Captao de gua - Bombas e Estaes Elevatrias

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O sistema de tratamento e abastecimento de gua comea na sua

captao

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A parte mais importante de um servio de gua potvel o seu manancial e a respectiva captao de suas guas ! Devem ser observados aspectos tanto no que se refere quantidade como qualidade da gua a ser disponibilizada aos consumidores !

NBR 12213 - Projeto de captao de gua de superfcie para abastecimento pblico

Abastecimento de gua

Formas de captao da gua De acordo com o manancial a ser aproveitado, podem ser utilizadas as seguintes formas de captao: ? gua de chuva Nascente gua subterrnea Rios, lagos e audes

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Quais a vantagens e desvantagens de cada uma das formas de captao ?

As guas devem apresentar requisitos mnimos no

que se refere aos aspectos quantitativos e

qualitativos (aspectos fsicos, qumicos biolgicos

e bacteriolgicos).

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Devem atender aos padres de qualidade exigidos pela Portaria 2.914, de 12 de Dezembro de 2011, do Ministrio da Sade

Dimensionamento do sistema utilizando gua de chuva

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Exerccio

Precipitao (mm)

JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

273 189 184 59 41 17 15 13 57 109 193 182

Dimensione a cisterna para atender uma famlia de 4 pessoas, residentes em um casa de 100 m . Considere o consumo de gua de 100 litros por habitante por dia e o aproveitamento de 100 % de gua da chuva, sendo que aproximadamente 40 % do consumo pode ser destinado para fins no potveis

Resposta: 10,6 m

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As obras de captao devem ser projetadas tendo-se em vista:

Exame prvio das condies locais;

Condies topogrficas e geotcnicas favorveis;

Estudo hidrolgico;

O funcionamento sem interrupo;

Proximidade do consumo;

Transporte de sedimentos pelo curso dgua;

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Captao de guas superficiais

Captao de guas superficiais

As obras de captao devem ser projetadas tendo-se em vista:

Quantidade (estiagem) e qualidade durante o perodo de projeto

previsto;

Necessidade de energia eltrica;

Permitir o acesso durante todo o tempo (temporais e inundaes), para

operao e manuteno do sistema.

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Partes constitutivas de uma captao

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Exemplo de um sistema de captao direta

Grades Sempre que se construir um canal de derivao ou um canal de regularizao e se necessitar de uma caixa de areia recomendvel a construo de grades na entrada do canal (grade grossa) e na entrada da caixa de areia (grade fina).

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Segundo a NBR - 12213/92 as grades grossas tero um espaamento entre barras de 7.5 a 15.0 cm, e as grades finas de 2.0 a 4.0 cm. As barras devero ser de barra de ao chato, e ter as seguintes dimenses:

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Espessuras das barras:

Grade grosseira: 3/8 (0,95 cm), 7/16 (1,11 cm) ou 1/2 (1,27 cm);

Grade fina: 1/4 (0,64 cm), 5/16 (0,79 cm) ou 3/8 (0,95 cm).

A NBR 12213/92 recomenda que a rea de abertura da grade se seja igual ou superior a 1,7 cm, por litro/minuto, de modo que a velocidade seja igual ou inferior a 10 cm/s

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Estabelecida a velocidade da gua, atravs das barras, calcula-se a rea til, ou seja, a rea livre entre as barras, da seguinte maneira:

=

Exemplo: Captao de 20 l/s e velocidade = 10 cm/s:

= 0,02

0,1= 0,2

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Sendo a o espaamento entre barras e t como a espessura das mesmas, calcula-se a rea total utilizando-se a seguinte frmula:

a

taAS u

03,0

0064,003,02,0S 0,24 2

Optando por grades finas, com o espaamento entre as barras iguais a 3 cm e a espessura da barra igual a 0,64 cm, tem-se a seguinte rea total :

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Em funo das variaes de vazes e do espao fsico disponvel determina-se a altura das grades !!

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rea de cada espao: (Ae) Adotando Hmx = 0,5 m (calculado com base nas variaes de vazo) e espaamento = 0,03 m A rea de espao (Ae) ser = 0,5 x 0,03 = 0,0015 m

Nmero de espaos entre as grades:

=

=

0,2

0,0015= 13, 33 = 13

Desarenador

Nos rios encontramos material mineral como areia, pedrisco, silte, cascalho, originado de lanamentos inadequados nas instalaes como ligaes clandestinas de guas pluviais, etc.

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Segundo a NBR 12213, a remoo deve acontecer quando a concentrao de slidos sedimentveis for superior a 1,0 g/L

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Desarenador

A remoo de areia ou desarenao, faz parte do tratamento primrio e tem por finalidade:

- Evitar abraso em equipamentos como rotores de bombas, turbinas de aeradores, vlvulas e tubulaes;

- Reduzir obstrues em canalizaes, calhas, caixas de manobra, poos de elevatrias;

- Evitar o acmulo de slidos em tanques de tratamento com reduo de volume til e do tempo de reao biolgica.

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Exemplo : Dimensionamento de um desarenador

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Exemplo

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Considerando: Vazo de captao = 1 m/s A velocidade horizontal do escoamento (Ve) = 0.3 m/s Velocidade de sedimentao das partculas (Vs)= 21 mm/s (varia conforme tamanho da partcula) O tempo de sedimentao, desde a superfcie at o fundo, deve ser igual ao tempo de escoamento horizontal da gua aproximadamente 60 s (variando de 45 a 90 s) S = h x B; A = B x L

Vs = h/t => 0,021 = h/60 => h = 1,26 m = altura do desarenador

Vazo = velocidade (Ve) x rea (S) : 1 = 0,3 x 1,26 x B => B = 2,64 m B = Largura do desarenador

Ve = L/t => 0,3 *60 => L = 18 m = Comprimento do desarenador

NBR 12213

Na pratica, o valor encontrado deve ser acrescido de 50% do valor inicial, ou seja o comprimento deve ser de 27 metros

Bombas DEFINIO: So mquinas operatrizes hidrulicas que conferem energia

ao lquido com a finalidade de transport-lo de um ponto a outro.

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Bombas

Basicamente a seleo de uma bomba para uma determinada situao funo da:

Vazo a ser recalcada (Q);

Altura manomtrica da instalao (Hm).

Perda de carga do sistema

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Bombas

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Expresso Universal de Perda de Carga (Darcy-Weisbach)

2g

V.

D

Lf.hf

2cont

Onde:

f = coeficiente de atrito (adimensional)

L = Comprimento da tubulao (m)

V = velocidade mdia do escoamento (m/s)

g = 9,81 m/s2

D = Dimetro da tubulao (m)

hfcont = perda de carga contnua (m)

Qual a importncia do controle da perda de carga ?

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Exemplo No sistema de recalque da Figura abaixo, a perda de carga na suco de 1,3 me a perda de carga no recalque de 12,3 m. Pede-se: a) a altura manomtrica de recalque; b) a altura manomtrica de suco; e c) a altura manomtrica total.

Hmsuco = 4 + 1,3 = 5,3 mca Hmrecalque = 35 + 12,3 = 47,3 mca HmTotal = 5,3 + 47,3 = 52,8 mca

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Exerccio

Calcule o consumo mensal de energia de bomba (com rendimento de 75%), que precisa elevar gua de um municpio de 80.000 habitantes a uma altura de 50 metros + 10 % de perda de carga. Considere o sistema bombeando gua por quatro horas dirias e o valor do kwh = R$ 0.50

Resposta: Q = (80.000 x 0,2 x 1,2 x 1,04) / (3600 x 4) = 1,39 m/s Potncia = 9.8 x 50 x 1.1 x 1,39 = 996, 55 KW Energia= R$ 59.793,07

Quais procedimentos podem ser adotados para se reduzir o consumo de energia ?

P (KW) = 9.8

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Em paralelo: para o caso em que uma bomba somente no atende a demanda

ou quando se deseja aumentar a capacidade do sistema por partes

Associao de Bombas

As bombas so associadas em srie e paralelo.

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Mais interessante para vencer uma altura manomtrica muito elevada

Srie

A associao de bombas em srie uma opo quando, para dada vazo desejada, a altura manomtrica do sistema muito elevada, acima dos limites alcanados por uma nica bomba

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Resumindo

Hm

Q

Paralelo

Srie

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