Livro Completo Coleta e Transporte de Esgoto Sanitário Tsutiya M Cap 1 a 9

Milton Tomoyuki Tsutiya Pedro Alem Sobrinho COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO 2ª edição - 2000 Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo São Paulo 2000 Copyright © 2000 Milton Tomoyuki Tsutiya Pedro Alem Sobrinho Reservados todos os direitos de tradução e adaptação É proibida a reprodução total ou parcial, por quaisquer meios, sem a autorização escrita dos autores Capa: Arq. Cláudia Nakamura Tsutiya, Milton Tomoyuki Coleta e transporte de esgoto sanitário / Milton Tomoyuki Tsutiya, Pedro Alem Sobrinho - 1ª ed. - São Paulo: Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 1999. 548 p Inclui referências bibliográficas ISBN: 85.900.823-1-8 1. Esgotos. 2. Redes coletoras. 3. Estações elevatórias. I. Alem Sobrinho, Pedro. II. Título. CDU 628.24 Como solicitar o livro: Milton Tomoyuki Tsutiya - e-mail: tsutiya@usp.br Pedro Alem Sobrinho – e-mail: palem@usp.br Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Av. Prof. Almeida Prado, 271 - Cidade Universitária 05508-900 - São Paulo, SP Telefone: (011) 3818.5396 Fax: (011) 3818.5423 Programas apresentados neste livro para dimensionamento de redes coletoras, estão disponíveis na página Internet http://www.poli.usp.br/phd A minha esposa Sioc Lan e ao meu filho Fernando que sempre apoiaram, incentivaram e colaboraram para a realização de mais este empreendimento. Milton A meu pai, por tudo que me proporcionou, à minha irmã Elvira, que hoje olha por ele e à minha esposa Ana Maria pela sua dedicação e apoio durante toda a minha carreira profissional Pedro Alem PREFÁCIO A engenharia sanitária brasileira experimentou um notável progresso nas últimas três décadas, com o advento de novos modelos institucionais e sistemas de financiamento. O nível de atendimento proporcionado às populações urbanas pelas obras sanitárias, como resultado da implantação de novos equipamentos, e também da modernização e ampliação de sistemas já existentes, teve um acentuado incremento especialmente com relação ao abastecimento de água. Um grande esforço está sendo realizado para que os sistemas de esgotos sanitários alcancem também um nível compatível com o acelerado crescimento das cidades, tanto nos aspectos quantitativos como qualitativos. Certamente, durante alguns anos será ainda necessário considerar as obras de esgotos como um item prioritário no conjunto dos serviços públicos urbanos. Entretanto, os sistemas de esgotos sanitários, envolvendo questões hidráulicas, topográficas, ambientais, eletro-mecânicas e construtivas, são reconhecidamente de custo elevado e exigem uma tecnologia apropriada de planejamento, projeto e construção. O presente livro trata essencialmente do planejamento e projeto dos sistemas de coleta e afastamento de esgotos, constituídos pelo extenso conjunto de condutos e equipamentos, desde as tubulações que recebem os despejos das habitações e outras edificações, passando pela malha coletora que percorre as vias públicas, pelos coletores-troncos que acompanham os cursos de água e os fundos de vale e pelos condutos maiores ou interceptores, até as instalações ou estruturas especiais que, por força das condições topográficas necessitam ser construídas. A obra apresenta, além dos aspectos fundamentais para o planejamento e projeto, tratados sob um enfoque moderno, um rico conjunto de conhecimentos acessórios, pouco divulgados em publicações do gênero. São conhecimentos indispensáveis para que se possa ter uma visão global dos problemas envolvidos, em especial quando se estudam empreendimentos de porte maior. Os exemplos e exercícios resolvidos e as numerosas ilustrações contribuem sobremaneira para a boa compreensão dos assuntos. vi Os autores, docentes há vários anos da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo são também profissionais com longa atuação em atividades de planejamento, projeto e consultoria. Sou testemunha de suas respectivas trajetórias, marcadas por um grande número de estudos, pesquisas e trabalhos publicados, desde a distante fase em que atendiam a cursos de pós-graduação na mesma Universidade. O oportuno lançamento desta obra, essencialmente didática e de ampla abrangência, representa um valioso subsídio para estudantes e profissionais e uma importante contribuição à bibliografia técnica no campo da engenharia sanitária nacional. Paulo Soichi Nogami APRESENTAÇÃO Em 1986, como membros da Comissão para Elaboração de Normas de Esgoto Sanitário da ABNT e como professores do Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (PHD-EPUSP), ao término da elaboração da NBR 9648 - Estudo de Concepção de Sistemas de Esgoto Sanitário e NBR 9649 - Projeto de Redes Coletoras de Esgoto Sanitário, que traziam inovações importantes em relação às normas até então em vigor, observamos que a literatura disponível a respeito de sistemas de coleta e transporte de esgoto sanitário tornara-se obsoleta e a elaboração de novo material didático sobre o assunto era urgente. Com o objetivo de colocar à disposição de nossos alunos um material didático atualizado, em 1987 publicamos, com a colaboração do Prof. Elísio de Queiroz Orsini, dentro do PHD-EPUSP a apostila para a disciplina PHD-411 - Saneamento I, intitulada “Sistemas de Esgoto Sanitário - Concepção, Rede Coletora, Normas, Estações Elevatórias”. Por ser à época e mesmo durante alguns anos, talvez o único material didático devidamente atualizado, sobre sistemas de coleta e transporte de esgoto sanitário, nossa apostila passou a ser utilizada por uma grande quantidade de alunos do curso de engenharia civil, de várias escolas e especialmente, em larga escala, pelos engenheiros e empresas de engenharia envolvidos com projetos de obras de esgoto sanitário. A sugestão por parte de vários desses usuários da apostila para que a partir dela produzíssemos um livro se tornava cada vez mais intensa com o passar do tempo. A necessidade de renovação e atualização de nosso material didático já no campo profissional, ampliamos a apostila, incluindo em 1992 o capítulo de obras de intercepção, prolongando mais tarde o dimensionamento de estação elevatória e, em 1993, o capítulo de interceptores de esgoto sanitário. A pressão de vários colegas para que produzíssemos um livro sobre coleta e transporte de esgoto sanitário tornou-se muito grande e nos animou a assumir tal empreitada. Tendo como ideia básica que o livro deverá atender aos alunos de graduação do nosso curso de engenharia civil e também os engenheiros envolvidos com o projeto de obras de esgoto sanitário, tomamos como base a nossa apostila didática, fizemos uma boa revisão e atualização, e, solicitamos a colaboração de alguns colegas com grande experiência em alguns assuntos específicos para que escrevessem alguns itens e mesmo capítulos do livro, de modo a torná-lo mais completo e atender melhor os usuários, especialmente aqueles já em atividade profissional. A nossa solicitação foi prontamente atendida por colegas cujos nomes aparecem nos respectivos itens ou capítulos por eles preparados. viii Como consequência desse procedimento, este livro passou a extrapolar em alguns pontos o que realmente lecionamos aos nossos alunos de graduação, passando a ter alguns itens de hidráulica já estudados por eles em outras disciplinas e outros itens foram tratados com maior profundidade do que se enfoca nos cursos de saneamento, a nível de graduação, como é o caso do projeto de elevatória de esgoto, transições hidráulicas e remanso em interceptores. Todavia, a maior parte do livro será também utilizada em nosso curso de Saneamento I da Escola Politécnica da USP. Esperamos, assim, estar contribuindo para o desenvolvimento da engenharia sanitária nacional e consequentemente para a melhoria da qualidade de vida de nossa população, ainda em grande parte não atendida por sistema de esgoto sanitário. São Paulo, abril de 1999. MILTON TOMOYUKI TSUTIYA PEDRO ALEM SOBRINHO MILTON TOMOYUKI TSUTIYA Engenheiro civil, formado em 1975 pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Recebeu os títulos de Mestre em Engenharia, em 1984 e de Doutor em Engenharia em 1990 pela Escola Politécnica da USP. Iniciou suas atividades acadêmicas em 1982, no Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da USP, onde atualmente ocupa o cargo de Professor Doutor na Área de Saneamento. Ministrou vários cursos de aperfeiçoamento e de extensão em várias cidades do Estado de São Paulo, principalmente para os engenheiros da SABESP. Tem mais de setenta trabalhos publicados nos mais variados assuntos referentes aos sistemas de esgoto sanitário e sistemas de abastecimento de água. É funcionário da SABESP desde 1976, onde iniciou como engenheiro júnior, ocupando posteriormente os cargos de coordenador de projeto, coordenador de planejamento e coordenador de pesquisas e desenvolvimento tecnológico. Participou de um grande número de estudos de concepção, projeto básico e projeto executivo de sistemas de abastecimento de água e de esgotos sanitários e também de Planos Diretores. Na área de pesquisa, tem atuado em temas relacionados com a redução de custos operacionais e melhoria de eficiência dos sistemas de água e esgoto. PEDRO ALEM SOBRINHO Engenheiro civil, com opção em hidráulica e saneamento, formado em 1967 pela Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo e engenheiro sanitarista pela Faculdade de Higiene e Saúde Pública da USP formando em 1969. Recebeu o título de Master of Science na Universidade de Newcastle upon Tyne, UK, em 1975 e de Doutor em Engenharia pela Escola Politécnica da USP em 1981. Em concursos públicos recebeu os títulos de Professor Livre Docente em 1991 e de Professor Titular em 1996, junto ao Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da USP. Iniciou suas atividades acadêmicas em 1970, como professor de saneamento da Faculdade de Engenharia de Barretos, lecionou nos cursos de engenharia sanitária e civil da Escola de Engenharia Mauá e desde 1976 é professor do Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da USP, onde atualmente ocupa o cargo de Professor Titular da Área de Saneamento. Ministrou dezenas de cursos de aperfeiçoamento e de extensão em vários estados do Brasil e em diversos países latinoamericanos. Tem mais de cem trabalhos publicados na área de esgoto sanitário e despejos industriais. Foi funcionário do FESB/CETESB de 1970 a 1995 tendo sido inicialmente assessor técnico da Diretoria de Controle de Poluição das Águas e posteriormente desenvolveu suas atividades na área de pesquisas tecnológicas, onde ocupou o cargo de diretor de Departamento de Pesquisa de Tecnologia para Despoluição na CETESB. Como consultor prestou serviços à Organização Panamericana de Saúde, a empresas de saneamento e firmas consultoras. Participou de um grande número de projetos, a maioria na área de tratamento de esgoto sanitário e de despejos industriais. Atuou, também, no Uruguai (onde teve atuação destacada na elaboração do Plano Diretor de Esgotos de Montevidéu), na Argentina e no Chile.