Projeto de Sistema de Esgoto - Dimensionamento e Traçado da Rede Coletora

TRABALHO I 1 T1 Saneamento III Docente Responsável Prof Dr Alexandre Botari Projetar um Sistema de Coleta e Transporte de Esgoto para a determinada cidade a ser construída apresentando memória de cálculo esquemas e desenhos em escala das unidades projetadas abrangendo os tópicos estudados em aula Obs Justificar quaisquer alterações realizadas em relação aos valores propostos a Apresentação da concepção geral do sistema b Estudos demográficos e de uso e ocupação do solo c Cálculo das contribuições por área de zoneamento e Vazões totais d Estudo das alternativas de concepção da rede e Traçado e dimensionamento da Rede coletora f Coletores Tronco g Interceptores h Emissários i EEEs j Planilhas de cálculo para rede e interceptores Dados a Número de Etapas e Duração Etapas 1ª e 2ª etapas anos 2033 e 2043 b Dados de população de censos do IBGE hab 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 q Lhab1dia1 Grupo 1 9890 15887 18051 22854 25548 30980 33980 125 Grupo 2 15256 20332 26147 31158 37890 43150 51025 150 Grupo 3 24158 31254 36150 42054 48520 54158 62059 175 Grupo 4 32058 39005 46159 52587 59012 65987 74054 200 Grupo 5 42698 50456 58987 69874 70025 80145 88458 225 Grupo 6 59369 60158 69874 78159 86876 94125 108698 275 c Os respectivos grupos terão que arbitrar os valos para Coeficiente de retorno C coeficientes da hora de maior vazão K1 Coeficiente do dia de maior vazão K2 Taxa de contribuição de infiltração T e as locações de PV TIL TL e CP Entrega do trabalho 1 07032023 item a a item e 2 11042023 demais itens Obs Qualquer adiamento não justificado pelas normas da UEM será penalizado com a perda de 10 ponto por dia de atraso UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ CAMPUS DE UMUARAMA DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA SANEAMENTO III PROF DR ALEXANDRE BOTARI Rafael Bianco Pereira RA 113847 Guilherme Kazuki Nakanishi RA 115226 Leandro Lopes Amorim RA 113881 Gustavo Ferreira RA 100661 Eder Ferreira de Souza RA110729 SISTEMA DE COLETA E TRATAMENTO DE ESGOTO PARA A CIDADE DE COBARAMA Umuarama 2023 SUMÁRIO 1 CONCEPÇÃO GERAL DO SISTEMA 3 2 ESTIMATIVA DE CRESCIMENTO POPULACIONAL 3 21 Linhas de Tendência 4 3 ESTUDOS DO USO E OCUPAÇÃO DO SOLO 6 4 CONTRIBUIÇÕES DE VAZÃO 7 41 Demanda de consumidores especiais e singulares 7 42 Vazão per capita 18 43 Vazão doméstica de início e final de plano 18 44 Vazão de Infiltração 19 45 Taxas de contribuição para cálculo das redes coletoras simples 21 46 Vazão de dimensionamento 22 5 ESTUDO DE CONCEPÇÃO DA REDE 25 6 REFERÊNCIAS 27 1 CONCEPÇÃO GERAL DO SISTEMA O serviço publico de saneamento básico é um conjunto de serviços fundamentais para o desenvolvimento socioeconômico e promoção de saúde para a população garantindo o tratamento e abastecimento de água esgotamento sanitário drenagem urbana limpeza urbana manejos de resíduos sólidos e de águas pluviais O saneamento básico tem grande importância na contribuição de saúde a educação economia e o meio ambiente A modernização e ampliação desse sistema beneficia em qualquer lugar do mundo a sociedade como um todo No brasil o saneamento básico é um direito garantido pela Constituição Federal e instituído pela Lei nº 114452007 Embora este direito esteja assegurado por lei o Brasil não consegue atendender a toda população causando a ausência destes serviços para grande parte da população brasileira e prejudicando a saúde publica e provocando danos ao meio ambiente Neste cenário a disposição inadequada de lixo residual doméstico e a falta de um adequado gerenciamento das águas de chuva além da falta de acesso à água potável e de sistema de coleta e tratamento do esgoto sanitários prejudicam a qualidade de vida da população em geral não somente no brasil mas no mundo O ciclo do saneamento básico começa através do tratamento de água e termina com o tratamento de esgoto está atividade esta interligaada ao abastecimento de água potável ao manejo de água pluvial a limpeza urbana e a coleta e tratamento do esgoto No presente trabalho desejase elaborar o dimensionamento do sistema de coleta e transporte de esgoto para os anos 2033 e 2043 para a cidade fictícia Cobarama que apresenta dados demográficos entre os anos 1960 e 2020 bem como um mapa de ruas e quadras detalhado 2 ESTIMATIVA DE CRESCIMENTO POPULACIONAL A partir dos dados de população de censo do IBGE expressos na tabela 1 estimaramse as populações para os horizontes de projeto de 2023 à 2043 Os valores das projeções que estão contidos no quadro 2 foram obtidos por meio de métodos de linhas de tendência Tabela 1 Dados da população de censo do IBGE 21 Linhas de Tendência Através dos dados fornecidos pela Tabela 1 foram realizados analises de forma polinomial exponencial e logaritmica como demonstra os graficos apresentados a seguir para definir o melhor método para estimar a população para os anos de 2033 e 2043 Gráfico 1 Analise polinomial do crescimento Fonte Autores y 12249x2 42581x 4E06 R² 09979 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 Populaçãohab Censo Polinomial Ano População 1960 24158 1970 31254 1980 36150 1990 42054 2000 48520 2010 54158 2020 62345 Gráfico 2 Análise exponencial do crescimento Fonte Autores Gráfico 3 Análise Logarítmica do crescimento Fonte Autores Através de uma análise gráfica concluise que o modelo gráfico polinomial é o mais preciso devido ao fato de que este modelo apresenta um maior valor para o coeficiente de determinação R² 09964 deste modo utilizando a função polinomial de ajuste obtivemos os seguintes resultados y 3E09e00151x R² 09896 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 Populaçãohab Censo Exponencial y 1E06lnx 9E06 R² 09964 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 Populaçãohab Censo Logarítmica Tabela 2 Dados da projeção polinomial Ano População 2023 64004 2033 72187 2043 79125 3 ESTUDOS DO USO E OCUPAÇÃO DO SOLO A cidade de Cobarama foi subdividida em quatro zonas zona comercial zona industrial zona residencial I II e III O zoneamento está representado na figura 1 Figura 1 Zoneamento da cidade de Cubarama Fonte Autores 2023 Realizouse o levantamento para cada zona as áreas o comprimento da rede coletora e a população para cada horizonte de projeto quadro 3 A distribuição populacional para cada zona foi adotada pelos autores Tabela 3 Área comprimento da rede coletora e população por zona Região Área Comprimento da rede Distribuição Populaçãohab m² ha m km 2033 2043 Zona Comercial 3527729 35277 510378 5104 10 7219 7913 Zona Industrial 4954937 49549 647225 6472 15 10828 11869 Residencial I 1840573 18406 436907 4369 20 14437 15825 Residencial II 5987655 59877 1074811 10748 25 18047 19781 Residencial III 2523741 25237 498637 4986 30 21656 23738 FONTE Autores 2023 A partir destes daods calculouse a densidade populacional e o comprimento de rede coletora por unidade de área para final de plano quadro 4 Tabela 4 Densidade populacional e comprimento da rede coletora por unidade de Região Densidade populacional habm² Comprimento de rede por unidade de área mm² Zona Comercial 0022 0014467608 Zona Industrial 0024 0013062225 Zona I 0086 0023737553 Zona II 0033 0017950450 Zona III 0094 0019757852 FONTE Autores 2023 4 CONTRIBUIÇÕES DE VAZÃO 41 Demanda de consumidores especiais e singulares Foi levado em consideração neste estudo consumidores do tipo singulares e especiais Os consumidores singulares são os que apresentam um consumo específico maior que o produto da vazão específica da área pela área que o mesmo ocupa Os consumidores especiais são locais prioritários de uso público que contribuem no desenvolvimento do município tais consumidores devem ser atendidos independente de aspectos econômicos Dessa forma calculouse as vazões para cada consumidor da seguinte maneira Rodoviária 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 𝑟𝑜𝑑𝑜𝑣𝑖á𝑟𝑖𝑎𝑠 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑝𝑒𝑠𝑠𝑜𝑎 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑠𝑜𝑎𝑠 Quantidade de rodoviárias 1 Consumo por pessoa 50 Ldia ou 15 m³mês N de pessoas 50 Consumo 75 00 m³mês Fórum 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 𝑓ó𝑟𝑢𝑛𝑠 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 funcionário 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 funcionários Quantidade de fóruns 1 Consumo por funcionário 50 Ldia ou 15 m³mês N de funcionários 35 Consumo 52 50 m³mês Prefeitura 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑓𝑒𝑖𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 funcionário 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 funcionários Quantidade de prefeituras 1 Consumo por funcionário 50 Ldia ou 15 m³mês N de funcionários 150 Consumo 225 00 m³mês Praça 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑝𝑟𝑎ç𝑎𝑠 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑚² Quantidade de praças 5 Consumo por m² 460 Ldia ou 1400 m³mês Consumo 69 00 m³mês Cemitério 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑚𝑖𝑡é𝑟𝑖𝑜𝑠 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 funcionário 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 funcionários Quantidade de cemitérios 1 Consumo por funcionário 50 Ldia ou 15 m³mês N de funcionários 10 Consumo 15 00 m³mês Escolas 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑐𝑜𝑙𝑎𝑠 𝑥 281 00191 𝑥 á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢í𝑑𝑎 285 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑐𝑖𝑎𝑠 437 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑑𝑢𝑐ℎ𝑎𝑠𝑐ℎ𝑢𝑣𝑒𝑖𝑟𝑜𝑠 0430 𝑥 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑎𝑠𝑝𝑖𝑠𝑐𝑖𝑛𝑎𝑠 105 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛á𝑟𝑖𝑜𝑠 Quantidade de escolas 6 Área total construída 2830 m² N de bacias 15 N de duchaschuveiros 3 Volume das piscinass 0 N de funcionários 30 Consumo 679 88 m³mês Creches 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑐ℎ𝑒𝑠 𝑥 596 𝑥 á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢í𝑑𝑎 00417 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑐𝑖𝑎𝑠 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑔𝑎𝑠 𝑜𝑓𝑒𝑟𝑒𝑐𝑖𝑑𝑎𝑠 0352 Quantidade de creches 4 Área total construída 713 m² N de bacias 20 N de vagas oferecidas 150 Consumo 525 08 m³mês Centros de saúde 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 centros de saúde 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑝𝑒𝑠𝑠𝑜𝑎 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑠𝑜𝑎𝑠 Quantidade de centros de saúde 2 Consumo por pessoa 50 Ldia ou 15 m³mês N de pessoas 10 Consumo 30 00 m³mês Hospital 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 ℎ𝑜𝑠𝑝𝑖𝑡𝑎𝑖𝑠 𝑥 29 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛á𝑟𝑖𝑜𝑠 118 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑐𝑖𝑎𝑠 25 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑙𝑒𝑖𝑡𝑜𝑠 280 Quantidade de hospitais 3 N de funcionários 50 N de bacias 80 N de leitos 80 Consumo 4707 00 m³mês Universidade 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 𝑓𝑎𝑐𝑢𝑙𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑥 347 0168 𝑥 á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑗𝑎𝑟𝑑𝑖𝑚 0724 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑔𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 00246 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑔𝑎𝑠 𝑜𝑓𝑒𝑟𝑒𝑐𝑖𝑑𝑎𝑠 206 𝑥𝑛º 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑐𝑖𝑎𝑠 0368 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛á𝑟𝑖𝑜𝑠 Quantidade de Universidades 3 Área de jardim 824 m² N de vagas de estacionamentos 50 N de vagas oferecidas 1000 N de bacias 40 N de funcionários 30 Consumo 982 12 m³mês Bancos 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 centros de bancos 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 funcionário 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 funcionários Quantidade de centros de saúde 4 Consumo por funcionário 25 Ldia ou 075 m³mês N de funcionários 15 Consumo 45 00 m³mês Hóteis 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 ℎ𝑜𝑡é𝑖𝑠 𝑥 298 00353 𝑥 á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢í𝑑𝑎 299 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑙𝑒𝑖𝑡𝑜𝑠 𝑜𝑐𝑢𝑝𝑎𝑑𝑜𝑠 489 𝑥 𝑏𝑎𝑟𝑠𝑖𝑚𝑛ã𝑜 296 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑔𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 543 𝑥 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑖𝑠𝑐𝑖𝑛𝑎𝑠 Quantidade de hotéis 3 Área total construída 1522 m² Nº de leitos ocupados 120 Possui bar 1 Nº de vagas de estacionamento 80 Volume de piscinas 50 m³ Consumo 281978 m³mês Postos de gasolina 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜𝑠 𝑥 188 122 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛á𝑟𝑖𝑜𝑠 355 𝑛º 𝑑𝑒 𝑏𝑖𝑐𝑜𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑎𝑏𝑎𝑠𝑡𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 Quantidade de postos 8 Nº de funcionários 9 Nº de bicos para abastecimento 6 Consumo 85840 m³mês Padaria 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 padarias 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 funcionário 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 funcionários Quantidade de padarias 4 Consumo por funcionário 25 Ldia ou 075 m³mês N de funcionários 12 Consumo 36 00 m³mês Edifícios comerciais 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 𝑒𝑑 𝑐𝑜𝑚𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑖𝑠 𝑥 00615 𝑥 á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢í𝑑𝑎 Quantidade de edifícios comerciais 3 Área total construída 1235 m² Consumo 227 86 m³mês Restaurantes 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑡𝑎𝑢𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑥 75 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛á𝑟𝑖𝑜𝑠 84 𝑥 𝑛 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑐𝑖𝑎𝑠 Quantidade de restaurantes 3 N de funcionários 13 N de bacias 10 Consumo 544 50 m³mês Usina 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 usinas 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 funcionário 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 funcionários Quantidade de padarias 1 Consumo por funcionário 70 Ldia ou 213 m³mês N de funcionários 62 Consumo 130 20 m³mês Câmara 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 câmaras 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 funcionário 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 funcionários Quantidade de câmaras 1 Consumo por funcionário 25 Ldia ou 075 m³mês N de funcionários 20 Consumo 15 00 m³mês Farmácia 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 farmácias 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 funcionário 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 funcionários Quantidade de farmácias 4 Consumo por funcionário 25 Ldia ou 075 m³mês N de funcionários 7 Consumo 21 00 m³mês Mercado 𝐶 𝑞𝑛𝑡 𝑑𝑒 mercados 𝑥 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 funcionário 𝑥 𝑛º 𝑑𝑒 funcionários Quantidade de mercados 2 Consumo por funcionário 50 Ldia ou 15 m³mês N de funcionários 30 Consumo 90 00 m³mês Tabela 5 Demanda de consumidores especiais e singulares Singularidade Quant Funcionários q Ldiahab N Chuveiros N Bacias A const m² Q m³mês Rodoviária 1 50 50 7500 Fórum 1 35 50 5250 Prefeitura 1 150 50 22500 Praça 5 460 6900 Cemitério 1 10 50 1500 Escolas 6 30 3 15 2830 67988 Centros de recreação 1 15 15 8087 75392 Creches 4 20 713 52508 Centro de saúde 2 10 50 3000 Hospital 3 50 80 470700 Universidade 3 30 40 824 98212 Bancos 4 15 25 4500 Hotéis 3 1522 281978 Postos de gasolina 8 7 66320 Padaria 4 12 25 3600 Edifícios comerciais 3 1235 22786 Restaurantes 3 13 25 10 54450 Usina 1 62 70 13020 Câmara 1 20 25 1500 Farmácia 4 7 25 2100 Mercado 2 30 50 9000 Para melhor exemplificar construiuse um quadro com as singularidades pertencentes a cada zona Tabela 6 para que assim fosse possível calcular a soma das vazões singulares e especiais de início de plano e final de plano Tabela 6 Consumidores por zona Singularidades Quant Zona Comercial Zona Industrial Zona I Zona II Zona III Rodoviária 1 1 Fórum 1 1 Prefeitura 1 1 Praça 5 3 1 1 Cemitério 1 1 Escolas 6 2 3 1 Centros de recreação 1 1 Creches 4 2 1 1 Centro de saúde 2 2 Hospital 3 1 2 Universidade 3 1 1 1 Bancos 4 2 1 1 Hotéis 3 1 1 1 Postos de gasolina 8 3 1 1 2 1 Padaria 4 2 1 1 Edifícios comerciais 3 1 1 1 Restaurantes 3 1 1 1 Usina 1 1 Câmara 1 1 Farmácia 4 3 1 Mercado 2 1 1 Vazão Qci Ls 2371 1352 3891 7040 1171 Vazão Qcf Ls 2931 1671 4810 8703 1448 Fonte Autotes 2023 Em seguida calculouse a vazão para cada consumidor os resultados foram anotados na Tabela 7 Tabela 7 Vazão para cada consumidor FonteAutores 2023 Singularidade Consumo médio m³mês Consumo por unidade Ls Rodoviária 7500 0029 Fórum 5250 0020 Prefeitura 22500 0086 Praça 6900 0026 Cemitério 1500 0006 Escolas 67988 0259 Centros de recreação 75392 0287 Creches 52508 0200 Centro de saúde 3000 0011 Hospital 470700 1791 Universidade 98212 0374 Bancos 4500 0017 Hotéis 281978 1073 Postos de gasolina 66320 0252 Padaria 3600 0014 Edifícios comerciais 22786 0087 Restaurantes 54450 0207 Usina 13020 0050 Câmara 1500 0006 Farmácia 2100 0008 Mercado 9000 0034 Consumo total 1270703 4835 42 Vazão per capita A vazão per capita está diretamente relacionada a quantidade média de esgoto sanitário gerada por pessoa proporcionalmente ligada à quantidade de água utilizada por cada pessoa Alguns fatores podem influenciar a vazão per capita em uma cidade De maneira geral esses fatores podem ser a taxa de crescimento da população as características da cidade turística comercial ou industrial os tipos e quantidades de indústrias o clima os hábitos a situação socioeconômica da população o valor da tarifa a disponibilidade do recurso a pressão na rede de distribuição instalações e equipamentos hidráulicosanitários entre outros Com base nesses fatores estimase que em regiões da cidade com maior concentração de habitantes irá ter um maior consumo de água e geração de esgoto por pessoa O consumo efetivo per capita deve ser considerado sem incluir as perdas de água já a contribuição per capita de esgoto é o consumo de água efetivo per capita multiplicado pelo coeficiente de retorno Tabela 8 Coeficientes de grandezas para calculo Coeficiente de retornoágua c 08 Coeficiente do dia de maior consumo K1 12 Coeficiente da hora de maior consumo K2 15 Relação entre a vazão mínima e média diária anual K3 05 Taxa de contribuição de infiltração TI Lskm 05 População em 2023 hab 64004 População estimada em 2043 hab 79125 Consumo médio diário por habitante q Lhabdia 200 Fonte Notas de aulas 2023 43 Vazão doméstica de início e final de plano A variação de vazão do efluente de um sistema de esgoto doméstico é em função dos costumes dos habitantes A vazão doméstica do esgoto é calculada em função do consumo médio diário de água por pessoa A vazão doméstica de início e final de plano foi calculada pelo Q médio de início e final de plano A equação da vazão doméstica de início de plano é dada por 𝑄𝑚𝑒𝑑 𝑐𝑃𝑖𝑞 86400 Eq1 Onde C é o coeficiente de retorno 08 Pi é a população inicial de plano hab e q é o consumo per capita efetivo inicial Ld hab A equação da vazão doméstica de final de plano é dada por 𝑄𝑚𝑒𝑑 𝑐𝑃𝑓𝑞 86400 Eq2 Onde C é o coeficiente de retorno 08 Pf é a população final de plano hab e q é o consumo per capita efetivo inicial Ld hab O coeficiente de retorno C é o volume de esgotos recebido na rede coletoravolume água efetivo fornecido à população Conforme NBR 9649 adotouse o valor de 80 para o coeficiente de retorno Já a população inicial Pi corresponde a população de 2033 e a população final Pf corresponde a população de 2043 Os resultados obtidos para a vazão por zoneamento estão denotados na Tabela 9 Tabela 9 Vazões domésticas para inicio e fim de plano Região Distribuição Vazão doméstica Início de plano Ls Vazão doméstica Final de plano Ls Zona Comercial 10 10371 12821 Zona Industrial 15 15557 19232 Zona I 20 20742 25642 Zona II 25 25928 32053 Zona III 30 31113 38464 FONTE Autores 2023 44 Vazão de Infiltração A construção das redes de esgoto é feita acima ou abaixo do lençol freático Porém a infiltração de água subterrânea nos sistemas de esgoto ocorre principalmente quando os mesmos estão assentados abaixo do nível do lençol freático ou por conta das excessivas chuvas sazonais A infiltração de águas pluviais em rede coletora é um fato difícil de se evitar provocando aumentos consideráveis no sistema de esgoto FESTI 2006 A vazão de infiltração é um valor bastante significativo nos cálculos de vazões de projeto e pode ser calculado partindo da taxa de infiltração Conforme a norma NBR 9649 da ABNT 1986 no que se refere a respeito de taxa de infiltração a taxa de contribuição de infiltração TI depende das condições locais como nível do lençol freático natureza do subsolo qualidade da execução da rede material da tubulação e tipo de junta utilizado Essa taxa é um importante parâmetro utilizado em projeto de sistemas de esgoto definida pela razão da vazão infiltrada por metro linear na rede coletora de esgoto HANAI CAMPOS 1997 A NBR também adverte a utilização de 005 a 10 Lskm de taxa de infiltração para redes coletoras de esgotos De acordo com as diretrizes de projeto da CORSAN 2016 a companhia aplica para seus dimensionamentos de projetos a taxa de infiltração mínima que é de 005 Lskm sendo este também foi o valor adotado para o presente trabalho A vazão de infiltração inicial de plano é descrita por 𝑄𝑖𝑛𝑓𝑖 𝐿𝑖 𝑇𝑖 Eq 3 Sendo 𝑄𝑖𝑛𝑓𝑖 Vazão de início de plano 𝐿𝑖 Comprimento inicial da rede km 𝑇𝑖 Taxa de infiltração lskm A vazão de infiltração final do plano é expressa por 𝑄𝑖𝑛𝑓𝑓 𝐿𝑓 𝑇𝑓 Eq 4 Sendo 𝑄𝑖𝑛𝑓𝑖 Vazão de final de plano ls 𝐿𝑖 Comprimento final da rede km 𝑇𝑖 Taxa de infiltração lskm Tabela 10 Comprimento de rede e Vazão de infiltração Região Comprimento da rede km Vazão de infiltração Ls Zona Comercial 5104 2552 Zona Industrial 6472 3236 Zona I 4369 2185 Zona II 10748 5374 Zona III 4986 2493 Fonte Autores 2023 Tabela 11 Vazões de infiltração de início e fim de plano Região Taxa de contribuição Início de plano Lskm Taxa de contribuição Final de plano Lskm Zona Comercial 5600 6320 Zona Industrial 6841 7693 Zona I 9306 10988 Zona II 8992 9847 Zona III 11853 14064 Fonte Autores 2023 Como as cidades teve aumento de população os comprimentos de início e fim de plano consequentemente aumentaram como mostra os resultaos da Tabela 11 45 Taxas de contribuição para cálculo das redes coletoras simples Para o dimensionamento das redes coletoras de esgoto calculouse as taxas de contribuição para o início e fim de plano dos zoneamentos Sendo os valores do dia de maior consumo 𝑘1 e da hora de maior consumo 𝑘2 respectivamente 12 e 15 segundo a NBR 9649 A taxa de contribuição de início de plano é descrita por 𝑇𝑥𝑖 𝑘2𝑄𝑚𝑒𝑑 𝐿𝑖 𝑇𝑖𝑛𝑓 E q 5 Onde 𝑇𝑥𝑖 Taxa de contribuição de início de plano lskm 𝑘2 Coeficiente da hora de maior consumo 𝑄𝑚𝑒𝑑 Vazão média de início de plano ls 𝐿𝑖 Comprimento da rede de início de plano km 𝑇𝑖𝑛𝑓 Taxa de infiltração lskm A respectiva taxa de contribuição de fim de plano é expressa por 𝑇𝑥𝑓 𝑘1𝑘2𝑄𝑚𝑒𝑑𝑓 𝐿𝑓 𝑇𝑖𝑛𝑓 Eq 6 Onde 𝑇𝑥𝑓 Taxa de contribuição de fim de plano lskm 𝑘1 Coeficiente do dia de maior consumo 𝑘2 Coeficiente da hora de maior consumo 𝑄𝑚𝑒𝑑𝑓 Vazão média de fim de plano ls 𝐿𝑓 Comprimento da rede de fim de plano km 𝑇𝑖𝑛𝑓 Taxa de infiltração lskm 46 Vazão de dimensionamento Para realizar o dimensionamento de redes coletoras de esgoto é necessário a realização do cálculo das vazões de início e fim de plano onde a capacidade que o coletor precisa atender é determinada pela vazão máxima de final de plano E para a vazão máxima horária em um dia qualquer do início de plano é usada para averiguar se as condições de autolimpeza do coletor são satisfatórias TSUTIYA SOBRINHO 2011 Os valores de dia de maior consumo 𝑘1 e da hora de maior consumo 𝑘2 seguem sendo os mesmos previstos na NBR 9649 que são respectivamente 12 e 15 A vazão máxima horária de início de plano é dada por 𝑄𝑖 𝑘2 𝑄𝑚𝑒𝑑𝑖 𝑄𝑖𝑛𝑓𝑖 𝑄𝑐𝑖 Eq7 Onde 𝑄𝑖 Vazão máxima horário de início de plano 𝑘2 Coeficiente da hora de maior consumo 𝑄𝑚𝑒𝑑𝑖 Vazão doméstica de início de plano ls 𝑄𝑖𝑛𝑓𝑖 Vazão de infiltração de início de plano ls 𝑄𝑐𝑖 Somatório das vazões singulares e especiais de início de plano ls Enquanto a vazão máxima de final de plano expressa por 𝑄𝑓 𝑘1 𝑘2 𝑄𝑚𝑒𝑑𝑓 𝑄𝑖𝑛𝑓𝑓 𝑄𝑐𝑓 Eq 8 Onde 𝑄𝑓 Vazão máxima de final de plano 𝑘1 Coeficiente do dia de maior consumo 𝑘2 Coeficiente da hora de maior consumo 𝑄𝑚𝑒𝑑𝑖 Vazão doméstica de final de plano ls 𝑄𝑖𝑛𝑓𝑖 Vazão de infiltração de final de plano ls 𝑄𝑐𝑓 Somatório das vazões singulares e especiais de final de plano ls Tabela 12 Resumo dos calculos da zona comercial FonteAutores 2023 Tabela 13 Resumo dos calculos da zona industrial FonteAutores 2023 Tabela 14 Resumo dos calculos da zona I FonteAutores 2023 Zona Comercial Li km 5104 Lf km 5104 Qmédi ls 10371 Qmédf ls 12821 Txi lskm 5600 Txf lskm 6320 Qinfi ls 2552 Qinff ls 2552 Qci ls 2371 Qcf ls 2931 Qi ls 20480 Qf ls 28561 Zona Industrial Li km 6472 Lf km 6472 Qmédi ls 15557 Qmédf ls 19232 Txi lskm 6841 Txf lskm 7693 Qinfi ls 3236 Qinff ls 3236 Qci ls 1352 Qcf ls 1671 Qi ls 27923 Qf ls 39524 Zona I Li km 4369 Lf km 4369 Qmédi ls 5600 Qmédf ls 6320 Txi lskm 9306 Txf lskm 10988 Qinfi ls 2185 Qinff ls 2185 Qci ls 3891 Qcf ls 4810 Qi ls 14476 Qf ls 18371 Tabela 15 Resumo dos calculos da zona II Zona II Li km 10748 Lf km 10748 Qmédi ls 20742 Qmédf ls 32053 Txi lskm 8992 Txf lskm 9847 Qinfi ls 5374 Qinff ls 5374 Qci ls 7040 Qcf ls 8703 Qi ls 43527 Qf ls 71773 FonteAutores 2023 Tabela 16 Resumo dos calculos da zona III FonteAutores 2023 Zona III Li km 4986 Lf km 4986 Qmédi ls 31113 Qmédf ls 10988 Txi lskm 11853 Txf lskm 14064 Qinfi ls 2493 Qinff ls 2493 Qci ls 1171 Qcf ls 1448 Qi ls 50334 Qf ls 23720 5 ESTUDO DE CONCEPÇÃO DA REDE A concepção de rede consiste em uma análise das necessidades e caracterização dos problemas existentes que permita a avaliação de alternativas viáveis para solucionar estes problemas do ponto de vista técnico socioeconômico financeiro e ambiental Posteriormente realizouse o traçado e por meio das cotas das curvas de nível fezse a escolha da peça a ser colocadas nos pontos de zoneamento da cidade de Cobarama sendo esses pontos Terminal de Inspeção e Limpeza TIL dispositivo não visitável que permite a inspeção e introdução de equipamentos de limpeza utilizado em substituição ao convencional poço de visita PV nas redes coletoras de esgoto devido ao menor custo de aquisição e pelo fato de os trabalhadores não terem contato com o material residual Terminal de Limpeza TL É um dispositivo colocado no início de uma rede coletora sempre e exclusivamente no passeio e que possibilita a introdução de equipamento para desobstrução da mesma Poço de Visita PV Coleta maiores vazões e em decorrência disso ele possui tubulações com diâmetros maiores São também conhecidos popularmente como bueiros que são instalações subterrâneas que permitem o acesso de pessoas e equipamentos para manutenção das redes de esgoto Desta forma por conta da necessidade desse acesso devem ser instaladas em trechos estratégicos e de fácil acesso Caixa de Passagem CP câmara sem acesso localizada em curvas e mudanças de declividade Figura 2 Concepção da rede coletora de esgoto da Zona Residencial 1 FONTE Autores 2023 Figura 3 Zona residencial II III e zona comercial FONTE Autores 2023 Figura 4 Zona industrial FONTE Autores 2023 Tabela 17 Quantidades de peças utilizadas no zoneamento de Cobarama Peças Quantidades Coloração TIL 180 Cinza PV 21 Rosa TL 12 Azul CP 20 Preto FONTE Autores 2023 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1 BOTARI Alexandre Concepção da rede de esgoto sanitária 2023 Notas de Aula 2 BOTARI Alexandre Dimensionamento da rede de esgoto sanitário 2023 Notas de Aula 3 BOTARI Alexandre INTERCEPTORES DE ESGOTO SANITÁRIO 2023 Notas de Aula 4 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 9649 Projeto de redes coletoras de esgoto sanitário Rio de Janeiro RJ 1986 7 p 5 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 9648 Estudo de concepção de sistemas de esgoto sanitário Rio de Janeiro RJ 19865 p 6 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 568 O projeto de interceptores de esgoto sanitário Rio de Janeiro RJ 2016 7 Manual de Saneamento 3 ed rev Brasília Fundação Nacional de Saúde 2004 8 TSUTIYA M T SOBRINHO P A Coleta e Transporte de Esgoto Sanitário 3ª edição Rio de Janeiro ABES Associação 9 BEVILACQUA Nelson Materiais de tubulações utilizadas em sistemas de coleta e transporte de esgotos sanitários estudo de caso da área norte de São Paulo Dissertação Mestrado em Engenharia Hidráulica e Sanitária Escola Politécnica da Universidade de São Paulo São Paulo p 191 2006 10 BEZERRA Alessandro Dimensionamento hidráulico de redes coletoras de esgoto sanitário usando o critério de atendimento crítico Dissertação Mestrado em Recursos Hídricos Universidade Federal do Ceará Fortaleza p 152 2011 11 HANAI F Y CAMPOS JR Avaliação da Infiltração na Rede Coletora de Esgotos na Bacia do Ribeirão do Ouro da Cidade de AraraquaraSP In 19 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Foz do Iguaçu set 1997 12 Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2011 13 AZEVEDO NETTO JM BOTELHO MHC GARCIA M A Evolução dos Sistemas de Esgotos Engenharia Sanitária vol 22 n 2 p 226228 1983 14 ABNT ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 12207 Projeto de interceptores de esgoto sanitário Rio de Janeiro 1992 15 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 12208 Projeto de estações elevatórias de esgoto sanitário Rio de Janeiro 1992 16 ABNT ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 13133 Execução de levantamento topográfico Rio de Janeiro 1994 17 ABNT ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 14486 Sistemas enterrados para condução de esgoto sanitário Projeto de redes coletoras com tubos de PVC Rio de Janeiro 2000