Trabalho STAE Marcus conclusao

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UNIVERSIDADE PAULISTA
ENGENHARIA CIVIL
TEMA: REDE RAMIFICADA
Elyaldo Maia Pereira Junior – RA: N5719E0 (EC8P-42)
Bruna Possidonio da Mota – RA: B51hif-7 (EC7p-42)
Professor: Me. Esp. Eng. Marcus
Goiânia, Go
Novembro, 2023
1.INTRODUÇÃO
 A necessidade de utilização da água para abastecimento é indissociável da história da humanidade. Essa demanda determinou a própria localização das comunidades, desde que o homem passou a viver de forma sedentária, adotando a agricultura como meio de subsistência e abandonando a vida nômade, mais centrada na caça. A vida sedentária tornou mais complexo o equacionamento das demandas de água, que passaram então a incluir o abastecimento de populações, e não mais de indivíduos ou famílias, tanto para atender às necessidades fisiológicas das pessoas, preparar alimentos e promover a limpeza, quanto para manter a agricultura, irrigando as culturas.
 De acordo com Rocha et al. (2009), o primeiro sistema de distribuição de água surgiu há cerca de 4.500 anos, mas a humanidade aprendeu a armazená-la para benefício próprio muito antes. Potes de barro não-cozidos foram fabricados por volta de 9000 a.C, e a cerâmica, em 7000 a.C., passando a ser fundamental para o incremento da capacidade de armazenamento de água.
 O fornecimento de água potável está diretamente relacionado à qualidade de vida dos habitantes de um município em desenvolvimento econômico, sendo ele um dos principais responsáveis por doenças infecciosas e um importante ponto à ser levado em consideração.
 É importante salientar que a presença de uma rede de distribuição de água em uma certa localidade, não garante o abastecimento com qualidade ao consumidor. Lee e Schwab (2005) apontam que deficiências na rede de distribuição de água, desde a estação de tratamento, vulnerabilidades, intermitência do regime, baixa pressão na rede, vazamentos e corrosão são fatores que contribuem para a falta de qualidade da água que chega aos consumidores.
 Diante do exposto, este trabalho propõe o dimensionamento de uma rede ramificada de oito quarteirões, localizado na Av. Goiás ao lado da Praça Cívica.
2. METODOLOGIA
 A gestão de água potável é essencial para a vida humana, por prevenir vários tipos de doenças, preservação ambiental, garantia de segurança alimentar e mesmo sendo considerado um serviço básico, de acordo com a Organização das Nações Unidas (ONU), cerca de 40% das pessoas no mundo não têm acesso à água potável, um número considerado muito alto por estarmos em uma era moderna e com várias tecnologias.
 O dimensionamento de água tratada pode ser feito por vários métodos e um deles que se destaca é a rede ramificada por ser uma de abastecimento em que o abastecimento é feito a partir de uma tubulação tronco, alimentada por um reservatório ou através de uma elevatória, e a distribuição é feita diretamente para os condutos secundários. Esse tipo de rede é utilizado geralmente em pequenos sistemas de abastecimento. A rede é classificada como ramificada quando o sentido da vazão em cada trecho é conhecido.
 Um sistema de rede é composto por tubulações e acessórios para levar água de uma fonte para o consumo, atendendo os requisitos de pressão e qualidade estabelecidos por norma. Para tal, deve ser dimensionada seguindo orientações presentes na NBR 12211 (ABNT, 1992) e NBR 12 218 (ABNT, 2017). Para o atendimento à NBR 12211 (ABNT, 1992) o estudo para concepção básica de um sistema de abastecimento deve levar em consideração o levantamento planialtimétrico da área de projeto, os consumidores a serem atendidos, o plano de urbanização e legislação do município no qual será implantado, analisando os diversos arranjos para que se apresente a melhor solução.
 Na rede ramificada as tubulações secundárias dependem diretamente das primárias sendo projetadas conforme a direção predominante da área abastecida, podendo ter seu traçado classificado como espinha de peixe ou grelha. Exige menores custos para seu desenvolvimento.
 O trabalho proposto tem como base pegar 8 quarteirões de região de Goiânia-GO, para fazer uma demonstração de dimensionamento de rede ramificada, com isso usamos Av. Goiás ao lado da Praça Cívica que localiza na região do setor sul mais precisamente como mostra no projeto abaixo:
Figura 1
3. MÉTODO DE CÁLCULO
 A rede ramificada é caracterizada por apresentar uma tubulação principal com várias derivações, utilizada geralmente em pequenos sistemas de abastecimento. São redes em que a água ao sair de um ponto da rede não tem como voltar a este mesmo ponto, pois não existe caminho que possibilite isso, o cálculo das vazões pode ser facilmente17 realizado, para o caso em que a altura do reservatório não é fixa. Uma forma equivalente de entender esse tipo de rede é a apresentada por Porto (2006, p. 172), que afirma que o sentido e a vazão são conhecidos de qualquer trecho da rede. Um exemplo deste tipo de rede pode ser visto na figura abaixo: 
Para redes ramificadas, por conta do fato de se conhecer o sentido da vazão em cada um dos trechos, o processo de cálculo é determinado, podendo ser elaborado com o auxílio de uma planilha. Abaixo, apresentamos a planilha feita com base na figura 1, onde as demonstrações dos cálculos foram descritas logo em seguida:
	TRECHO
	L (m)
	QJ (L/s)
	QD (L/s)
	QM (L/s)
	QF (L/s)
	D (mm)
	2-1
	31,59
	5,00
	0,08
	5,08
	5,04
	75
	2-3
	28,6
	0,07
	0,07
	0,14
	0,11
	75
	2-5
	165,31
	5,48
	0,41
	5,90
	5,69
	150
	5-4
	30,63
	0,08
	0,08
	0,15
	0,11
	75
	5-6
	28,6
	0,07
	0,07
	0,14
	0,11
	75
	5-8
	141,56
	5,99
	0,35
	6,34
	6,16
	150
	8-7
	30,65
	0,08
	0,08
	0,15
	0,11
	75
	8-9
	28,6
	0,07
	0,07
	0,14
	0,11
	75
	8-11
	97,54
	6,38
	0,24
	6,62
	6,50
	150
	11-10
	28,83
	0,07
	0,07
	0,14
	0,11
	75
	11-12
	28,6
	0,07
	0,07
	0,14
	0,11
	75
	11-R
	65,28
	6,69
	0,16
	6,85
	6,77
	150
	VEL (m/s)
	∆H
	CPJ
	CPM
	CTJ
	CTM
	PDJ
	PDM
	1,150
	1,910
	856,72
	858,63
	750,0
	750,5
	106,72
	108,13
	0,032
	0,003
	858,63
	858,63
	750,0
	750,5
	108,63
	108,13
	0,334
	0,424
	858,63
	859,05
	750,5
	753,0
	108,13
	106,05
	0,035
	0,004
	859,05
	859,05
	752,5
	753,0
	106,55
	106,05
	0,032
	0,003
	859,05
	859,05
	752,5
	753,0
	106,55
	106,05
	0,359
	0,414
	859,05
	859,47
	753,0
	755,5
	106,05
	103,97
	0,035
	0,004
	859,46
	859,47
	755,0
	755,5
	104,46
	103,97
	0,032
	0,003
	859,46
	859,47
	755,0
	755,5
	104,46
	103,97
	0,375
	0,311
	859,47
	859,78
	755,5
	757,5
	103,97
	102,28
	0,033
	0,003
	859,77
	859,78
	757,0
	757,5
	102,77
	102,28
	0,032
	0,003
	859,77
	859,78
	757,0
	757,5
	102,77
	102,28
	0,388
	0,223
	859,78
	860,00
	757,5
	860,0
	102,28
	0,00
• Coluna 1: Número do trecho - os trechos da rede ou os nós devem ser numerados, com um critério racional, partindo do trecho mais afastado do reservatório, que recebe o número 1.
 • Coluna 2: Extensão do L do trecho, em metros, medido na planta topográfica ou aerofotogramétrica.
 • Coluna 3: Vazão de jusante Qj, se na extremidade de um ramal (ponta seca) Qj = 0. Na extremidade jusante de um trecho T qualquer, Qj = ∑ Qm dos trechos abastecidos por T.
 • Coluna 4: Vazão em marcha igual a q·L na qual q é a vazão unitária de distribuição em marcha em (L/(s·m)). O valor de q é constante para todos os trechos da rede e igual à relação entre vazão de distribuição e o comprimento total da rede, ∑ Li .
 • Coluna 5: Vazão à montante do trecho:
Qm = Vazão a montante (L/s);
QJ = Vazão a jusante (L/s);
Qd = Vazão de distribuição (L/s).
Qm = QJ +Qd
 
• Coluna 6: Vazão fictícia 
Qf = Vazão fictícia (L/s);
QJ = Vazão a jusante (L/s);
Qm = Vazão a montante (L/s);
Q f= (Qj + Qm) / 2
• Coluna 7: Diâmetro D, determinado pela vazão de montante do trecho, obedecendo aos limites definidos na tabela 1;
 • Coluna 8: Perda de carga unitária (m/(100m)), determinada para o diâmetro D e a vazão fictícia Qf , calculada pela equação de resistência adotada.
J = Perda de carga unitária (m/m);
Qf= vazão fictícia (m3/s);
D = Diâmetro da tubulação (m).
J = (10,65 * Qf^1,85) / (C^1,85 *D^4,87)
 • Coluna 9: Perda de carga total no trecho, ∆H = J·L, onde [∆H] = m.
 • Colunas 10 e 11: Cotas topográficas obtidas na planta e relativas aos nós de montante e de jusante no trecho;
Cota piezométrica a montante
HPm = Altura piezométrica a montante(m); 
HPj = Altura piezométrica a jusante do trecho anterior (m); 
HPm HPJ
Cota piezométrica a jusante
 HPj = Altura piezométrica a jusante (m);
 HPm = Altura piezométrica a montante(m); 
∆H= Perda de carga distribuída no trecho (m).
HPJ HPm H
 • Colunas 12 e 13: Cotas piezométricas de montante e de jusante, determinadas a partir da cota piezométrica fixada como para um ponto qualquer da rede, ou estabelecendo-o para o nível d’água no reservatório um valor genérico X. A partir do nível d’água X e com os valores das perdas de carga nos trechos, todas as cotas piezométricas dos nós podem ser calculadas em função de X; 
• Colunas 14 e 15: Cargas de pressão disponíveis em cada nó, cota piezométrica menos cota do terreno, em função de X. Para o ponto mais desfavorável, iguala-se ao valor 15mH2O, que é a mínima carga de pressão dinâmica admitida no projeto.
 Na coluna 1, o critério de nomeação dos trechos, desde que racional, pode ser modificado, não sendo obrigatório que o trecho mais distante seja nomeado como o trecho com o número 1, é apenas uma questão de convenção.
4. CONCLUSÃO
Este trabalho abordou em sua introdução a história da utilização da água pela humanidade. Os registros dos primeiros achados de materiais cerâmicos que indicam que seres humanos reservavam água para consumo datam de cerca de 9000 a.C. Saltando vários acontecimentos, brevemente discutidos na introdução, chega-se ao ponto temporal em que se tem conhecimento que a cerca de 4 mil anos foi construído o primeiro sistema de distribuição de água, na Índia. Adiantando-se mais na linha temporal dos sistemas do abastecimento de água, chaga-se a por volta de 300 d.C, tempo este em que existia em Roma um complexo sistema de banhos, que usava milhões de litros de água por dia. Tão logo é trazida a importância do sistema de abastecimento de água e o saneamento. A água é um importante meio de veiculação de doenças, caso os devidos cuidados com saneamento não sejam tomados. Também por conta disso ao longo da história foram sendo desenvolvidas regulamentações e legislações para buscar o saneamento, buscar melhores condições sanitárias. Estas, claramente, também incluem um sistema de abastecimento de água de qualidade.
Para embasar o trabalho foi feito um dimensionamento de rede ramificada de oito quarteirões, localizado na Av. Goiás ao lado da Praça Cívica, onde concluímos por meio de uma tabela, todos os cálculos necessários, para atender a população com o abastecimento de agua daquela região. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
HELLER, L.; PÁDUA, V. L. de. Abastecimento de água para consumo humano. Belo Horizonte: Editora UFMG, 2006.
Lee e Schwab (2005)
PORTO, R. de M. Hidráulica básica. 4. ed. São Carlos: EESC/USP, 2006. 540 p. Projeto REENGE.
m Rocha et al. (2009)
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