Blocos de ancoragem

• As tubulações e acessórios esforços internos e externos que precisam ser absorvidos e transferidos a outras estruturas

• Esforços externos curvas, válvulas, reduções, derivações: devido à pressão interna não se anulam em todas as direções

• A resultante da soma dos vetores é a força a ser absorvida externamente através do bloco de ancoragem

• O bloco de ancoragem tem a função de absorver e transferir essa força ao solo

Tipos de CorrosãoTipos de Corrosão

• Corrosão pelo solo: estruturas metálicas enterradas estão sujeitas. Intensidade depende do teor de umidade, da composição química e do pH do solo. Um solo de baixa resistividade elétrica é considerado mais agressivo pois possui umidade permanente e sais minerais dissolvidos

• Corrosão pela água: corresponde aos processos corrosivos no qual o eletrólito é um meio aquoso

• Corrosão eletrolítica: processos corrosivos de natureza eletroquímica. Estão sujeitas estruturas metálicas enterradas ou submersas, os quais são submetidas a correntes elétricas dispersas no eletrólito. Um dos mais agressivos às estruturas metálicas.

Limpeza e Reabilitação das Adutoras

• Sedimentação:

• Deposição de material. Geralmente quando o tratamento é inadequado (areia, silte, materiais orgânicos ou alumínio, cal ou carbonato de cálcio). Mas também pode ocorrer em águas tratadas.

• Incrustação

• Pode ser causada por diversos fatores: alcalinidade, dureza, presença de sólidos em suspensão, temperatura, velocidade da água e estado da superfície interna dos tubos. E também pela presença de: ferro, manganês e cálcio.

• Tubos de ferro fundido não revestido – depósito de ferro insolúvel• Nas tubulações revestidas e não-metálicas – a água tratada não

provoca incrustação

Utilizado para recuperar tubos de ferro fundido com ou sem revestimento e tubos de aço, com sérios problemas de corrosão e incrustação. Para D>150 mm pode ser econômico se comparado com a troca da tubulação por uma nova.

Equipamentos de MediçãoEquipamentos de Medição

• Medidores de pressão:

• Medem a pressão relativa, considerando como origem de medida a pressão atmosférica

• Manômetros: os mais simples são constituídos por um tubo em U ao qual se acopla um sensor de pressão que fornece um sinal a um elemento secundário

4

2

)/(1

)1(2

4 Dd

dgRdQ L

d

D

h

H

R

Requisito que o fluido seja condutor ultrassônico e tenha um escoamento relativamente bem desenvolvido

Os aparelhos podem ser colocados de modo a receberem as ondas diretamente ou através de reflexão na parede da tubulação

A unidade eletrônica irá medir o tempo que o sinal leva para transitar de um transdutor a outro

Pela diferença de tempo de trânsito pode-se obter a velocidade do escoamento

Se existe um campo magnético, há a indução de corrente e uma diferença de potencial

Essa diferença de potencial é proporcional à velocidade que atravessa o campo magnético

Determina-se a velocidade e pela equação da continuidade, a vazão

Deve-se evitar pontos altos sujeitos a acúmulos de bolhas de ar

Bombas e Estações Elevatórias

Estações Elevatórias• Escoamentos por gravidade possibilitam economia de energia,

facilidade de operação, manutenção e segurança

• No entanto, não são possíveis sempre:

– Cidades em cotas elevadas em relação aos mananciais próximos

– Distância dos mananciais que se encontram em posição mais alta que a cidade

Necessidade de estações elevatórias

Estação elevatória é o conjunto das edificações, instalações e equipamentos, destinados a abrigar, proteger, operar, controlar e manter os conjuntos elevatórios (motor-bomba) que promovem o recalque da água.

Estações Elevatórias

• Estações elevatórias de água bruta• Estações elevatórias de água tratada• Boosters (entre reservatórios)

Classificação das Bombas

• Bombas cinéticas• São bombas que fornecem energia à água sob forma de

velocidade, que no interior da bomba transforma-se em energia de pressão, fazendo com que a água atinja alturas desejadas

– Bombas centrífugas– Bombas periféricas– Bombas especiais

Classificação das Bombas

• Bombas de deslocamento positivo• Neste tipo de bomba não há troca de energia interna na

massa líquida. Apenas um aumento de pressão, que faz com que a água se desloque de uma posição estática para outra mais elevada

– Alternativas: com movimento alternado (de pistão, de

êmbolo, de diafragma);– Rotativas: rotor simples ou blow case (de palheta,

pistão, elemento flexível e parafuso) e rotor múltiplo (engrenagem, rotor lobular, pistão oscilatório e parafuso)

Bombas Centrífugas

• São bombas hidráulicas que têm como princípio de funcionamento a força centrífuga através de palhetas e impulsores que giram no interior de uma carcaça estanque, jogando líquido do centro para a periferia do conjunto girante.

Classificação segundo a trajetóriado líquido no rotor

• Bombas de fluxo radialBombas de fluxo radial

– O formato do rotor impõe um escoamento líquido no sentido centrífugo radial

– Empregadas onde se exige grande altura de elevação e vazão relativamente pequena

– Tipicamente utilizadas em captações com grande recalque: em elevatórias situadas junto a estações de tratamento ou a reservatório e em estações de reforço de pressão

– Quando a pressão a ser gerada for muito elevada, as bombas centrífugas podem ter dois ou mais rotores fechados: são as bombas de duplo ou múltiplo estágio

Classificação segundo a trajetória do líquido no rotor

• Bombas de fluxo axialBombas de fluxo axial– Movimentação da água no sentido do

rotor, o escoamento se dá no sentido axial

– Empregado para recalcar grandes vazões e pequena altura de elevação

– É utilizada, freqüentemente, em captações de água de mananciais de superfície com pequena altura de elevação

Classificação segundo a trajetória do líquido no rotor

• Bombas de fluxo mistoBombas de fluxo misto– Combinam princípios das bombas

radiais e axiais– O caminhamento da água é

helicoidal– Empregada nos casos em que a

altura de elevação é relativamente baixa e a vazão elevada

– Ex.: bombas de eixo prolongado para a extração de água de poços profundos

Grandezas características

• A escolha da bomba é feita através de:

– vazão de bombeamento– altura manométrica total capaz de ser

produzida pela bomba a essa vazão– Outras grandezas: a rotação, a potência

absorvida e a eficiência

Grandezas características

Grandezas características

1) Altura manométrica total em metros (Hman):

HR somatório das perdas de carga distribuídas e localizadas na tubulação de recalque: HR = J.LR + hR (m)

HS somatório das perdas de carga distribuídas e localizadas na tubulação de sucção: HS = J.LS + hS (m)

• Hg altura geométrica: Hg = Hgr + Hgs (m)

RS HHHgHman

Grandezas características

2) Vazão

3) Rotação caracterizada pela velocidade que a máquina de acionamento imprime à bomba. No caso de motor elétrico, essa velocidade é função direta da freqüência ou ciclagem da corrente e do número de pólos que possui o motor

• Bomba de alta rotação 3.000 a 3.600 rpm • Bomba de média rotação 1.500 a 1.800 rpm• Bomba de baixa rotação 1.200 rpm ou menor

• f = freqüência da corrente (60hz) e n = número de pólos

n

frpm

120

Grandezas características

4) Eficiência ou rendimento da bomba nem toda a energia cedida pelo motor é aproveitada pela água, devido às perdas existentes na bomba.

• Pu = potência útil em CV (cavalo vapor)• Q = vazão (m3/s)• Hman = altura manométrica (m)• = peso específico da água (kgf/ m3)• 75 = fator de compatibilização de unidades (CV)

75

.. manu

bomba

u

HQP

P

P

Grandezas características

5) Potência absorvida pela bomba (CV):

= peso específico da água

= eficiência da bomba

)(.75

.10

.75

..

3

cvHQ

P

HQP

man

man

Curvas características das bombas centrífugas

• As bombas centrífugas são máquinas que podem trabalhar à mesma rotação, sob diferentes condições de vazão e de altura manométrica

• Interdependência destes valores, de conformidade com a vazão bombeada e a altura manométrica da bomba, operando a uma velocidade constante

• Cada bomba é projetada para elevar uma determinada vazão a uma altura manométrica total em condições de máximo desempenho a medida que o par Q, Hman se afasta destas condições, o rendimento da bomba tende a cair

Curva característica de uma bomba

Curva característica do sistema elevatórioCurva característica do sistema elevatório

• É a curva que relaciona a Hman do sistema de elevação do líquido com a vazão de bombeamento

• Para o traçado da curva, é necessário definir os diâmetros das tubulações de sucção, recalque e barrilete

Relações características nas bombas centrífugas

• Relações que permitem obter as curvas características da bomba para uma rotação diferente daquela cujas curvas características são conhecidas.

• Relações que permitem predizer novas curvas características de uma bomba, caso diminua o diâmetro do rotor

Variação da rotação da bomba

• Bomba com mesmo rotor, girando a velocidades diferentes:

• n1 e n2 velocidade de rotação da bomba

• Q1 e Q2 vazão de bombeamento relativo a n1 e n2

• H1 e H2 altura manométrica total da bomba relativa a n1 e n2

• P1 e P2 potência consumida pela bomba relativa a n1 e n2

Q

Q

n

n2

1

2

1

H

H

n

n2

1

2

1

2

P

P

n

n2

1

2

1

3

Estas relações conhecidas como leis da semelhança, são utilizadas para se determinar o efeito da variação da rotação na vazão, altura e potência de uma bomba

Variação do diâmetro do rotor

• Variando-se o diâmetro do rotor (Dr) de uma bomba, com rotação constante, tem-se:

1

2

1

2

Dr

Dr

Q

Q

2

1

2

1

2

Dr

Dr

H

H

3

1

2

1

2

Dr

Dr

P

P

CavitaçãoCavitação• Processo de criação e colapso de bolhas, originadas quando a

pressão do líquido atinge a tensão máxima do vapor do líquido na sua temperatura

• Pode aparecer em estruturas fixas (válvulas, orifícios, curvas, sifões, etc.) e em máquinas hidráulicas (bombas e turbinas)

• Sério problema na operação de bombas, pois pode:– Reduzir a capacidade e eficiência da bomba– Causar danos ao rotor– Provocar ruídos e vibração na bomba

• Existe perigo de cavitação principalmente quando as bombas operam com altas velocidades de rotação e capacidade superior àquela relativa ao ponto ótimo de funcionamento

NPSHdisponível• Disponibilidade de energia que faz com que a água consiga alcançar

as pás do rotor da bomba

NPSHd carga de sucção positiva disponível (m)Hg,s altura estática de sucção: positiva quando a bomba está

afogada e negativa, caso contrário (m)Patm pressão atmosférica (N/m2)Pvapor pressão do vapor de água (N/m2) peso específico da água (N/m3)

vaporatm

Ssgd

PPHHNPSH ,

NPSHr

• Depende de elementos de projeto da bomba e da vazão, sendo geralmente fornecido pelo fabricante das bombas

Nq = rotação específica

•Folga entre NPSHd e NPSHr: mín de 0,5 m ou a diferença de 20%