UNIVERSIDADE CATLICA DE PETRPOLIS

UNIDADE ACADMICA

CURSO DE SANEAMENTO

TRABALHO: DIMENSIONAMENTO ETA

Alunos: Andreza dos Santos Silva RGU: 11100603

Heriton M. Viveiros RGU: 11100621

Leonardo M. Fernandes RGU: 11200020

Professor: Srgio Anibal G. Alonso

Petrpolis

2015

O trabalho desenvolvido refere-se ao dimensionamento de uma estao de

tratamento de gua (ETA) e distribuio de gua para a populao do bairro Castrioto,

localizado na cidade de Petrpolis/RJ. O ponto escolhido para captao da gua que

ser utilizada no sistema de abastecimento pblico, foi o rio Piabanha, que possui a cota

de 826,5m e a ETA de 875m ambas acima do nvel do mar.

Verificamos no mapa atualizado da regio a quantidade de casas mapeadas, foi

adotada a estimativa de 5 hab./casa, realizando desta forma os dados conforme tabela

em anexo, a qual apresenta a progresso aritmtica e geomtrica para 25 anos, tempo do

projeto solicitado. Foi encontrado o valor de 4.864 habitantes, referente progresso

geomtrica, a qual apresentou o valor mais expressivo, trabalhamos nos clculos com a

vazo mxima diria de 13,51 l/s e foi adotado o consumo dirio de 200 litros por

habitante. No foi verificado qualquer tipo de instituio que gere uma vazo especfica

tal que merea destaque na rea de estudo.

A gua bruta ser encaminhada at a ETA atravs de bombeamento, que

encaminhar a gua at a calha parshall. Dentro da estao a gua ser conduzida

apenas por gravidade, a partir da filtragem, metade da vazo ser escoada por gravidade

at o reservatrio 1, que estar no mesmo nvel do terreno e a outra metade ser

direcionada para o reservatrio 2, o qual encontra-se a 955m acima do nvel do mar,

atravs de bombeamento. Seque em anexo a memria de clculo.

1 - Dimensionamento Tubulao de Recalque

Vazo mxima diria ---------------------------Q = 0,01351m/s

Velocidade adotada -----------------------------V =1m/s

2 - Clculo da velocidade para rea da tubulao de recalque

3- Dimensionamento Tubulao: Tomada de gua e Suco

4 - Clculo Perda de Carga

4.1 - Captao gua at ETA

4.1.1- Rugosidade Relativa

e = 0,001m ( tabela 8.9 considerando tubo novo, ferro fundido)

4.1.2 - Nmero Reynolds

( tabela 8.10 viscosidade cinemtica da gua 20C )

4.1.3 - Fator de Forma

Retirado do grfico ( N Reynolds x Rugosidade Relativa)

f = 0,034

4.1.4 - Distncia da captao da gua at ETA

L = 172,36m

Perda de Carga

Perda de carga = 6,68 m/Km

4.1.6 Perda de Carga Geomtrica

4.1.7 Perda de Carga Localizada

Tabela 1 Esquema de Instalao de Conjunto Motor-bomba

Descrio Quant K (unit) K

Crivo 1 0,4 0,4

Curva de 90 6 0,4 2,4

Reduo Excntrica 1 0,2 0,2

Ampliao 1 0,3 0,3

Vlvula de reteno 1 2,5 2,5

Registro de gaveta 2 0,2 0,4

Unio 1 0,4 0,4

Ventosa 2 0,6 1,2

Descarga de fundo 2 0,6 1,2

Total (K) 9

4.1.8 Altura manomtrica (total da perda de carga)

4.2 ETA at Reservatrio 2

4.2.1 Distncia ETA at Reservatrio 2

L = 85,77m

4.2.2 Perda de Carga

Perda = 6,65 m/Km

4.2 Perda de Carga Geomtrica

4.3 Perda de Carga Localizada

4.4 Altura manomtrica (total da perda de carga)

5 Dimensionamento Bombas

5.1 - Bomba para captao de gua at ETA

5.1.1 Clculo Potncia

Altura monomtrica com as perdas

H = 55,44 m.c.a

/2 = 12,15 m/h

Bomba KSB Megachem 32-160.1

5.2 - Bomba reservatrio 2

= 6,07m/h

Bomba KSB Megachem 32-200.1

6 Dimensionamento Calha Parshall

Q = 13,51 l/s

Intervalo entre as vazes mximas e mnimas 1,52 l/s------------------------110,40l/s

Dimenses padro para garganta de largura 6" = 15,2cm

7 Dimensionamento Floculadores

Foram utilizados 3 floculadores hidrulicos.

7.1 Volume por Floculador

Q = 0,01351m/s

Adotar tempo de deteno hidrulica = 30 minutos (1800s)

7.2 Dimenses por Floculador

Formato Retangular

Adotar forma econmica --------a=3/4b e altura =3m

rea = 3m

Dimenses Finais:

3 conjuntos formados, cada um, por 3 cmaras em srie

Largura til = 1,50 m

Comprimento = 2,00 m

Profundidade til = 3,00 m

Borda livre = 0,3m

rea til efetiva = 3,00 m por floculador

8 Dimensionamento Decantador

Adotar 3 decantadores lamelares de alta taxa

Adota-se taxa de aplicao superficial = 120 m/m x dia

8.1 Volume por Decantador

Q = 0,01351m/s

1dia = 24 horas (86.400s)

(quantidade necessria para decantar por dia)

8.2 rea por Decantador

A = 3,5m ( para cada decantador)

8.3 Dimenses por Decantador

Formato Retangular

Adotar forma econmica --------a=3/4b e altura =1m

rea = 3,50m

0

Dimenses Finais:

3 decantadores em paralelo formato retangular

Largura til = 1,70 m

Comprimento = 2,20 m

Profundidade til = 1,00 m

rea til efetiva = 3,74 m

Taxa de aplicao efetiva = 104 m/m x dia

9 Dimensionamento Filtros

Adotar 6 filtros nvel constante, fluxo ascendente com leito misto de areia e antracito

Adota-se taxa de filtrao = 150 m/m x dia

9.1 Volume por Filtro

Q = 0,01351m/s

1 dia = 24 horas (86.400s)

(quantidade necessria para filtrar por dia)

9.2 rea por Filtro

A = 1,40 m ( para cada filtro)

Dimenses Finais:

Adotar 6 filtros em paralelo formato quadrado

Dimenses = 1,20 x 1,20

rea til efetiva = 1,44m

Altura do filtro:

Fundo falso com difusores, altura do fundo falso = 0.60 m

Espessura da camada suporte ( brita 4) = 0.70 m

Espessura da camada filtrante = 1.00m

Lmina de gua sobre o leito filtrante = 2.20 m

Altura total = 4,50 m

Taxa de aplicao efetiva = 135 m/m x dia

Quantitativos para distribuio de fundo e camadas suporte e filtrante:

rea de filtrao = 1,44 m por filtro

Perda de 15%

Material Quantidade

1 filtro

Quantidade

6 filtros

Pedregulho (brita 4) - espessura camada 0,70m 1,15m 7,00m

Areia - espessura camada 0,30m 0,50m 3,00m

Antracito - - espessura camada 0,70m 1,15m3 7,00m

Difusores - 30 peas/m 43 peas 258 peas

10 - Dimensionamento Reservatrio

O reservatrio foi dimensionado para armazenar o volume necessrio para um

dia (24 horas), visando atender populao mesmo se a ETA permanecer parada para

algum tipo de servio de manuteno. Teremos 2 reservatrios com formato retangular,

de concreto armado e do tipo apoiado, com altura de lmina de gua = 5m. O primeiro

estar na cota 875 e o segundo na cota 955 para que as presses mximas e mnimas

sejam atendidas em relao a maior e menor cota da rea.

V = 1.167,26 m/dia

Volume de cada reservatrio = 584 m

y = 12,50

X = 9,35

Dimenses Finais para cada reservatrio:

Dimenses = 12,50 x 9,35 m

Altura til efetiva = 5 m

Borda = 20 cm

Volume de gua = 586 m

Volume efetivo = 607,75 m

11 - Dimensionamento da Adutora de gua Tratada

Vazo mxima diria ---------------------------Q = 13,51 l/s

D = 150 mm -------------------rea = 0,0176m

V = 0,78m/s

12 - Dimensionamento da Adutora de Distribuio

Vazo mxima diria ----------------------Q = 13,51 l/s x 1,5= 20,27 l/s

Considerado 50% da vazo mxima, pois na hora de pico admitindo o dobro de sada da

gua do volume que estar entrando.

D = 200 mm -------------------rea = 0,0314 m

V = 0,64m/s

13 Dimensionamento Rede de Distribuio

Esquema Rede de Distribuio

13.1 Clculo das vazes e velocidades

Trecho 1

Q=0,44l/s

D = 50mm -------------------rea = 0,00196m

V = 0,22m/s

Trecho 2

Q=0,21l/s

D = 50mm -------------------rea = 0,00196m

V = 0,11m/s

Trecho 3

Q=0,33l/s

D = 50mm -------------------rea = 0,00196m

V = 0,17m/s

Trecho 4

Q=0,33l/s

D = 50mm -------------------rea = 0,00196m

V = 0,17m/s

Trecho 5

Q=0,62l/s

D = 50mm -------------------rea = 0,00196m

V = 0,32m/s

13.2 Clculo Perdas de cargas

Trecho 1

e = 0,001m ( tabela 8.9 considerando tubo novo, ferro fundido)

D = 50 mm

Nmero Reynolds

( tabela 8.10 viscosidade cinemtica da gua 20C )

Fator de Forma

Retirado do grfico ( N Reynolds x Rugosidade Relativa)

f = 0,048

L = 282,67

Trecho 2

f = 0,048

L = 217,93m

Trecho 3

f = 0,0465

L = 207,36

Trecho 4

f = 0,0465

L = 265,39

Trecho 5

f = 0,048

L = 186,98

Tabela 2 Clculo Distribuio de Rede

Trecho Extenso Vazo

(l/s)

Dimetro

(mm)

Cotas Terreno

(m) Perda

de

carga

(m)

Cotas Piezomtricas

(m)

Presses

Disponveis

(mca)

Montante Jusante Montante Jusante Montante Jusante

1 75,31 0,44 50 845,4 842,5 0,72 874,82 874,10 29,42 31,60

2 10,57 0,21 50 845,4 842,5 0,13 875,10 874,97 29,70 32,47

3 20,38 0,33 50 849,5 845,4 0,28 875,38 875,10 25,88 29,70

4 78,14 0,33 50 849,5 843,9 0,36 874,44 874,08 24,94 30,18

5 26,62 0,62 50 852,9 849,5 0,94 875,38 874,44 22,48 24,94

Com a realizao deste trecho de distribuio da rede, estamos garantindo no mesmo, o

limite mnimo da presso dinmica que de 5 metros e a presso esttica mxima que

de 50 metros.

QUADRO DE EVOLUO POPULACIONAL E DE DEMANDA

ANO

Cresc.

Aritmtico

Cesc.

Geomtrico Qmdio Qmx. Diria Qmx. Horria

Habitantes Habitantes

(litros

/seg) (litros /seg) (litros /seg)

1995 3855 3855 8,92 10,71 16,06

2015 4265 4265 9,87 11,85 17,77

2016 4286 4287 9,92 11,91 17,86

2017 4306 4308 9,97 11,97 17,95

2018 4327 4330 10,02 12,03 18,04

2019 4347 4352 10,07 12,09 18,13

2020 4368 4374 10,13 12,15 18,23

2021 4388 4396 10,18 12,21 18,32

2022 4409 4419 10,23 12,27 18,41

2023 4429 4441 10,28 12,34 18,50

2024 4450 4463 10,33 12,40 18,60

2025 4470 4486 10,38 12,46 18,69

2026 4491 4509 10,44 12,52 18,79

2027 4511 4532 10,49 12,59 18,88

2028 4532 4555 10,54 12,65 18,98

2029 4552 4578 10,60 12,72 19,07

2030 4573 4601 10,65 12,78 19,17

2031 4593 4624 10,70 12,84 19,27

2032 4614 4648 10,76 12,91 19,37

2033 4634 4671 10,81 12,98 19,46

2034 4655 4695 10,87 13,04 19,56

2035 4675 4719 10,92 13,11 19,66

2036 4696 4743 10,98 13,17 19,76

2037 4716 4767 11,03 13,24 19,86

2038 4737 4791 11,09 13,31 19,96

2039 4757 4815 11,15 13,37 20,06

2040 4778 4839 11,20 13,44 20,16

2041 4798 4864 11,26 13,51 20,27