-Williams,
desprezando as perdas de cargas localizadas.
PEÇAS ESPECIAIS E ÓRGÃOS ACESSÓRIOS – Adutoras
por gravidade
PEÇAS ESPECIAIS E ÓRGÃOS ACESSÓRIOS – Adutoras
por gravidade
• Registros de parada: interromper o fluxo
• Registros de descarga: pontos baixos para esvaziar
(D = metade do diâmetro adutora)
• Ventosas: pontos elevados - expulsar e entrar o ar,
evitar pressões negativas
• Válvula de redução de pressão – usadas somente
em adutoras por gravidade ou em redes de
distribuição – não há perda total de pressão, pois a
água não entra em contato com a atmosfera
Influência da válvula redutora de pressão na
linha piezométrica
PEÇAS ESPECIAIS E ÓRGÃOS ACESSÓRIOS – Adutoras
por recalque
Além das anteriores, utiliza-se também:
• Válvulas anti-golpe - reduzir a pressão
interna; ocorre quando existe parada de
bombas
• Válvulas de retenção - impedir o retorno da
água para bombas)
Obras complementares
• Stand-pipes ou chaminés de equilíbrio (instalados no ponto de
transição de recalque e gravidade: assemelha-se a um
reservatório.
• objetiva evitar que a linha piezométrica corte a tubulação)
Exemplos de travessia aérea em
cursos d’água
Travessia aérea
Recomendacões para o traçado
• A adutora deverá ser implantada, de preferência em ruas e
terrenos públicos
• Deve-se evitar traçado onde o terreno é rochoso, pantanoso e
de outras características não adequadas
• Quando a inclinação do conduto for superior a 25%, há
necessidade de se utilizar blocos de ancoragem para dar
estabilidade ao conduto
Recomendacões para o traçado
• Não se devem executar trechos de adução horizontal; no caso
do perfil do terreno seja horizontal, o conduto deve apresentar
alternadamente, perfis ascendentes e descendentes
• São recomendados os traçados que apresentam trechos
ascendentes longos com pequena declividade, seguido de
trechos descendentes curtos, com maior declividade (para
facilitar acúmulo de ar nos pontos mais altos)
Recomendacões para o traçado
Material das adutoras
Análises a serem consideradas para a escolha de
materiais:
• Qualidade de água
• Quantidade de água
• Não provocar vazamentos nas juntas
• Não provocar trincas, corrosões e
arrebentamentos por ações externas e internas
• Pressão da água
• Economia
Principais material de fabricação
• Tubos metálicos
– Aço
– Ferro fundido
• Tubos não metálicos
– Materiais plásticos (PVC, poliéster reforçado com
fibra de vidro)
– Concreto protendido
– Cimento amianto (não está sendo fabricado no
Brasil)
Enchimento das adutoras
• Condição para enchimento - expulsão plena de ar,
com a gradativa e lenta admissão de água
• Velocidade média para enchimento: 0,3 m/s
• Válvulas para expulsão de ar: ventosas
Entrada de ar na adutora
Dispositivos de proteção das
adutoras
• Blocos de ancoragens
• Proteção contra corrosão
• Proteção contra os transitórios hidráulicos
ondas de pressão que se propagam ao longo da tubulação sempre que
o escoamento sofrer aceleração ou desaceleração.
Ex.: abertura e fechamento de válvula, partida ou parada de bomba ou
mesmo o rompimento de um ponto de tubulação estão entre as
principais causas do Golpe de Aríete.
Ancoragem de adutoras em declives
1) Assentamento de tubulação aérea: ancoragem tubo por tubo
2) Assentamento de tubulação enterrada
-
ancoragem por trecho travado
Corrosão
• Corrosão - deterioração de material, por
ação química ou eletroquímica, aliada ou não
a esforços mecânicos
• Tipos de corrosão
 Corrosão galvânica
 Corrosão atmosférica
 Corrosão pelo solo
 Corrosão pela água
 Corrosão eletrolítica
Limpeza das adutoras
SEDIMENTAÇÃO
Deposição de minerais insolúveis
em tubo de ferro fundido ductil com
revestimento.
Adutora de água tratada, 250 mm.
Idade da tubulação ~ 15 anos.
Coeficiente de rugosidade
C ~ 85 (Hazen-Williams).
INCRUSTAÇÃO
Incrustação em tubo de ferro
fundido dúctil sem revestimento.
Adutora de água bruta, 250 mm.
Idade da tubulação ~ 25 anos.
Coeficiente de rugosidade
C ~ 70 (Hazen-Williams)
Aplicação do revestimento de
argamassa de cimento
Limpeza das adutoras
• A limpeza periódica das
adutoras é uma forma de
manter a capacidade de um
sistema de adução e
distribuição de água.
• O objetivo da limpeza é
retirar os tubérculos, lodo, e
outros materiais depositados
nas paredes dos tubos.
• Além de restaurar a
capacidade de adução da
adutora, também é garantida
melhor qualidade da água.
• Um PIG é lançado na adutora
utilizando a própria pressão
de água.
Limpeza das adutoras
Entrada e saída do “polly-pig” em uma adutora