UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
DASSAEV HABOWSKI
ELOISE LEONORA GNOATTO
RÚBIA MARA BOSSE
TAIENNE WINNY PAIZ ECKER
VINÍCIUS DE AZEVEDO SIQUEIRA
PROJETO HIDRÁULICO
PATO BRANCO
MAIO DE 2010
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Projeto hidráulico, Notas de aula de Hidráulica
Trabalho sobre projeto hidráulico apresentado na aula de introdução a engenharia civil do curso de engenharia civil da UTFPR - Campus Pato Branco.
Tipologia: Notas de aula
Antes de 2010
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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
DASSAEV HABOWSKI
ELOISE LEONORA GNOATTO
RÚBIA MARA BOSSE
TAIENNE WINNY PAIZ ECKER
VINÍCIUS DE AZEVEDO SIQUEIRA
PROJETO HIDRÁULICO
PATO BRANCO
MAIO DE 2010
DASSAEV HABOWSKI
ELOISE LEONORA GNOATTO
RÚBIA MARA BOSSE
TAIENNE WINNY PAIZ ECKER
VINÍCIUS DE AZEVEDO SIQUEIRA
PROJETO HIDRÁULICO
Trabalho apresentado à disciplina de Introdução à Engenharia da Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Orientador: Prof. Dr. Rogério Carrazeda
PATO BRANCO
MAIO DE 2010
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO....................................................................................................... 04
2 COLETA DE ÁGUA................................................................................................
18 PROJETO HIDRÁULICO E MEIO AMBIENTE.................................................... 28
INTRODUÇÃO
O presente trabalho tem por objetivo tratar a respeito do projeto hidráulico, e suas mais variadas abordagens, como: sua importância no conjunto da obra, os cuidados para sua manutenção, a distribuição e o tratamento da água bem como a coleta e tratamento do esgoto produzido, busca ainda discorrer quanto aos projetos prediais de água quente e fria. Justifica-se por descrever sucintamente acerca das normas que tangem os projetos hidro-sanitários, bem como porque pretende analisar criticamente as questões ambientais envolvidas no assunto, ressaltando a importância de se investir de forma a que os sistemas hidráulicos e de esgotamento sanitário atuem de forma a preservar o meio ambiente não acarretando prejuízos a saúde pública.
2 COLETA DE ÁGUA
As principais fontes de agua usadas na atualidade são os rios, lagos, barragens e lençois freaticos, a agua é transportada das fontes até as centrais de tratamento onde serão condicionadas ao uso humano. A empresa que vai fazer a coleta de água deve preencher um documento chamado auto para coleta de água para consumo humano, que especifica o tipo de abastecimento, o tipo de água(clorada ou não), o ponto de coleta e nesse auto também são especificados alguns dados sobre a análise laboratorial da água. As análises laboratoriais devem ser feitas de períodos em períodos, para manter um monitoramento atualizado da situação da água vendida a população. O cuidado com a água utilizada na irrigação também deve ser grande, pois a agua coletada não pode ter um nível elevado de sais para não prejudicar o solo e as plantas, e nem conter substancias dissolvidas que possam causar danos aos equipamentos de irrigação.
3 TRATAMENTO DA ÁGUA
3.1 FLOCULAÇÃO
Floculação é o processo onde a água recebe uma substância química chamada de sulfato de alumínio. Este produto faz com que as impurezas se aglutinem formando flocos para serem facilmente removidos.
3.2 DECANTAÇÃO
Na decantação, como os flocos de sujeira são mais pesados do que a água caem e se depositam no fundo do decantador.
3.3 FILTRAÇÃO Nesta fase, a água passa por várias camadas filtrantes (antracito, areia grossa e cascalho) onde ocorre a retenção dos flocos menores que não ficaram na
decantação. A água então fica livre das impurezas. Estas três etapas: floculação, decantação e filtração recebem o nome de clarificação. Nesta fase, todas as
4 CARACTERÍSTICAS DE UM BOM SERVIÇO DE TRATAMENTO DE ÁGUA
4.1 QUALIDADE
A água deve estar livre de microorganismos patogênicos que causam problemas à saúde. Deve atender às exigências das normas aprovadas pelas autoridades sanitárias de cada país.
4.2 QUANTIDADE
O sistema de abastecimento deve ser capaz de distribuir volumes suficientes de água para satisfazer às demandas da população e das indústrias.
4.3 COBERTURA
A água deve estar disponível para a população já que é um elemento vital para a saúde.
4.4 CUSTO
A água deve ter um custo razoável que permita à população ter este serviço e que este custo cubra os gastos operacionais e de manutenção. Controle operacional A operação e manutenção preventiva e corretiva do sistema de abastecimento deve ser controlada para assegurar seu bom funcionamento.
5 DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA
Na maioria dos casos de empresas responsáveis pelo tratamento de água, também são as responsáveis pela distribuição da água para as demandas de população e industrial. As principais normas brasileiras editadas pela ABNT para Sistemas de
Abastecimento de Água são: ·1NBR 09650 – Verificação de estanqueidade no assentamento de adutoras e redes de água ·2NBR 10156 – Desinfecção de tubulações de sistema público de abastecimento de água. ·3NBR 12211 – Estudo de concepção de sistemas públicos de abastecimento de água ·4NBR 12212 – Projeto de poço para captação de água subterrânea. ·5NBR 12214 – Projeto do Sistema de bombeamento de água para o abastecimento público. ·6NBR 12215 – Projeto de adutoras de água para o abastecimento público. ·7NBR 12216 – Projeto de Estação de Tratamento de água para o abastecimento público. ·8NBR 12217 – Projeto de reservatório de distribuição de água para o abastecimento público. ·9NBR 12218 – Projeto de rede de distribuição de água para o abastecimento público. ·10NBR 12266 – Projeto de execução de valas para assentamento de tubulação de água, esgoto e drenagem. ·11NBR 12586 – Cadastro de sistema de abastecimento de água. Após comprovados a aptidão a todas as normas editadas pela ABNT a empresa se torna responsável pelo abastecimento de água a toda demanda da cidade ou município.
6 PROJETO HIDRÁULICO, IMPORTANCIA - CUIDADOS
O Projeto de Instalações Hidráulico-Sanitárias Prediais são o conjunto de tubulações, aparelhos, conexões, peças especiais e acessórios destinados ao suprimento de água ou ao afastamento de águas pluviais dos prédios, desde a ligação da rede pública de água até o retorno ao coletor público de esgotos ou o sistema individual de tratamento. As instalações hidráulico-sanitárias prediais atendem pelo menos a dois
Antes mesmo de efetuar a conexão de torneiras, chuveiros e vasos sanitários, é preciso verificar se a caixa d’água não apresenta problemas de vazão e depois limpar toda a tubulação abrindo os pontos de água e deixando-a escoar. Outra recomendação é tomar um cuidado especial na tubulação que alimenta a parte superior da residência, que necessita ancoragem adequada para que o movimento e o atrito do encanamento com a alvenaria não rompa a rede. Se os produtos forem de qualidade as chances de ocorrer um problema na rede hidráulica são muito reduzidas. A parte hidráulica custa cerca de 3% da obra. Mas se não foram tomados certos cuidados e os produtos não forem de qualidade, problemas futuros podem elevar o gasto, principalmente se tiver de quebrar a alvenaria da casa. O projeto do sistema hidráulico residencial é bastante específico. Nele está contido o traçado das instalações de esgoto, de água fria e de água quente. Se feito de modo a atender às necessidades dos moradores do imóvel, trará bem-estar e certeza de baixos custos com manutenção. Além disso, vai facilitar a execução de futuros reparos. Economia não se aplica a sistemas hidráulicos: saiba que o projeto custa quase o mesmo que o estrutural e o custo das tubulações hidráulicas é de aproximadamente 3% do valor da obra. Por isso, não vale a pena comprar produtos de baixa qualidade e que não ofereçam segurança. É importante que você acompanhe a elaboração do projeto e a especificação de materiais, só assim é possível garantir uma instalação segura. Fique atento à pressão da rua. Caso seja baixa, a caixa d´água vai demorar mais para encher e, conseqüentemente, o desempenho do chuveiro e máquinas de lavar roupa e louça ficará comprometido. Por outro lado, pressão alta exige tubulações mais robustas e muita atenção na execução de emendas e conexões. Também é importante observar a colocação dos registros de gaveta, responsáveis pelo controle do fluxo de água na casa. Cozinha e lavanderia necessitam de um registro para água quente e outro para água fria. No banheiro, é interessante reservar um registro para a válvula de descarga. Em casos de reparos os demais pontos de água do banheiro não ficam sem água.
7 ÁGUA QUENTE
Conduzir água quente em uma edificação é uma tarefa que demanda
da tubulação e de seus componentes resistência, durabilidade,
estanqueidade, baixa rugosidade e boa condutibilidade. Por isso, entre os
procedimentos fundamentais para a garantia do desempenho dessas
instalações, o projeto de hidráulica deve partir da especificação adequada e
do correto dimensionamento dos materiais que integram o sistema, em
especial, tubos e conexões.
Nos últimos anos, novas possibilidades surgiram para atender às
exigências das instalações de água quente. O desenvolvimento de sistemas
poliméricos, como o PEX (polietileno reticulado), o PPR (polipropileno
copolímetro Random) e o CPVC (policloreto de vinila clorado), tem provocado
mudanças na caracterização desse tipo de instalação, na qual até então
dominava a aplicação de sistemas rígidos, metálicos. Ao mesmo tempo,
características como facilidade e agilidade de instalação, bem como maior
flexibilidade e menor risco de vazamentos são cada vez mais desejáveis nos
sistemas prediais. Por terem sido os primeiros a serem produzidos em escala
industrial, os tubos metálicos, tanto de aço galvanizado, quanto de cobre, têm
um desempenho bastante conhecido para a condução de água quente. Nas
últimas décadas, os sistemas em aço carbono com conexões rosqueadas de
ferro fundido maleável deixaram de ser especificados, sendo substituídos em
princípio pelos tubos de cobre com conexões soldadas de cobre e/ou
rosqueadas de bronze/ latão e, mais recentemente, pelos tubos e conexões
de materiais plásticos.
7.1 A ERA DOS PLÁSTICOS
Os materiais plásticos para condução de água quente chegaram ao
mercado brasileiro há menos de 20 anos com a introdução do CPVC.
Indicadas para pressões de serviço de até 6,0 kgf/cm², as tubulações de
CPVC para água quente dispensam as soldas e têm juntas realizadas a frio,
mediante adesivo solvente apropriado, agregando velocidade de execução.
Em seguida foram lançados o PEX e o PPR, este último com juntas
realizadas por termofusão, após a qual a junta passa a constituir um conjunto
único com espessura reforçada.
A partir do reservatório de água quente, teremos um ramal que irá até
o sistema de aquecimento de água, que poderá ser de vários tipos :
-aquecimento com reservatório de acumulação elétrico
-aquecimento com reservatório de acumulação à gás
-aquecimento com reservatório de acumulação solar
-aquecimento de passagem elétrico
-aquecimento de passagem à gás
Cada um destes sistemas tem suas peculiaridades de instalação,
custos, vantagens e desvantagens, que estão apresentadas em Água Quente.
Estas tubulações deverão resistir à temperaturas da ordem de 70 a 80
graus, e deverão ter diâmetro interno calculado em função da vazão
necessária, que depende da pressão da água. Para evitar perdas de calor na
água aquecida durante a distribuição, os tubos de água quente deverão estar
envolvidos por isolantes térmicos: lã de vidro, ou lã de rocha, argamassa com
aditivos para isolamento térmico ou produtos similares.
O projeto Hidráulico apresentará os mesmos itens descritos para água
fria.
8 INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA
A captação de água para o sistema predial pode ser feita por meio de redes públicas ou então particulares. Se o abastecimento de água vir a ser por meio de uma rede particular deve-se criar um sistema de tratamento, a fim de garantir a
qualidade da água para o consumo humano. Existindo uma fonte publica de captação de água, o sistema particular pode ser utilizado para outros fins. Considerando a captação por meio da rede pública o sistema predial de água fria pode ser dividido em dois outros subsistemas básicos: ·1Abastecimento ·2Distribuição O abastecimento da água é feito por meio de uma ligação predial que compreende: ·3Ramal predial propriamente dito: é o trecho compreendido entre o aparelho medidor e a rede pública. ·4Alimentador predial: é o trecho entre o hidrômetro e a válvula de flutuador na entrada de um reservatório. A distribuição compreende os elementos que levam a água desde o reservatório até os pontos de consumo.
8.1 CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS DE ABASTECIMENTO:
8.1.1 SISTEMA DIRETO:
Neste sistema a instalação é a própria rede de distribuição. Conforme a vazão e a pressão da rede pública, o sistema direto pode ser com ou sem bombeamento.
8.1.2 Sistema direto sem bombeamento:
Neste sistema as condições de vazão, pressão e continuidade do sistema de abastecimento devem ser suficientes para garantir o desempenho das instalações.
8.1.3 Sistema de abastecimento direto com bombeamento:
Por este sistema a rede é ligada a um sistema de bombeamento direto. Este sistema é utilizado quando a rede de distribuição não possui pressão suficiente para chegar a todos os locais.
8.2 SISTEMA INDIRETO:
elevatória, a válvula de bóia do alimentador predial abre-se parcial ou totalmente, e o reservatório inferior passa a ser alimentado pela rede de abastecimento. Vale salientar que o reservatório inferior também é equipado de uma chave elétrica de nível, a qual impossibilitará o acionamento da instalação elevatória quando o referido reservatório estiver vazio.
8.2.4 SISTEMA INDIRETO HIDROPNEUMATICO:
Neste sistema o escoamento na rede de distribuição é pressurizado através de um tanque de pressão contendo ar e água. Pode ser com e sem bombeamento ou com bombeamento e possuir um reservatório inferior.
8.2.5 Sistema Hidropneumático sem bombeamento:
Este sistema compõe-se de um alimentador predial, um tanque de pressão e a rede de distribuição. A pressurização do tanque é através do sistema de abastecimento
8.2.6 Sistema Hidropneumático com bombeamento:
A composição deste sistema é a seguinte: alimentador predial, instalação elevatória, tanque de pressão e rede de distribuição. O tanque é pressurizado através da instalação elevatória.
8.2.7Sistema Hidropneumático:
É composto por um alimentador predial com válvula de bóia, um reservatório inferior, uma instalação elevatória e um tanque de pressão. Quando o tanque de pressão estiver submetido à pressão máxima e o sistema de recalque desligado, a água no reservatório está num nível máximo e o sistema apresenta condições de iniciar seu ciclo de funcionamento. Desta forma, quando há consumo na rede de distribuição, o nível de água no reservatório começa a diminuir progressivamente. O colchão de ar expande-se e a pressão no interior do tanque diminui até atingir a pressão mínima. Nesta situação, o pressostato aciona o sistema de recalque elevando, simultaneamente, o nível de água e a pressão no
interior do tanque aos respectivos valores máximos. À pressão máxima, o pressostato desliga o sistema de recalque, propiciando o inicio de um novo ciclo. Quanto ao reservatório inferior, o mesmo comporta-se identicamente ao reservatório inferior do sistema indireto RI-RS.
8 ESCOLHA DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO:
Se o suprimento for contínuo e disponível sempre pode-se optar por um sistema de abastecimento direto o indireto. Já quando o suprimento de água for descontínuo e nem sempre disponível o melhor sistema a ser adotado é o sistema indireto já que este possui reservatório.
10 NBR- 5626/95 – “INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA”
Segundo a NBR 5626, água fria é a água dada pelas condições do ambiente. É está a norma que estabelece exigências e recomendações relativas ao projeto, execução e manutenção da instalação predial de água fria_._ As instalações prediais de água fria devem ser projetadas de modo que durante a vida útil da construção que as contém, atendam aos seguintes requisitos:
·5Preservar a potabilidade da água;
·6Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade adequada e com pressões e velocidades compatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhos sanitários, peças de utilização e demais componentes;
·7Promover economia de água e de energia;
·8Possibilitar manutenção fácil e econômica;
·9Evitar níveis de ruído inadequados à ocupação do ambiente;
·10Proporcionar conforto aos usuários, prevendo peças de utilização adequadamente localizadas, de fácil operação, com vazões satisfatórias e atendendo as demais exigências do usuário.
Em qualquer caso, a pressão não deve ser inferior a 10 kPa, com exceção do ponto da caixa de descarga onde a pressão pode ser menor do que este valor, até um mínimo de 5 kPa, e do ponto da válvula de descarga para bacia sanitária onde a pressão não deve ser inferior a 15 kPa. Em condições estáticas (sem escoamento), a pressão da água em qualquer ponto de utilização da rede predial de distribuição não deve ser superior a 400 kPa.
16 PROJETO DO SISTEMA PREDIAL DE ÁGUA FRIA:
Este projeto compreende basicamente os seguintes passos:
·11Concepção; ·12Cálculo (dimensionamento); ·13Quantificação e orgamentação; ·14 (^) Elaboração do projeto para a produção; ·15 Elaboração do projeto "as built".
A concepção consiste na proposição da solução a ser adotada, a qual é função não somente das solicitações sobre o sistema, mas também das exigências da normalização técnica, das concessionárias e órgãos públicos locais, resultando na definição do traçado do sistema, dos tipos de sistemas a serem adotados, etc. O cálculo consiste na estimativa das solicitações impostas ao sistema predial de água fria e no dimensionamento de todos os seus componentes para atender a estas solicitações. O projeto para produção consiste num conjunto de elementos a serem elaborados tendo em vista o processo de execução do sistema, tais como: detalhes de "kits" hidráulicos e tabelas descritivas dos componentes dos "kits". O projeto "as built" é elaborado a partir de registros de alterações no sistema, feitas na obra, tendo por objetivo possibilitar a rastreabilidade do sistema em caso de manutenção. Dentro do projeto do sistema predial de água fria, os elementos gráficos e documentos a serem apresentados variam conforme a complexidade do referido sistema e/ou da edificação para a qual foi projetado. De qualquer forma, alguns elementos básicos devem ser apresentados, quais sejam:
·16Planta da cobertura, barrilete, andar(res) tipo, térreo, subsolo(s), com a indicação das colunas de distribuição de água fria e desvios; ·17Esquema vertical (ou fluxograma geral) de todo o sistema, sem escala, incluindo reservatórios e sistema de recalque; detalhe dos reservatórios e sistema de recalque; ·18Desenhos isométricos dos ambientes sanitários, com a indicação das colunas de distribuição, ramais e sub-ramais; memorial descritivo e especificações técnicas.
De posse dos elementos acima, podem ser procedidas às etapas de quantificação e orgamentação dos componentes do sistema, para a posterior execução.