LISTA DE EXERCÍCIOS – SANEAMENTO AMBIENTAL I
Universidade Federal do Paraná – Setor de Tecnologia
Engenharia Ambiental
2º semestre/2015
Lista de Exercícios 01 – Sistemas de Abastecimento de Água
1. Considere os seguintes dados:
- população para o ano de 2035 igual 120.000 hab.;
- consumo per capita médio (perdas incluídas) de 220 L/hab.dia;
- a ETA utiliza para consumo próprio 3% da água produzida;
- K1=1,2 e K2=1,5;
- demanda de consumidores especiais iguais a 40 L/s.
- período de funcionamento da adução: 24 horas.
Determine:
(a) A vazão de projeto entre a captação e a ETA. [Resp. 417,67 L/s]
(b) A vazão de projeto para a adutora que abastece o reservatório da cidade. [Resp. 406,67 L/s]
(c) A vazão de projeto para a rede de distribuição na cidade. [Resp. 590 L/s]
2. Com base nos dados censitários apresentados a seguir, elaborar a projeção populacional para o ano de 2020,
utilizando-se os métodos aritmético, geométrico e logístico.
Ano
P (hab)
1980
1990
2000
17.487
35.792
59.185
[Resp. Aritmético: 100.883; Geométrico: 200.312; Logístico: 89.670]
3. Dois reservatórios R1 e R2 possuem seus níveis de água constantes e nas cotas 75 e 60,
respectivamente. Uma adutora, composta por dois trechos em série, interliga esses dois reservatórios.
Tendo em vista as características da adutora, apresentadas a seguir, pede-se determinar a vazão
escoada.
Trecho 1: D1=400 mm, L1=1000 m, coeficiente de perda de carga C1=110.
Trecho 2: D2=300 mm, L2=500 m, coeficiente de perda de carga C2=90.
Sendo D o diâmetro da tubulação, L a extensão da adutora. Utilizar a fórmula de Hazen-Williams para
o cálculo da perda de carga.
[Resp. Q=0,135 m³/s]
4. Uma tubulação de 200 mm de diâmetro, 4000 m de comprimento e coeficiente de perda de carga da
fórmula Universal (f) igual a 0,020 conduz água entre dois reservatórios cuja diferença de nível é 40 m.
Considerando somente a perda de carga contínua e desprezando a parcela da energia cinética, determinar a
vazão entre os dois reservatórios.
[Resp. Q=0,044 m³/s]
1
5. Dimensionar a rede ramificada de distribuição cujo esquema é mostrado a seguir e calcular as pressões
disponíveis em cada trecho, considerando:
- Vazão de distribuição em marcha igual a 0,0025 L/s.m.
- Trecho entre o reservatório e o primeiro nó sem vazão de distribuição (vazão em marcha igual a zero)
- Um consumo concentrado no extremo da rede de 4,0 L/s (indicado no esquema)
- Diâmetros de acordo com valores tabelados (verificar a vazão máxima)
- Coeficiente de perda de carga da fórmula de Hazen-Williams C=100
- Cota do nível de água do reservatório igual a 500 (usar como cota fixa no dimensionamento).
Resposta:
Trecho
1
2
3
4
5
Extensão
(m)
Em marcha
200
100
300
160
300
0.50
0.25
0.75
0.40
0.00
Vazão (L/s)
A Jusante
A montante
Fictícia
4
0.00
4.75
0.00
5.9
4.50
0.25
5.50
0.40
5.90
4.25
0.13
5.13
0.20
5.90
Perda de
Cota
Cota
Diâmetr Velocidade
Perda de
carga unitária piezométrica a
piezométrica a
o (mm)
(m/s)
carga (mca)
(m/m)
montante (m)
jusante (m)
100
0.54
0.0065
493.71
1.29
492.42
50
0.06
0.0003
493.71
0.03
493.68
100
0.65
0.0091
496.45
2.74
493.71
50
0.10
0.0007
496.45
0.11
496.34
100
0.75
0.0118
500.00
3.55
496.45
Cota do terreno (m)
Pressão disponível (mca)
A montante
A jusante
A montante
A jusante
430
430
450
450
500
410
420
430
460
450
63.71
63.71
46.45
46.45
0.00
82.42
73.68
63.71
36.34
46.45
6. Dimensionar a rede ramificada a seguir, cujo arruamento (distribuição de água) começa no trecho 10, sendo
dados: população de projeto de 800 habitantes, consumo per capita macromedido de 200 L/hab.dia, K1=1.2,
K2=1.5, nível de água máximo do reservatório de 466.9 m, nível de água mínimo no reservatório de 463.4 m.
Coeficiente de perda de carga da fórmula de Hazen-Williams C=130. Considere a pressão mínima no
reservatório como controle no preenchimento da cota piezométrica de montante no trecho 11. Obs. a extensão
do trecho 11 não é considerada na extensão total para a vazão em marcha.
Resposta:
Trecho
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Extensão
(m)
75
120
105
80
95
115
120
105
70
80
100
Vazão (L/s)
Em marcha
A Jusante
A montante
Fictícia
0,26
0,41
0,36
0,28
0,33
0,40
0,41
0,36
0,24
0,28
-
0
0,26
0
0,00
1,31
0
2,04
0
0
3,06
3,33
0,26
0,67
0,36
0,28
1,64
0,40
2,46
0,36
0,24
3,33
3,33
0,13
0,47
0,18
0,14
1,48
0,20
2,25
0,18
0,12
3,19
3,33
Diâmetro
(mm)
Velocidade
(m/s)
50
50
50
50
75
50
100
50
50
100
100
0,07
0,24
0,09
0,07
0,33
0,10
0,29
0,09
0,06
0,41
0,42
Perda de
Cota
Perda de
carga unitária piezométrica a
carga (mca)
(m/m)
montante (m)
0,0002
0,0020
0,0003
0,0002
0,0023
0,0004
0,0012
0,0003
0,0002
0,0023
0,0025
462,36
462,60
462,60
462,60
462,81
462,81
462,96
462,96
462,96
463,15
463,40
0,01
0,23
0,04
0,02
0,22
0,05
0,15
0,04
0,01
0,19
0,25
Cota
piezométrica a
jusante (m)
A montante
A jusante
A montante
A jusante
462,35
462,36
462,56
462,58
462,60
462,77
462,81
462,92
462,95
462,96
463,15
442
437,1
435,7
433,4
431,6
431,6
430,3
430,3
430,3
440,8
463,4
437,1
433,4
433,4
435,7
433,4
433,8
431,6
431,9
432
430,3
440,8
20,36
25,50
26,90
29,20
31,21
31,21
32,66
32,66
32,66
22,35
0,00
25,25
28,96
29,16
26,88
29,20
28,97
31,21
31,02
30,95
32,66
22,35
Cota do terreno (m)
Pressão disponível (mca)