01-Adutoras

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ADUTORAS
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS
TSUTIYA, M.T. Abastecimento de água, 
3a Edição - São Paulo: Departamento 
de Engenharia Hidráulica e Sanitária da 
Escola Politécnica da Universidade de 
São Paulo, 2006.
CLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORAS
Quanto à natureza da água transportada
• Adutoras de água bruta
• Adutoras de água tratada
Quanto à energia para a movimentação da água
• Adutora por gravidade
• Adutora por recalque
• Adutoras mistas
CLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORAS
Adutoras por gravidade
• Conduto forçado
• Conduto livre
• Conduto livre e forçado
CLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORAS
Adutoras por recalque
• Recalque simples
• Recalque duplo
CLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORAS
Adutora mista
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTER
Booster para recalque da água proveniente de um reservatório
Booster para reforço no bombeamento de água
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTER
Booster utilizado para aumentar a vazão de adução
Booster com tanque hidropneumático para o bombeamento na rede de distribuição de água
VAZÃO DE ADUÇÃO
Curso de água
Qa
Rede
Captação
Estação
elevatória
Estação de
Tratamento
Qa Qb Qc
1
a e ETA
K Pq
Q Q C
86.400
 
  
 
1
b e
K Pq
Q Q
86.400
  1 2c e
K K Pq
Q Q
86.400
 
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS 
POR GRAVIDADE
Parâmetros para o cálculo da adutora:
• Vazão (Q)
• Velocidade (V)
• Perda de carga unitária (J)
• Diâmetro (D)
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS 
POR GRAVIDADE
Adutora por gravidade em conduto forçado
onde: Dh = cota NA1 – cota NA2, m
f = fator de atrito
L = comprimento da adutora, m
D = diâmetro da adutora, m
V = velocidade média da água, m/s
g = aceleração da gravidade, m/s2
2L V
h f
D 2g
D 
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS 
POR GRAVIDADE
Adutora por gravidade em conduto livre
onde: V = velocidade média do 
escoamento, m/s
n = coeficiente de 
Manning
RH = raio hidráulico, m
I = declividade da linha 
de energia, m/m
2 1
3 2
H
1
V R I
n

Velocidade máximas em condutos 
forçados: 3,0 a 6,0 m/s
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS POR RECALQUE
• Parâmetros para o cálculo da adutora:
– Vazão de adução, Q
– Comprimento da adutora, L
– Desnível a ser vencido, Hg
– Material da adutora
• Diâmetro da adutora por recalque  hidraulicamente indeterminado
• Determinação do diâmetro  aspectos econômico-financeiros
DIMENSIONAMENTO DAS ADUTORAS
Recomendações para o estudo do diâmetro econômico da adutora
• Pré-dimensionamento do diâmetro através da fórmula de Bresse, utilizando-se, no 
mínimo, os valores de K de 0,9, 1,0, 1,1 e 1,2. A fórmula de Bresse é apresentada a 
seguir:
onde: D = diâmetro, m
Q = vazão, m3/s
K = coeficiente de Bresse
• Análise econômica através do critério do valor presente, com taxa de desconto de 
12% ao ano, ou indicada pelo órgão financiador do empreendimento;
• Consideração de todos os custos não comuns, tais como:
– custo de aquisição e implantação da adutora;
– custo dos equipamentos;
– despesas de energia elétrica.
• As obras comuns, como tubulações da elevatória, blocos de ancoragem, descargas, 
ventosas, etc., não necessitam ser consideradas;
• Definição das etapas de implantação da adutora e dos conjuntos motor-bomba;
• Alternativas a serem estudadas com o mesmo tipo de bomba e também com a 
mesma modulação.
D K Q
PRINCIPAIS MATERIAIS DAS TUBULAÇÕES
Tubos metálicos
– Aço
– Ferro fundido dúctil
– Ferro fundido cinzento (não está sendo 
fabricado no Brasil)
Tubos não metálicos
– Materiais plásticos (PVC, poliéster ou 
polímero reforçado com fibra de vidro –
PRFV, polietileno de alta densidade -
PEAD)
– Concreto protendido
ENCHIMENTO DE 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
BLOQUEIO DE ADUTORAS
• Consiste na total paralisação do escoamento, ocasionada 
pela existência de ar confinado nos pontos altos da adutora
Bloqueio da adutora por gravidade
Para escoamento:
h1 + h2 > h3,
independente de H0
BLOQUEIO DE ADUTORAS
Bloqueio da adutora por recalque
Para escoamento: Hs + h2 > h1 + h3 + h4
Hs = ponto de shut-off da bomba
POSSIBILIDADES DE ENTRADA DE AR 
EM ADUTORAS
Nível muito baixo
Descarga superior com introdução de ar
Formação de vórtice
TUBULAÇÃO COM BOLSA DE AR
Em repouso
Em movimento sem ressalto
Em movimento com ressalto
TUBULAÇÃO COM BOLSA DE AR
Remoção hidráulica de ar
Fórmula de Kent:
𝑽𝒄 = 𝟏, 𝟑𝟔 𝒈𝑫𝒔𝒆𝒏𝝓
TUBULAÇÃO COM BOLSA DE AR
Remoção mecânica de ar
Pontos a verificar:
• Todos os pontos altos;
• Os pontos de mudança acentuada de inclinação em trechos
ascendentes e em trechos descendentes;
• Os pontos intermediários de trechos ascendentes, descendentes ou
horizontais muito longos;
• Os pontos iniciais e finais de trechos horizontais e de trechos
paralelos à linha piezométrica.
VENTOSAS
Ventosa simples Ventosa dupla (tríplice função)
VENTOSAS
Ventosa dupla (tríplice função)
VENTOSAS
Ventosa dupla (tríplice função)
VENTOSAS
Ventosa dupla (tríplice função)
VENTOSAS
Dimensionamento:
Koelle (1986) recomenda D/d = 12
sendo
D = diâmetro da tubulação
d = diâmetro nominal da ventosa
Azevedo Netto e Alvarez (1986) recomendam:
d ≥ D/8 para casos de admissão e expulsão de ar
d ≥ D/12 para somente expulsão de ar
... E catálogos de fabricantes
VENTOSAS
Dimensionamento:
Saint Gobain
VENTOSAS
Dimensionamento:
VENT-O-MAT
VENTOSAS
Dimensionamento:
A.R.I.
OPERAÇÃO DAS ADUTORAS
Descarga
Dimensões da descarga
Parâmetros básicos para o 
dimensionamento da 
descarga
 mT ZD 65
d L

2
1 máx
d
V 2,5 Z
D
 
  
 
2
2 min
d
V 1,25 Z
D
 
  
 
1 2Z Z
2
 
 
 
onde: D = diâmetro da adutora, m;
d = diâmetro da descarga, m;
T = tempo de esvaziamento da adutora, h;
Zm = carga média disponível , m;
L = extensão total da adutora entre os 
pontos altos nos quais há admissão 
de ar (L1 + L2), m;
Zmáx = carga máxima de (Z1, Z2), m;
Zmín = carga mínima de (Z1, Z2), m.
T ≤ 4h
ADMISSÃO DE AR
Dimensionamento das válvulas de admissão de ar
Regra prática:
• Diâmetro da válvula  1/8 do diâmetro da adutora
da = 0,21 Z 
1/4 d
onde: da = diâmetro da válvula de admissão de ar, m;
d = diâmetro da descarga de água, m;
Z = máximo de (Z1, Z2), m.