Caracterização Quantitativa do Esgoto Sanitário

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
CIV347 – SISTEMAS DE ESGOTAMENTO 
SANITÁRIO
CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA 
DO ESGOTO SANITÁRIO 
Vazões de contribuição 
DETERMINAÇÃO 
DAS VAZÕES
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ESGOTO SANITÁRIO - Composição
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Métodos para cálculo das vazões
◼ Quando não existirem medições de vazão utilizáveis no projeto
◼ Quando existirem hidrogramas utilizáveis no projeto
◼ Cálculo de vazão pelo processo das áreas edificadas
onde:
Q: vazão de esgoto sanitário (L/s) 
Qd: vazão doméstica (L/s) 
Qinf: vazão de infiltração (L/s)
Qc: vazão concentrada ou singular (L/s)
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Cálculo das vazões
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Cidades População
(habitantes)
Consumo médio “per capita”
(litros / habitante.dia)
Menores Até 5.000 150
Pequenas 25.000 200
Médias 100.000 250
Maiores Acima de 100.000 300
* sem perdas reais (fìsicas)
A contribuição do esgoto doméstico depende de:
◼ População: estudo de crescimento populacional
◼ Consumo de água efetivo “per capita”: q*
◼ Coeficiente de retorno (relação esgoto / água): CR=0,80
◼ Coeficientes de variação da vazão:
❑ Coeficiente do dia de maior contribuição: K1= 1,2 (coeficiente de máxima vazão diária)
❑ Coeficiente da hora de maior contribuição: K2= 1,5 (coeficiente de máxima vazão horaria)
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Vazão de esgoto doméstico (Qd)
Demandas médias de água para cidades brasileiras
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• Período de alcance do projeto: 20 anos ou mais
• Estudo da população da área de projeto:
▪ Dados populacionais dos últimos censos
▪ Setores censitários da área de projeto
▪ Cadastro imobiliário
▪ Pesquisa de campo
▪ Planos e projetos existentes
▪ Planos Diretores do município
▪ Situação socioeconômica do município
▪ Elaboração de projeções da população
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Estudo da População
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Métodos:
•Método dos componentes demográficos
•Métodos matemáticos
•Método de extrapolação gráfica
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Estudo da População
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Métodos matemáticos:
•Método aritmético
•Método geométrico
•Método da curva logística
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Estudo da População
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Método aritmético
Considera o crescimento linear da população:
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Estudo da População
onde t representa o ano da projeção.
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Método geométrico
Considera o crescimento exponencial da população:
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Estudo da População
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Método da curva logística
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Estudo da População
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Método da curva logística - Equação da curva logística:
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Estudo da População
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Método da extrapolação gráfica
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Estudo da População
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Consumo “per capita”
efetivo nas Capitais
brasileiras
Consumo “per 
capita” efetivo 
em outros países
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Consumo per capita de água
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DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: C0eficiente de retorno
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DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Variação no consumo de água
Variação diária
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Autor/Entidade Local Ano Coeficiente K1 Condições de obtenção do valor
DAE São Paulo – Capital 1960 1,5 Recomendação para projeto
FESB São Paulo – Interior 1971 1,25 Recomendação para projeto
Azevedo Netto Brasil 1973 1,1 – 1,5 Recomendação para projeto
Yassuda e Nogami Brasil 1976 1,2 – 2,0 Recomendação para projeto
CETESB Valinhos e Iracemápolis 1978 1,25 – 1,42 Medições em sistemas operando há vários anos
PNB-587-ABNT Brasil 1977 1,2 Recomendação para projeto
Orsini Brasil 1996 1,2 Recomendação para projeto
Azevedo Netto et al. Brasil 1998 1,1 – 1,4 Recomendação para projeto
Tsutiya RMSP – Setor Lapa 1989 1,08 – 3,8 Medições em sistema operando há vários anos
Saporta et al. Barcelona – Espanha 1993 1,10 – 1,25 Medições em sistema operando há vários anos
Walski et al. EUA (*) 2001 1,2 – 3,0 Recomendação para projeto
Hammer EUA (*) 1996 1,2 – 4,0 Medições em sistemas norte-americanos
AEP Canada (*) 1996 1,5 – 2,5 Recomendação para projeto
32(*) Nesses sistemas não há reservatórios domiciliares.
Coeficiente do dia de maior consumo (K1)
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Variação no consumo de água
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DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Variação no consumo
Consumo de água: variação horária
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Coeficiente da hora de maior consumo (K2)
(*) Nesses sistemas não há reservatórios domiciliares.
Autor/Entidade Local Ano Coeficiente K2 Condições de obtenção do valor
Azevedo Netto Brasil 1973 1,5 Recomendação para projeto
Yassuda e Nogami Brasil 1976 1,5 – 3,0 Recomendação para projeto
CETESB Valinhos e Iracemápolis 1978 2,08 – 2,35 Medições em sistemas operando há vários anos
PNB-587-ABNT Brasil 1977 1,5 Recomendação para projeto
Orsini Brasil 1996 1,5 Recomendação para projeto
Azevedo Netto et al. Brasil 1998 1,5 – 2,3 Recomendação para projeto
Tsutiya RMSP – Setor Lapa 1989 1,5 – 4,3 Medições em sistemas operando há vários anos
Saporta et al. Barcelona – Espanha 1993 1,3 – 1,4 Medições em sistemas operando há vários anos
Walski et al. EUA (*) 2001 3,0 – 6,0 Recomendação para projeto
Hammer EUA (*) 1996 1,5 – 10,0 Medições em sistemas norte-americanos
AEP Canada (*) 1996 3,0 – 3,5 Recomendação para projeto
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DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Variação no consumo
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1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0 4 8 12 16 20 24
Hora
C
o
n
s
u
m
o
 a
d
im
e
n
s
io
n
a
l
(
/s
)
Comportamento da curva típica de 22 setores de abastecimento de água da RMSP.
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DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Variação no consumo de água
Consumo de água: variação horária (exemplo)
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onde:
◼ Q d = vazão doméstica média de esgotos [m³/d ou L/s]
◼ QPC = quota per capita de água [L/hab.dia]
◼ R = coeficiente de retorno esgoto / água
Cálculo da vazão feito por bacia de contribuição - População pode ser calculada
conforme:
Pop = A * dd
◼ A – área em hectares da bacia contribuinte
◼ dd – densidade demográfica da bacia (hab./ha).
Cálculo da vazão doméstica média de esgotos
Pop QPC R
1.000
Qd médio [m³/dia] ou Q d médio
Pop QPC R
[L/s]
86.400
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Densidade populacional e consumo per capita em bairros de Viçosa
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Fatores que afetam o consumo de água e 
consequente a contribuição de esgoto doméstico 
◼ Condições climáticas
◼ Hábitos e nível sócio econômico da população
◼ Natureza da cidade
◼ Medição de água
◼ Pressão na rede de água
◼ Existência de rede de esgoto
◼ Preço da água
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A infiltração na rede depende das condições locais, tais
como:
◼ Nível d'água do lençol freático
◼ Tipo de solo
◼ Material da tubulação
◼ Tipo de junta
◼ Qualidade de assentamento dos tubo
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Água de infiltração
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I = Qinf = txi * L
Onde:
Qinf – Contribuição decorrente da infiltração na rede coletora de esgotos
txi – taxa de infiltração (valor variável em L/s.km)
L – comprimento total de rede coletora em Km
NBR 9649: Taxa de infiltração TI = 0,05 a 1,0 L/(s.km)
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Vazão de infiltração
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- Considerações quanto ao consumo de água:
◼ volume total consumido (por dia ou mês)
◼ volume consumido nas diversas etapas do
processamento
◼ recirculações internas
◼ origem da água (abastecimento público, poços etc.)
◼ eventuais sistemas internos de tratamento de água.
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Vazões industriais 
(quando podem ser lançandas no rede de esgoto sanitário).
Caracteristicas e dados necessários para calculo das vazões
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- Considerações quanto aos despejos industriais:
◼ vazão total
◼ número de pontos de lançamento
◼ regime de lançamento (contínuo ou intermitente,
duração e frequência)
◼ pontos de lançamento (rede coletora, curso d’água)
◼ eventual mistura dos despejos com esgotos
domésticos e águas pluviais
◼ possível área para tratamento dos efluentes
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: vazões industriais –
quando podem ser lançandas no rede de esgoto sanitário.
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- Condições para lançamento de efluente industrial em rede de esgoto:
◼ sistema público de esgoto, em condições de atendimento
◼ regime de lançamento com vazão máxima de até 1,5 vezes a vazão média
diária
◼ atendimento às normas e diretrizes da operadorado sistema de coleta e
tratamento de esgoto sanitários.
◼ efluentes obedecendo às condições
I. pH entre 6,0 e 10,0;
II. temperatura inferior a 40°C;
III. materiais sedimentáveis até 20 ml/L; ...
DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Vazões industriais -quando
podem ser lançandas no rede de esgoto sanitário.
Decreto nº 8.468 (Set/1976)- Estado de SãoPaulo; Resolução CONAMA nº 430 (Maio/2011) 
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Vazões de esgoto de algumas tipologias industriais
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DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES: Vazões industriais
Opção de pré-condicionamento e lançamento dos despejos industriais na rede pública
de coleta
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Variações de vazão de dimensionamento
Quando não existirem medições de vazão utilizáveis no projeto:
Vazão inicio de plano
Qi = (k2 . Qi média) + Ii + ΣQci (não inclui k1)
Vazão final de plano
Qf = (k1 . k2 .Qf média) + If + ΣQcf
onde:
K1 = 1,2 (coeficiente do dia de maior consumo) 
K2 = 1,5 (coeficiente da hora de maior consumo) 
K3 = 0,5 (coeficiente da hora de menor consumo)
Qi Q f, = Contribuição média inicial e final de esgoto doméstico (L/s)
Qci Qcf = Contribuição singular inicial e final (ex. contribuição industrial) (L/s) 
Ii , If: Contribuição de infiltração inicial e final (L/s)
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Determinação das taxas de contribuição para cálculo das redes coletoras
◼ Rede simples
◼ Rede dupla
◼ Rede simples e dupla
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Taxas de contribuição para redes simples
Taxa por unidade de comprimento em L/(s.m) ou L/(s.km)
• Taxa de contribuição linear para o início do plano:
• Taxa de contribuição linear para o final do plano:
onde:
Li, Lf = comprimento da rede de esgotos inicial e final, m ou km 
Tinf = taxa de contribuição de infiltração, L/s.m ouL/s.km
As taxas também podem ser calculadas por unidade de área, em L/(s.ha)
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Taxas de contribuição para redes duplas
◼ Taxa de contribuição linear para o início do plano
◼ Taxa de contribuição linear para o final do plano
onde: 
Ldi, Ldf = comprimento da rede dupla inicial ou final, m ou km
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Taxas de contribuição para redes simples e duplas
◼ Comprimento virtual da rede para a área de ocupação homogênea
onde:
Lvi,f = comprimento virtual da rede inicial ou final, m ou km; Lsi,f = comprimento da rede simples inicial 
ou final, m ou km Ldi,f = comprimento da rede dupla inicial ou final, m ou km
◼ Taxa de contribuição linear para rede simples
❑ Início do plano
❑ Final do plano
◼ Taxa de contribuição linear para rede dupla
❑ Início do plano Final do plano
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CÁLCULO DAS VAZÕES NOS TRECHOS
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ALEM SOBRINHO, P.; TSUTIYA, M. T. Coleta e transporte de esgoto sanitário, 3 ed. Rio de Janeiro: ABES, 2011
DACACH, N.G. Sistemas urbanos de esgotamento sanitário. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara Dois. 1991.
FERNANDES, C. Esgotos sanitários. João Pessoa: Editora Universitária/UFPB, 2000. 435p
BRASIL. Ministério da Saúde. Fundação Nacional da Saúde. Manual de saneamento. 5. ed. Brasília: Funasa, 2019.
NUVOLARI, A. Esgoto sanitário: coleta, transporte, tratamento e reuso agrícola. Rio de Janeiro: Editora Edgard
Blucher, 2013.
ABNT. NBR 9648 - Estudos de concepção de sistemas de esgotos sanitários. R.J.: ABNT, 1986.
ABNT.NBR 9649 – Projeto de Redes Coletoras de Esgoto de Sanitário. Rio de Janeiro: ABNT. 1986.
REFERENCIAS DAS FIGURAS E FOTOS
- O autor
- ZAMBOM, R. C.; CONTRERA, R. C.; SOUZA, T. S. O. Sistemas de Esgoto Sanitário. PHA3412 – Saneamento,
Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, 2017.
LITERATURA PARA CONSULTA