O projeto de rede de distribuição de água

Um sistema de abastecimento é uma solução coletiva para fornecer água a uma comunidade, em que a água é retirada da natureza, tratada e transportada até os consumidores. A captação é a etapa onde se retira a água da fonte que alimenta o sistema de abastecimento de água.

Para isso, existem dois tipos de manancial: o superficial que é constituído pelos corpos d’água superficiais, como os rios, riachos, lagos, represas, etc. O subterrâneo inclui os lençóis freáticos e artesianos. A adução é a etapa onde a água é transportada de uma unidade do sistema à outra, sendo feito nas adutoras.

Uma adutora de água bruta transporta água que ainda não passou pelo tratamento. A de água tratada transporta água tratada. Elas podem ser por gravidade em conduto livre, em que a água escoa sempre em declive, mantendo uma superfície livre sob o efeito da pressão atmosférica. Os condutos não funcionam com seção plena (totalmente cheios).

Na adutora por gravidade em conduto livre a pressão interna permanentemente superior à pressão atmosférica permite à água mover-se, quer em sentido descendente quer em sentido ascendente. A autora é de recalque quando, por exemplo, o local da captação estiver em um nível inferior, que não possibilite a adução por gravidade, sendo necessário o emprego de equipamento de recalque, como, por exemplo, um conjunto motobomba e acessórios. Nesse caso, diz-se que a adução é feita em condutos forçados por recalque.

A NBR 12218 (NB594) de 05/2017 – Projeto de rede de distribuição de água para abastecimento público — Procedimento estabelece os requisitos para a elaboração de projeto de rede de distribuição de água para abastecimento público. Há alguns elementos necessários para o desenvolvimento do projeto, como a caracterização e delimitação da área de estudo; elementos topográficos, disponíveis ou a serem elaborados de acordo com as normas brasileiras em vigência; cadastro das redes de distribuição de água e das interferências; e informações geotécnicas e geológicas. Para o desenvolvimento do projeto deve-se levar em conta os dados do sistema de abastecimento de água existente; os estudos, planejamentos e projetos existentes correlacionados; o estudo de concepção do sistema de abastecimento, elaborado conforme a NBR 12211; os planos diretores do sistema de abastecimento de água e demais planos diretores; o plano de urbanização e legislação relativa ao uso e ocupação do solo; o plano de saneamento básico; o levantamento planialtimétrico da área do projeto com detalhes do arruamento, tipo de pavimento, obras especiais, indicação das interferências; o programa de controle e redução de perdas; as condições mínimas de segurança e medicina do trabalho conforme legislação vigente; as legislações pertinentes vigentes; os critérios, procedimentos e diretrizes da operadora do sistema de abastecimento de água.

Para as atividades necessárias ao desenvolvimento do projeto, deve-se delimitar a área total a ser abastecida; identificar para o sistema – grandes consumidores, consumidores especiais, áreas de expansão, prevenção e combate a incêndio, população flutuante; definir as demandas para o dimensionamento da rede; analisar técnica e economicamente o (s) ponto (s) de alimentação para a rede projetada; analisar as instalações do sistema de distribuição existentes, objetivando seu aproveitamento. Somado a isso, deve-se delimitar a setorização operacional, como delimitar a área de influência dos reservatórios, das zonas de pressão; projetar os distritos de medição e controle da rede (DMC), a desenvolver conforme critérios do responsável pelo sistema de abastecimento de água, na falta de norma específica; delimitar os setores de manobra, com localização e dimensionamento dos equipamentos acessórios da rede (hidrantes, ventosas, registros de manobra, descarga).

Igualmente, deve-se definir e traçar os condutos principais e secundários, levando-se em consideração a setorização operacional, o sistema existente, as ampliações, as implantações, em função das vazões máximas e mínimas e do horizonte do estudo ou do projeto; realizar simulações hidráulicas considerando os principais cenários, com calibração e validação do sistema existente e do sistema proposto. Os resultados das simulações hidráulicas devem apresentar as características operacionais de todas as unidades necessárias do sistema distribuidor (tubulação, elevatória/booster, válvula redutora de pressão).

Deve-se também realizar estudo de transientes hidráulicos, quando aplicável; dimensionar condutos e definir os tipos de materiais adequados; dimensionar dispositivos de proteção hidráulica da rede, para as operações de enchimentos e esvaziamentos; avaliar os tempos de fechamento e abertura de válvulas dos principais condutos distribuidores; avaliar a resistência mecânica das partes componentes do sistema distribuidor às ações internas e externas atuantes, quando necessário; avaliar a proteção das partes componentes do sistema distribuidor às ações de processo corrosivo, agressividade do meio à tubulação, de deterioração mecânica e de ataque químico, quando necessário; detalhar as etapas de implantação; detalhar a interdependência das atividades e o plano de execução das obras.

Deve-se prever otimizar o tempo de paralisação do sistema; prever a implantação de dispositivos que permitam os procedimentos de desinfecção da rede e, onde necessário, de correção da concentração de cloro residual; compatibilizar o projeto das unidades da rede com os demais projetos complementares (estruturais, elétricos, eletromecânicos, automação, etc.). Também devem compor o projeto um memorial descritivo e justificativo, contendo os estudos, cálculos realizados, simulações hidráulicas.

As peças gráficas do projeto, em escalas adequadas, devem atender às normas Brasileiras em vigência e às recomendações e padronizações da operadora, sendo apresentados os detalhamentos das interferências com outros sistemas e infraestruturas existentes e planejadas, as interligações complexas, as travessias. Nas peças gráficas devem estar representadas a integração da solução hidráulica projetada e a forma executiva destas implementações em campo; o carregamento dos nós, planta geral com traçado dos anéis principais e unidades localizadas, delimitação dos distritos de medição e controle (DMC), delimitação dos setores de manobra (SM), rede de distribuição existente, rede de distribuição projetada e demais detalhamentos necessários.

As vazões para dimensionamento devem atender a toda a área a ser abastecida. O horizonte do estudo ou do projeto deve ser definido por critério técnico da operadora responsável pelo sistema de abastecimento de água. Devem ser consideradas as vazões para atender a grandes consumidores, consumidores especiais, áreas de expansão, prevenção contra incêndio, população flutuante. O índice de perda total (real e aparente) deve ser considerado na vazão, levando em consideração as metas resultantes das ações e planos de controle e redução de perdas da operadora do sistema de abastecimento e sua evolução no horizonte do estudo ou do projeto. A pressão estática máxima nas tubulações distribuidoras deve ser de 400 kPa, podendo chegar a 500 kPa em regiões com topografia acidentada, e a pressão dinâmica mínima, de 100 kPa, e ser referenciada ao nível do terreno.

Sempre que possível, adotar as pressões estáticas entre 250 kPa e 300 kPa, com o objetivo de diminuir perdas reais. Nos casos em que a diferença entre as pressões estáticas máximas e dinâmicas mínimas forem significativas, adotar dispositivos de controle dotados de ajuste automático de pressão em função da variação de consumo diurno e noturno. Os valores de projeto da pressão estática superiores à máxima e os da pressão dinâmica inferiores à mínima podem ser aceitos, desde que justificados técnica e/ou economicamente. Deve ser verificado se esta pressão é suportada por todos os componentes do sistema.

Nas tubulações sujeitas a transientes hidráulicos significativos, devem ser avaliadas as pressões máximas e mínimas de serviço, prevendo dispositivos de proteção ao sistema, eliminando pressões negativas/contaminação da rede e/ou risco de colapso. Os trechos de condutos principais que não abastecem consumidores ou tubulações secundárias não estão sujeitos aos limites de pressão estabelecidos, mas devem ser verificados quanto à estabilidade estrutural e à segurança sanitária. A operadora deve definir os pontos de instalação de hidrante urbano para combate a incêndio, considerar a capacidade da rede de distribuição para a região específica, de acordo com as tabelas abaixo. Consultar o corpo de bombeiros na fase de concepção da rede ou na ampliação e remanejamento de hidrantes.

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Em comunidades com demanda total inferior a 50 L/s ou população equivalente a 20 000 habitantes, instalar hidrante (s) em ponto (s) do sistema de abastecimento de água que tenham condições técnicas, inclusive acesso, para alimentar viaturas (carros-pipa) para combate a incêndio. A água não precisa necessariamente ser potável. Na seleção dos locais para instalação de hidrante, dar preferência aos pontos que permitam melhor acesso para as viaturas do corpo de bombeiros, atendendo às orientações do conselho nacional de trânsito e/ou do responsável pelo trânsito local.

Os hidrantes podem ser de coluna ou subterrâneo. Em qualquer intervenção na rede de distribuição existente, o SCPIHU deve ser reavaliado e adequado de acordo com as condições estabelecidas nesta norma, considerando os critérios e orientações da operadora. Na instalação de hidrante de coluna, deve-se atender às leis que possibilitem a acessibilidade. Indicar no projeto a classificação do hidrante urbano, por cor de identificação, conforme tabela de classificação de hidrantes.

A pintura de identificação deve ser feita nos tampões laterais e no topo para os hidrantes de coluna e na tampa da caixa de proteção para hidrante subterrâneo. As viaturas do corpo de bombeiros equipadas com mangueiras de sucção (mangote) não podem fazer sucção em hidrantes públicos, para evitar o colapso da rede e a contaminação do sistema de distribuição de água.