Todo projeto de design de uma rede de transporte ou distribuição de água parte da determinação de uma necessidade de abastecimento hidráulico (Q_h), quer seja para um ou vários pontos de consumo.

No caso de transporte entre dois pontos, existirá a necessidade de um determinado caudal no ponto de saída que coincidirá com o caudal ao longo de toda a rede de transporte (Q_t). No entanto, no caso de uma rede de distribuição com vários pontos de consumo, haverá diferentes caudais ao longo da referida rede em função da malha, dos caudais e dos pontos de consumo (Q₁, Q₂,…Q_n).

O cálculo da necessidade hidráulica é realizado de forma diferente dependendo dos tipos de pontos de consumo que serão utilizados. Os caudais obtidos nos pontos de consumo (Q_n) serão determinados pelas pressões que se tenha nesses pontos antes dos elementos de regulação. Por este motivo, será necessário colocar os elementos de regulação necessários para obter os referidos caudais (emissores de rega, bicos aspersores, torneiras de passagem, válvulas reguladoras, etc.). Caso se pretenda obter o maior caudal possível, não será colocado nenhum elemento de regulação (saída livre) e esta será determinada exclusivamente pela conduta e secção de saída, além das diferenças de pressão na rede.

Seleção de diâmetros

Considerações iniciais e definições

Sempre que forem feitas referências genéricas ao diâmetro de uma conduta nos cálculos hidráulicos das tubagens, deve entender-se que se trata do diâmetro interior (DI), já que é o que condiciona a capacidade de transporte. Portanto, podemos concluir que o dimensionamento hidráulico da tubagem é dado pela determinação do diâmetro.

Alguns conceitos básicos sobre a seleção de diâmetros nas tubagens são:

• Diâmetro interior (DI). Diâmetro interior médio da tubagem numa secção qualquer.
• Diâmetro exterior (DE). Diâmetro exterior médio da tubagem numa secção qualquer.
• Diâmetro nominal (DN). Valor retirado de uma série de números convencionais que se adota para caracterizar dimensionalmente os diâmetros, e que coincide aproximadamente, em geral, com o seu valor real em milímetros.

Os conceitos "diâmetro interno" (DI) e "diâmetro externo" (DE) podem ser utilizados, porém, deve-se levar em consideração que quando falamos de diâmetro nominal (DN), podemos estar a referir-nos ao diâmetro interno ou ao externo dependendo do tipo de tubagem de que se trate. Enquanto para as tubagens de fundição, betão e PRFV referimo-nos ao diâmetro interno, para tubagens de PVC-U, PP, PE e no caso das tubagens TOM^® de PVC-O referimo-nos ao diâmetro externo.

Velocidades aconselhadas

O dimensionamento hidráulico da tubagem é determinado pela determinação do diâmetro interno (DI), pois é o que condiciona a capacidade de transporte da tubagem.

Onde:

• v: velocidade de circulação da água em m/s
• DI: diâmetro interior da tubagem em m
• n: coeficiente de Manning (para o PVC-O, n = 0,007 para uma tubagem nova e n = 0,009 para uma tubagem em serviço)

Coeficientes de Prandtl-Colebrook-White, Hazen-Williams, e Manning - Valores de (n) em função do material

A tabela exposta a seguir mostra uma comparação entre as velocidades máximas aconselhadas de toda a gama de tubagens PVC-O TOM^® C500 PN16, Fundição K9 e PE100 PN16: