Órgãos de manobra e controlo. Tipos, função e … · Folhas da cadeira: Sousa, E.R. (2001) -...

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DISCIPLINA DE SANEAMENTO AULA 8 / SUMÁRIO AULA 8 ÓRGÃOS E ACESSÓRIOS Órgãos de manobra e controlo. Tipos, função e localização. Válvulas de seccionamento. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 140 Ventosas. Válvulas de descarga.

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DISCIPLINA DE SANEAMENTOAULA 8 / SUMÁRIO

AULA 8

ÓRGÃOS E ACESSÓRIOS

� Órgãos de manobra e controlo. Tipos, função e localização.

� Válvulas de seccionamento.

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 140

� Ventosas.

� Válvulas de descarga.

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAÓRGÃOS DE MANOBRA E CONTROLO

ÓRGÃOS DE MANOBRA E CONTROLO

Tipos, função e localização

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 141

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAÓRGÃOS DE MANOBRA E CONTROLO DE UM SISTEMA ADUTOR

Principais tipos de órgãos

� Válvulas de manobra e segurança (manuais ou de funcionamento autónomo)

� Válvulas de seccionamento

� Válvulas de descarga ou purga

� Ventosas

� Válvulas de retenção

Tipicamente manuais, mas também podem ser automatizadas e controladas por telegestão.

Tipicamente manuais

Actuadas por acção do escoamento

Actuadas por acção do escoamento

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 142

� Válvulas de regulação e controlo

� Válvulas redutoras de pressão

� Válvulas de controlo de caudal

� Válvulas de nível

Válvulas de duas componentes: corpo da válvula e circuito piloto associado

Muitas vezes a mesma válvula (corpo mecânico) é usada com diferentes circuitos pilotos consoante a função pretendida

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUABIBLIOGRAFIA E REGULAMENTAÇÃO

� Folhas da cadeira: Sousa, E.R. (2001) - “Sistemas de adução”

� Manual de Saneamento Básico, Volume II.2 (1990), pp. 6-7

� Decreto Regulamentar n.º 23/95, de 23 de Agosto Capítulo IV - Elementos acessórios da rede (de distribuição e utilizado para adutoras)

Art. 39.º - Juntas

Art. 40.º - Válvulas de seccionamento

Art. 41.º - Válvulas de retenção

Art. 42.º - Redutores de pressão

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 143

Art. 42.º - Redutores de pressão

Art. 43.º - Válvulas redutoras de pressão

Art. 44.º - Câmaras de perda de carga

Art. 45.º, 46.º - Ventosas

Art. 47.º, 48.º e 49.º - Descargas de fundo

Art. 50.º, 51.º e 52.º - Medidores de caudal

Art. 53.º - Bocas de rega e de lavagem

Art. 54.º, 55.º e 56.º - Hidrantes

Art. 57.º - Câmaras de manobra

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE SECCIONAMENTO

VÁLVULAS DE SECCIONAMENTO

Legislação, função, localização, tipos, instalação

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 144

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE SECCIONAMENTO / LEGISLAÇÃO / DL 23/95, DE 23 DE AGOSTO

� Artigo 40.º - Válvulas de seccionamento

“1 - As válvulas de seccionamento devem ser instaladas de forma a facilitar a operação do sistema e minimizar os inconvenientes de eventuais interrupções do abastecimento.

2 - As válvulas de seccionamento devem ser devidamente protegidas e facilmente manobráveis e localizar-se, nomeadamente:

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 145

facilmente manobráveis e localizar-se, nomeadamente: [...]

b) Junto de elementos acessórios ou instalações complementares que possam ter de ser colocados fora de serviço; [...]

f) Nos entroncamentos principais, em número de duas.”

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE SECCIONAMENTO / FUNÇÃO E LOCALIZAÇÃO EM ADUTORAS

� FunçãoPermitir o isolamento de trechos de conduta em casode avaria, evitando, assim o esvaziamento de grandesextensões de tubagem em caso de avaria ou limpeza.

� Localização (em condutas adutoras)

1. Com espaçamentos máximos entre 2 a 4 km (dependendo do perfil e diâmetros)� Se colocadas em pontos altos, é mais fácil a manobra porque a conduta

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 146

� Se colocadas em pontos altos, é mais fácil a manobra porque a condutaestá sujeita a menores pressões.

� Se colocadas em pontos baixos, a conduta fica dividida em trechos maiscurtos com vista ao esvaziamento para o mesmo nº de válvulas.

2. À entrada e saída de reservatórios, de estações elevatórias e decâmaras de perdas de carga.

3. Em derivações da conduta principal (tês), colocar uma em cadaramal.

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE SECCIONAMENTO / PRINCIPAIS TIPOS DE VÁLVULAS

Válvula de cunha (com boca de chave ou instaladas em caixa)

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 147

Torneira

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE SECCIONAMENTO / PRINCIPAIS TIPOS DE VÁLVULAS

Válvula de borboleta (instaladas sempre em caixa)

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 148

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE SECCIONAMENTO / EXEMPLO DE INSTALAÇÃO

Instalação com boca de chave Instalação em caixa

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 149

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE SECCIONAMENTO / EXEMPLO DE INSTALAÇÃO

Válvulas de seccionamento de

borboleta com cone de redução

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 150

Circuito de desvio para o enchimento

da conduta

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVENTOSAS

VENTOSAS

Legislação, função, localização, tipos, instalação

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 151

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVENTOSAS / LEGISLAÇÃO - DL 23/95, DE 23 DE AGOSTO

� Artigo 45.º - VentosasAs ventosas [...] têm por finalidade permitir a admissão e a expulsão de ar nas condutas.

� Artigo 46.º - Localização e diâmetro das ventosas (em redes)

1. As ventosas devem ser localizadas nos pontos altos, nomeadamentenos extremos de condutas periféricas e nas condutas de extensãosuperior a 1 000 m sem serviço de percurso.

2. Nas condutas extensas referidas no número anterior, as ventosas

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 152

2. Nas condutas extensas referidas no número anterior, as ventosasdevem localizar-se:

a) A montante ou a jusante de válvulas de seccionamento consoantese encontrem respectivamente em troços ascendentes oudescendentes;

b) Na secção de jusante de troços descendentes pouco inclinadosquando se lhes segue um troço descendente mais inclinado.

3. O diâmetro mínimo de uma ventosa não deve ser inferior a um oitavodo diâmetro da conduta onde é instalada, com um mínimo de 20 mm.

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVENTOSAS / FUNÇÃO E LOCALIZAÇÃO

� Funçãoi) Permitir a saída do ar acumulado em pontos altos.

ii) Permitir a saída e a entrada de grandes quantidades de ar aquando do enchimento e do esvaziamento das condutas, respectivamente.

iii) Função ii) + a entrada de pequenas quantidades de ar (quando ocorrem depressões).

� Localização

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 153

a) Em todos os pontos altos do perfil

b) A montante/jusante de válvulas de seccionamento em trechos ascendentes/descendentes, respectivamente

c) Em pontos altos com aumento brusco de inclinação (e.g., 0.5%->5%) em trechos descendentes, ou diminuição brusca em ascendentes

d) Com espaçamento máximos de 1 km, em trechos com a mesma inclinação (só em projecto de execução)

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVENTOSAS / TIPOS

� Ventosas de simples efeito (pequeno orifício) Função i; Localização d)

� Ventosas de duplo efeito (grande orifício) Funções i e ii; Localização e)

� Ventosas de triplo efeito Funções i, ii e iii; Localizações a) e

c)

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 154

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVENTOSAS / INSTALAÇÃO

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 155

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVENTOSAS / INSTALAÇÃO

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 156

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE DESCARGA

VÁVULAS DE DESCARGA

Legislação, função, localização, tipos, instalação

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 157

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE DESCARGA / LEGISLAÇÃO - DL 23/95, DE 23 DE AGOSTO

� Artigo 47.º - Descargas de fundo1. As descargas de fundo destinam-se a permitir o esvaziamento de troços de

condutas e de partes de redes de distribuição situados entre válvulas deseccionamento, nomeadamente para proceder a operações de limpeza,desinfecção ou reparação, e devem ser instaladas:

a) Nos pontos baixos das condutas;

b) Em pontos intermédios de condutas com o mesmo sentido deinclinação em comprimentos considerados relativamente elevados,

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 158

inclinação em comprimentos considerados relativamente elevados,[…].

2. Nos casos referidos na alínea b) ao número anterior, as descargas defundo devem localizar-se imediatamente a montante ou a jusante dasválvulas de seccionamento, respectivamente, nas condutas descendentese ascendentes.

3.

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE DESCARGA / LEGISLAÇÃO - DL 23/95, DE 23 DE AGOSTO

� Artigo 48.º - Lançamento dos efluentes das descargas de fundo

1. Os efluentes das descargas de fundo devem ser lançados em linhas deágua naturais, colectores pluviais ou câmaras de armazenamentotransitório, salvaguardando-se, em qualquer dos casos, os riscos decontaminação da água da conduta.

2. Sempre que necessário, devem prever-se na zona de lançamentodispositivos de dissipação de energia cinética.

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 159

� Artigo 49.º - Dimensionamento das descargas de fundo

O dimensionamento de uma descarga de fundo consiste na determinaçãodo seu diâmetro de modo a obter-se um tempo de esvaziamento do troçode conduta compatível com o bom funcionamento do sistema, nãodevendo o seu diâmetro ser inferior a um sexto do diâmetro da condutaonde é instalada, com um mínimo de 50 mm.

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE DESCARGA / FUNÇÃO, LOCALIZAÇÃO E TIPOS EM ADUTORAS

� FunçãoPermitir o esvaziamento completo da conduta ou entre válvulas deseccionamento sempre que necessário (e.g. reparação, operação emanutenção)

� Localização

a) em todos os pontos baixos.

b) a montante/jusante de válvulas de seccionamento em trechos

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 160

b) a montante/jusante de válvulas de seccionamento em trechosascendentes/descendentes, respectivamente

� Tipos� válvula de seccionamento de pequeno diâmetro

� descarga livre ou afogada

Aula Prática da Semana:

� Preparação Prévia:

� Cenários definidos;

� Dimensionamento das condutas adutoras concluído;

� Estudo económico iniciado (custos de construção e cálculo dos encargos em energia).

DISCIPLINA DE SANEAMENTOPROJECTO 1: ESTUDO PRÉVIO DE UM SISTEMA ADUTOR (SEMANA 5)

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 161

encargos em energia).

� Objectivos da Semana:

� Cálculo da capacidade dos reservatórios;

� Cálculo dos custos dos reservatórios.

DISCIPLINA DE SANEAMENTOAULA 9 / SUMÁRIO

AULA 9

ÓRGÃOS E ACESSÓRIOS

� Válvulas de retenção.

� Válvulas reguladoras de caudal.

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 162

� Estações elevatórias e sobrepressoras.

� Exemplos de localização dos acessórios.

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE RETENÇÃO

VÁVULAS DE RETENÇÃO

Função, localização, instalação

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 163

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE RETENÇÃO / FUNÇÃO E LOCALIZAÇÃO

� Função� Evitar a inversão do escoamento

� Localização

� Imediatamente a jusante de cada grupo electrobomba

Fechada

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 164

Fechada

Aberta

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE RETENÇÃO / INSTALAÇÃO

Estação elevatória Sobrepressora com protecção contra transitórios hidráulicos a montante

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 165

Reservatório hidropneumático para protecção contra transitórios hidráulicos1 - Válvula de retenção

2 - Junta de montagem

3 - Válvula de seccionamento

4 - Válvula de descarga

Válvula de retenção

1 2 3 4

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE RETENÇÃO / INSTALAÇÃO

Válvula de descarga

Válvula de seccionamento

Válvula de retenção

Medidor de pressão

Medidor de caudal

Grupo electrobomba

P

Câm

ara

de a

spira

ção

Conduta de compressão geral

P

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 166

O grupo electrobomba, a válvula de retenção e os medidores de pressão e de caudal devem ser instalados entre as válvulas de seccionamento.

Grupo electrobomba

Câm

ara

de a

spira

ção

ou r

eser

vató

rio

P

P

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE REGULAÇÃO E CONTROLO / CÂMARAS DE PERDA DE CARGA

VÁVULAS DE REGULAÇÃO E CONTROLO

CÂMARAS DE PERDA DE CARGA

Tipos e função

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 167

Tipos e funçãoDisposições construtivas

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE REGULAÇÃO E CONTROLO

� Tipos

� Válvulas redutoras de pressão

� Válvulas de controlo de caudal

� Válvulas de nível

� Composição (duas componentes)

� Corpo da válvula

� Circuito(s) piloto de controlo

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 168

� Circuito(s) piloto de controlo

� Muitas vezes, a mesma válvula (corpo mecânico) é usada comdiferentes circuitos pilotos consoante a função pretendida

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAVÁLVULAS DE REGULAÇÃO E CONTROLO / EXEMPLO DA INSTALAÇÃO

Instalação de válvula redutora de pressão com circuito de by-pass

Junta de desmontagem VRP

Válvula de seccionamento

Ramal de descarga

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 169

Válvula de seccionamento

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUADISPOSITIVOS REDUTORES DE PRESSÃO

Câmaras de perda de carga Válvulas redutoras de pressão (VRP)Válvulas de controlo de caudal

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 170

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUADISPOSITIVOS REDUTORES DE PRESSÃO

Linha de energia estática sem CPC

Linha de energia estática com CPC

Câmaras de perda de carga (localização)

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 171

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAESTAÇÕES ELEVATÓRIAS E SOBREPRESSORAS

ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS E SOBREPRESSORAS

Disposição de órgãos. Exemplos

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 172

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAESTAÇÕES ELEVATÓRIAS SOBREPRESSORAS / PROTECÇÃO A MONTANTE E A JUSANTE

.

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 173

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAESTAÇÕES ELEVATÓRIAS SOBREPRESSORAS / PROTECÇÃO A MONTANTE E A JUSANTE

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 174

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAESTAÇÕES ELEVATÓRIAS

Aspiração de duas células de um reservatório

Aspiração directa da conduta a montante

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 175

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUALOCALIZAÇÃO DE ÓRGÃOS ACESSÓRIOS

EXEMPLO

Localização de órgãos acessórios

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 176

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAEXEMPLO DE LOCALIZAÇÃO DE ÓRGÃOS ACESSÓRIOS EM CONDUTAS ADUTORAS

Exemplo 1: Conduta com 12 km

ou

Ventosa

Válvula de descarga

Válvula de seccionamento

Válvula de regulação

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 177

3 km 6 km3 km

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAEXEMPLO DE LOCALIZAÇÃO DE ÓRGÃOS ACESSÓRIOS EM CONDUTAS ADUTORAS

LEE

Exemplo 2: Válvulas de Regulação (caudal)

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 178

CPC LED

• Exemplo 3: Condutas com derivações(Representação esquemática e funcional)

Válvulas de seccionamento

Ventosas

Válvulas de descarga

Válvulas de regulação

Válvulas de retenção

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAEXEMPLO DE LOCALIZAÇÃO DE ÓRGÃOS ACESSÓRIOS EM CONDUTAS ADUTORAS

Válvulas de retenção

Nota: A representação destes órgãos no perfil da adutora pretende ser apenas funcional. Os órgãos são realmente instalados nas câmaras de manobras.dos reservatórios ou Estações Elevatórias.

Linha de energia estática sem CPC

SISTEMAS DE ABASTECIMENTO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAEXEMPLO DE LOCALIZAÇÃO DE ÓRGÃOS ACESSÓRIOS EM CONDUTAS ADUTORAS

Exemplo 4: Trechos com vários pontos altos e baixos

Linha de energia estática com CPC

Aula Prática da Semana:

� Preparação Prévia:

� Cálculo da capacidade dos reservatórios;

� Cálculo dos custos dos reservatórios.

DISCIPLINA DE SANEAMENTOPROJECTO 1: ESTUDO PRÉVIO DE UM SISTEMA ADUTOR (SEMANA 6)

SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 181

� Objectivos da Semana:

� Colocação de acessórios no perfil longitudinal;

� Terminar Projecto 1.