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Aula 3 – Dimensionamento 
 
UNIDADE 1 – EGOTOS PREDIAIS 
 
 
 
 
 
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Aula 3: Dimensionamento 
 
As tubulações do SPES podem ser dimensionadas pelo Método das Unidades de Hunter de 
Contribuição (UHC) ou pelo Método Racional, devendo, em qualquer um dos casos, serem 
respeitados os diâmetros mínimos dos ramais de descarga apresentados na sequência. 
 
1. Método das Unidades de Hunter de Contribuição (UHC) 
Este método baseia-se na atribuição de Unidades de Hunter de Contribuição (UHC) 
para cada aparelho sanitário integrante do SPES em questão. Tais unidades constam na NBR 
8160/1999, e encontram-se reproduzidos na Tabela 1. Definidas as UHC dos aparelhos 
sanitários integrantes do sistema, inicia-se o dimensionamento dos demais componentes, 
conforme será apresentado a seguir. 
1.1. Subsistema de Coleta e Transporte de Esgoto Sanitário 
1.1.1. Tubulações 
a) Ramais de Descarga 
Para os ramais de descarga devem ser adotados, no mínimo, os diâmetros 
apresentados na Tabela 1. Para aparelhos não relacionados nesta tabela, devem ser 
estimadas as UHC correspondentes e o dimensionamento deve ser feito pela Tabela 2. 
b) Ramais de Esgoto 
Neste caso, deve ser utilizada a Tabela 3. Recomenda-se ainda, com relação às 
declividades mínimas: 
• 2% para tubulações com diâmetro nominal (DN) igual ou inferior a 75; 
• 1% para tubulações com diâmetro nominal (DN) igual ou superior a 100. 
c) Tubos de Queda 
Os tubos de queda devem ser dimensionados pela somatória das UHC conforme a 
Tabela 4. 
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Todavia, quando apresentarem desvios da vertical, os tubos de queda devem ser 
dimensionados da seguinte forma: 
• quando o desvio formar ângulo inferior a 45o com a vertical, o tubo de queda 
é dimensionado pela Tabela 4; 
• quando o desvio formar ângulo superior a 45o com a vertical, deve-se 
dimensionar: 
✓ A parte do tubo de queda acima do desvio como um tubo de queda 
independente, com base no número de unidades Hunter de 
contribuição dos aparelhos acima do desvio, de acordo com a Tabela 
4; e a parte horizontal do desvio de acordo com a Tabela 5, uma vez 
que, neste caso, o trecho é tratado como subcoletor; 
✓ A parte do tubo de queda abaixo do desvio com base no número de 
unidades Hunter de contribuição de todos os parelhos que 
descarregam neste tubo de queda, de acordo com a Tabela 4, não 
podendo o diâmetro adotado, neste caso, ser menor do que o da 
parte horizontal. Ver a figura abaixo, a qual ilustra a geometria dos 
desvios e opções de ventilação. 
 
 
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d) Coletor Predial e Subcoletores 
O coletor predial e os subcoletores podem ser dimensionados pela somatória das UHC 
conforme a Tabela 5. O coletor predial deve ter, no mínimo, um DN igual a 100. 
No dimensionamento do coletor predial e dos subcoletores em prédios residenciais, 
deve ser considerado apenas o aparelho de maior descarga de cada banheiro para a 
somatória do número de unidades Hunter de contribuição. Nos demais casos, devem ser 
considerados todos os aparelhos contribuintes para o cálculo do número de UHC. 
 
 
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1.1.2. Desconectores 
Os desconectores devem atender aos seguintes requisitos: 
• Ter fecho hídrico com altura mínima de 0,05 m; 
• Apresentar orifício de saída com diâmetro igual ou superior ao do ramal de 
descarga a ele conectado. 
As caixas sifonadas devem ser dimensionadas conforme a Tabela 6. 
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No caso das caixas sifonadas especiais, o fecho hídrico deve ter altura mínima de 0,20 
m; as mesmas devem ser fechadas hermeticamente com tampa facilmente removível e o 
orifício de saída deve ter o diâmetro nominal, de no mínimo 75 mm. 
1.1.3. Dispositivos Complementares 
a) Caixa de Gordura 
As caixas de gordura são dimensionadas em função do número de cozinhas por elas 
atendidas. Desta forma, assim procede-se: 
• Para a coleta de apenas uma pia de cozinha pode ser usada a caixa de gordura 
pequena; 
• Para a coleta de uma ou mais cozinhas deve ser usada, pelo menos, a caixa de 
gordura simples; 
• Para a coleta de duas a doze cozinhas deve ser usada, pelo menos, a caixa de 
gordura dupla; 
• Para a coleta de mais de doze cozinhas, ou ainda, para cozinhas de 
restaurantes, escolas, hospitais, quartéis, etc. devem ser previstas caixas de 
gordura especiais. 
A tipologia das caixas de gordura em função de suas dimensões características é 
apresentada na Tabela 7. 
 
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Com relação a caixa de gordura especial (CGE), prismática de base retangular, as 
seguintes características devem ainda ser apresentadas: 
• O Volume da câmara de retenção de gordura obtido pela fórmula: 
V = 2N + 20 
Onde: 
N é o número de pessoas servidas pelas cozinhas que contribuem para a caixa de 
gordura; 
V é o volume em litros. 
1.1.4. Dispositivos de Inspeção 
a) Caixas de Inspeção 
A caixa de inspeção é um dispositivo destinado a permitir a inspeção, limpeza, 
desobstrução das canalizações, a junção de coletores e a mudança de declividade. 
b) Caixas de Passagem 
Caixas de passagem são dispositivos que permitem a inspeção, limpeza e desobstrução 
das canalizações de esgoto. São caixas de inspeção com apenas uma entrada e uma saída 
para o esgoto. Quando cilíndricas, devem ter diâmetro mínimo de 0,15 m e, quando 
prismáticas de base poligonal, permitir na base a inscrição de um círculo de diâmetro 
mínimo de 0,15 m; as mesmas devem possuir grelha ou tampa cega, e uma altura mínima 
de 0,10 m. 
1.1.5. Instalações de Recalque 
Esta instalação é utilizada para recalcar os esgotos acumulados em caixas coletoras 
situadas abaixo do nível da rede pública de esgoto, provenientes de aparelhos sanitários e 
de dispositivos instalados nesse nível. A caixa coletora, é disposta de modo a receber todo o 
esgoto por gravidade, sendo que, a partir dela, recalca-se o esgoto para o coletor predial ou 
dispositivo de tratamento de esgotos por meio de bombas. 
O dimensionamento da instalação de recalque deverá considerar aspectos como a 
capacidade da bomba, que deverá atender à vazão máxima provável de contribuição dos 
aparelhos e dispositivos instalados que possam estar em funcionamento simultâneo, o 
tempo de detenção do esgoto na caixa e o intervalo de tempo entre duas partidas 
consecutivas do motor. 
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Quanto ao dimensionamento da caixa coletora, a mesma deve ter a sua capacidade 
calculada de modo a evitar a frequência exagerada de partidas e paradas das bombas por 
um volume insuficiente, bem como a ocorrência de estado séptico por um volume 
exagerado. 
O volume útil da caixa coletora (Vu), ou seja, o volume compreendido entre o nível 
máximo e o nível mínimo de operação da caixa (faixa de operação da bomba), pode ser 
determinado através da seguinte expressão: 
Vu = 
Q . t
4
 
Onde: 
Q é a capacidade da bomba, em m3/min, determinada em função da vazão afluente de 
esgotos à Caixa Coletora; 
t é o intervalo de tempo entre duas partidas consecutivas do motor, em min; 
O tempo de detenção do esgoto na caixa coletora (d) pode ser determinado a partir da 
seguinte equação: 
d = 
Vt
q
 
Onde: 
d é o tempo de detenção, em min; 
Vt = volume total da caixa coletora, em m3; 
q é a vazão média de esgoto afluente, em m3/min. 
O tempo de detenção do esgoto nacaixa não deve ultrapassar 30 minutos. Quando 
receber efluentes de bacias sanitárias, a caixa coletora, deve possuir uma profundidade 
mínima de 0,90 m, a contar do nível da geratriz inferior da tubulação afluente mais baixa. O 
fundo deve ser suficientemente inclinado para impedir a deposição de materiais sólidos 
quando a caixa for esvaziada completamente. A caixa coletora também deve ser ventilada 
por um tubo ventilador primário, independentemente de qualquer outra ventilação 
utilizada no edifício. Por outro lado, caso a caixa coletora não receba efluentes de bacias 
sanitárias, a profundidade mínima a ser considerada é de 0,60 m. 
As tubulações de sucção devem ser uma para cada bomba e possuir diâmetro 
uniforme e nunca inferior aos das tubulações de recalque. Já as tubulações de recalque 
devem atingir um nível superior ao da rede de maneira que impossibilite o refluxo dos 
esgotos, devendo ser providas de dispositivos para este fim. 
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É recomendável que a capacidade da bomba seja considerada como sendo igual a duas 
vezes a vazão afluente de esgotos sanitários e que o intervalo entre duas partidas 
consecutivas do motor não seja inferior a 10 minutos, no sentido de se preservar os 
equipamentos eletromecânicos de frequentes esforços de partida. 
1.2. Componentes do Subsistema de Ventilação 
São apresentados a seguir os critérios a serem coletados para o dimensionamento do 
sistema de ventilação secundária. 
• Ramal de Ventilação: os diâmetros mínimos a serem utilizados constam na 
Tabela 8; 
• Coluna de Ventilação: Os diâmetros nominais mínimos são apresentados na 
Tabela 9, em função das UHC e do comprimento. Este comprimento é medido 
desde a extremidade superior da coluna, que se encontra em contato a com 
atmosfera até sua base, no encontro com o tubo de queda; 
• Barrilete de Ventilação: Os diâmetros nominais mínimos são apresentados na 
Tabela 9. O número de UHC de cada trecho é a soma das unidades de todos 
os tubos de queda servidos pelo trecho e o comprimento a considerar é o 
mais extenso, da base da coluna de ventilação mais distante da extremidade 
aberta do barrilete até essa extremidade; 
 
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2. Dimensionamento Racional 
O dimensionamento racional visa flexibilizar a atuação do projetista do SPES, 
outorgando ao mesmo um poder de decisão maior do que aquele proporcionado pela 
metodologia convencional. Acredita-se que tal flexibilização auxilie substancialmente as 
emergentes necessidades de racionalização e otimização na Construção Civil. 
Este dimensionamento racional consta basicamente em estabelecer, em princípio, 
uma configuração inicial para o SPES apenas com ventilação primária; na sequência, segue-
se com a determinação probabilística das vazões de projeto, caracterização das vazões de 
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descarga dos aparelhos sanitários, dimensionamento das tubulações e a verificação da 
suficiência da ventilação primária. Caso esta não seja suficiente, altera-se a geometria da 
configuração inicial proposta ou concebe-se para a mesma a ventilação secundária. Caberá 
ao projetista a definição da melhor solução. A idéia é que esta metodologia racional seja 
suficientemente abrangente, oferecendo ao projetista condições de trabalhar as diversas 
variáveis de projeto, isto é, flexibilidade. A escolha do tipo de bacia sanitária, por exemplo, 
poderá estar definindo o nível da ventilação necessária. 
2.1. Apresentação do Dimensionamento Racional 
A seguir será abordada a determinação probabilística da vazão de projeto e o 
equacionamento racional propriamente dito, onde equações básicas da hidráulica e 
algumas de suas variantes são utilizadas. Diversas formulações específicas desenvolvidas 
por pesquisadores do assunto são consideradas como, por exemplo, a determinação da 
velocidade e comprimento terminais, a capacidade do tubo de queda, entre outras. Por 
último será apresentada a idéia básica do modelo matemático para verificar a necessidade 
da ventilação secundária. 
2.1.1. Vazão de Projeto 
Uma postura adequada para determinar a vazão de projeto é considerá-la como 
função da simultaneidade de uso e da tipologia dos aparelhos sanitários. Há diversos 
métodos probabilísticos desenvolvidos para determinar a simultaneidade de uso, muitos 
deles baseados nas distribuições normal, binomial e multionomial. Entre estes métodos, 
pode-se citar os trabalhos de Hunter, Webster, Courtney, Konen e Murakawa. Este autor 
também desenvolveu um modelo probabilístico o qual é aberto para a entrada de diversos 
dados específicos da realidade de cada projeto. É importante também salientar que tais 
métodos estatísticos permitem ao projetista estabelecer qual o nível de confiança que o 
mesmo deseja trabalhar. Quanto ao levantamento da tipologia dos aparelhos sanitários, 
mais especificamente as bacias sanitárias, cresce em importância a escolhas de bacias 
eficientes, mas se reduzido consumo de água. 
2.1.2. Equacionamento 
2.1.2.1. DIMENSIONAMENTO DO SUBSISTEMA DE COLETA E TRANSPORTE DE 
ESGOTO SANITÁRIO 
O escoamento no tubo de queda é considerado anular, isto é, o esgoto escoando pelas 
paredes do tubo de queda na forma de um cilindro oco onde circula ar. Em qualquer seção 
transversal deste escoamento, a razão entre a seção de água e a seção de ar deve situar-se 
entre 1/4 e 1/3, de maneira a evitar que o escoamento preencha totalmente a seção 
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transversal, condição esta que perturbaria sensivelmente as pressões de ar no interior do 
sistema. 
O diâmetro do tubo de queda pode ser determinado a partir da seguinte equação: 
dtq = 
0,116 . n3/8 . Qtq
3/8
to
5/8
 
Onde: 
dtq é o diâmetro interno do tubo de queda, em m; 
Qtq é a vazão de projeto no tubo de queda, em l/s; 
n é o coeficiente de Manning, em s/m1/3; 
to é a taxa de ocupação de água durante o escoamento no tubo de queda. 
Esta equação é uma variante da equação de Manning para escoamento anular e 
permanente, onde o valor de Qtq é aquele onde ocorre a velocidade terminal. Sendo o 
escoamento no tubo de queda anular, o valor do to pode ser expresso da seguinte forma: 
to = 
Se
Stq
 
Onde: 
Se é a área da seção transversal da coroa circular por onde escoa a água no tubo de 
queda; 
Stq é a área da seção transversal do tubo de queda. 
A fim de se garantir a manutenção do escoamento anular no tubo de queda, 
recomenda-se utilizar to entre 1/4 e 1/3 conforme, comentado anteriormente. A velocidade 
terminal tem a seguinte formulação: 
vt = 13 . (
Qtq
dtq
)
2/5
 
Onde: 
vt = velocidade terminal, em m/s; 
dtq = diâmetro interno do tubo de queda, em mm. 
Com relação à vazão de projeto, a mesma pode ser obtida através das diversas 
metodologias citadas no item 3.4 da Norma. Utilizando-se, por exemplo, a distribuição 
binomial, a qual foi incorporada no texto da NBR, tem-se a seguinte formulação básica: 
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Qtq = ∑ mi . qi
n
n=1
 
Onde: 
Qtq é a a vazão de projeto no trecho considerado (l/s); 
 i é o índice representativo do tipo de aparelho sanitário; 
 n é o número de tipos de aparelhos sanitários no trecho considerado; 
mi é o número de aparelhos sanitários do tipo i a serem considerados em uso 
simultâneo, entre J aparelhos instalados, para um dado fator de falha; 
J é o número de aparelhos sanitários do tipo i instalados no trecho considerado; 
qi é a vazão unitária do aparelho sanitário do tipo i(l/s). 
A distribuição binomial estabelece, para um dado nível de confiança a ser estipulado 
pelo projetista, o número de aparelhos sanitários do tipo i em uso simultâneo (mi) entre o 
total instalado ao trecho considerado (J). O tipo de aparelho sanitário em questão 
determinará as respectivas vazões a serem fornecidas pelos fabricantes, assim como as 
frequências de uso e durações das descargas, as quais são dados de campo. 
O diâmetro dos ramais de descarga, ramais de esgoto, subcoletores e coletor predial 
pode ser calculado a partir da seguinte equação, considerando-se escoamento à meia 
seção: 
de = 
n3/8 . Qe
3/8 . 𝐼−3/16
6,644
 
Onde: 
de é o diâmetro do trecho considerado, em m; 
n é o coeficiente de Manning, em s/m1/3; 
Qe é a vazão no trecho considerado, em l/s; 
I é a declividade do trecho considerado em m/m. 
A vazão em cada trecho, no caso do ramal de descarga, será dada por: 
Qe = qi 
A vazão em cada trecho, no caso do ramal de esgoto, será dada por: 
Qe = ∑ mi . qi
n
n=1
 
Onde: 
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n é o número de tipos de aparelhos sanitários no trecho considerado; 
mi é o número de aparelhos sanitários do tipo i a serem considerados em uso, 
simultâneo, para um dado fator de falha; 
qi é a vazão de contribuição do aparelho sanitário do tipo i. 
A vazão em cada trecho, no caso dos subcoletores, será dada por: 
Qe = Qtq 
A vazão em cada trecho, no caso do coletor predial, será dada por: 
Qe = ∑ mi . qi
n
n=1
 
A declividade I adotada na equação 05 para o dimensionamento dos subcoletores e 
coletores deve ser testada quanto as condições de arraste do material sólido através do 
princípio da tensão trativa: 
Tr = γ . Rh . I ≥ 1,0 Pa 
Onde: 
Rh é o raio hidráulico, em m; 
Tr é a tensão trativa, em Pa; 
γ é o peso específico, em N/m2; 
2.1.2.2. DIMENSIONAMENTO DO SUBSISTEMA DE VENTILAÇÃO 
O subsistema de ventilação pode ser composto por tubulações ou dispositivos de 
ventilação ou, ainda, uma combinação de ambos. O equacionamento da ventilação 
primária, isto é, o valor do diâmetro do tubo de queda que propicie uma vazão de ar que 
equilibre as pressões pneumáticas, no interior do sistema, em torno da pressão atmosférica, 
é dado pela seguinte equação: 
Qar = c . Qtq2/5 - 1,5 Qtq 
Onde: 
Qar é a vazão de ar que escoa pelo núcleo de ar no tubo de queda, em l/s; 
C é o coeficiente adimensional; 
Qtq é a vazão de projeto no tubo de queda, em l/s. 
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Já para o dimensionamento das tubulações da ventilação secundária, a seguinte 
equação é utilizada considerando-se uma perda de carga máxima de 25 mm.c.a e 
desconsiderando-se a perda de carga nas singularidades: 
Dv = 4,06 [f . Lv (Qar')2 ]1/5 
Onde: 
Dv é o diâmetro da tubulação de ventilação, em mm; 
Lv é o comprimento da tubulação de ventilação, em mm; 
f é o coeficiente de perda de carga distribuída, adimensional; 
Qar’ é a vazão de ar na tubulação de ventilação, em l/s. 
A vazão de ar na coluna de ventilação é estimada como sendo igual a 2/3 da vazão de 
ar no interior do tubo de queda, chegando-se, então, a seguinte relação: 
Qar' = 40 Qar 
Onde: 
Qar neste caso é a vazão de ar na coluna de ventilação, sendo obtida em l/min. 
Caso a ventilação secundária seja composta por dispositivos de ventilação, serão 
necessárias as especificações dos fabricantes. 
2.1.2.3. MODELO PARA VERIFICAÇÃO DA NECESSIDADE DA VENTILAÇÃO 
SECUNDÁRIA 
A verificação da necessidade da ventilação secundária em um SPES com tubo de queda 
único (sistema sem ramais e colunas de ventilação) é possível através da utilização de um 
equacionamento desenvolvido por GRAÇA (1985), onde são determinadas, a partir do 
conhecimento das características geométricas do sistema e das condições climáticas do 
ambiente , as magnitudes estimadas e admissíveis das variáveis referentes às perdas de 
altura do fecho hídrico assim como as pressões desenvolvidas no interior do sistema. O 
conjunto de inequações a seguir, se obedecido, indica não ser necessária a ventilação 
secundária: 
a) Ha,i ≥ Hr,i b) Da,s ≥ Dr c) Sa,s ≥ Sr 
Onde: 
Ha,i = perda de altura do fecho hídrico admissível para o desconector i (mm); 
Hr,i = perda de altura do fecho hídrico provocada por auto-sifonagem (mm); 
Da,s = depressão admissível no sistema (N/m2); 
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Dr é a depressão máxima provocada pelos efeitos de sifonagem induzida, tiragem 
térmica; 
ação do vento e das variações da pressão ambiental (N/m2); 
Sa,s é a sobrepressão admissível no sistema (N/m2); 
Sr é a sobrepressão máxima no sistema (N/m2). 
As variáveis Ha,i , Da,s e Sa,s dependem das características geométricas do sistema, 
enquanto as variáveis Hr,i , Dr e Sr dependem das condições ambientais dos fenômenos 
associados ao escoamento. Todas as equações envolvendo estas variáveis, as quais formam 
um equacionamento bastante extenso e complexo, e não será apresentado. 
Como pode-se perceber, a metodologia de Dimensionamento Racional é mais 
complexa e entra nesta aula a título de informação, apenas, como alternativa ao método 
Hunter. 
 
Baseado e adaptado de ABNT, 
GONÇALVES (2000), GRAÇA 
(1985). Edições sem prejuízo 
de conteúdo.