Dimensionamento da Rede Coletora de Esgotos Sanitários em Porto Alegre

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL ESCOLA POLITÉCNICA REDES HIDRÁULICAS PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL ESCOLA POLITÉCNICA REDES HIDRÁULICAS TRABALHO 3 REDE COLETORA DE ESGOTOS SANITÁRIOS ANDRESSA DAMASCENO PAIM TURMA 450 Este trabalho é apresentado como elemento parcial de G1 da disciplina de Redes Hidráulicas Prof Eng Renato Machado PORTO ALEGRE Junho de 202 1 REDE COLETORA DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1 OBJETIVO D imensionar a rede coletora de Esgotos Sanitários de um loteamento na cidade de Porto AlegreRS pela Secretaria de Habitação do Estado do Rio Grande do Sul SEHABRS contendo o memorial e a planilha de cálculo preenchida 2 DADOS BÁ SICOS Densidade final Dhf 10 hablote Per capita de Abastecimento dágua q 2 45 lhab dia Coeficiente do dia de maior consumo K1 12 5 Coeficiente da hora de maior consumo K2 15 Coeficiente de retorno C 080 Coeficiente da fórmula de Manning n 0010 Vazão unitária de infiltração q inf 05 ls Km Vazão concentrada área verde PV5 Qc1 1 2 ls Vazão concentrada expansãoPV5 Qc1 0 9 l s Vazão concentrada expansãoPV8 Qc2 12 5 ls Nível máximo do corpo receptor Cota máx 61400 m Profundidade mínima dos PVs hmin 110 m Diâmetro mínimo DNmín 1 5 0 mm FIGURA 1 Planta Geral do Loteamento FIGURA 2 Detalhe do Lançamento na Sanga 3 DIMENSIONAMENTO Determinação das vazões a Vazão total de Infiltração A vazão unitária de infiltração fornecida é de 05 ls Km 00005 ls sendo assim para obtermos a vazão de infiltração de cada trecho foi multiplicado a vazão unitária pelo comprimento de cada trecho como podese observar na tabela 01 Vazão de infiltração de cada trecho vazão unitária de infiltração X comprimento do trecho TABELA 01 Vazões de infiltração b Determinação da vazão unitária final de esgoto doméstico por lote quf CK1K2qDhf 86400 08012 5 152 45 10 86400 004 25 L slote c Determinação da vazão de esgoto doméstico final no trechoLs A vazão de esgoto doméstico final é encont rada através da fórmula abaixo e seus resultados mostrados na tabela 02 Qesgf quf x número de lotes no trecho TABELA 2 Vazão doméstica final de cada trecho d Vazões concentradas A vazão total de cada trecho é definida pela soma da vazão de infiltração doméstica concentrada e a vazão acumulada do trecho anterior As vazões concentradas que serão utilizadas são Vazão concentrada área verdePV5 Qc1 120 ls Trecho 5 ao 6 Vazão concentrada expansãoPV5 Qc2 090 ls Trecho 5 ao 6 Vazão concentrada expansãoPV8 Qc3 125 ls Trecho 8 ao final e Adotada Quando Q total for maior que 15 Ls utilizasse Q total Quando Q total for menor ou igual a 15 Ls utilizar Q 15 Ls Sendo assim com as vazões adotas terminamos de calcular todas as vazões que podem ser observadas na tabela 03 abaixo TABELA 03 Vazões totais 32 DECLIVIDADES Primeiramente calculase a declividade mínima do coletor pela fórmula abaixo já que o coeficiente de Manning fornecido na questão foi o de n 001 𝐼𝑐𝑚 í 𝑛 0 0061 𝑄𝑖 049 A declividade é calculada pela razão da diferença entre as cotas de dois trechos pela distância dos pontos do trecho Caso a declividade calcul ad a for maior que a declividade mínima adotase a calculada 1º caso enquanto que se a declividade calculada for menor que a declividade mínima adotase a declividade mínima 2º caso Os resultados podem se r observados na tabela 4 TABELA 04 D eclividades 33 DIÂMETRO O diâmetro é um dado da questão fornecido pelo valor de DNmín 1 5 0 mm 34 FATOR HIDRÁULICO O fator hidráulico é definido através da formula 𝐹𝐻 Q x n D 8 3 x Ic 1 2 Onde Q Vazão calculado do trecho ls n Coeficiente de manning 001 D Diâmetro mínimo 100 mm Ic Declividade adotada mm Os resultados dos fatores hidráulicos podem ser analisados na tabela 05 abaixo TABELA 05 Fator Hidráulico 35 DETERMINAÇÃO DOS VALORES DE RHD E YD Utilizando a tabela 06 abaixo que contém os valores de FH conseguimos definir os valores de RHD e YD TABELA 06 Valores de FH A relação YD demonstrada na figura 03 abaixo é utilizada para verificar a condição do contorno de 075 para sabermos que o diâmetro escolhido está correto para o projeto FIGURA 03 Relação YD do diâmetro da coletora Sendo assim os valores de RHD e YD foram definidos e os valores podem ser visualizados na tabela 07 TABELA 07 RHD e YD Como todos os valores de YD deram menores que 075 logo podese concluir que o diâmetro nominal da tubulação adotado está correto 36 VELOCIDADE DE ESCOAMENTO A velocidade é definida através da formula 𝑉𝑒 1 n x RH 2 3 x I 1 2 Onde n Coeficiente de manning 001 Rh Raio hidráulico m I Declividade mm 37 VELOCIDADE CRÍTICA A velocidade crítica é definida através da formula 𝑉𝑐𝑟𝑖𝑡 6 𝑔 𝑅ℎ 12 Onde g Aceleração da gravidade 981 ms² Rh Raio hidráulico m Após calculadas as velocidades os resultados das velocidades críticas podem ser visualizados na tabela 0 8 a seguir TABELA 0 8 Velocidades críticas de escoamento A velocidade de escoamento tem que ser menor que a velocidade crítica o que aconteceu em todos os trechos 38 TENSÃO TRATIVA Afins de verificação a tensão trativa tem que ser maior que 01 kgfm² ou 10 Pa e ela é definida através da formula 𝜎 𝛾 𝑅ℎ 𝐼𝑐 Onde 𝜎 tensão trativa em kgfm2 𝛾 peso específico do líquido transportado 1000 kgfm3 Rh Raio hidráulico m Ic Declividade adotada mm Após calculadas os resultados das tensões trativas podem ser visualizados na tabela 09 a seguir TABELA 09 Tensões trativas 39 PROFUNDIDADE S As profundidades A dos trechos foram adotadas de acordo com o fornecido na questão onde diz que a p rofundidade mínima dos PVs possui uma altura mínima de 110 m As profundidades B foram encontradas através da seguinte fórmula Prof B Cota jusante terreno Cota jusante coletor 310 COTAS DO COLETOR A cota a montante do coletor foi encontrada através da formula abaixo Cota montante do coletor cota montante do terreno profundidade A Já a cota a jusante do coletor foi encontrada através da fórmula Cota jusante do coletor declividade x comprimento do trecho cota a montante do coletor x 1