Tutorial para captação superficial

Objetivo

Efetuar os cálculos correspondentes a uma captação superficial em curso d’água de nível variável, dotada de:

• Grade grossa
• Grade fina
• Caixa de areia.

Passo a passo:

1. Crie um projeto

Esta é a primeira figura que aparece quando você abre o Voima Toolbox.

Quando você clica sobre Criar um novo projeto, surge a mensagem Escolha um nome para o seu novo projeto. Vamos chamá-lo de Captação de água de superfície.

 

Uma página do diagramador será criada.

2. Criação do menu inicial de dados de entrada

Objetivo: criar uma lista dos dados de entrada necessários aos cálculos, de modo a explicitá-los no diagrama.

 

Vamos começar pela vazão, que será comum a todos os cálculos.

 

Clique sobre + Adicionar Cálculo.

 

Você será remetido à página Novo cálculo. Aparecem diversas Categorias. Selecione a pasta DIAGRAMA.

 

Clique sobre ela. Novas alternativas surgem. Escolha VARIÁVEIS.

 

Surgirá a alternativa VAZÃO. Clique sobre ela e, em seguida, clique em ADICIONAR.

 

Clique sobre a figura do diagrama. Aparece nova coluna à direita.

 

Modifique o nome Vazão 1 que aparece na coluna à direita. Escreva, por exemplo: Vazão a tratar.

 

Ainda na coluna da direita, coloque a vazão do projeto. Vamos colocar 0,06 m³/s. Mas existem outras unidades (é só apertar na flechinha que indica “para baixo” ao lado do m³/s que elas aparecem).

3. Gradeamento

 

3.1. Instalação dos blocos correspondentes ao gradeamento

Clique sobre + Adicionar Cálculo.

 

Você será remetido à página Novo cálculo. Aparecem diversas Categorias. Selecione a pasta ABASTECIMENTO DE ÁGUA.

 

Clique sobre ela. Novas alternativas surgem. Escolha CAPTAÇÃO.

 

Surgirá a alternativa ÁGUAS DE SUPERFÍCIE. Clique sobre ela.

 

Surgirá a alternativa PERDAS DE CARGA EM GRADES DE TRATAMENTO DE ÁGUA. Clique sobre ela e, em seguida, clique em ADICIONAR.

A figura correspondente aparecerá sempre que você clicar sobre o ? Info da tabela à direita.

Selecionamos, na coluna da direita, o método de cálculo. Vamos utilizar o Montante. Assim sendo, os cálculos serão feitos supondo conhecidos os níveis d’água de montante.

 

Veja que a captação terá dois conjuntos em paralelo de duas grades em série: uma grossa seguida de uma fina.

 

Verificaremos o funcionamento de cada um desses conjuntos para as situações de nível máximo e nível mínimo.

 

Por isto, podemos clicar CTR C e CTR V sobre essa caixa de diálogo 3 vezes.

Vamos mudar as denominações das caixas.

3.2. Preenchimento dos dados das grades

Os dados de entrada correspondentes à grade grossa são mostrados nesta figura.

Substituímos os valores nas caixas de diálogo.

Os dados de entrada correspondentes à grade fina são mostrados nesta figura.

Substituímos os valores nas caixas de diálogo.

3.3. Cálculo das grades

Interligamos, sucessivamente:

• A vazão da caixa de diálogos Vazão a tratar (0,06 m³/s) às vazões de entrada das grades grossas, correspondentes aos níveis máximo e mínimo.
• As vazões de saída dessas caixas às vazões de entrada das caixas de diálogo das grades finas, correspondentes aos níveis máximo e mínimo.
• O nível d’água da caixa de diálogo Grade grossa: NA máximo, ao nível de montante das caixas de diálogo da Grade fina: NA máximo.
• O nível d’água da caixa de diálogo Grade grossa: NA mínimo, correspondente a 50% de obstrução, ao nível de montante da caixa de diálogo Grade fina: NA mínimo.

Os cálculos são efetuados imediatamente.

 

3.4. Análise dos resultados

Comentários referentes à ABNT [1]:

 

A NBR 12213 estabelece o que se transcreve a seguir (a numeração dos itens é idêntica à da ABNT).

 

6.2 Grades e telas

 

6.2.1 Grades e telas devem ser usadas obrigatoriamente em captações de superfície de água.

…

6.2.4 0 espaçamento entre barras paralelas deve ser de 7,5 cm a 15 cm para a grade grosseira, e de 2 cm a 4 cm para a grade fina.

…

6.2.7 As grades ou telas sujeitas a limpeza manual exigem inclinação para jusante de 70° a 50° em relação à horizontal, e passadiço para fácil execução dos serviços de manutenção.

6.2.8 Na seção de passagem correspondente ao nível mínimo de água, a área das aberturas da grade deve ser igual ou superior a 1,7 cm² por litro por minuto, de modo que a velocidade resultante seja igual ou inferior a 10 cm/s, sendo as perdas de carga avaliadas admitindo a obstrução de 50% da seção da passagem.***

 

Observe que o projeto atende a todos os itens anteriores.

 

4. CAIXAS DE AREIA (DESARENADORES)

 

4.1. Instalação dos blocos correspondentes às caixas de areia

Clique sobre + Adicionar Cálculo.

 

Você será remetido à página Novo cálculo. Aparecem diversas Categorias. Selecione a pasta ABASTECIMENTO DE ÁGUA.

 

Clique sobre ela. Novas alternativas surgem. Escolha CAPTAÇÃO.

 

Surgirá a alternativa ÁGUAS DE SUPERFÍCIE. Clique sobre ela.

 

Surgirá a alternativa CAIXA DE AREIA . Clique sobre ela e, em seguida, clique em ADICIONAR.

A figura correspondente aparecerá sempre que você clicar sobre o ? Info da tabela à direita.

Veja que a captação terá dois conjuntos em paralelo de caixas de areia. Entretanto, consideraremos que apenas uma delas opera, estando a outra em processo de limpeza.

 

Verificaremos o funcionamento de cada caixa para as situações de nível máximo e nível mínimo.

 

Por isto, podemos clicar CTR C e CTR V sobre essa caixa de diálogo para copiá-la uma vez.

 

O diagramador ficará da forma mostrada nesta figura. Veja que já mudamos os nomes das caixas de diálogo, que passaram a ser: Caixa de areia: NA máximo e Caixa de areia: NA mínimo.

4.2. Cálculo das caixas de areia

Interligamos, sucessivamente:

 

• A vazão da caixa de diálogos Grade fina: NA máximo à vazão da caixa de entrada Caixa de areia: NA máximo.

• O nível de jusante da caixa de diálogos Grade fina: NA máximo à profundidade da caixa de entrada Caixa de areia: NA máximo.

• A vazão da caixa de diálogos Grade fina: NA mínimo à vazão da caixa de entrada Caixa de areia: NA mínimo.

• O nível de jusante da caixa de diálogos Grade fina: NA mínimo à profundidade da caixa de entrada Caixa de areia: NA mínimo.

Os cálculos são efetuados imediatamente.

4.3. Análise dos resultados

Comentários referentes à ABNT[1]:

 

A NBR 12213 estabelece o que se transcreve a seguir (a numeração dos itens é a mesma da ABNT).

 

6.3.3. O desarenador pode ser de nível constante ou variável e dimwnsionado segundo os seguintes critérios:

 

a velocidade crítica de sedimentação das partículas igual ou inferior a 0,021 m/s. a velocidade de escoamento longitudinal d igual ou inferior a 0,30 m/s. o comprimento do desarenador obtido pela aplicação dos critérios anteriores deve ser mutiplicado por um coeficiente não inferior a 1,50.

 

- 6.3.4 No dimensionamento do desarenador de nível variável devem se r consideradas as condições de operação para os níveis máximo e mínimo.

 

- 6.3.5 0 desarenador com remoção por processo manual deve ter:

 

a) depósito capaz de acumular o mínimo equivalente a 10% do volume do desarenador;

...

 

Observe que a velocidade de sedimentação encontrada foi igual a 0,014 m/s. Se o comprimento da caixa de areia fosse igual a 3,60m, essa velocidade seria igual a 0,021 m/s, que é o valor máximo permitido pela norma. Assim sendo, os itens 6.3.4 (a) e (c).

 

Referência

[1] NBR 12213 – Projeto de Captação de Água de Superfície Para Abastecimento Público.