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Unidade 2 seção 1
Condutos equivalentes e tubulações em série e em paralelo
A forma com a qual a disposição da tubulação é pensada e associada tem influência sobre as perdas de carga e sobre a vazão que essas tubulações transportarão.
Tubulações em série
Uma tubulação de um projeto de irrigação previamente dimensionada para conduzir determinada vazão de água a um ponto específico, porém seu proprietário resolveu ampliar o projeto de irrigação, necessitando levar água duas vezes mais distante do ponto de captação.
É a passagem de toda a vazão de água bombeada por toda a extensão da tubulação.
As perdas de carga desse sistema, por outro lado, tem alteração, justamente pelo fato de se tratar de uma adição de perda de energia, causada pelas forças resistivas desse novo trecho de conduto. A perda de carga total pode ser representada pela seguinte equação:
Tubulações em série
Tubulações em paralelo
Imaginemos uma cidade que teve sua ETA projetada na época da ditadura militar. Curiosamente, essa foi uma fase em que o Brasil avançou bastante em saneamento. No entanto, atualmente, o país um número de habitantes duas vezes maior que a população máxima do projeto. Analisando o projeto da estação, uma equipe de projetistas resolveu somente ampliá-la, implantando mais duas unidades de ciclo completo. A vazão que chega à estação está em seu nível máximo, sendo necessária a instalação de outra adutora. Ao analisarem o conjunto motobomba instalado no ponto de captação, depararam com uma unidade superdimensionada, com capacidade de bombear vazão superior à necessidade atual. Assim, resolveram implantar uma tubulação paralela e interligá-la a mesma bomba hidráulica.
Tubulações em paralelo
Quando a associação em paralelo ocorre, há uma redistribuição da vazão de forma inversamente proporcional a resistência hidráulica oferecida (PORTO, 2006). A perda de carga nesse tipo de associação e dada pela diferença de cotas piezométricas na entrada e saída do sistema, sendo a mesma em todos os trechos:
Condutos equivalentes
Os condutos equivalentes são trechos que, com o objetivo de simplificar cálculos na determinação de características geométricas e de rugosidade, podem ser substitutos de determinada tubulação ou de sistemas de tubulação (PORTO, 2006).
Para que o conduto possa ser considerado equivalente à determinada tubulação ou sistema de tubulações, ele deve ter a mesma perda de carga quando transportando vazões iguais.
Exercício 1
A figura mostra dois reservatórios mantidos em níveis constantes interligados por um sistema de tubulações
Continuação exercício 1
Considerando um coeficiente de atrito (f) constante para todas as tubulações e de valor 0,020, desprezando as perdas localizadas e as cargas cinemáticas, podemos determinar a vazão que chega a R2 e as vazões nos trechos de 6” e 4”. Sabendo-se que a cota piezométrica no ponto B é de 580,2 m.
Exercício 2
Com o intuito de simplificar as análises a respeito de uma associação ou até mesmo de uma tubulação linear, podemos utilizar a técnica dos condutos equivalentes. O único critério a ser seguido na determinação do conduto equivalente é o fato de ele ter perda de carga igual ao trecho que representará, quando escoando a mesma vazão. Considere um sistema de tubulações em série, no qual o primeiro trecho tem diâmetro de 6” e comprimento de 120 m e o segundo, 8” e 180 m. Considere que os escoamentos de ambos os trechos têm fator de atrito (f) de 0,03. Assumindo que o conduto equivalente desse sistema deverá ter 4”, determine seu comprimento.
Exercício 3
O conduto equivalente pode ser uma tubulação de comprimento, diâmetro e rugosidade diferentes da tubulação do sistema. No entanto, deve atender ao seguinte critério: ter a mesma perda de carga que esse sistema, quando transportando a mesma vazão. Imagine um sistema composto por três tubulações em paralelo, as quais têm diâmetros de 0,2; 0,3 e 0,35 m e comprimentos de 35, 268 e 579 para os tubos 1, 2 e 3, respectivamente. Sabendo que o fator de atrito é o mesmo para todo o sistema (f = 0,028), determine o comprimento do conduto equivalente considerando que ele tenha o mesmo fator de atrito do sistema (0,028) e diâmetro de 0,25 m.
Exercício 4
A associação de tubulações pode ser uma técnica muito útil em determinados casos. Ela pode ser feita com duas configurações básicas: associação em série ou em paralelo. A primeira delas é a simples ligação de um segundo trecho linear de tubulação em sequência ao primeiro, aumentando a distância de condução. Já a segunda é a ligação de um trecho adicional, aumentando a capacidade de condução, pois é feito paralelamente à tubulação. Sabendo das duas possibilidades de associação de tubulações, analise as alternativas seguintes: 
I. A associação de tubulações em série faz com que a vazão total seja a mesma em toda a extensão do sistema.
II. A perda de carga na associação em série é a soma das perdas de carga de cada trecho.
Continuação exercício 4
III. A associação de tubulações em paralelo causa a divisão da vazão de forma inversamente proporcional à resistência oferecida em cada um dos trechos.
IV. As perdas de carga em determinada associação de tubulações em paralelo têm perdas iguais a qualquer um de seus trechos, pois todos têm a mesma perda.
V. A soma das perdas de carga de cada trecho de uma associação em paralelo resulta no valor das perdas de carga do sistema. 
Marque a alternativa que apresenta todas as afirmações corretas.
a) I, II, III e IV.
b) I, II, III e V.
c) I, III, IV e V.
d) I, II e III.
e) I, II, III, IV e V.
Exercício 5
Uma canalização é constituída de três trechos em série com as seguintes características: 
D1 = 4", L1 = 50m 
D2 = 6", L2 = 655m 
D3 = 3", L3 = 25m 
Calcular o diâmetro de uma canalização de diâmetro uniforme capaz de substituir o encanamento existente com comprimento de 700 m. (Usar a Equação Universal).