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\ PROJETO DE REDE DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA, COLETA DE ESGOTO E REDE DE DRENAGEM SANEAMENTO BÁSICO - ECV Tânia Oneda Guilherme Campos JOINVILLE, 2020 1 ALEXANDRE B. DUTRA EVERSON GAMBETA JOÃO PERRONY JULIANE BERNICH DE SOUZA LARISSA MACHADO \ Sumário Resumo…………………………………………………….…………….………… pag. 03 Introdução………………………………………………….…………..………….. pag. 04 Objetivo Geral e Específico ………………………………….………………… pag. 05 Cálculo da População ………………………….………...……………………. pag. 06 Localização da Região….……………………………………………..………… pag. 08 Traçado Inicial da Rede de Drenagem ...………………………..……..…….. pag. 09 Escoamento Superficial….….…..……………………………………………… pag. 09 Áreas de contribuição .….……....……………………………………………… pag. 11 Cálculo das Sarjetas….………...……………….………...……………………. pag. 12 Cálculo das Bocas de Lobo…...……………….………...……………………. pag. 14 Definições traçado da rede...………………….……………………..………… pag. 15 Dimensionamento de Galerias…….……………….……………..……..…….. pag. 15 Rede de abastecimento……….….…………………………………...………… pag. 17 Definições do traçado da rede………………………………………….…… pag 17 Planilha com cálculo de rede……………...………………......……..…….. pag. 19 Projeto de rede de esgoto……………………..…………………………....….. pag. 21 Plano de gerenciamento de resíduos sólidos………………………………. pag 22 Referências Bibliográficas ……………………………………………….…….. pag 27 2 \ RESUMO Este projeto tem como objetivo a realização e entrega de um projeto completo de rede de abastecimento de água, coleta de esgoto e rede de drenagem. Irá se suceder através de etapas, que envolvem a escolha de um local da cidade de Joinville-SC, de preferência da equipe, com o devido levantamento populacional dessa área escolhida, e assim se dará início aos dimensionamentos de rede de abastecimento de água, coleta de esgoto, rede de drenagem e também a apresentação de um plano de gerenciamento de resíduos sólidos. Sendo o projeto final composto pelos devidos memoriais de cálculos, memoriais descritivos e pranchas de cada etapa. 3 \ INTRODUÇÃO Projetos como os de abastecimento de água, coleta de esgoto e rede de drenagem, devem se ter como os mais importantes para uma comunidade, não são apenas para melhoria estética ou conforto, são questões essenciais de saúde e segurança a todos. Através desses projetos podemos evitar casos de doenças como diarreia, cólera, febre, tifóide e hepatite; e catástrofes como alagamentos, enchentes e inundações. O abastecimento de água deve seguir todos os requisitos para que a água seja potável, acessível e de quantidade suficiente para todos. A coleta de esgoto se faz necessária pois os dejetos humanos são transmissores de muitas doenças, o projeto de esgoto deve ser muito bem realizado para que não gere problemas a nenhum indivíduo. Cada vez mais se é visto cidades que sofrem com inundações e alagamentos, em sua grande maioria faltam sistemas de drenagem ou se já o possuem necessitam de melhorias e manutenções. 4 \ OBJETIVO GERAL E ESPECÍFICO O objetivo geral do presente trabalho é realizar um estudo completo no bairro Iririú da cidade de Joinville, desde da escolha de um local, levantamentos dos dados, pesquisa sobre uma rede de abastecimento de água, coleta de esgoto e rede de drenagem e execução de um plano de gerenciamento de resíduos, levando em consideração uma solução prática e acessível para a hipótese de implementação desse projeto. Iririú é um bairro situado no município de Joinville, no estado de Santa Catarina. Localizado na zona leste do município, o bairro possui uma área de 6,26 km². O bairro Iririú tem seu solo ocupado por 81,6% de residências, 11,0% de comércios/serviços, 0,4% de indústrias e 7,0% baldio. Figura 1-Imagens de todos os bairros de Joinville 5 \ Figura 2 - Localização do bairro Iririú CÁLCULO DA POPULAÇÃO Para realizar o cálculos da população, primeiro foram encontrados os valores da população do bairro Iririú, que foi o lugar escolhido para o estudo, esses dados foram retirados do IBGE, e do site de Joinville bairro a bairro . Estimativa da população em determinado ano: 2000 - 21.357 2010 - 22.344 2020 - 24.696 Método Aritmético Ka= P2-P1 / t2-t1 Ka= (24696 -22344) / (2020-2010) Ka=235,2 --> Constante de variação da população por unidade de tempo P=P2 + Ka (t-t2) P=24.696 + 235,2 (2030-2020) P=27.048 6 \ Método Geométrico Kg= (ln P2 -ln P1) / (t2 - t1) Kg= ( ln 24.696 - ln 22.344) / (2020-2010) Kg=10.00834586x10-³ P= P2 x e^(kg (t-t2)) P=24.696 x e^(10,00834586x10-³(2030-2020)) P=24.295 Método Curva Logística Para nosso dimensionamento este método não se encaixa devido a condição de que P0 x P2 deve ser menor que P1². P0 x P2 = 21357 x 24696 = 527432472 P1² = 22344² = 499254336 P1² < P0 x P2 7 \ LOCALIZAÇÃO DA REGIÃO Foi definido uma quadra localizada no bairro Iririú para a realização do projeto, a partir disso foi definido uma prévia de trechos a serem dimensionados. Figura 3- Localização da quadra em estudo Fonte: Adaptado pelos autores; Google Maps (2020) Figura 4- Localização da quadra em estudo Fonte: Adaptado pelos autores; Google Maps (2020) 8 \ TRAÇADO INICIAL DA REDE DE DRENAGEM Em seguida foi feito um esboço apontando os poços de visitas, bocas de lobos e o sentido do escoamento do trecho selecionado. No total foram dez poços de visita e doze bocas de lobo. Figura 5- Traçado inicial da rede Quadra escolhida para dimensionamento da rede (Arquivo anexo) ESCOAMENTO SUPERFICIAL COEFICIENTE DE ESCOAMENTO Sendo a área estudada em sua totalidade urbanizada, adotou-se o coeficiente de escoamento superficial como 0,6 . EQUAÇÃO DE CHUVA Foi considerado para o cálculo do projeto um tempo de concentração de 10 min e o período de retorno de acordo com o Manual de Drenagem de Joinville de 10 anos. A seguir encontra-se o cálculo da intensidade. i = 1,14× ×[75,802−27,068×ln(−ln(1−1/T ))−15,622] × 60e1,5 x ln (ln t /7,3 ) ------------------------------------------------------------------------------------ 9 \ t i = 1,14× x[75,802−27,068×ln(−ln(1−1/10))−15,622] × 60e1,5 x ln (ln 10/7,3 ) ------------------------------------------------------------------------------------------ 10 i = 146,73 mm/h i (mm/h) / 6 = 24,455 m³/s.ha Sendo: i : Intensidade da chuva (mm/h); T: Tempo de retorno (anos); tc: Tempo de concentração (min). VAZÃO DE PROJETO Para calcular a vazão de projeto foi considerado o coeficiente de rugosidade de manning de 0,014, declividade longitudinal de 0,005 m/m, declividade da sarjeta de 3 % e a altura de escoamento de 0,13 m. A resolução dos cálculos segue abaixo. Q = A x Rh²/³ x √I n onde: Q = capacidade da rua A = área molhada RH= raio hidráulico n= Coeficiente de rugosidade de Manning Irua= Declividade da rua (m/m) Dados utilizados: ● n = 0,014 ● Declividade = 0,005 m/m ● h = 0,13 m ● Declividade sarjeta = 3% 100 = 3 x 0,13 x = 4,33m 10 \ ● Área seção: A = 0,13 x 4,33 = 0,2815 m 2 ● Hipotenusa: H² = 0,13² + 4,33² = 4,332m ● Perímetro molhado: 4,332 + 0,13= 4,462m ● Raio hidráulico: Rh = A/P = 0,2815/4,462 = 0,0631 Aplicando na fórmula: Q = A x Rh²/³x√0,005 0,014 Q = 0,2253 m³/s *Para os dois lados Q = 0,2253 x 2 Q = 0,4506 m³/s ÁREAS DE CONTRIBUIÇÃO Foram calculadas as estimativas das áreas de contribuição para posteriormente realizar os cálculos das vazões. Figura 6 - Separação das áreas de contribuição Fonte: autores 11 \ CÁLCULO DE SARJETAS INFORMAÇÕES DO LOCAL Utilizando os dados e as fórmulas da vazão foram realizados os cálculos pelo método de Manning. Foi considerada uma altura de 0,13 cm para cálculo de capacidade para evitar o transbordamento. Q = 0,278.C.i.A onde: Q: Vazão de contribuição (l/s); C: Coeficiente de escoamento superficial; i : Intensidade da chuva; A: Área de contribuição para o poço de visita (km2). 12 Trecho Rua Cota montante Cota jusante Desnível da rua Comprimento Declividade Área de contribuição a1-a2 rua iririu 14,42 12,8 1,62 45 0,036 0,001285 a2-b1 rua tangará 12,8 13,8 -1 40 0,025 0,003096 b1-b2 rua tangará 12,8 13,8 -1 44,5 0,02247191 0,003551 b2-b3 rua tangará 12,8 13,8 -1 44,5 0,02247191 0,00344 b3-c1 rua tangará 12,8 13,8 -1 40 0,025 0,001179 c1-c2 rua baercker 13,8 13,15 0,65 41,5 0,01566265 0,001122 c2-d1 rua videira 13,15 14,42 -1,27 39 0,03256410 0,00268 d1-d2 rua videira 13,15 14,42 -1,27 44 0,02886363 0,003185 d2-d3 rua videira 13,15 14,42 -1,27 47 0,02702127 0,003026 d3-a1 rua videira 13,15 14,42 -1,27 39 0,03256410 0,000962 \ Q = A x Rh²/³x√ I n onde: Q Capacidade da rua (m3/s); A: Área molhada considerando triângulo (m2); RH : Raio hidráulico (m); Irua : Declividade longitudinal da rua (m/m); n: Coeficiente de rugosidade de Manning (0,014 * ** 13 * ** Trecho Rua Comprimento m Declividade m/m Área de contribuição Km2 Vazão de escoamento / s m3 Vazão da sarjeta / s m3 a1-a2 rua iririu 45 0,036 0,001285 0,314498147 0,604671761 a2-b1 rua tangará 40 0,025 0,003096 0,757732501 0,503893134 b1-b2 rua tangará 44,5 0,02247191 0,003551 0,869091768 0,477736508 b2-b3 rua tangará 44,5 0,02247191 0,00344 0,841925002 0,477736508 b3-c1 rua tangará 40 0,025 0,001179 0,28855511 0,503893134 c1-c2 rua baercker 41,5 0,015662651 0,001122 0,274604608 0,398842166 c2-d1 rua videira 39 0,032564103 0,00268 0,655918315 0,575092883 d1-d2 rua videira 44 0,028863636 0,003185 0,779514863 0,541432048 d2-d3 rua videira 47 0,027021277 0,003026 0,740600307 0,523867393 d3-a1 rua videira 39 0,032564103 0,000962 0,235445306 0,575092883 \ CÁLCULO DAS BOCAS DE LOBO Após saber as vazões e a capacidade das sarjetas pode-se verificar onde é necessário colocar bocas de lobo, ou seja, onde a capacidade da sarjeta não consegue suportar a vazão do trecho. Para dimensionar a boca de lobo guia consideramos a altura da água de 0,13 m e já sabendo a vazão calculamos o comprimento da soleira. Utilizando a fórmula a seguir. Q = 1, 7 × L × y3/2 onde: Q: Vazão de escoamento pela boca de lobo (m3/s); L: Comprimento da soleira (m); y: Altura de água próxima a abertura da guia. 14 Trecho Rua Vazão de escoamento Vazão da sarjeta Boca de lobo Soleira a1-a2 rua iririu 0,314498147 0,604671761 não - a2-b1 rua tangará 0,757732501 0,503893134 sim 9,509695 b1-b2 rua tangará 0,869091768 0,477736508 sim 10,90728 b2-b3 rua tangará 0,841925002 0,477736508 sim 10,56633 b3-c1 rua tangará 0,28855511 0,503893134 não - c1-c2 rua baercker 0,274604608 0,398842166 não - c2-d1 rua videira 0,655918315 0,575092883 sim 8,231907 d1-d2 rua videira 0,779514863 0,541432048 sim 9,783068 d2-d3 rua videira 0,740600307 0,523867393 sim 9,294683 \ DEFINIÇÕES TRAÇADO DA REDE As galerias de águas pluviais e a rede de esgoto têm papel fundamental na manutenção da infraestrutura de uma cidade. A utilização indevida dessas redes pode trazer diversos problemas para a população, principalmente nas épocas de chuva, em que diversos alagamentos acontecem devido à má manutenção ou à incapacidade das galerias pluviais de dar vazão à água. Para a elaboração desse projeto foi adotado um sistema de galerias circulares com declividade mínima de 1,5%. Abaixo segue um exemplo de corte transversal de uma galeria pluviométrica. Figura 7 - Detalhamento de corte transversal da rua DIMENSIONAMENTO DE GALERIAS Após a captação feita pelas bocas de lobo é necessário que tudo esteja ligado nas galerias, neste projeto adotou-se galerias circulares de concreto e declividade mínima de 1,5%. Utilizando as fórmulas abaixo completou-se a tabelas com os resultados. D = 1,55 x ( ) S1/2 Q x n 3/8 Fh = Q x n D x S8/3 1/2 v = n Rh x S2/3 1/2 15 \ te = velocidade comprimento onde: Q: Vazão (m3/s); D: Diâmetro da galeria circular (m); n: Coeficiente de rugosidade de Manning (0,014); S: Declividade da galeria (m/m); Fh: Fator hidráulico; v: Velocidade do escoamento na galeria (m/s); te: tempo de escoamento (min). 16 Trecho Comp. Área de contribuição Vazão Decliv. Diâmetro calculado Diâmetro (adotado) Fh Rh /D RH Velocidade Tempo escoamento a1-a2 45 0,001285 0,314498147 0,036 0,3676 m 400 mm 0,248 0,292 5 0,117 3,49 m/s 10,215 min a2-b1 40 0,003096 0,757732501 0,025 0,547 m 600 mm 0,3068 0,304 25 0,167 3,69 m/s 10,1807 min b1-b2 44,5 0,003551 0,86909 0,02247 0,587 m 600 mm 0,294 0,303 3 0,182 3,70 m/s 10,2005 min b2-b3 44,5 0,00344 0,841925002 0,22472 0,5797 m 600 mm 0,285 0,302 0 0,181 3,69 m/s 10,201 min b3-c1 40 0,001179 0,28855511 0,025 0,381 m 400 mm 0,273 0,299 3 0,120 2,96 m/s 10,225 min c1-c2 41,5 0,001122 0,274604608 0,01566 0,408 m 450 mm 0,24 0,289 0 0,130 2,47 m/s 10,28 min c2-d1 39 0,00268 0,655918315 0,032564 0,493 m 500 mm 0,30 0,303 8 0,152 3,95 m/s 10,1645 min d1-d2 44 0,003185 0,779514863 0,02886 0,5385 m 600 mm 0,233 0,287 2 0,172 4,04 m/s 10,1815 min d2-d3 47 0,003026 0,740600307 0,02702 0,535 m 600 mm 0,229 0,285 2 0,171 3,895 m/s 10,201 min d3-a1 39 0,000962 0,235445306 0,03256 0,336 350 mm 0,279 0,300 3 0,105 3,089 m/s 10,21 min \ Figura 8- Traçado de rede REDE DE ABASTECIMENTO ● DEFINIÇÕES DO TRAÇADO DA REDE Figura 9- Determinação das áreas de contribuição 17 \ Figura 10 - Determinação das áreas de contribuição Figura 11 - Determinação dos nós, cotas e posicionamento do reservatório 18 \ Figura 12 - Determinação das vazões PLANILHA COM CÁLCULO DA REDE A população estimada para nossa quadra foi calculada da seguinte maneira. Em nossa projeção de população para 2030 no bairro Iririú, chegamos a um valor, pelo método aritmético, de 27048 pessoas, desse modo, considerando que o bairro tem 6,26 km² (626 ha) de extensão, foi realizada a média populacional por hectare. Onde foi possível estabelecer que a quadra escolhida, que possui 7244,6859 m² (0,72446859 ha) teria uma população de aproximadamente 31,30 pessoas. A partir desse momento segue-se o preenchimento da planilha, usando o método Hardy-Cross. 19 \ Dimensionamento da rede através da planilha (anexo) Dimensionamento da rede através da planilha (anexo) Dimensionamento da rede através da planilha (anexo) 20 \ PROJETO DE REDE DE ESGOTO Esta rede é implantada em ruas, avenidase locais de servidão, captando o esgoto sanitário de residências e indústrias. Para nosso dimensionamento de rede de esgoto, foi necessário em alguns trechos realizar uma escavação mais profunda, para apresentar uma declividade aceitável. Direcionamos o contribuídos para o mesmo interceptor, como a imagem a seguir: Vazão doméstica inicial = =Qd.i 86400 C . K . P . q2 i Coeficiente de contribuição linear inicial = + T xi Li K . Q2 dj T inf = 21 \ Vazão doméstica final =Qd.f = 862400 C . K . K . P . q1 2 f Coeficiente de contribuição linear final: = + T xi Lf K K . Q1 2 d f T inf = PLANO DE GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS No Brasil, aproximadamente cada indivíduo descarta cerca de 1 kilo de resíduos por dia. O valor total de resíduos sólidos urbanos no Brasil é de aproximadamente 78,6 milhões de toneladas, e cerca de 31,9% é material reciclável como papel, plástico, metais e vidros, 51,4% matéria orgânica, e 16,7% outros materiais. Em resumo, apenas 3% dos resíduos gerados são reciclados. Mais de 74 toneladas de resíduos recebem destino inadequado . 22 \ O gerenciamento de resíduos é a adoção de efetiva e sistemática de um conjunto de ações nas etapas de coleta, transporte, tratamento e destinação final ambientalmente adequada. A seguir trouxemos um plano de gerenciamento de resíduos sólidos (PGRS), de uma construtora com uma obra localizada no centro de Joinville. 1. IDENTIFICAÇÃO DA EMPRESA Razão Social: Carvalho Serra Eng. e Consult. CNPJ: 28.687.725/0001-19 Endereço: Rua Abdon Batista, 207, Centro Joinville/SC 2. IDENTIFICAÇÃO DO EMPREENDIMENTO Denominação: Condominio do Edificio Residencial e Comercial Riviera Endereço: Rua Iririú, 207, Iririú Cidade/UF: Joinville/SC 3. INTRODUÇÃO A geração dos Resíduos da Construção Civil se deve, em grande parte, às perdas de materiais de construção nas obras através do desperdício durante o seu processo de execução, assim como pelos restos de materiais que são perdidos por danos no recebimento, transporte e armazenamento. 4. CLASSIFICAÇÃO E DESTINAÇÃO 23 Tipo Definição Exemplos Destinações \ 5. CLASSIFICAÇÃO DOS RESÍDUOS 24 Classe A Resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados Resíduos de pavimentação e de outras obras de infraestrutura, solos provenientes de terraplanagem; Resíduos de componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de revestimentos, etc), argamassa e concreto; Resíduos oriundos de processo de fabricação e/ou demolição de peças pré-moldadas em concreto (blocos, tubos, meios fios) produzidos em canteiro de obras Reutilização ou reciclagem na forma de agregados, ou encaminhados as área de aterro de construção civil sendo dispostos de forma a permitir sua utilização ou reciclagem futura. Classe B São os resíduos recicláveis para outras destinações. Plásticos, papel, papelão, metais, vidros, madeiras e oriundos do gesso Reutilização/reciclagem ou encaminhamento a áreas de armazenamento temporário sendo dispostos de modo a permitir sua utilização futura. Classe C São os resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem/recuperação Sacas diversas não recicláveis, lixas e outros Armazenamento, transporte e destinação conforme normas técnicas específicas. Classe D São os resíduos perigosos oriundos da construção civil Tintas, solventes, óleos e outros, ou aqueles contaminados oriundos das demolições reforma e reparos, indústrias e outros. Armazenamento, transporte e reutilização conforme normas técnicas específicas. \ 6. QUANTIDADE ESTIMADA DE GERAÇÃO DE RESÍDUOS 7. DESTINAÇÃO FINAL DOS RESÍDUOS 25 \ 26 \ REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA POPULAÇÃO IRIRIU - JOINVILLE. População.net, 2010. Disponivel em: <http://populacao.net.br/populacao-iririu_joinville_sc.html> FEBER, Maria Nazaré. Joinville bairro a bairro. FUNDAÇÃO INSTITUTO DE PESQUISA E PLANEJAMENTO PARA O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DE JOINVILLE - IPPUJ, 2015. INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. IBGE. Disponivel em :<https://www.ibge.gov.br/> 27 http://populacao.net.br/populacao-iririu_joinville_sc.html