Sistemas de Água e Esgoto Sanitário: Tratamento e Concepção

SISTEMAS DE ÁGUA E ESGOTO SANITÁRIO Profa Jossandra Alves Etapas do Tratamento LIGAÇÃO IDEAL Nem todas as localidades contam com rede coletora de esgoto Mas onde há a ligação dos imóveis deve seguir os seguintes parâmetros Concepção do Sistema de Esgotamento Sanitário Traçado Elaborar Termo de Referência Elaboração de Projeto Básico Registro do Projeto Elaboração do Projeto Executivo Licitação e Construção REDE COLETORA DE ESGOTO PROPRIEDADE PARTICULAR LEGENDA ÁGUA PLUVIAL ESGOTO SANITÁRIO LEGENDA ÁGUA PLUVIAL ESGOTO SANITÁRIO Órgãos Acessórios PERPENDICULAR LEQUE RADIAL OU DISTRITAL TIPOS DE TRAÇADO DE REDE CONCEPÇÃO DO TRAÇADO DA REDE DE ESGOTOS Sistemas individuais Sistemas individuais de esgotamento sanitário CONCEPÇÃO DO TRAÇADO DA REDE DE ESGOTOS REDE PERPENDICULAR CONCEPÇÃO DO TRAÇADO DA REDE DE ESGOTOS REDE LEQUE CONCEPÇÃO DO TRAÇADO DA REDE DE ESGOTOS REDE RADIAL OU DISTRITAL CONCEPÇÃO DO TRAÇADO DA REDE DE ESGOTOS INFLUÊNCIA DOS ÓRGÃOS ACESSÓRIOS DA REDE NO SEU TRAÇADO Orientação do fluxo dos esgotos nos órgãos acessórios Traçado de rede conforme orientação do fluxo CONCEPÇÃO DO TRAÇADO DA REDE DE ESGOTOS LOCALIZAÇÃO DA TUBULAÇÃO NA VIA PÚBLICA A ESCOLHA DA POSIÇÃO DA REDE EM VIA PÚBLICA DEPENDE DOS SEGUINTES FATORES CONHECIMENTO PRÉVIO DAS INTERFERÊNCIAS GALERIAS DE ÁGUAS PLUVIAIS CABOS TELEFÔNICOS E ELÉTRICOS ADUTORAS REDES DE ÁGUA TUBULAÇÃO DE GÁS PROFUNDIDADE DOS COLETORES TRÁFEGO LARGURA DA RUA SOLEIRAS DOS PRÉDIOS ETC CONCEPÇÃO DO TRAÇADO DA REDE DE ESGOTOS REDE DUPLA VIAS COM TRÁFEGO INTENSO VIAS COM LARGURA ENTRE OS ALINHAMENTOS DOS LOTES IGUAL OU SUPERIOR A 14M PARA RUAS ASFALTADAS OU 18M PARA RUAS DE TERRAS VIAS COM INTERFERÊNCIAS QUE IMPOSSIBILITEM O ASSENTAMENTO DO COLETOR NO LEITO CARROÇÁVEL OU QUE CONSTITUAM EMPECILHO À EXECUÇÃO DAS LIGAÇÕES PREDIAIS CONCEPÇÃO DO TRAÇADO DA REDE DE ESGOTOS REDE SIMPLES UTILIZADA QUANDO NÃO OCORRER NENHUM DOS CASOS CITADOS ANTERIORMENTE OS COLETORES SERÃO LANÇADOS NO EIXO CARROÇÁVEL OU NO TERÇO DO LEITO CARROÇÁVEL CONCEPÇÃO DO TRAÇADO DA REDE DE ESGOTOS OUTROS FATORES QUE INTERFEREM NO TRAÇADO DA REDE DE COLETORES PROFUNDIDADES MÁXIMAS E MÍNIMAS INTERFERÊNCIAS APROVEITAMENTO DE CANALIZAÇÕES EXISTENTES PLANOS DIRETORES DE URBANIZAÇÃO Passeio 20 a 25 m Eixo ou terço 30 a 40 m Coletores situados abaixo de 40 m projetar coletores auxiliares para receber ligações prediais Máximas Proteção da tubulação Permite a ligação predial Mínimas Leito 090 m Passeio 065 m Norma PROFUNDIDADES DOS COLETORES CONCEPÇÃO DOS INTERCEPTORES SISTEMAS ALTERNATIVOS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS SANITÁRIOS SISTEMA CONDOMINIAL DE ESGOTO REDES DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO DECANTADO REDES PRESSURIZADAS E A VÁCUO DISPOSITIVO GERADOR DE DESCARGA SISTEMAS ALTERNATIVOS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS SANITÁRIOS SISTEMA CONDOMINIAL DE ESGOTO FORMA DE CONCEPÇÃO DO TRAÇADO DE REDES FORMAÇÃO DE CONDOMÍNIO OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO CONDOMÍNIO DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO MÉTODO CONVENCIONAL DECLIVIDADE MÍNIMA 0006 MM CARACTERÍSTICAS SISTEMAS ALTERNATIVOS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS SANITÁRIOS SISTEMA CONDOMINIAL DE ESGOTO TRAÇADO DA REDE DE ESGOTOS SISTEMAS ALTERNATIVOS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS SANITÁRIOS SISTEMA CONDOMINIAL DE ESGOTO DIÂMETRO DA LIGAÇÃO AO RAMAL CONDOMINIAL 100 MM COM DECLIVIDADE MÍNIMA DE 1 DIÂMETRO MÍNIMO DO RAMAL CONDOMINIAL 100 MM COM DECLIVIDADE MÍNIMA DE 0006 MM UTILIZAÇÃO DAS CAIXAS DE INSPEÇÃO NO INTERIOR DAS QUADRAS COM RECOBRIMENTO MÍNIMO DE 030 M CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS SISTEMA CONVENCIONAL SISTEMA CONDOMINIAL SISTEMAS ALTERNATIVOS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS SANITÁRIOS COMPARAÇÃO ENTRE O SISTEMA CONDOMINIAL E O CONVENCIONAL MENOR EXTENSÃO DAS LIGAÇÕES PREDIAIS E COLETORES PÚBLICOS BAIXO CUSTO DE CONSTRUÇÃO DOS COLETORES CERCA DE 575 MAIS ECONÔMICOS QUE OS CONVENCIONAIS CUSTO MENOR DA OPERAÇÃO MAIOR PARTICIPAÇÃO DOS USUÁRIOS SISTEMAS ALTERNATIVOS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS SANITÁRIOS AS PRINCIPAIS VANTAGENS DO SISTEMA CONDOMINIAL USO INDEVIDO DOS COLETORES DE ESGOTO TAIS COMO LANÇAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS E RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS MENOR ATENÇÃO NA OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO DOS COLETORES COLETORES ASSENTADAS EM LOTES PARTICULARES PODENDO HAVER DIFICULDADES NA INSPEÇÃO OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO PELAS EMPRESAS QUE OPERAM O SISTEMA O ÊXITO DESSE SISTEMA DEPENDE FUNDAMENTALMENTE DA ATITUDE DOS USUÁRIOS SENDO IMPRESCINDÍVEIS UMA BOA COMUNICAÇÃO EXPLICAÇÃO PERSUASÃO E TREINAMENTO SISTEMAS ALTERNATIVOS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS SANITÁRIOS AS PRINCIPAIS DESVANTAGENS DO SISTEMA CONDOMINIAL ESQUEMA DE REDE DE TRATAMENTO DE ESGOTO ÓrgãosAcessórios PV Poço de Visita TIL TERMINAL DE INSPEÇÃO ELIMPEZA ESQUEMA DE REDE DE TRATAMENTO DE ESGOTO ÓrgãosAcessórios TL TERMINAL DE LIMPEZA ESQUEMA DE REDE DE TRATAMENTO DEESGOTO ÓrgãosAcessórios PV Poço de Visita ESQUEMA DE REDE DE TRATAMENTO DE ESGOTO ÓrgãosAcessórios Câmara visitável paramanutenção Obrigatório para os seguintescasos Quando tem tubo dequeda Reunião com mais de 3 entradas Extremidade de sifãoinvertido Profundidade for superior a 3m TIL TERMINAL DE INSPEÇÃO ELIMPEZA ESQUEMA DE REDE DE TRATAMENTO DE ESGOTO Órgãos Acessórios Não visitável mas permite inspeção visual e introdução de equipamentos Pode ser construído nas reuniões de coletores até 3 entradas e uma saída quando não hádegraus Jusante de ligaçõesprediais TL TERMINAL DE LIMPEZA ESQUEMA DE REDE DE TRATAMENTODE ESGOTO ÓrgãosAcessórios Permite apenas a introdução de equipamentos delimpeza Pode ser construído no início de coletores SISTEMA DE ESGOTOSANITÁRIO Normas NBR 09648 Condiçõesexigíveisno estudode concepçãode sistemasde esgoto sanitáriodo tiposeparador Resumo divididaem2partes Requisitos dados e informaçõessobreacomunidade Atividades açõespara definira melhoropçãosob osaspectostécnicos econômicoe social Recomendaçãofinal da norma A delimitaçãoda áreade planejamento bem comosuasbacias contribuintes deveobedeceràscondiçõesnaturaisdo terreno desconsiderandoa divisão políticoadministrativa Dimensionar Rede de Esgoto Levantamento Altimétrico Curva de Nivel 560 565 570 575 580 Formas do terreno representadas pelas curvas 1 Terreno plano uniformemente inclinado Formas do terreno representadas pelas curvas 2 Terreno com declinação desuniforme Formas do terreno representadas pelas curvas 3 Elevação as curvas de nível de menor valor envolvem as de maior valor 4 Depressão as curvas de valor maior envolvem as curvas de valor menor DECLIVIDADE d Cota P Cota Q 100 Dist Horz PQ tg a Cota Q Cota P Dist Horz PQ 0 tan Extensão I CT CC te mon jusante Cota terreno Cota coletor Profundidade Cota terreno Cota coletor L extensão do trecho Prof Mínima 115 m Traçado de um Perfil Topográfico Planta do SES Exercício Preliminar Identifique a declividade de cada trecho PV1 PV4 PV7 PV8 PV11 PV12 PV3 PV2 PV6 PV5 PV10 PV9 100m 100m 80m 70m 54m 61m 75m 60m 74m 56m 72m 79200 79160 79110 79070 79000 78960 79175 79210 79145 79170 79068 79100 Extensão Trecho 100 14 75 23 61 34 100 47 74 56 60 67 80 78 70 811 72 910 56 1011 54 1112 Rede de Esgoto Dimensionamento Após a definição do traçado a Cálculo da vazão a ser esgotada nas etapas inicial e final do projeto b Cálculo e preenchimento da planilha de dimensionamento População Densidade Densidade populacional habha e habkm2 segundo o uso do solo Áreas residenciais Residências unifamiliares lotes grandes 12 36 1200 3600 lotes pequenos 36 90 3600 9000 Residências multifamiliares lotes pequenos 90 250 9000 25000 Apartamentos 250 2500 25000 250000 Äreas comerciais 36 75 3600 7500 Áreas industriais 12 36 1200 3600 Total excluindose parques e outros equipamentos de grande porte 25 125 2500 12500 Pequenas áreas proposição e escolha dos cenários de projeção densidade demográfica de saturação Uso do solo Densidade populacional de saturação habha Extensão média de arruamentos mha Bairros residenciais de luxo com lote padrão de 800 m2 100 150 Bairros residenciais médios com lote padrão de 450 m2 120 180 Bairros residencais populares com lote padrão de 250 m2 150 200 Bairros mistos residencialcomercial da zona central com predominância de prédios de 3 e 4 pavimentos 300 150 Bairros residenciais da zona central com predominância de edifícios de apartamentos com 10 e 12 pavimentos 450 150 Bairros mistos residencialcomercial industrial da zona urbana predominância de comércio e indústrias artesanais e leves 600 150 Bairros comerciais da zona central com predominância de edifícios de escritórios 1000 200 Pressuposto inicial a Bacia não tem ocupação mas a área do entorno sim O cenário de crescimento deve estar assentado no desenvolvimento esperado para a região definição das zonas de ocupação residencial horizontal ou vertical comercial serviços área de preservação A população de saturação deverá ser calculada a partir das densidades de saturação para cada área específica O tempo que a população levará para atingir a saturação deverá ser préestabelecido A curva de crescimento populacional será ajustada de acordo com a população de saturação por meio de modelo matemático O ritmo do crescimento populacional será determinado pelo cenário de crescimento Projeção aritmética Crescimento populacional segundo uma taxa constante Método utilizado para estimativas de menor prazo O ajuste da curva pode ser feito por análise da regressão Taxa de crescimento razão Fórmula da projeção Pn P0 n0ra ra Pn P0 tn ti ra ti Projeção geométrica o crescimento é função da população existente a cada instante utilizada para estimativas de menor prazo o ajuste da curva pode ser feito por análise da regressão Taxa de crescimento Fórmula da projeção Coeficiente razão Pn rg no Po rg PnPo1no Tg rg 1 x 100 Crescimento logístico segue uma relação matemática que estabelece uma curva em forma de S a população tende assintoticamente a um valor de saturação os parâmetros podem ser também estimados por regressão não linear condições necessárias P0P1P2 e P0P2P1 2 Crescimento logístico P P K PP dt dP s l t t K s t 0 ce l 1 P P 12 2 0 2 0 12 2 1 0 s P P P P P P 2P P P P 0 0 s P P P c P P P t ln P P P t 1 K 0 s 1 1 s 0 1 2 l Taxa de crescimento Fórmula da projeção Coeficiente razão Método Descrição Forma da curva Taxa de crescimento Fórmula da projeção Coeficientes se não for efetuada análise da regressão Projeção aritmética Crescimento populacional segundo uma taxa constante Método utilizado para estimativas de menor prazo O ajuste da curva pode ser também feito por análise da regressão a K dt dP t K t P P 0 a 0 t 0 2 0 2 a t t P P K Projeção geométrica Crescimento populacional função da população existente a cada instante Utilizado para estimativas de menor prazo O ajuste da curva pode ser também feito por análise da regressão P K dt dP g t t K 0 t 0 g P e P ou t t 0 t 0 i P 1 P 0 2 0 2 g t t lnP lnP K ou 1 e i Kg Regressão multiplicati va Ajuste da progressão populacional por regressão linear transformação logarítmica da equação ou regressão não linear 0 s 0 t t rt P P r s análise da regressão ou transformação logarítmica Taxa decrescente de crescimento Premissa de que à medida em que a cidade cresce a taxa de crescimento tornase menor A população tende assintoticamente a um valor de saturação Os parâmetros podem ser também estimados por regressão não linear P K P dt dP s d 1 e P P P P K t t 0 s 0 t 0 d 12 2 0 2 0 12 2 1 0 s P P P P P P 2P P P P t 0 t P P P lnP K 2 0 s 2 s d Cresciment o logístico O crescimento populacional segue uma relação matemática que estabelece uma curva em forma de S A população tende assintoticamente a um valor de saturação Os parâmetros podem ser também estimados por regressão não linear Condições necessárias P0P1P2 e P0P2P1 2 O ponto de inflexão na curva ocorre no tempo to lncK1 e com PtPs2 P P K P P dt dP s l t t K s t 0 l ce 1 P P 12 2 0 2 0 12 2 1 0 s P P P P P P 2P P P P 0 0 s P P P c P P P P P P ln t t 1 K 0 s 1 1 s 0 1 2 l Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário Equações utilizadas no cálculo das vazões de início e final de plano Vazão de esgoto sanitário de início de plano Qesi Qdi Qindi Qinf Em que Qesi Vazão do esgoto sanitário inicial Ls Qdi Vazão doméstica de início de plano Ls Qind Vazão industrial Ls Qinf Vazão de infiltração Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário Vazão de esgoto sanitário de início de plano Qind Qinf 86400 C x Pi x qi x K Qi 2 Em que Qesi Vazão do esgoto sanitário inicial Ls Qi Vazão de esgoto sanitário inicial Ls Pi População de início de plano hab qi Per capita inicial Lhabdia K2 Coeficiente de máxima vazão horária C Coeficiente de retorno Tinf Taxa de infiltração LsKm Per capita inicial Consumo médio m³habdia Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário A vazão doméstica de início de plano também pode ser calculada em termos de área esgotada e densidade populacional 86400 C x ai x di x qi x K Qi 2 Em que ai área esgotada de início de plano di densidade populacional de início de plano em habitantes por hectares habha Vazão de esgoto sanitário de início de plano Projeto de redes coletoras de esgoto sanitário NBR 9649 Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário Vazão de esgoto sanitário de final de plano Qf Qdf Qindf Qinf Em que Qf Vazão do esgoto sanitário final Ls Qdf Vazão doméstica de final de plano Ls Qind Vazão industrial Ls Qinf Vazão de infiltração Determinada com a soma das vazões medidas de efluentes industriais ou com a estimativa do consumo de água nas industrias Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário Vazão de esgoto sanitário de final de plano Qind Qinf 86400 C x Pf x qf x K x K Qf 2 1 Em que Pf População de final de plano hab qf Per capita final Lhabdia K1 Coeficiente de máxima vazão diária K2 Coeficiente de máxima vazão horária C Coeficiente de retorno Tinf Taxa de infiltração LsKm Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário A vazão doméstica de final de plano também pode ser calculada em termos de área esgotada e densidade populacional Vazão de esgoto sanitário de final de plano 86400 C x af x df x qf x K x K Qf 2 1 Em que af área esgotada de final de plano df densidade populacional de final de plano em habitantes por hectares habha Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário A vazão do esgoto sanitário início ou final de plano corresponde à contribuição total da área a ser atendida Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento Alternativa de planilha de dimensionamento Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento a Coluna 1 Trechos São anotados os números dos trechos de acordo com a numeração estabelecida no traçado da rede coletora Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento b Coluna 2 Comprimento São anotados os valores em metros dos comprimentos dos trechos da rede Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento c Coluna 3 Taxa de contribuição linear inicial Txi LT Qi Txi Tinf LT Qindi LT Txi Qdi LT Tinf Txi Qdi Em que Tinf taxa de contribuição de infiltração Lsm ou LsKm LT Comprimento total da rede coletora Qi Vazão do esgoto sanitário inicial Ls Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento c Coluna 3 Taxa de contribuição linear Final Txf LT Qf Txf Tinf LT Qindf LT Txf Qdf LT Tinf Txf Qdf Em que Tinf taxa de contribuição de infiltração Lsm ou LsKm LT Comprimento total da rede coletora Qf Vazão do esgoto sanitário final Ls Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento d Coluna 5 Vazão do trecho no início do plano Qti Txi x Lt Qti Em que Txi taxa de contribuição linear de início do plano Lsm Lt comprimento do trecho m Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento d Coluna 5 Vazão do trecho no final do plano Qtf Txf x Lt Qtf Em que Txf taxa de contribuição linear de final do plano Lsm Lt comprimento do trecho m Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento e Coluna 4 Vazão montante Qm Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento e Coluna 4 Vazão montante Qm Caso 1 Trecho de cabeceira Qm 0 A vazão de montante Qm no primeiro trecho do coletor trecho de cabeceira é igual à zero já que não existem contribuições anteriores exemplo Qm sem trecho anterior Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento e Coluna 4 Vazão montante Qm Caso 2 Outros trechos Quando um trecho da rede recebe contribuição de um ou mais trechos a vazão de montante é Igual à vazão de jusante Qj do trecho anterior exemplo Qm com 1uma contribuição de esgotos Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento e Coluna 4 Vazão montante Qm Caso 2 Outros trechos Igual à soma das vazões de jusante dos trechos anteriores exemplos Qm com 2duas contribuições de esgotos Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento e Coluna 4 Vazão montante Qm Qm com 3 três contribuições de esgotos Caso 2 Outros trechos Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento f Coluna 6 Vazão jusante Qj Equação Qj Qm Qt Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento f Coluna 6 Vazão jusante Qj Qj com 1uma contribuição de esgotos Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento f Coluna 6 Vazão jusante Qj Qm com 2duas contribuições de esgotos Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento f Coluna 6 Vazão jusante Qj Qm com 3 três contribuições de esgotos Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento g Coluna 7 Vazão de Projeto Qp Podem ocorrer dois casos Caso 1 Adotar 15 Ls quando a vazão de jusante for menor que esse valor Caso 2 Utilizar o valor da vazão de jusante quando este valor for maior ou igual a 15 Ls Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento g Coluna 7 Vazão de Projeto Qp Exemplo desses dois casos Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento h Coluna 9 Declividade de projeto Ip É necessário calcular a declividade do terreno It e a declividade mínima Imín do coletor devendo adotar o valor que resulte em menor escavação do terreno Atendendo aos critérios de dimensionamento da lâmina líquida YD da tensão trativa e da velocidade crítica Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento h Coluna 9 Declividade de projeto Ip Lt CTM CTJ It Declividade do terreno It mm 00055 x Qpi047 Imín Declividade mínima Imín mm Em que CTM cota do terreno de montante CTJ cota do terreno de jusante Lt Comprimento do trecho Qpi vazão de projeto de início de plano Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento h Coluna 9 Declividade de projeto Ip Normalmente o dimensionamento é iniciado com o maior valor da declividade Caso esse valor resulte em elevada profundidade coluna 14 ou não atenda o valor do recobrimento é recomendado que a declividade de projeto seja alterada para o valor no intervalo Imín Ip It Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento i Coluna 8 Diâmetro do coletor D Para o primeiro trecho do coletor cabeceira deve ser utilizado o diâmetro mínimo estabelecido no projeto 100 mm NBR 96491986 ou 150 mm usado em algumas companhias de saneamento Nos demais trechos do coletor deve ser utilizado diâmetro igual ou maior do que o do coletor contribuinte ao PV montante O valor do diâmetro pode ser modificado caso não atenda a relação YD a velocidade final e a tensão trativa Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento j Coluna 10 Altura da lâmina liquida YD Calcular a relação Ip Qp Ir na tabela 1 Dimensionamento e verificação das tubulações de esgoto Tabela 1 Dimensionamento e verificação das tubulações de esgoto Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento j Coluna 10 Altura da lâmina liquida YD de início e final de plano Exemplo considerar D 150mm e Ip Qp 00130 a razão Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento j Coluna 10 Altura da lâmina liquida YD Caso o valor da relação YD seja maior que 075 ou seja não atender a NBR 96491986 deve ser utilizado diâmetro maior e repetido o procedimento para determinar YD Caso o valor da relação YD atenda a NBR 96491986 anotar o valor na coluna 10 Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento k Coluna 11 Velocidade final de escoamento Vf de início e final de plano Anotar o valor da relação Ip Vf Para o diâmetro coluna 8 e YD coluna 10 Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento k Coluna 11 Velocidade final de escoamento Vf de início e final de plano Exemplo considerar D 150mm e Ip Vf Ip Qp 00133 e YD 0200 Anotar a relação Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento k Coluna 11 Velocidade final de escoamento Vf de início e final de plano Calcular a velocidade final Vf valor encontrado x Ip Caso o valor de Vf seja superior a velocidade crítica coluna 17 deve ser alterada a declividade de projeto coluna 9 ou o diâmetro do coletor coluna 8 Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento l Coluna 12 Cota do terreno São anotados as cotas do terreno a montante CTM e cota do terreno a jusante CTJ São obtidas na planta com o traçado da rede coletora de esgoto Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m Coluna 13 Cota do coletor Verificar os casos Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m Coluna 13 Cota do coletor Caso 1 Cota do coletor a montante CCM no trecho inicial ou de cabeceira CCM CTM PM Expressão m Coluna 13 Cota do coletor PM Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m Coluna 13 Cota do coletor Caso 2 Cota do coletor a jusante CCJ CCJ do trecho 11 CCJ CCM Ip x Lt Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m Coluna 13 Cota do coletor Caso 2 Cota do coletor a jusante CCJ CCJ CCM Ip x Lt Em que CCM cota do coletor a montante Ip declividade de projeto Lt comprimento do trecho Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m Coluna 13 Cota do coletor Caso 3 Cota do coletor a jusante CCM 1 entrada e 1 saída Quando o trecho da rede coletora de esgoto possuir apenas 1 contribuição a CCM é igual a CCJ do trecho anterior conforme mostrado no esquema 12 Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m Coluna 13 Cota do coletor Caso 4 Cota do coletor de montante 2 ou 3 entradas e 1 saída CCM Quando o trecho da rede coletora possuir 2 ou 3 contribuições no poço de visita a cota do coletor a montante será igual à menor CCJ entre os trechos anteriores Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m Coluna 13 Cota do coletor Caso 4 Cota do coletor de montante 2 ou 3 entradas e 1 saída CCM Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento n Coluna 14 Profundidade do coletor Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento n Coluna 14 Profundidade do coletor Caso 1 Profundidade de montante PMInício de trecho Adotar o recobrimento de no mínimo 060 e 090 m para coletor assentado no passeio e na rua respectivamente PM R D Recobrimento Diâmetro Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento n Coluna 14 Profundidade do coletor Caso 2 Profundidade a jusante PJ É calculada por PJ CTJ CCJ Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento n Coluna 14 Profundidade do coletor Caso 3 Profundidade de montante PM 1 entrada e 1 saída É igual a profundidade de jusante do trecho anterior A profundidade de montante para um trecho que recebe apenas uma contribuição é igual a profundidade a jusante do trecho contribuinte Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento n Coluna 14 Profundidade do coletor Caso 3 Profundidade de montante PM 1 entrada e 1 saída PM12 PJ11 Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento n Coluna 14 Profundidade do coletor Caso 4 Profundidade de montante PM até 3 entradas e 1 saída A profundidade de montante para um trecho que recebe 2 ou 3 contribuições é igual à maior profundidade de jusante entre os trechos contribuintes Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento n Coluna 14 Profundidade do coletor Caso 4 Profundidade de montante PM até 3 entradas e 1 saída 2 entradas e 1 saída Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento o Coluna 15 Profundidade da singularidade de jusante Caso 1 Trecho inicialcabeceira é igual ao valor da profundidade a jusante do coletor Caso 2 2 a 3 trechos contribuintes A profundidade da singularidade é igual à maior profundidade de jusante entre os coletores contribuintes Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento p Coluna 16 Tensão trativa O Valor de YD coluna 10 é utilizado na tabela 2 para verificar o valor de β Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento p Coluna 16 Tensão trativa Tabela 2 Raio Hidráulico RH Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento p Coluna 16 Tensão trativa Anotar o valor do diâmetro Calcular o valor do Rh na expressão Rh β x D Calcular a tensão trativa na seguinte expressão x Rh x Ip Em que Tensão trativa Pa Peso especifico do líquido Nm RH Raio hidráulico m Ip Declividade de projeto da tubulação mm Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento q Coluna 17 Velocidade crítica Expressão 6 x Rhg Vc Em que Vc velocidade crítica ms g aceleração da gravidade 98 ms2 ms2 RH raio hidráulico Segundo a NBR 96491986 o valor a velocidade final de escoamento não deve ser menor que o valor da velocidade crítica Dimensionamento SES O dimensionamento hidráulico da rede de esgoto sanitário escoamento livre consiste em se determinar o diâmetro e a declividade longitudinal do conduto tais que satisfaçam as seguintes condições 1 Transportar as vazões esperadas máxima Qfinal e mínima Qinicial 2 Promover o arraste de sedimentos garantindo a auto limpeza dos condutos 3 Evitar condições que favoreçam a formação de sulfetos anaerobiose e formaçãodesprendimento de gás sulfídrico condições ácidas Norma ABNT NBR 96491986 Projeto de redes coletoras de esgoto sanitário 1 A máxima altura da lâmina dágua para garantia do escoamento livre é fixada em 75 do diâmetro para redes coletoras 2 A mínima vazão a ser considerada no cálculos hidráulicos deve ser de 15 Ls 3 A Tensão trativa mínima nos condutos deve ser de 10 Pa 4 A velocidade máxima nos condutos deve ser 50 ms Caso a velocidade seja maior a lâmina dágua adotada deverá ser de 50 Outras Normas ABNT 1 NBR 96481986 Estudo de Concepção de sistemas de esgoto sanitário 2 NBR 12207 Projeto de interceptores de esgoto sanitário 3 NBR 12008 Projeto de estações elevatórias de esgoto sanitário 4 NBR 12209 Projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário no prelo Planta do SES Exercício Preliminar PV1 PV4 PV7 PV8 PV11 PV12 PV3 PV2 PV6 PV5 PV10 PV9 100m 100m 80m 70m 54m 61m 75m 60m 74m 56m 72m 79200 79160 79110 79070 79000 78960 79175 79210 79145 79170 79068 79100 Extensão Trecho 100 14 75 23 61 34 100 47 74 56 60 67 80 78 70 811 72 910 56 1011 54 1112 Planilha de dimensionamento de rede coletora de esgoto Contribuição linearTx Lsm Vazão trechoQt Ls Vazão montanteQm Ls Vazão jusanteQj Ls Vazão dimensQj Ls inicial inicial inicial inicial inicial final final final final final Trecho ExtensãoL m DiâmetroD mm Cota TerrenoCT m Cota ColetorCC m Profundidade do ColetorP m Lâmina dáguaYD Velocidade ms montante montante montante inicial V inicial jusante jusante jusante final V final DeclividadeI mm Tensão TrativaTt PA Velocidade CríticaVc ms Planilha de dimensionamento de rede coletora de esgoto Contribuição Trecho ExtensãoL m PV3 PV2 75m Trecho 23 Contribuição linearTx Lsm Vazão trechoQt Ls Vazão montanteQm Ls Vazão jusanteQj Ls Vazão dimensQj Ls inicial inicial inicial inicial inicial final final final final final ExtensãoL É toda a vazão de projeto dividido pela extensão total de rede do projeto Qdom Qinf ext para início e final de plano Ir para o cálculo É a contribuição linear Tx multiplicada pela extensão do trecho Demons tração Vazão de montante é a que chega no PV de montante Esta também é a vazão de jusante do trecho anterior Se for início de rede a vazão de montante é zero Demons tração A vazão mínima de dimensionamento deve ser 15 Ls Portanto se a vazão de jusante for menor que 15 Ls devese adotar para os cálculos seguintes 15 Ls Cálculo de Contribuição linear Tx Lsm Final de Plano Início de Plano Vazão 237 Ls 156 Ls Doméstica 00401 Ls 00401 Ls Infiltração 241 Ls 160 Ls Total Divide pela extensão total da rede 802 m 0003 Lsm 0002 Lsm Tx contribuição linear A cada metro de rede temse uma vazão de 0002 Ls no início do plano e 0003 Ls no final do plano Multiplicandose esse valor Tx pela extensão do trecho temse a vazão do trecho Voltar Demonstração de vazão no trecho Qt Voltar PV3 PV2 Trecho 23 Tx início 0002 Lsm Tx final 0003 Lsm 75m X Qt início 0150 Ls Qt final 0225 Ls Demonstração de vazão de montante Qme jusante Qj Voltar PV3 PV2 Trecho 23 75m Q trecho início 0150 Ls Q trecho final 0225 Ls PV4 Trecho 34 61m Qm início 0 Ls Qm final 0 Ls Trecho 23 Qj início 0150 Ls Qj final 0225 Ls Trecho 34 Qm início 0150 Ls Qm final 0225 Ls Q trecho início 0122Ls Q trecho final 0183Ls Trecho 34 Qj início 0272 Ls Qj final 0408 Ls DeclividadeI mm Declividade econômica I0 econ Declividade mínima I0 min Declividade econômica Evita o aprofundamento desnecessário da rede fixando a profundidade mínima admitida no projeto no PV de jusante do trecho A profundidade do PV de montante do mesmo trecho já está determinada pelo cálculo dos trechos anteriores Cota terreno Cota terreno Cota coletor Cota coletor L extensão do trecho Hmin tan 0 L extensão CT CT I jusante te mon econ mm Declividade mínima Promove a autolimpeza da tubulação para vazão máxima inicial Qinicial garantindo o deslocamento e o transporte dos sedimentos usualmente encontrados no esgoto sanitário Uma simplificação de cálculos sugere a utilização da fórmula abaixo para uma tensão trativa de 10 Pa 47 0 0min 0 0055 Qinicial I mm Tensão trativa ou tensão de arraste é a grandeza hidrodinâmica que promove o repouso ou o movimento das partículas no conduto e é exercida pela força tangencial atuante sobre a sua parte molhada F T DeclividadeI mm Declividade econômica I0 econ Declividade mínima I0 min dimensQj DiâmetroD mm Lâmina Dágua ou tirante hidráulico YD 75 8 3 1 2 0 0 3145 I Q D final m Devese aproximar para o DN comercial mais próximo Equação de Manning É uma expressão para o cálculo de velocidade da água em canais abertos ou tubulações O n ou coeficiente de Manning depende da rugosidade da parede da tubulação refletindo em mais atrito ou menos atrito para passagem da água Para equação de manning com n 0013 satisfazendo a vazão máxima esperada e lâmina dágua máxima de 75 Cota TerrenoCT m Cota ColetorCC m Profundidade do ColetorP m montante montante montante jusante jusante jusante Cota terreno Cota coletor Profundidade Cota terreno Cota coletor L extensão do trecho Prof Mínima 115 m 1 2 3 4 0 tan Extensão I CT CC te mon jusante 5 Lâmina dáguaYD inicial final Ver Tabela 01 0025 0050 0750 vI12 108 169 746 QI12 00001 00002 00471 vI12 141 221 977 QI12 00002 00007 01388 vI12 170 268 1183 QI12 00004 00016 0299 vI12 QI12 YD Tirante Hidráulico D m 0100 0150 0200 Eq Velocidade ms V inicial V final Ver Tabela 01 Extraise V Extraise YD Velocidade Tensão TrativaTt PA 0I R Tt H 9800 Nm3 massa específica da água Ver Tabela 02 YD B RHD YD B RHD 0025 0016 0550 0265 0050 0033 0600 0278 0075 0048 0650 0288 0100 0064 0700 0297 0125 0079 0750 0302 0150 0093 0775 0304 0175 0107 0800 0304 0200 0121 0825 0304 0225 0134 0850 0304 0250 0147 0875 0301 0300 0171 0900 0299 0350 0194 0925 0294 0400 0215 0950 0287 0450 0234 0975 0277 0500 025 1000 025 Para YD lâmina dágua determinado anteriormente temse B e portanto com D em m temse RH Velocidade CríticaVc ms 1 2 6 H c g R V g 98 ms2 aceleração da gravidade A velocidade crítica é definida em função de Danos à tubulação em função de abrasão por partículas de areia Erosão da tubulação Uma velocidade muito elevada é por causa de elevada declividade portanto devese preocupar com ancoragem da tubulação assentamento mais robusto e possibilidade de incorporação de ar no escoamento O ar incorporado ao escoamento aumenta o volume na seção da tubulação e o conduto pode passar de livre a forçado Para Vfinal 50 ms adotase YD 50 Seqüência de dimensionamento da planilha hidráulica após rede lançada trechotrecho 1 Determinar cada e sua respectiva extensão 2 Determinar vazão total início e final de plano incluise doméstica infiltração e concentrada 3 Determinar vazão total início e final de plano para o cálculo da contribuição linear exceto concentrada 4 Determinar contribuição linear Tx 5 Iniciase o processo trechotrecho fazer cálculos sempre com atenção à rede lançada 6 Calculase vazão do trecho de montante e de jusante Determinase vazão de dimensionamento 15 Ls caso a calculada seja menor que esse valor 7 Calculase declividade econômica mínima e adotase a maior entre elas para prosseguimento dos cálculos 8 Calculase o diâmetro e adotase o comercial mais próximo 9 Determinase CT montante CT jusante Profundidade montante CC montante 10 Calculase CC jusante a partir da declividade e calculase a Profundidade jusante 11 Calculase lâmina dáguatirante hidráulico tabela 01 12 Calculase velocidade tabela 01 13 Calculase tensão trativa a partir do Raio Hidráulico tabela 02 14 Calculase velocidade crítica que deve ser menor do que 50 ms Referência Bibliográfica Bibliografia Básica AZEVEDO NETTO José M de Manual de hidráulica 8 ed São Paulo E Blücher 1998 669 p IMHOFF Karl Manual de tratamento de águas residuárias São Paulo E Blücher 1986 301 p NUVOLARI Ariovaldo Esgoto Sanitário Coleta Transporte Tratamento e Reúso Agrícola São Paulo Edgard Blücher 2003 520 p 376 Referência Bibliográfica Bibliografia Complementar AZEVEDO NETTO José M Manual de Saneamento de Cidades e Edificações São Paulo PINI 1991 229 p BARROS Raphael Tobias de Vasconcelos Manual de Saneamento e Proteção Ambiental para os Municípios Belo Horizonte UFMGEE 1995 221 p CAVINATTO Vilma Maria Saneamento Básico Fonte de Saúde e Bemestar São Paulo Moderna 1992 62 p HELLER Léo Saneamento e Saúde nos Países em Desenvolvimento Rio de Janeiro CCEP 1997 388 p ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 12218 projeto de redes de distribuição de água para abastecimento público Rio de Janeiro ABNT Editora 1994 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 9648 estudo de concepção de sistemas de esgoto sanitário Rio de Janeiro ABNT Editora 1986 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 9649 projeto de redes coletoras de esgoto sanitário Rio de Janeiro ABNT Editora 1986 377