Trabalho de Esgoto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DELREI Engenharia Civil 2º semestre de 2024 Sistema de Esgoto Sanitário e Pluvial Trabalho Prático Valor 100 pontos Data de entrega 14022025 NOME Desenvolver o projeto hidráulico do sistema de esgoto abaixo considerando coeficiente de retorno C 08 consumos efetivos Variável para cada grupo coeficientes de máxima contribuição k1 12 k2 15 densidades populacionais Variável para cada grupo comprimento médio de ruas l 200 mh a a ser utilizado para as áreas de expansão taxas de infiltração TIi 00009 Lsm TIf 00006 Lsm 012 Ls h a diâmetro mínimo DN 150 recobrimento mínimo Variável para cada grupo UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DELREI Engenharia Civil 2º semestre de 2024 Sistema de Esgoto Sanitário e Pluvial Trabalho Prático Valor 100 pontos Data de entrega 14022025 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DELREI Engenharia Civil 2º semestre de 2024 Sistema de Esgoto Sanitário e Pluvial Trabalho Prático Valor 100 pontos Data de entrega 14022025 O PROJETO DEVE CONTER 1 Memorial Descritivo Justificativo e de Cálculo contendo Descrição do dimensionamento normas equações de cálculo materiais empregados vazão de projeto de toda área planilha de dimensionamento utilizada no projeto dos elementos componentes do sistema de esgoto sanitário DESENHOS A SEREM APRESENTADOS Rede Coletora de Esgoto em pranchas 1 Informações dos PVs e coletores em planta conforme exemplo postado no portal na escala exigida em projetos de esgotamento sanitário 2 Traçado de todos os trechos do coletor 1 desde o trecho 11 até o trecho 15 em perfil conforme exemplo postado no portal na escala exigida em projetos de esgotamento sanitário CONDIÇÕES FINAIS Grupos máximo de 3 integrantes Entrega 1402 Um integrante de cada grupo deve enviar os nomes de seus integrantes por email jacksonufsjedubr para que o professor informe o número do grupo para conhecimento dos dados que deverão ser utilizados no projeto UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DELREI Engenharia Civil 2º semestre de 2024 Sistema de Esgoto Sanitário e Pluvial Trabalho Prático Valor 100 pontos Data de entrega 14022025 Grupo Densidade populacional habhectare qpc Lhabdia Recobrimento mínimo m DQO Esgoto Bruto mgL 1 100 150 090 100 2 120 160 095 200 3 250 170 100 300 4 300 180 105 400 5 500 190 110 500 6 1000 200 115 600 7 600 210 120 700 8 350 220 125 800 9 1500 230 130 900 10 750 240 140 350 11 800 250 145 1000 12 900 280 150 1200 CAMPUS ALTO PARAOPEBA ENGENHARIA CIVIL MEMORIAL DESCRITIVO E DE CÁLCULO CONCEPÇÃO DE PROJETO SISTEMA DE ESGOTO SANITÁRIO E PLUVIAL Ouro Branco Fevereiro de 2025 CAMPUS ALTO PARAOPEBA ENGENHARIA CIVIL MEMORIAL DESCRITIVO E DE CÁLCULO CONCEPÇÃO DE PROJETO SISTEMA DE ESGOTO SANITÁRIO E PLUVIAL Nome XXXXXX Nome XXXXXX Nome XXXXXX Professor Dr Jackson de Oliveira Pereira Ouro Branco Fevereiro de 2025 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO4 2 NORMAS4 3 MEMORIAL DESCRITIVO E JUSTIFICATIVO4 31 Descrição geral4 32 Condições gerais4 33 Descrição do projeto5 331 Diretrizes5 4 MEMORIAL DE CÁLCULO5 41 População5 42 Vazão doméstica5 43 Vazão máxima6 44 Taxa de contribuição linear6 45 Declividades6 451 Declividade do Terreno6 452 Declividade Mínima7 453 Declividade Máxima7 454 Declividade Adotada7 46 Diâmetros7 47 Tensão Trativa8 48 Velocidades de escoamento8 49 Remanso hidráulico8 410 Tabela de Manning9 411 Velocidade9 412 Raio Hidráulico10 413 Profundidade do coletor10 414 Cota do coletor11 5 RELAÇÃO DE MATERIAIS E SERVIÇOS11 6 ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA DE MATERIAIS12 7 REFERÊNCIAS14 1 INTRODUÇÃO No presente memorial será apresentado uma rede coletora de esgoto bem como a concepção adotada juntamente com os cálculos realizados para o melhor aproveitamento da rede Dessa forma tem como objetivo calcular descrever e justificar as ações realizadas tendo como base critérios definidos normativamente pela Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT A densidade demográfica de saturação dos loteamentos em questão é de 250 habha e a área de expansão é de 14 hectares 2 NORMAS NBR 96481986 Estudo de concepção de sistemas de esgoto sanitário NBR 96491986 Projetos de redes coletoras de esgoto sanitário NBR 88902003 Tubos de Concreto Armado para Esgotos Sanitários NBR 142621999 Tubos de PVC Verificação da resistência ao impacto NBR 736212005 Sistemas enterrados para condução de esgoto Resolução CONAMA nº 369 de 28 de março de 2006 NTS 025 Norma Técnica SABESP Projeto de Redes coletoras de Esgoto NTS 033 Tampão de Ferro Fundido Dúctil 3 MEMORIAL DESCRITIVO E JUSTIFICATIVO 31 Descrição geral O projeto é referente à uma rede coletora de esgoto sanitário na qual existem três áreas de expansão que totalizam 14 hectares que se se ligam a rede até o ponto de descarga final 32 Condições gerais O dimensionamento da rede em questão foi feito com base na NBR 96491986 submetendose às especificações de projeto e às restrições impostas pelas leis ambientais e resoluções do CONAMA prezando pela eficiência do sistema e sustentabilidade econômica 33 Descrição do projeto 331 Diretrizes De acordo com as informações fornecidas pelo contratante os seguintes critérios e dados devem ser respeitados Distância máxima entre PVs 100 m Taxa de infiltração inicial 00009 Lsm Taxa de infiltração final 00006 Lsm Diâmetro mínimo para rede coletora 150 mm Densidade populacional 250 habha Recobrimento mínimo 100 m População de saturação 3500 hab Consumo per capita 170 Lhabdia 4 MEMORIAL DE CÁLCULO 41 População A densidade populacional é de 300 habitantes por hectare Através da planta topográfica do local foi fornecida a área do loteamento medida em hectares A partir desses parâmetros e da Equação 1 é possível obterse o valor da população de projeto População de projeto densidade populacional x área 1 A população do projeto é de 3500 habitantes 42 Vazão doméstica O cálculo da vazão doméstica para início e fim de plano é realizado de acordo com as Equações 2 e 3 respectivamente Vazão máxima para início de plano 𝑄𝑑 k 2q PC 86400 2 Onde Q é a vazão em Ls 𝑘2 é o coeficiente da hora de maior consumo 15 𝑞 é o consumo per capita em Lhabdia P é a população de projeto 3500 hab C é o coeficiente de retorno igual a 08 Vazão máxima para fim de plano Qdk 1k 2qPC 86400 3 Onde 𝑘1 é o coeficiente do dia de maior consumo igual a 12 43 Vazão máxima A vazão máxima é calculada a partir da Equação 4 𝑄 𝑄𝑑 𝑄𝑖𝑛𝑓 𝑄𝑐 4 Onde 𝑄𝑑 é a vazão doméstica em Ls 𝑄𝑖𝑛𝑓 é a vazão de infiltração em Ls 𝑄𝑐 é a vazão concentrada ou singular em Ls A vazão máxima inicial é de 1151 Ls e a vazão máxima final é de 1208 Ls 44 Taxa de contribuição linear As taxas de contribuição linear utilizadas na planilha de dimensionamento foram calculadas através das Equações 5 T xLvTxinf 5 Onde 𝑇𝑥 é a taxa de contribuição em Lsm 𝐿𝑣 é o comprimento da rede em m 45 Declividades 451 Declividade do Terreno A declividade do terreno é obtida de acordo com a Equação 6 𝐼𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑜 𝐶𝑚𝐶𝑗𝐿 6 Onde 𝐶𝑚 é a cota a montante do terreno em m 𝐶𝑗 é a cota a jusante do terreno em m 𝐿 é o comprimento do trecho em m 452 Declividade Mínima A declividade mínima é a correspondente à tensão trativa de 10 Pa para a vazão média de início de plano Esta é obtida através da Equação 7 Imín00055Qi 074 7 Onde 𝑄𝑖 vazão de início de plano em Ls 453 Declividade Máxima A declividade máxima é a correspondente à velocidade máxima de 5 ms para a vazão máxima de final de plano Esta é obtida através da Equação 8 𝐼𝑚á𝑥 465Qf 067 8 Onde 𝑄𝑓 é a vazão de final de plano Ls 454 Declividade Adotada Para a determinação da declividade adotada em cada trecho devese analisar cada caso isolado Nenhum valor de declividade deve ser inferior à mínima calculada e superior à máxima sendo que preferencialmente foi adotada a declividade do terreno pois é a que gera menores profundidades 46 Diâmetros O diâmetro mínimo de acordo com Norma Técnica da SABESP é de 150 mm Foi utilizado o critério dos diâmetros progressivos que consiste em diâmetros do mesmo tamanho ou superiores em um mesmo coletor de montante para jusante Para a definição dos diâmetros D dos coletores adotouse inicialmente o diâmetro de 150 mm e verificouse a lâmina dágua relativa referente à vazão de fim de plano de jusante de cada trecho A lâmina relativa deve ser inferior a 50 caso o escoamento esteja no regime supercrítico torrencial e inferior a 75 caso esteja no regime subcrítico fluvial Para casos em que a lâmina relativa máxima não fosse atendida adotouse o diâmetro comercial imediatamente superior 47 Tensão Trativa A tensão trativa é definida como uma tensão tangencial exercida sobre a parede do conduto pelo líquido escoado Este critério é determinado pela NBR 9649 para dimensionamento dos coletores de esgoto e envolve considerações sobre três aspectos principais hidráulico controle de sulfatos e ação de autolimpeza A tensão trativa representa um valor médio de tensão ao longo do perímetro molhado do conduto e é calculada de acordo com a Equação 9 𝑇 γ 𝑅ℎ 𝐼 9 Onde γ é o peso específico do líquido 9810 Nm³ 𝑅ℎ é o raio hidráulico em m 𝐼 é a declividade do coletor em mm De acordo com a NBR 9649 a tensão trativa crítica é de 10 Pa Em qualquer trecho da rede a tensão trativa calculada deverá ser maior ou igual à tensão trativa crítica sendo esta a condição para que o esgoto escoado garanta a autolimpeza e o controle de sulfetos 48 Velocidades de escoamento A velocidade mínima de escoamento foi substituída pelo critério de verificação de tensão trativa crítica A declividade mínima admissível é a que satisfaz a tensão trativa crítica De acordo com a NBR 9649 quando a velocidade final é superior à velocidade crítica a lâmina dágua máxima deve ser reduzida para 50 do diâmetro do coletor a fim de se assegurar a ventilação no trecho Para o caso de se ter YD05 geralmente o mais adequado é aumentar o diâmetro do coletor A velocidade crítica é obtida de acordo com a Equação 10 𝑉𝐶 6 g RH 10 Onde 𝑉𝐶 é a velocidade crítica em ms 𝑔 é aceleração da gravidade em ms² 𝑅ℎ é o raio hidráulico em m 49 Remanso hidráulico O remanso hidráulico ocorre quando a relação yD no trecho a jusante é superior à mesma relação para o trecho a montante Devese avaliar o fenômeno em cada trecho da rede e para cessar o fenômeno devese adotar um rebaixamento na rede degrau ou em casos mais extremos a inserção do tubo de queda 410 Tabela de Manning A tabela de Manning Figura 1 contém valores relacionados de diâmetro lâmina líquida velocidade dividida pela raiz quadrada da declividade vazão dividida pela raiz quadrada da declividade e raio hidráulico dividido pelo diâmetro para tubulações com coeficiente de rugosidade de Manning igual a 0013 em escoamento livre A tabela foi utilizada para o dimensionamento e verificação do escoamento Figura 1 Tabela para dimensionamento e verificação do escoamento Fonte Tsutiya e Alem Sobrinho 1999 Com a vazão de projeto adotada Q e a declividade do coletor Ic tanto para o início vazão inicial quanto para o final vazão final de plano é realizada a seguinte divisão Q m 3 s IC m m Com o resultado obtido e considerando a lâmina líquida de 075 foi consultada a tabela para encontrar um valor maior ou igual que o obtido com a equação 7 sendo que desse modo foi obtido o diâmetro sendo que para esse dimensionamento foi considerada a vazão de projeto adotada para o final de plano também foi verificado a lâmina líquida velocidade dividida pela raiz quadrada da declividade e o raio hidráulico dividido pelo diâmetro sendo que estes parâmetros foram obtidos para o início e para o final de plano 411 Velocidade A velocidade do escoamento é a distância percorrida pelo esgoto sanitário coletado no trecho analisado por unidade de tempo sendo que não deve ser superior a 50 ms Sendo que foi obtida tanto para o início quanto para o final de plano por meio da seguinte equação v m s I m m I c m m 11 Onde vI é obtido na tabela da figura 1 IC é a declividade do coletor 412 Raio Hidráulico O raio hidráulico de uma tubulação é determinado tanto para o início quanto para o final de plano a partir da razão entre a sua área molhada e o perímetro molhado Tal parâmetro pode ser calculado com o auxílio da Tabela de Manning por meio da operação descrita na equação 12 Rh β D 12 Onde β é a relação RhD D é o diâmetro Ambos os parâmetros obtidos em metros através da tabela de Manning 413 Profundidade do coletor As profundidades para assentamento dos coletores são as distâncias verticais entre as superfícies dos terrenos e as geratrizes inferiores das tubulações sendo divididas em profundidade de montante início do trecho e profundidade de jusante final do trecho e foram determinadas da seguinte maneira 1 A profundidade de montante Pm do primeiro trecho de uma sequência é a profundidade mínima de recobrimento no caso está em pista de rolamento portanto é 090 m somando ao diâmetro da tubulação 2 A profundidade de jusante Pj foi obtida por meio da seguinte equação Pj Pm Ic It L m 13 Onde Pm é a profundidade de montante em m Ic é a declividade do coletor em mm It é a declividade do terreno em mm L é a extensão do trecho em metros 3 Quando existirem trechos anteriores ao analisado a profundidade de montante deste é igual à profundidade de jusante do trecho anterior Quando tiverem 2 ou mais trechos anteriores que estiverem se conectando ao trecho analisado a profundidade de montante deste é igual à maior profundidade de jusante entre os trechos anteriores 414 Cota do coletor As cotas dos coletores tanto a de montante CCm como a de jusante CCj foram consideradas referentes às geratrizes inferiores das tubulações sendo calculadas pela equação 14 CC CT P m 14 Onde CT é a cota do terreno em m P a profundidade em m 5 RELAÇÃO DE MATERIAIS E SERVIÇOS As quantidades de materiais necessários para a implantação da rede coletora de esgoto em questão foram determinadas da seguinte maneira 1 Os tubos de PVC de diâmetro 150 mm são barras de 6 m cada sendo assim foi dividido o comprimento total da rede coletora por 6 obtendo se a quantidade necessária de barras 2 Os anéis de borracha foram quantificados de acordo com o número de tubos já que eles são utilizados para fazer a conexão entre tubos sendo necessário portanto uma quantidade igual ao número de tubos menos um 3 Os anéis de concreto prémoldados variam de acordo com a profundidade do poço de visita sendo que para poços com até 15 m de profundidade utilizase anéis com DN 600 e para poços com até 25 m utilizase anéis com DN 800 sendo estes os casos que podem ser encontrados na rede projetada A Tabela 1 apresenta os materiais necessários e suas respectivas quantidades Tabela 1 Tabela de materiais utilizados Material Quant Unid Tubo PVC NBR7362 ø150 121 barras Tubo PVC NBR7362 ø200 9 barras Anel de borracha DN 150 120 un Anel de borracha DN 200 8 un Anel de concreto pré moldado DN 60 12 un Tampa de Ferro Fundido Dúctil para TIL ø600 12 un 6 ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA DE MATERIAIS Tubo de PVC para Esgoto Anel de borracha SELIM C TRAVAS DN150x100mm SELIM S TRAVAS DN150x100 ANÉL DE CONCRETO PARA TERMINAL DE INSPEÇÃO E LIMPEZA DN 600 E H50 CM TAMPA DE FERRO FUNDIDO DÚCTIL PARA TERMINAL DE INSPEÇÃO E LIMPEZA ESGOTO DN 600 7 REFERÊNCIAS NOTAS DE AULA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 7229 Projeto construção e operação de sistemas de tanques sépticos Procedimento Rio de Janeiro ABNT 1993 CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE CONAMA Resolução nº 20 de 18 de junho de 1986 Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes Disponível em httpwwwmmagovbrportconamaresres86res2086html COPASA T2340 Norma Técnica de Projetos de redes coletoras interceptores e emissários de esgotos sanitários Procedimento 2005 SABESP NTS 025 Norma Técnica de Projeto de redes coletoras de esgoto Procedimento 2006 TSUTIYA M T ALEM SOBRINHO P Coleta e transporte de esgoto sanitário 1ed São Paulo Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da USP 1999