Sistema de Esgoto Sanitário: Tipos e Características

Saneamento Básico Prof Lívia Santos 19052022 Conselheiro LafaieteMG Saneamento Básico ESGOTO 2 ESGOTO O Sistema de Esgoto Sanitário é um conjunto de elementos que tem por objetivo a coleta transporte tratamento e disposição final de esgoto doméstico Rede coletora conjunto constituído por ligações prediais coletores de esgoto e acessórios Saneamento Básico ESGOTO 3 O sistema de esgoto urbanos como apresenta Tsutiya 2008 pode ser de três tipos 1 sistema unitário 2 sistema separador absoluto 3 sistema separador parcial Saneamento Básico ESGOTO 4 O sistema unitário é a veiculação das águas residuárias águas de infiltração e águas pluviais em uma única tubulação interligada a tanques de equalização ou limitase a vazão afluente nas estações de tratamento de esgoto ETES Esse sistema é altamente difundido na Europa um dos fatores relevantes no emprego desse sistema é o índice pluviométrico ser baixo considerando países tropicais Apresenta como desvantagem a maior dimensão da rede implicando em volume de obra e investimentos iniciais maiores Em países tropicais tal como o Brasil a variação de vazão existente entre as estações chuvosa e de estiagem implicaria em uma rede subutilizada na maior parte do ano Saneamento Básico ESGOTO 5 2 Sistema separador parcial ou misto rede projetada de coleta e transporte de esgoto doméstico despejos industriais e parcela de águas pluviais telhados pátios internos e sacadas Neste sistema as águas pluviais provenientes de quintais vias públicas jardins e demais áreas não pavimentadas não são transportadas A vantagem deste sistema é a possibilidade de ser instalado com dimensões menores que o primeiro no entanto ainda há grande variação sazonal de vazões Saneamento Básico ESGOTO 6 O Sistema separador absoluto é a separação das tubulações de águas residuárias e águas pluviométricas No Brasil utilizase o sistema separador absoluto Sistema separador absoluto a rede é projetada e construída para transportar exclusivamente despejos industriais e esgoto doméstico As águas pluviais são coletadas e transportadas por outro sistema totalmente independente Adotada no Brasil desde 1911 As vantagens do sistema são as tubulações que se apresentam em dimensões menores possibilitando o uso de prémoldados de baixo custo torna facilitada a implantação por etapas e futura ampliação do sistema apresenta vazões praticamente constantes durante todo o tempo e facilita o afastamento de águas pluviais A maior desvantagem no entanto reside no fato de que as águas pluviais não podem ser tratadas e as águas provenientes de primeiras chuvas poluem cursos d água por vezes mais que o esgoto doméstico e despejos industriais Saneamento Básico ESGOTO 7 Esgoto doméstico Também denominado sanitário ou comum Composto por águas utilizadas em banho cozinha aparelhos sanitários tanques ralos etc Apresentase como sendo 999 de fase líquida e 01 de fase sólida As impurezas adicionadas a água conferem características acentuadas que variam segundo a origem a ao passar do tempo assim Esgoto doméstico fresco Esgoto doméstico velho Esgoto doméstico séptico O esgoto tornase velho em torno de 2 horas 7 km e séptico de 4 a 6 horas 14 a 20 km Cada um tem sua características físicas e químicas Saneamento Básico ESGOTO 8 Despejos industriais Efuente resultante de processos industriais Varia em quantidade e qualidade conforme o tipo de indústria e processo utilizado sempre que possível lançado em rede pública Para isso o mesmo deve ser provido de características que evitem Obstruções devido ao excesso de sólidos sedimentáveis aliado ou não a defeitos de construção ou insolubilização de substâncias originalmente solúveis efluentes ricos em gordura ou de maior temperatura Agressões à tubulação provocadas devido à presença de resíduos ácidos especialmente aquecidos Produtos tóxicos ou explosivos voláteis que poderão provocar condições adversas aos operários de manutenção ou operação e danos às estações de tratamento de esgoto Os critérios para recebimento de despejos industriais nas redes públicas de coleta de esgoto são estabelecidos localmente e devem ser previstos na NBR 9800 Critérios para lançamento de efluentes líquidos industriais no sistema coletor público de esgoto sanitário Saneamento Básico ESGOTO 9 Águas de infiltração São as águas que infiltram na rede por meio das juntas dos tubos em caso de rede assentada em nível inferior ao lençol freático e nas juntas dos tampões dos poços de visita A NBR 94691987 estabelece que para toda rede o valor a ser adotado de taxa de infiltração deve variar entre 005 a 10 lskm devidamente justificado Esta taxa depende do tipo de solo dos índices pluviométricos da taxa de impermeabilização superficial nível do freático estado idade e qualidade de execução da rede coletora bem como tipo de junta e material da tubulação Águas pluviais Deveriam ser inexistentes pois no Brasil é adotado o Sistema Separador Absoluto para a coleta de esgoto Existem no entanto ligações clandestinas de águas pluviais na rede de esgoto que deveriam ser identificadas e eliminadas pois podem vir a provocar superutilização das tubulações e antecipação de problemas provenientes de vazões excessivas Saneamento Básico ESGOTO 10 Partes constituintes do sistema Ligação predial trecho do coletor predial compreendido entre o limite do terreno e o coletor de esgoto Coletor de esgoto tubulação da rede coletiva que recebe contribuição de esgoto dos coletores prediais em qualquer ponto ao longo de seu comprimento Coletor principal coletor de esgoto de maior extensão dentro de uma mesma bacia Coletor tronco tubulação da rede coletora que recebe apenas esgoto de outros coletores Denominado anteriormente de interceptor Órgãos acessórios Poços de visita PV Terminal de Limpeza TL e Caixa de Passagem CP Poços de visita PV câmara visitável através de abertura existente na parte superior destinada à execução de trabalhos de manutenção Podem ser executados em alvenaria de tijolos revestidos concreto prémoldado justaposto ou não e moldado in loco O tampão em ferro fundido deve ser capaz de suportar até 4tf Seu fundo deve apresentar canaleta interna a céu aberto construída em argamassa cimento areia em forma e declividade concordantes com as canalizações afluentes ao PV Saneamento Básico ESGOTO 11 Partes constituintes do sistema Saneamento Básico ESGOTO 12 Poços de visita PV são executados sempre que há alteração de declividade diâmetro direção ou material Além disso devem ser previstos PV na eventualidade de apresentar grandes trechos de tubulação a tubulação for conduto forçado elevatórias em reunião de mais de 2 trechos em reunião que exige tubo de queda e nas extremidades de sifões invertidos e passagens forçadas as três ultimas condições são obrigatórias As dimensões mínimas de um PV são normatizadas e variam em função da profundidade e diâmetro da maior tubulação ligada ao PV Saneamento Básico ESGOTO 13 Poços de visita PV Saneamento Básico ESGOTO 14 Terminal de Limpeza TL O terminal de limpeza é um dispositivo que permite introdução de equipamentos de limpeza localizado na cabeceira de qualquer coletor O TL tem a finalidade de ser um meio facilitador para retirada de possíveis dejetos orgânicos ou inorgânicos inertes na rede que impossibilitam a fluência da mesma Podem ser de plástico concreto e de alvenaria Saneamento Básico ESGOTO 15 Caixa de passagem CP É um dos componentes da rede coletora de esgoto que é uma câmara sem acesso localizada em pontos de curva mudanças de declividade e material Mudança pequena de declividade eou direção Mudança do material da tubulação Mudança de diâmetros até 300 mm Saneamento Básico ESGOTO 16 Sistemas construtivos O sistema de esgotamento funciona por gravidade em maioria e qualquer interferência pode inviabilizar o processo construtivo Etapas como locação sinalização escavação escoramento esgotamento assentamento juntas reaterro ensaios Saneamento Básico ESGOTO 17 Sistemas construtivos O sistema de esgotamento funciona por gravidade em maioria e qualquer interferência pode inviabilizar o processo construtivo Etapas como locação sinalização escavação escoramento esgotamento assentamento juntas reaterro ensaios Saneamento Básico ESGOTO 18 Sistemas construtivos O sistema de esgotamento funciona por gravidade em maioria e qualquer interferência pode inviabilizar o processo construtivo Etapas como locação sinalização escavação escoramento esgotamento assentamento juntas reaterro ensaios CUSTO DE IMPLANTAÇÃO A distância vertical entre tubulações que se cruzam deve ser igual ou superior a 05 m Saneamento Básico ESGOTO 21 Pre concepção Inicialmente levar em consideração plantas topográficas da área de abrangência dados dos recursos hídricos relevo do solo informações meteorológicas informações geológicas informações fluviométricas e corpos receptores existentes e prováveis dados demográficos disponíveis e sua distribuição espacial cadastro do sistema existente abastecimento de água drenagem de esgoto pluvial e disposição de resíduos sólidos e interferências Manejo dos materiais constituintes do sistema de esgoto Saneamento Básico ESGOTO 22 Norma 9649 Projeto de redes coletoras de esgoto sanitário Apresentar norma Passar no quadro alguns itens da norma Saneamento Básico ESGOTO 23 Cálculos CONTRIBUIÇÃO DO ESGOTO DOMÉSTICO População estudo de crescimento populacional Consumo de água efetivo per capita qe Coeficiente de retorno esgotoágua C Normatizado no Brasil 08 Coeficientes de variação de vazão Coeficiente do dia de maior consumo K1 Coeficiente da hora de maior consumo K2 Águas de infiltração Depende das condições locais como NA do lençol freático Tipo de solo Material da tubulação Tipo de junta Qualidade nos assentamentos dos tubos NBR 9649 Taxa de infiltração TI 005 a 100 Lskm Saneamento Básico ESGOTO 24 Cálculos CONTRIBUIÇÃO DO ESGOTO DOMÉSTICO Diâmetro dos coletores Coletores de esgoto são tubulações que recebem contribuição de esgoto de coletores prediais devem ser construídos com materiais que garantam a resistência da tubulação às cargas externas e à corrosão química dentro da disponibilidade de recursos Normalmente utilizamse tubulações de PVC para coletores de diâmetros menores até 400 mm e o concreto simples ou armado para coletores de diâmetro maior que 400 mm As tubulações de ferro fundido ou aço são preferíveis para trechos com escoamento pressurizado Embora a NBR 9649 ABNT 1986 defina os diâmetros mínimos para coletores de esgoto como 100 mm na prática os projetistas adotam valores a partir de 150 mm pela maior facilidade de instalação e menores riscos de entupimento Saneamento Básico ESGOTO 25 Cálculos A determinação das vazões de projeto se baseia na estimativa de vazões no início e no final do horizonte de projeto É dizer que os parâmetros das normas deverão ser atendidos tanto para as vazões mínimas de projeto quanto para as máximas A NBR 9649 ABNT 1986 indica a utilização das seguintes fórmulas para cálculo das vazões de projeto Qi Vazão inicial de esgotos Ls Qf Vazão final de esgotos Ls P População no final do horizonte de projeto hab q Consumo de água per capita Lhabdia C Coeficiente de Retorno K1 Coeficiente relativo ao dia de maior consumo no ano K2 Coeficiente relativo à hora de maior consumo no dia I Contribuição pela infiltração Ls Saneamento Básico ESGOTO 26 Cálculos As vazões encontradas por essas fórmulas representam o montante total de esgotos gerados na área de projeto Alocar as vazões individualmente por ligação predial é extremamente dispendioso e complicado dificilmente representando a situação a real O que a prática indica é a transformação da vazão total de esgotos em uma taxa de contribuição linear a ser aplicada ao longo de toda a extensão da rede a partir da seguinte fórmula 1º Passo Taxa de contribuição inicial e final Txi 𝐂 𝐊𝟐 𝐪𝐦𝐢 𝐝𝐢 𝐀 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝐱 𝐋 𝐓𝐈𝐢 Txf 𝐂 𝐊𝟏 𝐊𝟐𝐪𝐦𝐟 𝐝𝐟 𝐀 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝐱 𝐋 𝐓𝐈𝐟 Saneamento Básico ESGOTO 27 Cálculos Taxa de contribuição inicial e final Txi 𝐂 𝐊𝟐 𝐪𝐦𝐢 𝐝𝐢 𝐀 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝐱 𝐋 𝐓𝐈𝐢 Txf 𝐂 𝐊𝟏 𝐊𝟐𝐪𝐦𝐟 𝐝𝐟 𝐀 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝐱 𝐋 𝐓𝐈𝐟 l s x m C Coeficiente de Retorno K112 e K215 𝐪𝐦𝐢 𝐪𝐦𝐟 Vazão do esgoto sanitário de inicio e final de plano Lhabdia Qi Vazão do esgoto sanitário de início de plano Ls 𝐝𝐢 𝐝𝐟 densidade populacional inial e final habha A área de influencia ha L Comprimento total da rede coletora m 𝐓𝐈𝐢 𝐓𝐈𝐟 Taxa de infiltração inicial e final Lskm Comprimento média das ruas l 𝐿 𝐴 mhab Saneamento Básico ESGOTO 28 Cálculos 2º passo Vazões concentradas contribuição futuras das área de expansão 𝑸𝒄𝒊 𝑻𝒙𝒊 x l x 𝑨𝒙𝒊 𝑸𝒄𝒇 𝑻𝒙𝒇 x l x 𝑨𝒙𝒇 Txi 𝐂 𝐊𝟐 𝐪𝐦𝐢 𝐝𝐢 𝐀 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝐱 𝐋 𝐓𝐈𝐢 Txf 𝐂 𝐊𝟏 𝐊𝟐𝐪𝐦𝐟 𝐝𝐟 𝐀 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝐱 𝐋 𝐓𝐈𝐟 l s x m l Comprimento média das ruas l 𝐿 𝐴 mhab A área de influencia ha Saneamento Básico ESGOTO 29 Cálculos 3º passo Contribuição do trecho Contribuição Inicial 𝑻𝒙𝒊 x L Contribuição Final 𝑻𝒙𝒇 x L 4º passo Calculo da vazão a montante 5º passo Calculo da vazão a jusante Vazão a montante Vazão de contribuição Saneamento Básico ESGOTO 30 Cálculos 6º passo Conferencia de vazão mínima pela NBR 15ls 7º Declividade mínima pela NBR A rede de esgoto é dimensionada por tentativas Saneamento Básico ESGOTO 31 Cálculos A rede de esgoto é dimensionada por tentativas Precisa estipular 1 O diâmetro 2 a altura a montante Hm 3 a altura a jusante Hj 8º Passo Conferência das cotas Cm Tm Hm Cj Tj Hj Saneamento Básico ESGOTO 32 Exemplo de exercício Dimensionar o trecho 11 Saneamento Básico ESGOTO 33 Exemplo de exercício Saneamento Básico ESGOTO 34 Exemplo de exercício 1º Passo Calculo da taxa de contribuição Txi 𝐂 𝐊𝟐 𝐪𝐦𝐢 𝐝𝐢 𝐀 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝐱 𝐋 𝐓𝐈𝐢 Txi 𝟎𝟖 𝐱 𝟏𝟓 𝐱 𝟏𝟐𝟎 𝐥 𝐡𝐚𝐛𝐝𝐢𝐚 𝐱 𝟏𝟑𝟎 𝐡𝐚𝐛𝐡𝐚 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝐱 𝟐𝟎𝟎 𝒎𝒉𝒂 00006 lsm Txi 00017 0002lsm Txf 𝐂 𝐊𝟏 𝐊𝟐𝐪𝐦𝐟 𝐝𝐟 𝐀 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝐱 𝐋 𝐓𝐈𝐟 Txf 𝟎𝟖 𝐱 𝟏𝟐 𝐱 𝟏𝟓 𝐱 𝟏𝟔𝟎 𝐥 𝐡𝐚𝐛𝐝𝐢𝐚 𝐱 𝟏𝟖𝟎 𝐡𝐚𝐛𝐡𝐚 𝟖𝟔𝟒𝟎𝟎 𝐱 𝟐𝟎𝟎 𝒎𝒉𝒂 00006 lsm Txf 0003 lsm Saneamento Básico ESGOTO 35 Exemplo de exercício 2º Passo Vazão 𝑸𝒄𝒊 𝑻𝒙𝒊 x l x 𝑨𝒙𝒊 𝑸𝒄𝒊1 𝟎 área de influencia anterior igual a zero 𝑸𝒄𝒇 𝑻𝒙𝒇 x l x 𝑨𝒙𝒇 𝑸𝒄𝒇1 𝟎 𝟎𝟎𝟑 lsm x 200 mha x 𝟒 ha 𝑸𝒄𝒇1 240 Ls Saneamento Básico ESGOTO 36 Exemplo de exercício 3º passo Contribuição do trecho 11 Contribuição Inicial 𝑇𝑥𝑖 x L 0002 x 75 015 Ls Contribuição Final 𝑇𝑥𝑓 x L 0003 x 75 023 Ls 4º passo Calculo da vazão a montante Por ser um trecho inicial não tem vazão chegando Qmonti 0 e Qmontf0 5º passo Calculo da vazão a jusante Vazão a montante Vazão de contribuição Q jusantei 000 015 015 Ls Q jusantef 000 023 023 Ls Saneamento Básico ESGOTO 37 Exemplo de exercício 6º passo Conferencia de vazão mínima pela NBR 15ls Como deu menor que 15ls vazão mínima Utiliza 15 Qi 15 Ls Qf 15 Ls 7º Declividade mínima pela NBR I min 00055 𝑸𝒊𝟎𝟒𝟕 00045mm A rede de esgoto é dimensionada por tentativas Saneamento Básico ESGOTO 38 Exemplo de exercício 8º Passo Conferência das cotas Cm Tm Hm 79210 10 79110 m Cj Tj Hj 79175 10 79075 m 9º Conferência de inclinação mínima I 𝐶𝑚 𝐶𝑗 𝐿 I 79110 79075 75 00047 mm I Imin Está maior que a mínima da norma ou seja OK Exercícios Saneamento Básico ESGOTO 40 Exercícios Calcule até o passo 9º para os trechos 21 12 e 13 41 Referencias TISUTIYA MT Sistema de Esgotamento Sanitário In GIMENEZ A B Manual Técnico de Drenagem e Esgoto Sanitário ABTC 2008 cap 3 p 87104 httpwwwfecunicampbrcaxdfalcettaresumoseng37html