O dimensionamento
de uma rede deve levar em consideração:
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as
necessidades de água, estimadas por métodos estatísticos ou analíticos,
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os
recursos de água, avaliados a partir de dados hidrogeológicos e hidrológicos
próprios de cada região.
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Veja
a seguir:
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AVALIAÇÃO DAS NECESSIDADES
DE ÁGUA
Volume
O volume de água necessário para uma coletividade depende:
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da
população e das características das localidades a servir,
-
das
necessidades dos serviços municipais, agrícolas e industriais,
-
dos
hábitos da população.
Em geral, pressupomos as quantidades médias seguintes por habitante e por
dia:
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comunidades
rurais: 130 a 180 litros (não incluindo as necessidades agrícolas),
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comunidades
médias: 200 a 250 litros (incluindo os serviços municipais),
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cidades:
300 a 450 litros (incluindo os serviços municipais), podendo ser maiores
nas grandes cidades.
É conveniente calcular as redes de adução e de distribuição levando-se em
consideração perspectivas de desenvolvimento urbano a longo prazo.
A presença de estabelecimentos coletivos ou de caráter industrial deve ser
levada em consideração.
A seguir, são dados como exemplo alguns valores médios de necessidades em
água:
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escolas:
100 litros por aluno e por dia,
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abatedouros:
500 litros por cabeça de gado e por dia,
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hospitais:
400 litros por leito e por dia,
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combate
a incêndio: reserva mínima de 120 m3, podendo alimentar
um hidrante de DN 100 durante 2 horas.
É indispensável ter à disposição uma margem de segurança, para cobrir eventuais
esquecimentos ou erros que afetem as informações obtidas e o rendimento
efetivo da rede. O rendimento de uma rede é:
r = Volume faturado ÷ Volume produzido
Necessidade bruta da água = (Necessidade líquida ÷ r) ×
K seg × K col
onde:
K seg = coeficiente de segurança (caso de dados incertos)
K col = coeficiente definido por (Vol. anual faturado futuro
÷ Vol. anual faturado atual)
Vazão
Casos de coletividades (grande número de usuários)
As necessidades em vazão são avaliadas em demandas máximas diárias e demandas
máximas horárias. Uma rede de distribuição é geralmente dimensionada para
vazões de demanda máxima horária.
Q mh = Kd × Kh × (Vd médio ÷
24) (m3/h)
onde:
Vd médio = Vanual (m3) ÷ 365 : consumo
diário médio no ano
Kd = relação entre o maior consumo diário, verificado no período de um ano
e o consumo médio diário neste mesmo período, ou seja:
Kd = Vd máx ÷ Vd médio: coeficiente de demanda
máxima diária
Kh = relação entre a vazão máxima horária e a vazão média do dia de maior
consumo, ou seja:
Kh = (Qh máx ÷ Vd máx) × 24 : coeficiente
de demanda máxima horária |
| Qhmáx:
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vazão utilizada durante a hora de maior consumo do dia
de maior consumo (m3/h). |
| Vdmáx:
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volume
utilizado no dia de maior consumo do ano (m3/dia). |
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Casos
de imóveis coletivos (pequeno número de usuários)
As necessidades em vazão são avaliadas não mais em função do número de consumidores,
mas em função do número de aparelhos (lavabos, pias, banheiros, etc.), ponderados
por um coeficiente de simultaneidade de funcionamento:
Q = k.n.q
onde:
q: vazão unitária de um aparelho
n: número de aparelhos (n > 1) |
| k
= |
|
1 |
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coeficiente provável de simultaneidade
(não significativo para grandes valores de n) |
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| (n-1) |
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Exemplo
no 1
Hipóteses
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coletividade
semi-rural: população atual 1 500 habitantes, crescimento demográfico
1 000 habitantes (horizonte 25 anos)
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volume
anual faturado: 75 000 m3
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rendimento
estimado da rede: r = 75%
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coeficientes
de dia e hora de maior consumo: Kd = 2,5 ; Kh = 1,8
Cálculos e resultados
Volume anual futuro: Va futuro = 75 000 + (0,2 × 2 500
× 365) = 275 500 m3 (consumo diário estimado por habitante:
200 l)
K col = Va futuro ÷ Va atual
= 257 500 ÷ 75 000 = 3,43
Segurança para dados incertos: 20% (K seg = 1,2)
Necessidade bruta anual: N = (Va ÷ r) × kcol x Kseg
= 796 894 m3
Vazão média diária futura: Q mdf = 796 894 ÷ 365 = 2183
m3
Vazão máxima horária futura: Q mhf = Kd × Kh × (Qmdf
÷ 24) = 409 m3/h
Neste exemplo, uma canalização de adução deverá ser dimensionada para garantir
uma vazão de 409 m3/h, em um horizonte de 25 anos.
Exemplo
no2
Hipóteses
Imóvel coletivo: 10 apartamentos, 7 aparelhos por apartamento, vazão unitária
média de um aparelho: 0,1 l / s
Cálculos e resultados
O reservatório de abastecimento deste imóvel, por exemplo, deverá possuir
uma demanda
Q = k.n.q
onde: |
| k
= |
|
1 |
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=
0,12 |
|
|
|
| (7
×10) -1 |
|
|
| Q
= 0,1 × 70 × 0,12 = 0,84 l/s |
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AVALIAÇÃO DOS RECURSOS
DE ÁGUA
A água pode ser captada em profundidade (lençol subterrâneo, nascente) ou
em superfície (córregos, rios, barragens, etc). Em todos estes casos, é
preciso estudar de maneira precisa a hidrologia, em particular os regimes
hidrográficos e hidrogeológicos dos pontos de captação, cuja disponibilidade
pode ser variável ao longo do ano.
Uma série de medições dos recursos de água, efetuadas por um longo período,
permite determinar estatisticamente a evolução das vazões quanto
aos volumes disponíveis, principalmente em período de estiagem.
Nos casos de um córrego ou rio cuja vazão é insuficiente (período de estiagem),
é necessário criar uma reserva, com a construção de uma barragem.
Quando não dispomos de resultados obtidos por medições in loco, podemos
estimar a vazão de um curso de água com a ajuda de diferentes métodos adaptados
à topografia e à hidrologia da bacia hidrográfica deste curso de água. |
