Sistemas de Coleta e Transporte de Esgoto Sanitário - Interceptores de Esgoto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA E SANEAMENTO DISCIPLINA SANEAMENTO AMBIENTAL II PROFESSORA DRA SELMA ACUBAS SISTEMAS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO INTERCEPTORES DE ESGOTO PARTES CONSTITUINTES DE UM SISTEMA DE ESGOTOS SANITÁRIOS 01 03 02 04 03 03 05 06 01 Rede Coletora coletores secundários coletores tronco 02 Interceptor sem ligação predial 03 Emissário 04 Estações Elevatórias EE 05 Estação de Tratamento de Esgotos ETE 06 Corpo Receptor Sifão Invertido Definição de interceptor Norma NBR 12 2071992 Canalização que recebe esgotos das redes coletoras e transporta até os emissários Não recebe ligações prediais diretas e Geralmente são locados próximo de cursos de água ou lagos INTERCEPTORES DE ESGOTO INTERCEPTORES DE ESGOTO Inspeção de redes e interceptores SANASA INTERCEPTORES DE ESGOTO Gordura e limpeza de tubulação de esgoto INTERCEPTORES DE ESGOTO Aspecto de um interceptor de esgoto corroído por ácido sulfúrico INTERCEPTORES DE ESGOTO Os interceptares de pequeno diâmetro NBR 96491986 redes coletoras Os interceptores de grandes diâmetros devem ser dimensionados de acordo coma NB 5681989 da ABNT INTERCEPTORES DE ESGOTO 3 PARÂMETROS Quando a vazão inicial é muito pequena a norma NB 5681989 da ABNT admite o lançamento permanente ou temporário de vazões provenientes de cursos de água ou sistema de drenagem superficial Deve ser feito dispositivo que evite a entrada de material grosseiro e não deve superar 20 da vazão final do trecho a jusante Contribuição de tempo seco INTERCEPTORES DE ESGOTO Para o dimensionamento de interceptares de grande porte deve ser considerado o efeito de amortecimento das vazões de pico que é decorrência de dois fatores a Amortecimento em marcha produzido não só pelo balaço de volumes no interior de grandes coletores como pelas variações do regime de escoamento b Defasagem em marcha resultante das adições sucessivamente defasadas das contribuições dos coletores tronco INTERCEPTORES DE ESGOTO Na prática considerase apenas a defasagem em marcha A defasagem pode ser calculada através de dois critérios Composição dos Hidrogramas Diminuição do coeficiente de pico 4 DIMENSIONAMENTO Composição de Hidrogramas pode ser feito a Utilização de modelos matemáticos b Medidas diretas Os hidrogramas podem ser obtidos através de medições diretas nos pontos de afluências dos coletores tronco ao interceptor I I m m trecho Q K Q Q Q sen K K Q inf 2 1 1 INTERCEPTORES DE ESGOTO 4 DIMENSIONAMENTO 41 DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES a Vazão inicial b Vazão final inf Q Q K Q d f f inf 1 Q Q K K Qi i d INTERCEPTORES DE ESGOTO INTERCEPTORES DE ESGOTO 4 DIMENSIONAMENTO 42 Coeficiente de Pico Qm 751 Ls Qm 751 LS K 180 0 5090 174485 20 1 m Q K Diminuição do coeficiente de pico k k1k2 A medida que a área de contribuição cresce os picos de vazão diminuem Qm somatória das vazões médias de uso predominantemente residencial comercial público incluídos também as vazões de infiltração em Ls OBS Para industrias médias e grandes pode ser adotado o valor de 110 Para cada local devem ser feitos estudos específico onde k fQm INTERCEPTORES DE ESGOTO 4 DIMENSIONAMENTO 43 Contribuição pluvial parasitária Segundo a norma NB 5681989 da ABNT a contribuição pluvial parasitária deve ser adicionada à vazão final para a análise de funcionamento do interceptor Todavia para o dimensionamento em si do interceptor a vazão parasitária não é levada em consideração OBS A determinação é feita através de medições no local ou adotar uma taxa de 6 Lskm ao longo do trecho O valor deve ser justificado INTERCEPTORES DE ESGOTO 4 DIMENSIONAMENTO 44 Dimensionamento Hidráulico Tensão trativa para vazão inicial 15 Pa Coeficiente de Manning 0013 Declividade mínima não deve ser inferior a 00005 mm Q m3s Declividade máxima 0 47 00035 0 i mín Q I 23 65 4 f máx Q I INTERCEPTORES DE ESGOTO 4 DIMENSIONAMENTO Velocidade máxima 50 ms Velocidade Crítica YD 085 H f c R g v 6 INTERCEPTORES DE ESGOTO 4 DIMENSIONAMENTO Projetar os trechos I15 e I16 de um interceptor de esgotos conforme planta abaixo INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Dados Taxa de Infiltração 01 Lskm Taxa de contribuição pluvial parasitária 3 Lskm Cota do fundo do PV a montante do trecho I15 59530 Contribuições ao interceptor INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Para determinar o coeficiente de pico K K1 x K2 utilizar a seguinte expressão para Q 751 Ls para Q 751 Ls K 180 0 5090 174485 20 1 m Q K INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO SOLUÇÃO TRECHO I15 1 Cálculo de vazão inicial A vazão inicial será determinada através da seguinte expressão K coeficiente de pico conforme expressão recomendada K1 coeficiente de máxima vazão diária 120 Qi contribuição média inicial de esgoto doméstico Ls Qdi vazão doméstica média inicial Ls Qinf contribuição de infiltração Ls inf 1 Q Q K K Qi i d INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Vazão doméstica média Qd Como Qi 751 Ls K 180 L s Q Q Q Q L s Q L s Q mi d i i m i d 392 7 385 7 70000 0001 0 385 75 310 inf inf INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Logo a vazão inicial será Obs Não foi considerada a contribuição pluvial parasitária L s Q Q Q Q K K Q i i d i i 585 7 385 21 80 1 inf 1 INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO 2 Cálculo de vazão final A vazão final será determinada através da seguinte expressão K coeficiente de pico conforme expressão recomendada Qf contribuição média final de esgoto doméstico Ls Qdf vazão doméstica média final Ls Qinf contribuição de infiltração Ls inf Q Q K Q d f f INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Vazão doméstica média finalQd Como Qf 751 Ls K 180 L s Q Q Q Q L s Q L s Q f d f f f d 65135 8 35 643 8 35 15325 68182 0001 0 643 118 525 inf inf INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Logo a vazão final será L s Q Q Q Q K Q f f d f f 16575 1 8 35 643 80 1 inf INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Considerando a vazão pluvial parasitária A contribuição de água pluvial parasitária será de L s Q L s m Q L Tc Q p p p p 5 250 83507 003 0 INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Portanto a vazão final com a contribuição da vazão de pluvial parasitária será L s Q Q Q Q Q f f p f f 416 3 1 250 5 8 1165 INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO 3 Cálculo da declividade mínima Como a declividade de 000045 mm é muito pequena para a construção do trecho será adotada uma declividade maior que permitirá o assentamento adequado da tubulação Portanto a declividade a ser adotada será de m m I I Q I mín mín i mín 00045 0 0 585 00035 0 00035 0 47 0 47 0 m m Iadot 0 00070 INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO 4 Cálculo do diâmetro mm m D m D I Q D adotado f 1 500 50 1 306 1 0 00070 1165 0463 0 0463 0 375 0 375 0 INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO 5 Cálculo das lâminas líquidas e das velocidades Inicial 11 22 0 00070 0 585 I Qi m s v I v D y i i i 0 96 0 00070 3609 09 36 40 0 Tabela 43 INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Final 03 44 0 00070 1165 I Qf yf D 0575 vf I 4227 Þ vf 4227 000070 112 m s Tabela 43 INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO 6 Análise do funcionamento da tubulação considerando a contribuição pluvial parasitária Será verificado se com a contribuição pluvial parasitária o interceptor funcionará como conduto livre ou seja com lâmina líquida YD 085 52 53 0 00070 1 416 I Q p f yfp D 0675 085 Tabela INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO 7 Cálculo do raio hidráulico Inicial D 0 40 yi RHi D 0214 Þ RHi 021415 0321m Tabeela INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Final 0 575 D y f RHf D 0272 Þ RHf 027215 0 408 m Tabela INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO 8 Cálculo da tensão trativa s g RHi I s 100000321000070 s 225 Pa INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO 9 Cálculo da velocidade crítica vc 6 g RHf vc 6 9810408 vc 12 m s INTERCEPTORES DE ESGOTO EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO EXERCÍCIO PROPOSTO CALCULAR O TRECHO I16 INTERCEPTORES DE ESGOTO UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DEPARTAMENTO DE HIDRÁULICA E SANEAMENTO DISCIPLINA SANEAMENTO AMBIENTAL II PROFESSORA DRA SELMA ACUBAS SISTEMAS DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO SIFÃO INVERTIDO SIFÃO INVERTIDO O Sifão invertido é utilizado para transpor obstáculos em sistemas de coleta e transporte de esgoto sanitário como córregos e rios galerias de águas pluviais adutoras linhas de metrô galerias de cabos elétricos ou de comunicação etc A transposição pode ser feita por cima ou por baixo Para a transposição por cima há necessidade de elevar o líquido utilizando se de estações elevatórias de esgoto Para a transposição por baixo é possível aprofundar a tubulação mantendo se o escoamento em conduto livre ou forçado quando após o obstáculo é necessário elevar a tubulação novamente SIFÃO INVERTIDO Alternativas para transposição do obstáculo por gravidade aprofundando a tubulação por recalque através de elevatória por gravidade travessia aérea depende do caso por sifão invertido SIFÃO INVERTIDO SIFÃO INVERTIDO SIFÕES INVERTIDOS LAJE REMOVÍVEL COM FUROS PARA LIMPEZA DO COLETOR E OPERAÇÃO DOS STOPLOGS LAJE REMOVÍVEL COM FUROS PARA LIMPEZA DO SIFÃO LAJE REMOVÍVEL COM FUROS PARA LIMPEZA DO COLETOR E OPERAÇÃO DOS STOPLOGS CÂMARA DE MONTANTE NA NA NA CÂMARA DE JUSANTE LAJE AUXILIAR PARA OPERAÇÃO STOPLOG COLETOR COLETOR AFLUENTE STOP LOG EFLUENTE STOP LOG POÇO DE LIMPEZA Ø 600mm DEPENDÊ DO COMPRIMENTO DA CAÇAMBA PERFIL SESC NOTAS Para 500 mm utilizar poço de limpeza Para 300 mm a limpeza poderá ser feita pelo próprio tubo dispensando o poço de limpeza O FORMATO DA CÂMARA DEPENDE DO MÉTODO CONSTRUTIVO CÂMARA DE MONTANTE CÂMARA DE JUSANTE STOP LOG STOP LOG DEPENDE DO COMPRIMENTO DA CAÇAMBA PLANTA SESC PERFIL O sifão pode ser construído obliquamente como em a verticalmente b misto c e d ou em forma semelhante a um trapézio e a b c d e SIFÃO INVERTIDO MATERIAIS Ferro fundido dúctil Concreto armado Aço Plástico SIFÃO INVERTIDO LIMPEZA BUCKET MACHINES LIMPEZA BUCKET MACHINES SIFÃO INVERTIDO CÂMARA DE MONTANTE CONTROLE DE VAZÃO POR STOPLOG SIFÃO INVERTIDO CÂMARA DE MONTANTE CONTROLE DE VAZÃO VERTEDOR LATERAL SIFÃO INVERTIDO DETALHE DA CÂMARA DE MONTANTE SIFÃO INVERTIDO DETALHE DA CÂMARA DE JUSANTE CONTROLE POR STOP LOG SIFÃO INVERTIDO VENTILAÇÃO NO SIFÃO INVERTIDO SIFÃO INVERTIDO HIDRÁULICA DO SIFÃO INVERTIDO Apesar do sifão poder trabalhar como conduto livre os conceitos hidráulicos aplicáveis são por condutos forçados Para o cálculo da perda de carga distribuída recomendase o uso das seguintes fórmulas Fórmula Universal K 2mm Fórmula de HazenWilliams C 100 Fórmula de Manning n 0015 SIFÃO INVERTIDO Para o cálculo da perda de carga localizada utilizase a expressão g v J J Onde g v J J S L S L 2 2 Perda de carga localizada mm Somatório dos coeficientes de perda de carga localizada Velocidade média na seção ms Aceleração da gravidade ms2 HIDRÁULICA DO SIFÃO INVERTIDO SIFÃO INVERTIDO PARÂMETROS DE DIMENSIONAMENTO DO SIFÃO INVERTIDO Velocidade Garantir auto limpeza das tubulações pelo menos uma vez por dia Velocidade mínima V 06 ms para vazão média V 09 ms para vazão máxima de um dia qualquer Velocidade máxima 30 a 40 ms Diâmetro mínimo Ø 150 mm Número de tubulações Mínimo 2 Grandes variações de vazões 2 REFERÊNCIA Todo o conteúdo foi retirado do livro Tsutiya MT e Sobrinho Alem Pedro Coleta e Transporte de Esgoto Sanitário 1 ed Cap 6 p 201221 São Paulo 1999