Dimensionamento-Rede-Coletora-Esgoto-Sanitario-Calculos-e-Planilha

Dimensionamento da Rede Coletora de Esgoto Sanitário Sistemas de Esgoto e Drenagem Professor Aziz Tebechrani Neto Exemplo Dimensionar a rede coletora de esgotamento sanitário da Figura 417 próximo slide através da planilha do Excel de um loteamento com extensão total de L 802 m com os seguintes dados relativos à rede coletora Coeficiente do dia de maior consumo k1 12 Coeficiente do horário de maior consumo k2 15 Coeficiente de retorno C 080 População inicial Pi 723 hab 85 de ocupação Taxa de crescimento r 08 Horizonte n 20 anos Consumo efetivo de água inicial e final qi qf 160 Lhabdia Taxa de infiltração Ti 00005 Lsm 𝛾 9806 𝑁𝑚³ Continuação Figura 417 com informações dos dados topográficos e nomenclaturas dos trechos as contribuições da área de expansão serão apenas para final de plano Qc1 24 Ls Qc2 24 Ls Qc3 36 Ls TABELA 49 Exemplo de planilha de dimensionamento e verificação de rede coletora ver Fig 417 PLANILHA DE CÁLCULO Rede de esgotos Subbacia Bacia Calculado Verificado DATA FOLHA Trecho Extensão m Contnb Linear Ls m inicial final Contrib do trecho Ls inicial final Vazão a montante Ls inicial final Vazão a jusante Ls inicial final Diametro DN Declivid mm Cota do terreno m montante jusante Cota do coletor m montante jusante Profund do coletor m montante jusante Profund do PVPI a jusante m Lâmina líquida yfd inicial final v1 ms v2 ms Tensão trativa Pa Velocid Crítica vc ms Observações 1 1 10000 0002 0003 020 030 030 030 100 00045 79200 79160 79090 79045 110 115 122 046 046 042 042 108 291 2 1 7500 0002 0003 015 023 015 023 100 00047 79210 79175 79100 79065 110 110 110 045 045 043 043 110 287 2 2 6100 0002 0003 012 018 015 023 027 041 100 00045 79175 79160 79065 79038 110 122 122 046 046 042 042 108 291 QCa 240 1 2 10000 0002 0003 020 030 047 311 067 341 150 00045 79160 79110 79038 78993 122 117 117 027 040 043 052 108 337 3 1 7400 0002 0003 015 022 015 022 100 00045 79170 79145 79060 79027 110 118 118 046 046 042 042 108 291 3 2 6000 0002 0003 012 018 015 022 027 040 100 00045 79145 79110 79027 79000 118 110 117 046 046 042 042 108 291 QCa 240 1 3 8000 0002 0003 016 024 094 621 110 645 150 00050 79110 79070 78993 78953 117 117 117 026 056 044 064 113 377 1 4 7000 0002 0003 014 021 110 645 124 666 150 00097 79070 79000 78953 78885 117 115 115 022 047 054 083 189 356 4 1 7200 0002 0003 014 022 014 022 100 00045 79100 79068 78990 78958 110 110 110 046 046 042 042 108 291 4 2 5600 0002 0003 011 017 014 022 025 039 100 00121 79068 79000 78958 78890 110 115 115 036 036 063 063 240 264 QCa 360 1 5 5400 0002 0003 011 016 149 1065 160 1081 150 00074 79000 78960 78885 78845 115 115 115 024 070 052 083 161 396 DES CARGA Declividades menores que as do terreno QCa e A Ca2 vazões futuras das áreas de expansão Observação quando os valores das colunas 5 e 6 eram menores que 15 Ls utilizouse essa vazão minima no dimensionamento 7 8 13 a 16 Fonte Adaptado de Azevedo Netto 1998 Planilha Dados iniciais 1 Determinação de parâmetros iniciais População inicial Pi Determinada conforme especificações através de dados censitários IBGE ou pela concessionária da região Ex Casan considera 5 pessoas por 360 m² de lote 10 lotes de 360 m² 50 pessoas Não existe norma nacional Cada concessionária tem um padrão Planilha Dados iniciais 1 Determinação de parâmetros iniciais Consumo de água per capita conforme norma no geral 150 lhabdia Coeficiente de retorno C Quanto da água consumida necessariamente vira esgoto Adotase no geral C 08 Planilha Dados iniciais 1 Determinação de parâmetros iniciais Coeficiente de máxima vazão diária k1 12 Coeficiente de máxima vazão horária k2 15 Taxa de infiltração Adotase 00005 Lsm Planilha Dados iniciais 2 Lançamento do traçado Lançase o traçado conforme desejado determinase o sentido de escoamento e nomeiamse os trechos Determinase o comprimento total da rede Ltotal medindo o comprimento de todos os trechos do projeto Planilha Dados iniciais 2 Lançamento do traçado Cada PV pode ter mais de uma entrada mas apenas uma saída No exemplo acima PV 2 há apenas uma entrada Trecho 12 e uma saída Trecho 23 Para atender os lotes do Trecho 211 podese fazer na planta o coletor próximo do PV 2 mas sem ligálo a ele Assim no trecho 211 a vazão à montante 0 Planilha Dados iniciais 3 Vazão de infiltração total Ls Onde 𝑇𝑋𝑖𝑛𝑓 Taxa de infiltração LT Comprimento total da rede Exemplo Comprimento total da rede LT 2247 m 𝑸𝒊𝒏𝒇 00005 2247 𝟏 𝟏𝟐𝟑𝟓 𝑳𝒔 Planilha Dados iniciais 4 Vazão no início da vida útil da rede Vazão inicial de plano Ls Onde 𝑄𝑖 𝑣𝑎𝑧ã𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑜 𝐶 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑃𝑖 𝑃𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎çã𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑜 𝑞 𝑃𝑒𝑟 𝑐𝑎𝑝𝑖𝑡𝑎 𝑄𝑖𝑛𝑑 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑖𝑛𝑑𝑢𝑠𝑡𝑟𝑖𝑎𝑙 0 𝑛𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑐𝑎𝑠𝑜 𝑄𝑖𝑛𝑓 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎çã𝑜 Planilha Dados iniciais 4 Vazão no início da vida útil da rede Vazão inicial de plano Ls Planilha Dados iniciais 5 Taxa de contribuição Vazão por metro linear de tubulação Dividese a vazão inicial total pelo comprimento total de rede para ter uma vazão em marcha Taxa de contribuição linear de inicio de plano Lsm Onde Tx ci Taxa de contribuição linear inicial Qi Vazão inicial de plano LT Comprimento total da rede Planilha Dados iniciais 6 População futura População na data de fim da vida útil do projeto População futura hab Onde Pf População futura Pi População inicial r Taxa de crescimento em geral entre 08 e 15 n Horizonte anos em geral 20 ou 30 anos Exemplo Planilha Dados iniciais 7 Vazão final de plano Mesmo calculo de vazão porém com a POPULAÇÃO FINAL Vazão final de plano Ls Onde Qf Vazão final de plano C Coeficiente de retorno Pf População de final de plano Q Per capita K1 Coeficiente de máxima vazão diária K2 Coeficiente de máxima vazão horária Qind Vazão industrial 0 neste caso Qinf Vazão de infiltração Planilha Dados iniciais 7 Vazão final de plano Vazão final de plano Ls Planilha Dados iniciais 8 Taxa de contribuição final Dividir a Vazão total final pelo comprimento total de rede Vazão final de plano Ls Onde Tx cf Taxa de contribuição linear final Qf Vazão de final de plano LT Comprimento total da rede Planilha Dados por trecho Cada trecho é representado por duas linhas cada para representar as condições inicial e final ou as condições à montante e à jusante dependendo da coluna Será descrito à seguir cada uma das 21 colunas 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Planilha Dados por trecho Coluna nº 1 Numeração de cada trecho da rede conforme o projeto Coluna nº 2 Extensão de cada trecho L fornecido no projeto Coluna nº 3 Taxa de contribuição linear de inicio e de fim de plano 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Planilha Dados por trecho Coluna nº 4 Vazão de inicio e de fim de plano em cada trecho da rede É o resultado da multiplicação da extensão de cada trecho coluna nº 2 pela taxa de contribuição linear inicial e final coluna nº 3 Coluna nº 5 É a vazão à montante de cada trecho da rede Para todo início de rede 𝑄𝑚𝑜𝑛𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 0 Para os demais trechos 𝑄𝑚𝑜𝑛𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑄𝑗𝑢𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑜 𝑡𝑟𝑒𝑐ℎ𝑜 𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 Coluna nº 6 É a vazão à jusante de cada trecho da rede Este resultado se dá a partir da soma da vazão de cada trecho coluna nº 4 com a vazão a montante de cada trecho coluna nº 5 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Planilha Dados por trecho Coluna nº 7 Vazão adotada Para toda vazão menor que 15 Ls adotase 15 Ls Vazão mínima segundo a NBR 9649 que corresponde a vazão de uma descarga do vaso sanitário Ou seja Para as vazões à jusante superiores a 15 Ls adotase a vazão calculada coluna nº 6 Se a vazão à jusante coluna nº 6 for menor que 15 Ls adotase 15 Ls Antes do cálculo do diâmetro é necessário calcular as colunas de 9 a 13 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Planilha Dados por trecho Coluna nº 11 Cota a montante e a Jusante do terreno Levantamento topográfico 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Planilha Dados por trecho Coluna nº 9 Declividade do trecho Preferencialmente usar declividade natural declividade econômica Onde Iterreno Inclinação do terreno Cmont Cota a montante de cada trecho coluna nº 11 Cjus Cota a jusante de cada trecho coluna nº 11 Ltrecho comprimento de cada trecho coluna nº 2 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Planilha Dados por trecho Coluna nº 9 Declividade do trecho Devese também verificar a declividade mínima Imin Para n 0013 Coluna nº 10 Declividade adotada Maior valor entre o Iterreno e o Imin coluna 9 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Para n 0010 Planilha Dados por trecho Coluna nº 12 Profundidade a montante e a Jusante dos tubos A profundidade mínima deve atender um recobrimento mínimo de 90 cm o diâmetro do coletor Podemos adotar como profundidade mínima 110 metros para os primeiros trechos quando Q 0 estipulando um diâmetro máximo de 200 mm caso seja necessário um diâmetro maior que os 200 mm devese voltar nesta coluna e aumentar a profundidade para atender o recobrimento mínimo de 90 cm Então nos primeiros trechos Profundidade 110 Profundidade à montante do trecho seguinte Profundidade à jusante do trecho anterior 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Planilha Dados por trecho Coluna nº 12 Profundidade a montante e a Jusante dos tubos Entãodevese seguir os seguintes critérios Nos primeiros trechos Profundidade 110 Se não seguiu a declividade do terreno ou seja se Imin Iterreno a profundidade à jusante aumenta Podese usar a seguinte equação para determinar as declividades à jusante Profundidade à montante do trecho seguinte Profundidade à jusante do trecho anterior 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Planilha Dados por trecho Coluna nº 13 Cota a montante e a Jusante dos tubos São as cotas no fundo dos poços de visita a montante e a jusante de cada trecho 𝐶𝑐𝑜𝑙𝑒𝑡𝑜𝑟 𝐶𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑜 Prof do Coletor 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Planilha Dados por trecho Coluna nº 8 Diâmetro da tubulação da rede Calculado Para atender yD 75 Onde D Diâmetro do tubo m Qadot f Vazão adotada final de cada trecho coluna nº 7 Iadot inclinação adotada coluna nº 10 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Adotado Com base no valor calculado adotar um diâmetro comercial presente no mercado 100 mm 150 mm 200 mm 250 mm 300 mm 350 mm 400 mm 450 mm e 500 mm NBR 9649 D minimo 100mm Planilha Dados por trecho Coluna nº 14 Vazão plena Utilizar o diâmetro coluna nº8 e a declividade coluna nº10 adotados Coluna nº 14b Encontrar a relação QadotQp inicial e final através da divisão da coluna nº 7 pela coluna nº14 Coluna nº 15 Encontrar na tabela 218 a relação QadotQp e seu valor correspondente para yD 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Planilha Dados por trecho Coluna nº 16 Encontrase a Razão VVp na tabela 218 correspondente para o mesmo QQpleno encontrado Coluna nº 16b Calculase a vazão plena Vp utilizando o diâmetro coluna nº8 e a declividade coluna nº10 adotados Coluna nº 17 Calculo da Velocidade no tubo Multiplicase a razão de velocidade por velocidade plena coluna nº16 pela velocidade plena coluna 16b 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Planilha Dados por trecho Coluna nº 18 Encontrase a Razão RHD na tabela 218 correspondente para o mesmo QQpleno encontrado Coluna nº 19 Calculase o raio hidráulico RH multiplicando a razão RHD coluna nº18 com o diâmetro adotado coluna nº8 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Planilha Dados por trecho Coluna nº 21 Pode ser calculada também por Coluna nº 22 Velocidade crítica dada por 11 12 13 14 14b 15 16 16b 17 18 19 20 21 C TERRENO m PROF DO COLETOR m C COLETOR m Qp QadotQp yD vvp vp v ms RHD RH m Tensão trativa Pa vc ms montante montante montante Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial jusante jusante jusante Final Final Final Final Final Final 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TRECHO nº EXTENSÃO m Taxa CL Lsm Q trecho Ls Q montante Ls Q jusante Ls Q adotado Ls D m I mm I adotado mm Inicial Inicial Inicial Inicial Inicial calculado terreno Final Final Final Final Final adotado mínimo Com g sendo a aceleração da gravidade 981 ms² O conduto deve ter Tensão Trativa 1 Pa vc v Caso uma das duas restrições acima não sejam atendidas devese redimensionar o trecho Aumentar o diâmetro ou a declividade do trecho Planilha Legendas do projeto Ao lado estão exemplos de números aleatórios onde 3150 é a cota do terreno 3015 é a profundidade do PV 135 é a altura do PV diferença entre 3150 e 3015 TRECHO 13 é o nome do trecho 50m é o comprimento deste coletor 00010mm é a profundidade deste coletor Ø 100mm é o diâmetro deste coletor