Projeto de Rede de Esgoto

Prévia do material em texto

Aula 03
UNIVERSIDADE DE TAUBATÉ - UNITAU
 DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
 
I
leonardon.lopes@unitau.br
SANEAMENTO II 
Prof. Leonardo do Nascimento Lopes
SISTEMA DE ESGOTO SANITÁRIOS
Principais recomendações do projeto de rede do SES
2
Recomendações de Projeto
3
Regime de Escoamento do esgoto nas tubulações
Livre: coletores e interceptores 
Forçado: sifões invertidos e linhas 
de recalque
Regime de Escoamento
4
Vazão: Recomendações de Projeto
A vazão de projeto é definida de acordo com:
1,5 L/s
❖Período de projeto;
❖Previsão demográfica;
❖Contribuição per capita;
❖Acréscimos da vazão (k1 e k2)
❖Acréscimos de vazão devido a infiltração;
❖Incrementos de vazão pluvial no sistema
❖Acréscimos de vazão concentrada
VAZÃO DE PROJETO
5
Vazão: Recomendações de Projeto
Vazão
De acordo com a Assoc. Brasileira de Normas Técnicas, na NRB 9649: 
❖ Caso inexistam dados pesquisados e comprovados,
com validade estatística, a menor vazão que deve ser
admitida em qualquer trecho do dimensionamento é:
1,5 L/s
❖ Corresponde à vazão de uma válvula 
de descarga de vaso sanitário.
6
Vazão: Recomendações de Projeto
❖ O projetista deve ter dados atualizados da localização e vazão das indústrias 
existentes.
❖ Estimativa de expansão do segmento industrial na área esgotada.
Obs: Algumas vezes a vazão de efluente industrial pode 
ser muito maior do que a contribuição doméstica do trecho.
Vazão
7
Vazão: Recomendações de Projeto
• Informações nem sempre são fáceis de se obter, solicitar auxílio de entidades:
❖ Federação ou Associação de Indústrias do estado e do município;
❖ CREA;
❖ Secretarias de Meio Ambiente (estado ou município);
❖ Visitar as indústrias, observar horário de lançamento dos 
efluentes industriais.
Efluentes Industriais
Vazão
8
Vazão: Recomendações de Projeto
Medição de Vazão de esgoto na entrada de uma ETE
A medição da vazão em um sistema de esgoto sanitário pode ser realizada em
diferentes pontos, dependendo do objetivo da medição e das características do
sistema:
• Estações de tratamento de esgoto:
• Pontos de monitoramento de poluentes
• Tubulações de recalque:
9
Vazão: Recomendações de Projeto
Medidores de Vazão
Efluentes Industriais
10
Vazão: Recomendações de Projeto
11
Diâmetro: Recomendações de Projeto
De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas na 
NBR 9649:
• É recomendado o diâmetro mínimo de 100 mm
• No entanto, no Estado de São Paulo a SABESP 
recomenda o uso de 150 mm ou 200 mm como 
diâmetro mínimo da rede coletora.
Diâmetro
12
Diâmetro:
D = 150 mm
Q = 1,5 L/S
Recomendações de ProjetoDiâmetro
A determinação do diâmetro é feita levando 
em consideração uma relação entre a lâmina 
máxima de 75% do escoamento e o diâmetro.
13
DETERMINAÇÃO DO DIÂMETRO
𝑬𝒒𝒖𝒂çã𝒐 = 𝑑0 = 0,3145 (𝑄𝑓/𝐼0
1/2)3/8
ou
Objetivos: 
• Assegurar que a tubulação funcione como 
conduto livre para vazão de final de plano.
• A lâmina não vai passar de 75%.
Igual ou inferior a 75% do diâmetro 
do coletor.
14
Vazão: Recomendações de Projeto
15
Declividade: Recomendações de projeto
DECLIVIDADE DA TUBULAÇÃO
• Autolimpeza de sólidos;
• Questões econômicasSem inclinação
Adequada inclinação
Elevada inclinação
Todos os dejetos 
escoam
Dejeto 
retidos
16
Declividade : Recomendações de projeto
Então, a determinação da declividade do coletor está 
vinculada a dois conceitos:
1. A autolimpeza ou arraste de sedimentos 
2. E a economicidade do investimento, 
direta e fortemente ligada à 
profundidades de assentamento dos 
condutos.
Declividade
17
Declividade Mínima: Recomendações de projeto
Esses conceitos definem duas declividades:
2. A Declividade de Terreno ou Econômica:
Deve evitar o aprofundamento desnecessário dos coletores,
fixando a profundidade mínima admitida no projeto.
1. A Declividade Mínima:
Deve garantir o deslocamento e o transporte dos sedimentos
usualmente encontrados no fluxo do esgoto, promovendo a
autolimpeza dos condutos.
18
Declividade Mínima: Recomendações de projeto
Declividade Mínima
Inclinação necessária para o arraste
Declividade
19
Declividade Mínima: Recomendações de projeto
Declividade do Terreno
A declividade do terreno (It) é calculada pela diferença 
entre a CTM (cota do terreno a montante) e CTJ (cota 
do terreno a jusante
Declividade
20
Declividade Mínima: Recomendações de projeto
A declividade deve ser a mínima possível, uma vez 
que a profundidade aumenta ao longo do trecho.
Custo Assentamento 
Rede Profundidade
• Diferença de cotas;
• Distância;
• Declividade
Declividade
21
Declividade Mínima: Recomendações de projeto
Declividade
22
Declividade Mínima: Recomendações de projeto
Declividade
23
Declividade Mínima
Declividade Mínima: Recomendações de projeto
1. Coletores com 
grandes 
profundidades;
2. Coletores com 
grandes 
diâmetros;
3. Coletores com 
grandes 
extensões;
4. Singularidades 
com profundidade 
excessiva
5. Estações 
elevatórias em 
excesso.Portanto, sempre que possível, 
o projetista deve aproveitar a 
topografia de terreno para 
evitar:
Declividade
24
Vazão: Recomendações de Projeto
25
Vazão: Recomendações de Projeto
26
Tensão Trativa: Recomendações de projeto
Tensão Trativa ou Tensão de Arraste
A tensão trativa é definida como uma tensão 
tangencial exercida sobre a parede do 
conduto líquido escoado.
Valor normalmente determinado através de 
pesquisa em campo, depende de vários fatores:
❖ Peso específico da partícula e do líquido;
❖ Dimensões da partícula;
❖ Viscosidade do líquido
27
Tensão Trativa: Recomendações de projeto
Tensão Trativa ou Tensão de Arraste
OBJETIVOS da tensão trativa:
1. Levar a tubulação o mais próximo possível da superfície, atendendo ao 
recobrimento;
2. Declividades menores possíveis para evitar escavação;
3. Evitar que a tubulação ficasse com sedimento 
28
Tensão Trativa: Recomendações de projeto
Tensão Trativa e o arraste dos Materiais Sólidos
F
T
F = ɤ. A.L
29
Tensão Trativa: Recomendações de projeto
30
Distribuição experimental da tensão trativa em conduto circular
Tensão Trativa: Recomendações de projeto
31
Tensão Trativa: Recomendações de projeto
32
Tensão Trativa: Recomendações de projeto
Tensão Trativa e o Arraste dos Materiais Sólidos
A recomendação é garantir em cada trecho da rede coletora:
33
Tensão Trativa: Recomendações de projeto
Tensão Trativa e o controle de Sulfeto
O Sulfeto de hidrogênio (H2S ou gás sulfídrico).
❖ É o mais importante gás observado em sistemas de coleta e transporte de 
esgoto sanitário, associado à produção de odores desagradáveis, corrosão e 
toxidez.
❖ Odor característico de ovo podre, é extremamente
tóxico, é corrosivo a metais como ferro e zinco,
cobre, chumbo e cádmio, precursor de ácido
sulfídrico (H2SO4).
H2S
34
Tensão Trativa: Recomendações de projeto
Tensão Trativa e o controle de Sulfeto
Sulfeto em Esgoto Sanitário
Provenientes:
❖ Despejos industriais;
❖ Águas de infiltração;
❖ Decomposição anaeróbia da matéria orgânica contendo enxofre
Principal origem de sulfeto em esgoto sanitário é devido a ação de bactérias que 
reduzem o sulfato para obter energia para sua manutenção e crescimento.
35
Tensão Trativa: Recomendações de projeto
Tensão Trativa e o controle de Sulfeto
36
Tensão Trativa: Recomendações de projeto
37
Tensão Trativa: Recomendações de projeto
38
Velocidade Crítica: Recomendações de projeto
Velocidade de Escoamento e Velocidade Crítica
Pelo fato das declividades elevadas contribuírem para grandes 
profundidades e entrada de bolhas no escoamento, a NBR 9649, 
sugere que a máxima declividade admissível é aquela para a qual 
se tenha velocidade final de escoamento de 5m/s.
39
Velocidade Crítica: Recomendações de projeto
Velocidade de Escoamento e Velocidade Crítica
Quando a velocidade final (Vf) é superior à velocidade crítica (Vc), a lâmina de
água máxima deve ser reduzida para 50% dodiâmetro do coletor.
40
Velocidade Crítica: Recomendações de projeto
Escoamento em tubulações com grande declividade
Quanto maior a declividade
Maior velocidade
Maior vazão
41
Velocidade Crítica: Recomendações de projeto
• Detalhes do lançamento de gotas d’água devido a turbulência na 
superfície do escoamento.
42
DETERMINAÇÃO DO RAIO HIDRÁULICO Rhi e Rhf
43
DETERMINAÇÃO DO RAIO HIDRÁULICO Rhi e Rhf
Aplicação da equação de Manning.
RHi -> importante para definir a Tensão Trativa
RHf -> importante para definir a Velocidade Crítica 
Parâmetros e valores da Eq. de Manning -> Tabela Para determinação do raio 
hidráulico em função de Y/D -> Tabela auxiliar
44
DECLIVIDADE
45
RAIO HIDRÁULICO E LÂMINA DE ESCOAMENTO
Relação entre Raio Hidráulico e Lâmina de Escoamento
46
RAIO HIDRÁULICO E LÂMINA DE ESCOAMENTO
47
RAIO HIDRÁULICO E LÂMINA DE ESCOAMENTO
Elementos hidráulicos na relação entre Raio Hidráulico e Lâmina (Y/D) (ábaco)
48
Exemplo de cálculo
Exemplo 01 – Considerando declividade de 0,004 m/m, diâmetro de 
600 mm, vazão a seção plena de 388,34 L/s e velocidade a seção 
plena de 1,37 m/s, qual a lâmina líquida em coletor com vazão de 
projeto 280 L/s?
a) Calcular a relação vazão de projeto / vazão plena;
b) Marcar esse valor no eixo das abscissas.
c) Traçar linha paralela ao eixo das abcissas, do ponto da 
curva de vazão até o eixo das ordenadas;
d) Traçar reta paralela ao eixo das abcissas, do ponto da 
curva de vazão até o eixo das ordenadas;
e) Anotar valor no eixo das ordenadas;
f) Multiplicar o valor anotado (0,61) pelo diâmetro (600 
mm);
O resultado (366 mm) é a altura da lâmina líquida na vazão de 
projeto 280 L/S
280
388,34
= 0,721 𝐿/𝑠a)
0,72
0,61
49
Exercício
Aumentando a declividade para 0,0050 m/m e utilizando o 
mesmo diâmetro (600 mm) do exemplo 1, a lâmina d’água será 
maior ou menor para a mesma vazão de projeto de 280 L/S?
a) Verificar na Tabela 3 a vazão e a velocidade a seção plena.
b) Calcular a relação vazão de projeto / vazão seção plena;
c) Marcar esse valor no eixo das abscissas;
d) Traçar linha paralela ao eixo das ordenadas do valor marcado 
até o ponto de intercessão com a curva vazão;
e) Traçar reta paralela ao eixo das abcissas, do ponto da curva 
de vazão até o eixo das ordenadas;
f) Anotar o valor do eixo das ordenadas
g) Multiplicar o valor anotado pelo diâmetro;
O resultado é a altura da lâmina líquida na vazão de projeto (280 
L/s).
50
Exemplo de cálculo
280
434,17
= 0,65 𝐿/𝑠a)
0,65
0,59
Aumentando a declividade para 0,0050 m/m e utilizando o 
mesmo diâmetro (600 mm) do exemplo 1, a lâmina d’água será 
maior ou menor para a mesma vazão de projeto de 280 L/S?
a) Verificar na Tabela 3 a vazão e a velocidade a seção plena, no 
caso, 434,17 L/s e 1,54 m/s, respectivamente;
b) Calcular a relação vazão de projeto / vazão seção plena, no 
caso, (0,65);
c) Marcar esse valor no eixo das abcissas;
d) Traçar linha paralela ao eixo das ordenadas do valor marcado 
até o ponto de intercessão com a curva vazão;
e) Traçar reta paralela ao eixo das abcissas, do ponto da curva 
de vazão até o eixo das ordenadas;
f) Anotar o valor do eixo das ordenadas (0,59) conforme 
mostrado no desenho 26;
g) Multiplicar o valor anotado (0,59) pelo diâmetro (600 mm);
O resultado (354 mm) é a altura da lâmina líquida na vazão de 
projeto (280)
51
Descrições das simbologias utilizadas na rede SES
52
Projeto de Traçado de Rede
53
54
EXEMPLO
NOME DO TRECHO
COMPRIMENTO (m)
PROF. JUS. (m)PROF. MONT. (m)
DECLIVIDADE (mm)DIÂMETRO
COTA DO TERRENO
COTA DO FUNDO Nº PV
COTA DO TERRENO
COTA DO FUNDO
Nº PV
55
EXEMPLO
56
EXEMPLO
57
DETERMINAÇÃO DO RAIO HIDRÁULICO Rhi e Rhf
58
DETERMINAÇÃO DO RAIO HIDRÁULICO Rhi e Rhf
59
Projeto de Traçado de Rede
60
PLANILHA DE CÁLCULO
61
PLANILHA DE CÁLCULO
62
PROJETO EXECUTIVO
63
PROGRAMAS
64
Teste 2
65
REFERÊNCIAS
TH029_03_RedeColetoraEsgoto_02
	Slide 1
	Slide 2
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5
	Slide 6
	Slide 7
	Slide 8
	Slide 9
	Slide 10
	Slide 11
	Slide 12
	Slide 13
	Slide 14
	Slide 15
	Slide 16
	Slide 17
	Slide 18
	Slide 19
	Slide 20
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23
	Slide 24
	Slide 25
	Slide 26
	Slide 27
	Slide 28
	Slide 29
	Slide 30
	Slide 31
	Slide 32
	Slide 33
	Slide 34
	Slide 35
	Slide 36
	Slide 37
	Slide 38
	Slide 39
	Slide 40
	Slide 41
	Slide 42
	Slide 43
	Slide 44
	Slide 45
	Slide 46
	Slide 47
	Slide 48
	Slide 49
	Slide 50
	Slide 51
	Slide 52
	Slide 53
	Slide 54
	Slide 55
	Slide 56
	Slide 57
	Slide 58
	Slide 59
	Slide 60
	Slide 61
	Slide 62
	Slide 63
	Slide 64
	Slide 65