Memorial Descritivo.docx

ENGENHARIA CIVIL HIDRÁULICA URBANA

REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAS

ANA BEATRIZ SANTOS GUIMARÃES TEIXEIRA

CURSO: 3º ANO

JAIME MOLINA MIGUEL

2º SEMESTRE

PEDRO SHINOHARA ISMAEL PÉREZ

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ÍNDICE: Capítulo 1 - Rede de distribuição de águas Memória descritiva e justificativa 1. Introdução 2. Elementos de base para o cálculo - Fator de ponta; - Perdas e fugas de caudais - Cálculo da perda de carga 3. Abastecimento de água - Caudais de projeto de abastecimento de água - Critérios de projeto - Diâmetro mínimo - Velocidade mínima - Velocidade máxima - Material das condutas - Implantação das condutas - Cálculo da rede de abastecimento de água - Ramais de ligação 4. Acessórios - Válvulas de secionamento - Ventosas - Válvulas de descarga - Marcos de incêndio 5. Síntese Anexos - Cálculos justificativos - Situação de caudal de ponta (Folhas de cálculo e EPANET) - Situação de incêndio (Folhas de cálculo e EPANET) - Mapa de Medições - Peças desenhadas Planta de localização (Não consta do trabalho) Planta de implantação 1/1000 Esquema de nós Desenhos tipo Pormenor da vala Pormenor de uma válvula de secionamento Pormenor do ramal domiciliário Pormenor de dois maciços de amarração Pormenor de uma descarga de fundo Pormenor de um marco de água

HIDRÁULICA URBANA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAS Capítulo 2 - Rede de drenagem de águas residuais Memória descritiva e justificativa 1. Introdução 2. Elementos de base para o cálculo - População - Capitação - Fator de ponta - Caudais de infiltração 3. Drenagem de águas residuais - Caudais de projeto das águas residuais - Critérios de projeto - Diâmetro mínimo - Inclinações - Auto-Limpeza - Velocidades - Secção liquida - Material das condutas - Implantação das condutas - Caixas de visita - Cálculo da rede de drenagem - Ramais de ligação - Coletores - Caixas de visita 4. Síntese Anexos - Cálculos justificativos - Mapa de Medições - Peças desenhadas Planta de implantação 1/1000 Perfil longitudinal Desenhos tipo Ramal Caixa de visita

HIDRÁULICA URBANA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAS Capítulo 3 - Rede de drenagem de águas pluviais Memória descritiva e justificativa 1. Introdução 2. Elementos de base para o cálculo - Coeficiente de escoamento - Intensidade de precipitação 3. Drenagem das águas pluviais - Caudais de projeto das águas pluviais - Critérios de projeto - Diâmetro mínimo - Inclinações - Auto-limpeza - Velocidades - Secção liquida - Material das condutas - Implantação dos coletores - Caixas de visita - Sarjetas - Cálculo da rede de drenagem - Caixas de visita 4. Síntese Anexos - Cálculos justificativos - Mapa de Medições - Peças desenhadas Planta de implantação 1/1000 Perfil longitudinal Desenhos tipo Ramal Caixa de visita Sarjeta / Sumidouro

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MEMÓRIA DESCRITIVA E JUSTIFICATIVA: Este trabalho surge no âmbito da disciplina de Hidráulica Urbana do curso de Engenharia Civil da Universidade do Algarve, lecionada pelo professor e engenheiro Carlos Otero, com o objetivo de executar um projeto de rede de distribuição de águas. O traçado da rede foi executado sobre a planta que nos foi fornecida. São apresentados ao longo deste trabalho imagens e memoriais de cálculos representativos do sistema em estudo, respeitando as legislações e artigos.Determinamos a cota piezométrica do ponto de ligação à rede que nos permitiu verificar as condições hidráulicas do regulamento para o caso de estudo. O número de habitantes foi estimado emxxxx, tendoemconsideraçãoum número de 3,5 habitantes por fogo. A capitação considerada tem o valor de 250 l/hab/dia. A adução será efetuada a partir de uma rede de abastecimentojá existente. As peças foram desenhadas em Autocad para melhor percepção das redes.

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1) INTRODUÇÃO Todas as pessoas necessitam e tem direito a saneamento básico. Desde os primórdios da civilização era-se usado sistemas de abastecimento, drenagem e distribuição de águas para essa finalidade. As civilizações evoluíram para buscar diferentes tipos de estratégias para cumprir este objetivo cada vez de uma maneira melhor, buscando atender as demandas de água e melhorar a qualidade de vida.Neste trabalho pretendemos pôr em prática todos os conhecimentos adquiridos nas aulas sobre redes de distribuição de água. A importância desta determinação está em assegurar a população a distribuição eficiente e continua de água em quantidade e pressão adequada. As quantidades de água estarão definidas pelos consumos estimados com base nas dotações de água. Um sistema de abastecimento completo de agua implica um conhecimento conceitual de aspectos de hidrologia, hidráulica e saneamento ambiental e requer o apoio do concreto armado e da resistência dos materiais, que fazem desta matéria um variado de aspectos de engenheira, com soluções diversas. No estudo de variadas alternativas, interveem também critérios diversos que conjugam os aspectos técnicos com os privativos, no ponto de vista da engenharia. Os usos domésticos são prioritários, seguidos das indústrias, estando o uso privativo submetido a importantes limitações.

Elementos de base para o cálculo (artigo 11º a 16º e 18º )

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2) ELEMENTOS DE BASE PARA CÁLCULO a. Fator de Ponta O factor de ponta instantâneo é o quociente entre o caudal máximo instantâneo do ano e o caudal médio anual das águas residuais domésticas, sendo influenciado pelo consumo de água, pelo número de ligações e pelo tempo de permanência dos efluentes na rede de colectores. O factor de ponta deve ser determinado com base na análise de registos locais e, na ausência de elementos que permitam a sua determinação, pode ser estimado pela expressão: em que P é a população a servir : 𝑓=2 +

70 (Equação 1) √𝑃

Para nossa população, temos o fato de ponta de: 𝑓=2 +

70 √329

𝑓 = 5,86

b.Perdas e Fugas de Caudais Segundo o artigo 17ºdo Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas Residuais (DR nº 23/95 de 23 de agosto), as fugas de águas nos sistemas devem ser avaliadas, não podendo de maneira alguma admitir um valor inferior de 10% de água entrando no sistema. Foi adotado o valor de 15%, de modo a ter uma abordagem mais conservativa.

b.Cálculo da Perda de Carga A perda de carga será calculada com os valores do caudal após todas as retificações necessárias, considerando então os caudais corrigidos, utilizando a Equação 2 para tubos de ferro fundido. Em sequida será feito o cálculo das cotas piezométricas considerando as cotas topográficas obtidas a partir da planta de localização com as curvas de nível. Este cálculo foi feito pela distancia do ponto de interesse entre as duas curvas de nível mais próximas.

𝐽=(

𝑄𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑔.

35.𝐷𝑛𝑜𝑚 2,625

1⁄ 0,535

)

𝑃 = 𝐽. 𝐶𝑟𝑒𝑎𝑙

(Equação 2)

(Equação 3)

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3) ABASTECIMENTO DE ÁGUA a. Caudais de projeto de abastecimento de água Considerando que na área de estudo existem 94 fogos, contados a partir da imagem de satélite, e que cada fogo possui 3,5 habitantes, obtemos uma população de 329 habitantes. Tendo em vista o valor de capitação como 250 l/hab/dia, sugerido pelo enunciado, obtemos um valor de caudal médio de abastecimento de 82250 l/dia, o que equivale a 0,952 l/s. (Qm) Com o valor do caudal médio calculado, ainda é necessário adicionar o factor de ponta instantâneo e os caudais de fugas e perdas. Obtendo então um caudal de ponta Qponta = 5,58 l/s e caudal de cálculo Qcal = 6,41 l/s.

𝑄𝑝𝑜𝑛𝑡𝑎 = 𝑄𝑚𝑒𝑑 . 𝑓𝑝𝑜𝑛𝑡𝑎

Equação 4)

𝑄𝑐𝑎𝑙 = 𝑄𝑝𝑜𝑛𝑡𝑎 . 𝑓𝑓𝑢𝑔𝑎𝑠 𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠

Equação 5)

Utilizando o valor da soma dos comprimentos fictícios, é possível obter o caudal de ponta unitário Qpu, através da Equação 6. Os comprimentos fictícios são resultados da análise do consumo da rede, podendo ser o seu valor real, quando abastece os dois lados por quais passa, ou a metade do seu valor, quando abastece apenas um lado. No caso da malha em estudo, a soma dos comprimentos fictícios é 752,35 m. Assim obtemos o valor do caudal de ponta 𝑄𝑝𝑢 = 8,52 10 − ³ 𝑙/𝑠

𝑄𝑝𝑢 = ∑

b.

𝑄𝑐𝑎𝑙 𝐿𝑓𝑖𝑐𝑡í𝑐𝑖𝑜

Equação 6)

Critérios de projeto

b.1) Diâmetro mínimo A rede de abastecimento em estudo está localizada em uma área predominantemente de habitação familiar, com edifícios de no máximo 4 pisos acima do solo. Assim, em relação os risco de ocorrência de incêndios, esta área pode ser classificada como de Grau 2 - zona urbana de baixo grau de risco, de acordo com o Artigo 18º, Capítulo II “Elementos de base para dimensionamento”, Título II Disposições gerais do Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas Residuais (DR nº 23/95 de 23 de Agosto). Definido isto, podemos determinar o valor do diâmetro mínimo, seguindo o artigo 23º, do Capítulo III “Rede de distribuição” do mesmo Regulamento citado anteriormente. Este determina que o diâmetro mínimo nominal deve ser função do risco de ocorrência de incêndios, e que para as zonas de Grau 2 o valor mínimo é 90 mm. b.2) Velocidade mínima Na subalínea b), 1 do artigo 21º, Capítulo III “Rede de distribuição”, é definido que o valor mínimo da velocidade de escoamento para o caudal de ponta no início da exploração do sistema não deve ser

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inferior a 0,3 m/s. Quando não seja possível verificar este limite, o mesmo estipula que deve ser utilizado dispositivos adequados de descarga periódica. b.3) Velocidade máxima A velocidade limite de escoamento para o caudal de ponta no horizonte de projeto é definida pela Equação 7, em que D é o diâmetro interno da tubagem (mm), Segundo a subalínea a), 1 do artigo 21º, Capítulo III “Rede de distribuição”

𝑉𝑚á𝑥 = 0,127. 𝐷0,4

Equação 7

b.4) Material das condutas As condutas de distribuição da água podem ser feitas de fibrocimento, PVC, betão armado, polietileno, aço, entre outros materiais. Segundo a alínea 2 do artigo 30º, Capítulo III “Rede de distribuição”, em casos em que as condutas não se encontrem protegidas ou estejam sujeitas a vibração, nomeadamente em travessias de obra de arte, o material a utilizar deve ser ferro fundido dúctil ou aço. Como a região de estudo é uma zona residencial, sem nenhuma obra de arte presente, será considerado o PVC rígido como material das condutas. b.5) Implantação das condutas As condutas da rede de distribuição em arruamentos devem ser implantadas de forma que articulem com as restantes infraestruturas e, sempre que possível, fora das faixas de rodagem. Ainda, elas devem ser implantadas em ambos os lados do arruamento, podendo ser reduzidas a um quando as condições técnico-econômicas aconselhem tal abordagem, mas nunca a uma distância inferior a 0,80 m dos limites das propriedades. O artigo 24º, Capítulo III “Rede de distribuição” também estabelece que a implantação das condutas deve ser feita num plano superior ao dos coletores de águas residuais, e a uma distância superior a 1 m, garantindo assim a proteção eficaz contra possíveis contaminações, podendo ser adotado proteções especiais em casos de impossibilidade de cumprir estes requisitos. c. Cálculo da rede de abastecimento de água A partir da planta de localização fornecida, foi estabelecido a as malhas da rede de distribuição da água, de forma que atendesse todos as residências. Considerando ainda o local de ligação à rede pública e um caudal concentrado.

c.1 Ramais de Ligação .

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BIBLIOGRAFIA Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas Residuais (DR nº 23/95 de 23 de agosto)