ADUTORA
ETA - Cobi
ADUTORA
Adução
É o conjunto de tubulações, peças especiais e obras de arte
destinados a promover o transporte da água em um sistema de
abastecimento entre:







captação e reservatório de distribuição;
captação e ETA;
captação a rede de distribuição;
ETA e reservatório;
ETA e rede;
reservatório à rede;
reservatório e reservatório;
ADUTORA
Classificação das adutoras:
De acordo com a energia de movimentação do líquido:

gravidade, recalque e mista;
De acordo com o modo de escoamento do líquido:

livre, forçada e mista;
De acordo com a natureza da água:

bruta e tratada.
ADUTORA
ADUTORA
ADUTORA
Classificação das adutoras:
Figura - Esquema da terceira adutora de Campina Grande
ADUTORA
Projeto de linhas adutoras
Dimensionamento hidráulico das adutoras por gravidade:
1.
Vazão de adução;
2.
Comprimento da adutora;
3.
Declividade disponível;
4.
Material da tubulação.
Diâmetro da adutora
ADUTORA
Projeto de linhas adutoras
Velocidade máximas em condutos livres - (NB-591/91)
Material
Velocidade máxima (m/s)
Alvenaria de tijolos
2,5
Rochas estratificadas
2,5
Rochas compactas
4,0
Concreto
5,0
Qualidade da água
Velocidade mínima (m/s)
Suspensões finas
0,30
Areias finas
0,45
Matéria orgânica
0,60
ADUTORA
Projeto de linhas adutoras
O dimensionamento hidráulico de um conduto
pressurizado consiste em determinar:

a velocidade média da água (V);

a vazão (Q);

o diâmetro do tubo (D);

a perda de carga (hf).
Para o dimensionamento dispõe-se de duas equações:
Q=A.V
hf = f (Q,D)
ADUTORA
Recomendações para o traçado das adutoras
Distância Cota do
(m)
terreno (m)
32
30,5
27,9
25,6
24
22,4
18,2
16,4
12,6
8,2
9,6
10,1
11,3
12,2
12,8
17,6
17,9
17,8
15,2
14,6
14,1
12,4
12,9
14,5
Perfil da adutora
35
30
Cotas (m)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
165
180
200
220
240
260
280
292
300
320
340
360
380
400
418
25
20
15
10
5
0
0
100
200
300
400
Distâncias (m) - plano de referência
ADUTORA
Projeto de linhas adutoras
Recomendações para o traçado das adutoras:
 Inspeção de campo para a escolha da melhor alternativa de
traçado;
 Levantamento topográfico planialtimétrico e cadastral de uma
faixa envolvendo o melhor traçado (de 30 a 60 metros de
largura);
 Sondagens de terreno a trado e a percurssão ao longo da faixa,
para informações geotécnicas sobre o subsolo;
 Com os dados acima, deve-se lançar na planta da faixa, o eixo
da adutora, que deverá ser estaqueado de 20 em 20 metros;
 Elaboração do perfil do terreno e da adutora.
ADUTORA
Projeto de linhas adutoras
Recomendações para o traçado das adutoras:

A adutora deverá ser implantada de preferência em ruas e
terrenos públicos (minimizando o problema de desapropriação
ou faixa de utilização);

Trechos ascendentes longos com pequena declividade > 0,2
% e trechos descendentes curtos com declividade > 0,4 %;

Localizar adutoras, ventosas e registros;
ADUTORA
Projeto de linhas adutoras
Recomendações para o traçado das adutoras;
(continuação)

Procurar terrenos com características de solos
com capacidade de suportar esforços evitando:

Solos rochosos, alagadiços e solos de baixa
resistência;

Prever blocos de ancoragem.
ADUTORA
Traçado de linhas adutoras por gravidade
 A linha piezométrica não deve cortar a tubulação  prejudicial ao
funcionamento da adutora (formação de bolsas de ar, pressões
negativas, variação de volume)
 O que se deve fazer?
 Opção 1: Cortar o terreno para locar a tubulação abaixo da piezométrica
NA
Corte no terreno
LP
D
L
ADUTORA
 Opção 2: Construção de uma caixa intermediária no ponto mais alto
do terreno, aberta à pressão atmosférica. Cada trecho vai ser
dimensionado como já explicado.
h  2,5 D2
NA
D2
NA
LP, J1
NA
Caixa intermediária
LP, J2
A
D1
Corte no terreno
L1
L2
ADUTORA
 Opção 3: Dimensionar a linha com dois diâmetros D1>D2.;
 A piezométrica do primeiro trecho terá declividade menor (J1) para
ultrapassar o ponto alto;
 Deve-se ter uma folga da piezométrica de no mínimo 1,5m acima
do terreno .
Escolhe-se a alternativa mais econômica e adequada
operacionalmente a cada caso.
Dimensionamento hidráulico
Adutora por recalque
 Em geral são conhecidos:
 Vazão de adução, Q (m3/s)
 Comprimento da adutora, L (m)
 Desnível a ser vencido, Hg (m)
 Material da adutora
Dimensionamento hidráulico
Adutora por recalque
Determina-se o diâmetro D da adutora e a potência P da
bomba que vai gerar a pressão necessária para vencer o
desnível indicado, à vazão desejada
A função da bomba em gerar pressão, permite admitir que
a água tenha alcançado uma cota equivalente ao ponto A’
A’
NA
hf
DGr
DGs
NA
Dr, J, V
Q
Ls
Lr
Dimensionamento hidráulico
Adutora por recalque
A’
NA
hf
DGr
Dr, J, V
DGs
NA
Q
Ls
Lr
Indeterminação do problema  há uma infinidade de diâmetros e
potências que permitem solucionar a questão para uma mesma vazão
de dimensionamento
Solução de casos práticos:
adutora por recalque

Pré-dimensionamento do diâmetro 
Adução contínua  24 horas

FÓRMULA DE BRESSE:

D  diâmetro da adutora de recalque (m)
Q  vazão aduzida (m3/s)
K  fator da fórmula de Bresse
DK Q

A constante K depende de custos de:




Material
Mão-de-obra
Operação
Manutenção do sistema, etc.

Varia de local para local e no tempo, principalmente em regimes
inflacionários

Normalmente: 0,75 < K < 1,4

De um modo geral, pode ser tomado k = 1,2 quando se utilizam
tubos de ferro fundido
Para adutoras que funcionam apenas algumas horas por dia:
Dr  1,3. X
0 , 25
3
Q(m / s)
X  fração de horas por dia
X = n/24
n = número de horas de funcionamento
por dia
Recomendada pela NBR-5626
Algumas observações sobre a fórmula de Bresse
 Trata-se de uma equação muito simples, para
representar um problema complexo e com muitas
variáveis econômicas  aplicada na fase de
anteprojeto;
 Em sistemas de menor porte, com adutoras de até 6’’,
pode conduzir a um diâmetro aceitável;
 A fixação de um valor para K  velocidade de
econômica (comuns valores entre 1,0 e 1,5 m/s);
 Fórmula de Bresse deve ser aplicada para sistemas de
funcionamento contínuo (24 hs)
Dimensionamento hidráulico
Adutora por recalque
 Diâmetros escolhidos com base em critério econômico 
considera-se as despesas com a tubulação e com os conjuntos
elevatórios
 Análise econômica através do critério do valor presente, com taxa
de desconto de 12% ao ano ou indicada pelo órgão financiador;
 Diâmetro mais conveniente é aquele que resulta em menor custo
total das instalações (estação elevatória, tubulação, energia
consumida e outros custos de operação)
Dimensionamento hidráulico
Adutora por recalque
 Aspectos econômico-financeiros:
 Aquisição e assentamento dos tubos, peças e aparelhos
 Aquisição do conjunto motor-bomba adequado para cada diâmetro
 Operação, manutenção e consumo de energia elétrica
 Amortização e juros
Dimensionamento hidráulico
Adutora por recalque
 Aspectos econômico-financeiros:
Solução de casos práticos:
adutora por recalque
•Na vida útil dos projetos de instalações de
recalque, os gastos de energia muitas vezes
ultrapassam os custos de investimento das
instalações, é uma despesa operacional de
relevância na determinação do diâmetro
econômico das adutoras
•Representam 50% das despesas das companhias
de saneamento
Solução de casos práticos: adutora por recalque
1.
Adotam-se três a quatro diâmetros, em torno do valor obtido
através das fórmulas anteriores;
2.
Determinam-se as características dos conjuntos elevatórios
(altura manométrica, potência, rendimento, etc.) necessárias à
instalação, para cada diâmetro;
3.
Calculam-se os consumos anuais de energia para cada conjunto
elevatório-diâmetro;
4.
Determinam-se os custos anuais de amortização e juros do capital
investido na aquisição de tubos e equipamentos de recalque
(incluindo sistemas elétricos) para cada alternativa;
5.
Somam-se os custos resultantes da aquisição de equipamentos,
tubos e energia, para cada alternativa e escolhe-se o diâmetro
que conduz ao menor custo global.
Solução de casos práticos:
adutora por recalque
ADUTORA
Projeto de linhas adutoras
Dimensionamento hidráulico das adutoras por recalque
Velocidades na sucção (NBR590/1990)
Diâmetro nominal – DN (mm)
Velocidade máxima (m/s)
50
0.70
75
0.80
100
0.90
150
1.00
200
1.10
250
1.20
300
1.40
> 400
1.50
No barrilete a velocidade mínima é de 0,60 m/s e a velocidade máxima
recomendada é de 3,00 m/s.
ADUTORA
Materiais das adutoras

Ferro fundido;

PVC;

Aço;

Concreto armado.
Pressão interna
Pressão externa
Natureza da água transportada
Custo de implantação
ADUTORA
Materiais das adutoras
PVC
Classe
Serviço
8
40
10
50
12
60
15
75
20
100
Os valores das pressões máximas de serviço
decrescem com o aumento da temperatura na base
de 20% para cada mais 10o.C.
ADUTORA
Materiais das adutoras
Ferro fundido








longa durabilidade
facilidade de assentamento e conexão
peso elevado
alto custo
elevada resistência à pressão interna e cargas externa
incrustações: cimentado internamente
diametro até 1200 mm
v máx: 3,00 m/s
ADUTORA
Aço
 elevada resistência à pressão interna
 baixa resistência à cargas externa
 incrustações: cimentado internamente
 corrosão: revestimento externo - pintura anti-
corrosiva
 fácil montagem e conserto - solda
 diametro > 600 mm, $ + competitivos
 v máx: 6,00 m/s
ADUTORA
Concreto
 baixa resistência à pressão interna: condutos livres
 elevada resistência à cargas externa
 peso elevado
 difícil manuseio
 concreto simples (200 - 1000 mm) e armado (400 -
2000 mm)
 moldado in loco
 v máx: 4,50 m/s
ADUTORA
Conexões
As peças são destinadas a ligarem tubos ou seguimentos de
tubos entre si, permitindo mudanças de direção, derivações,
alterações de diâmetros etc, e são fabricadas nas classes e
juntas compatíveis com a tubulação.
ADUTORA
Conexões
As peças mais comuns são:
curvas (mudanças de direção);
tês (derivação simples);
cruzetas derivação dupla;
reduções (mudanças de diâmetro);
luvas (ligação entre duas pontas);
caps (fechamento de extremidades);
junções (derivações inclinadas) etc.
ADUTORA
Conexões
ADUTORA
Peças especiais
Entre elas as mais comuns são:
Registros ou válvulas de manobra para controle do fluxo
Válvulas de retenção para impedir retorno do fluxo;
Ventosas para aliviar o ar das canalizações;
Crivos par impedir a entrada de material grosseiro nos condutos;
Válvulas de pé para manter o escorvamento dos conjuntos elevatórios;
Comportas e Adufas para controle das entradas e saídas de vazão;
Hidrante para fornecimento de água para combte a incêndios
ADUTORA
Materiais das adutoras
Registro de gaveta
Válvula borboleta
ADUTORA
Valvulas
Válvula borboleta
ADUTORA
Válvula de retenção
ADUTORA
Problemas causados pelo movimento de bolsas de ar nas
tubulações:
Nas adutoras por gravidade, o ar depositado nos pontos altos, onde há
perda de pressão, provoca o aumento da perda de carga, que
implica numa diminuição de vazão;
Nas adutoras por recalque, a presença de bolsas de ar nos pontos de
queda de pressão provocam um aumento de altura manométrica,
implicando em redução de vazão ou sobrecarga da bomba, com os
conseqüentes prejuízos de consumo de energia ou danificação do
equipamento;
A movimentação das bolsas de ar pode provocar golpes de ariete em
decorrência de sucções bruscas.
ADUTORA
Instalação das ventosas
Instalação de ventosas nos pontos altos da tubulação e ao término dos
trechos horizontais, visa eliminar todos os inconvenientes que um
fluxo ar inadequado dentro das tubulações pode acarretar. É
necessário também tomar as seguintes precauções quanto ao traçado
das tubulações:

Projetar as tubulações com aclives suaves e declives acentuados,
visando facilitar o fluxo de ar a os pontos altos onde estarão instaladas
as ventosas;

Reduzir ao máximo os trechos horizontais, pois variações muito
pequenas de nível podem implicar pontos difíceis de se proteger.
ADUTORA
Instalação das ventosas
Traçado recomendável
Traçado não recomendável
ADUTORA
Materiais das adutoras
Ventosas
Ventosa de duplo efeito
ADUTORA
Materiais das adutoras
Ventosas
Vazão de ar
Vazão de ar (l/s)
Gráfico de dimensionamento apresentado pela BARBARÁ (hoje Saint Gobain) - (pressão máxima de serviço de 1,5 mpa ( = 15 kgf/cm2) a 2,5 mpa).
Materiais das adutoras
ADUTORA
Adutora de água tratada de Ibes/Boa Vista, em Vila Velha, no valor de R$ 2,9 milhões, foram concluídas em
dezembro de 2007. Com 2,6 quilômetros de extensão (1.105 metros com redes de 600 mm e 1.515
metros com redes de 500 mm).
(http://www.cesan.com.br)
ADUTORA
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DAS ADUTORAS

Blocos de ancoragem;

Proteção contra corrosão;
ADUTORA
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DAS ADUTORAS
Adutora do Civit – Serra
(http://www.cesan.com.br)
ADUTORA
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DAS ADUTORAS
ADUTORA
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO DAS ADUTORAS
Blocos de Ancoragem
Podem ser calculados pela fórmula:
E=kPA
E: empuxo, N;
P: pressão do teste hidráulico em campo, Pa;
A: área da seção interna do tubo, m2;
K: coeficiente que depende da natureza da tubulação.
ADUTORA
Exercício.
Dimensionar uma adutora que interliga dois reservatórios e os níveis
médios nesses reservatórios correspondem as cotas altimétricas
de 266,20 e 291,30 e estão distanciados de 3680 m. Determinar:
1.
2.
3.
Diâmetro da adutora;
Vazão máxima e velocidade
Diametro e velocidade efetivos.
CAPÍTULO 7
ADUTORA
Estudar:
Capítulo 6
Itens: 6.1 a 6.9 e 6.13