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 hidráulicosondas 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

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).

SEDIMENTAÇÃO INCRUSTAÇÃO

Incrustação em tubo de ferro fundido dúctil sem revestimento.

Adutora de água bruta, 250 mm. Idade da tubulação ~ 25 anos. Coeficiente de rugosidadeC ~ 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