3- Sistemas de Coleta de Águas Servidas e Pluviais em Edifícios

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(Sistemas Prediais) 3- Sistemas de Coleta de Águas Servidas e Pluviais em Edifícios
MÓDULO 1 - Aplicar os critérios de projeto no dimensionamento de redes de esgotamento sanitário.
INTRODUÇÃO: Os requisitos de um sistema de esgoto devem atender a estes principais objetivos:
· Melhoria das condições higiênicas locais.
· Coleta e afastamento rápido e seguro do esgoto sanitário.
· Disposição sanitariamente adequada do efluente.
Definem-se como águas residuárias os despejos líquidos ou efluentes, compreendendo o esgoto doméstico e as águas pluviais. Águas residuárias domésticas são os despejos líquidos das habitações, prédios ou estabelecimentos comerciais.
Elas podem ser divididas em:
Águas imundas- Contém dejetos, elevada quantidade de matéria orgânica com grande quantidade de microrganismos.
Águas servidas- É resultante das operações de lavagem e limpeza de cozinhas, banheiros e sanitários.
Além disso, temos as Águas residuárias industriais, que são oriundas do trabalho industrial, podendo ser tóxicas, inertes ou ainda conter matéria orgânica, de acordo com a operação específica da indústria, como também as Águas residuárias de infiltração, que são a parcela das águas do subsolo que penetra nas canalizações de esgotos.
COMPONENTES DA REDE DE ESGOTO: O esgoto primário compreende o coletor predial, os subcoletores, as caixas de inspeção, os tubos de queda, os ramais de descarga e de esgoto, os tubos ventiladores e os desconectores.
Veja as especificações do esgoto primário a seguir:
· COLETOR PREDIAL- Trecho de canalização horizontal compreendido entre a última inserção de subcoletor, ramal de esgoto, de descarga ou tubo de queda, e a rede pública ou local de lançamento dos esgotos.
· SUBCOLETOR PREDIAL- Canalização, normalmente horizontal, que recebe efluentes de um ou mais tubos de queda, ou ramal de esgoto.
· CAIXA DE GORDURA- Caixa destinada a reter, na sua parte superior, as gorduras, graxas e óleos contidos no esgoto, formando camadas que devem ser removidas periodicamente, evitando que estes componentes escoem livremente pela rede.
· CAIXAS DE INSPEÇÃO- Caixa destinada a permitir a inspeção, limpeza, desobstrução, junção, mudanças de declividade e/ou direção das tubulações.
· TUBOS DE QUEDA- Tubulação vertical que recebe efluentes de subcoletores, ramais de esgoto e ramais de descarga.
Veja as especificações de cada item da figura anterior:
· RAMAIS DE DESCARGA- Tubulação que recebe diretamente os efluentes de aparelhos sanitários.
· RAMAIS DE ESGOTO- Tubulação primária que recebe os efluentes dos ramais de descarga diretamente ou a partir de um desconector.
· RAMAL VENTILADOR- Tubo ventilador que interliga o desconector, ramal de descarga, ou ramal de esgoto de um ou mais aparelhos sanitários a uma coluna de ventilação, ou a um tubo ventilador primário.
· COLUNA DE VENTILAÇÃO- Tubo ventilador vertical que se prolonga através de um ou mais andares e cuja extremidade superior é aberta à atmosfera, ou ligada a tubo ventilador primário ou a barrilete de ventilação.
· DESCONECTOR- Dispositivo provido de fecho hídrico, destinado a vedar a passagem de gases no sentido oposto ao deslocamento do esgoto. Separa o esgoto primário do esgoto secundário.
Desta forma, além das conexões já definidas para a água fria, também se deve destacar as seguintes conexões e dispositivos:
Caixas sifonadas: Caixa provida de desconector, destinada a receber efluentes da instalação secundária de esgoto. A caixa que é desprovida de desconector é chamada de caixa seca.
 
Ralos sifonados: Recipiente dotado de desconector, com grelha na parte superior, destinado a receber águas de lavagem de pisos ou de chuveiro.
Ralos secos: Recipiente sem proteção hídrica, dotado de grelha na parte superior, destinado a receber águas de lavagem de piso ou de chuveiro.
Aparelhos sanitários: Componentes sanitários destinados ao uso da água ou ao recebimento de dejetos líquidos e sólidos. Incluem-se nesta definição os aparelhos como bacias sanitárias, lavatórios, pias e outros, mas também lavadoras de roupa, lavadoras de prato, banheiras de hidromassagem etc.
Como referência, a tabela abaixo mostra os principais diâmetros comerciais existentes no Brasil. O diâmetro de 40 mm é privativo para o esgoto secundário e todos os outros são destinados ao esgoto primário.
DIMENSIONAMENTO DA REDE DE ESGOTO: O dimensionamento da rede de esgoto é basicamente definido por duas grandezas: as unidades de fluxo, as chamadas Unidades Hunter de Contribuição (UHC), e as declividades mínimas preestabelecidas. As duas grandezas são dimensionadas por meio de tabelas que serão apresentadas a seguir:
· RAMAIS DE DESCARGA- São dimensionadas pelo diâmetro mínimo.
· RAMAIS DE ESGOTO- A contribuição de cada aparelho é determinada por meio de unidades de fluxo chamadas de Unidades Hunter de Contribuição (UHC). Veja o exemplo da bacia sanitária, que tem 6 UHC, e da pia residencial, que tem 3 UHC.
· TUBO DE QUEDA- Basta somar todas as UHC dos ramais de esgoto contribuintes e, de acordo com a tabela abaixo, encontrar o tubo de diâmetro de capacidade adequado.
· SUBCOLETORES E COLETORES PREDIAIS- Basta somar todas as UHC dos tubos de queda contribuintes e, de acordo com a tabela abaixo, encontrar o tubo de diâmetro e de declividade mais adequado ao UHC máximo mais adequado.
· RAMAIS DE VENTILAÇÃO- Conforme o número de UHC dos ramais de descarga, deve-se buscar o diâmetro mais adequado de acordo com a tabela abaixo.
· COLUNAS DE VENTILAÇÃO- Conforme o número de UHC dos tubos de queda, ramais de esgoto e dos ramais de ventilação, deve-se buscar o diâmetro mais adequado de acordo com a tabela abaixo:
UNIDADES DE TRATAMENTO DE ESGOTO: Para o caso em que não há rede de coleta de esgoto na cidade, uma opção é o tratamento do esgoto por meio de dispositivos que façam diminuir a demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e a necessidade de estabilização da matéria orgânica. Para tanto, podem ser adotados três dispositivos de tratamento de esgoto: a fossa séptica, o filtro e o sumidouro. Veja a seguir:
· FOSSA SÉPTICA- Unidade de tratamento primário de esgoto doméstico em que é realizada a separação entre a matéria sólida e a matéria líquida do esgoto. Não ocorre a decomposição aeróbia, somente a decomposição anaeróbia, em que o principal agente de decomposição e transformação da matéria sólida são as bactérias anaeróbias. Assim, contribui para a remoção de cerca de 40% de DBO, tornando possível seu lançamento de volta à natureza com menor prejuízo a ela. Por outro lado, deve-se retirar periodicamente a matéria sólida da fossa, por meio de um caminhão limpa-fossas e, em seguida, para um aterro sanitário.
Quanto ao material, a fossa séptica pode ser pré-moldada de concreto, ou seja, comprada pronta no mercado, e construída no local, necessitando de um projeto de engenharia específico para isso. Geralmente, os projetos de fossa séptica possuem um formato prismático retangular ou circular, sendo desenvolvidos com concreto armado, concreto simples ou tijolos cerâmicos impermeabilizados.
· FILTRO ANAERÓBIO- Construído com os mesmos materiais da fossa séptica – tijolos com juntas livres, anéis de concreto drenante. Diferentemente da fossa séptica, o filtro anaeróbio possui um fundo falso por onde entram os efluentes oriundos da fossa séptica. Os efluentes então passam por uma camada de material drenante — sendo areia ou pedra britada — ascendendo em seguida a uma calha.
· SUMIDOURO- Construído com um fundo com enchimento de cascalho ou pedra britada. O efluente oriundo da fossa séptica passa por uma camada de material drenante — geralmente pedra britada; entretanto, ao contrário do filtro, o efluente que passa pela brita infiltra-se diretamente no solo. Sempre que possível, devem ser construídos dois filtros ou sumidouros para uso alternado, de forma a possibilitar sua manutenção adequada.
Dimensionamento de fossas sépticas: O dimensionamento de fossas sépticas se dá de acordo com a fórmula:
Em que:
V = volume útil, em litros
N = número de contribuintes
C = contribuição dedespejos, em l/pessoa x dia, de acordo com a tabela abaixo.
Lf = contribuição de lodos frescos, em l/pessoa/dia, também de acordo com a tabela abaixo. Unid: L
-
T = período de detenção, em dias, de acordo com a tabela abaixo
K = taxa de acumulação do lodo em dias, equivalente ao tempo de acumulação do lodo fresco, de acordo com a tabela abaixo.
DEMONSTRAÇÃO: Agora que já vimos as principais fórmulas, vamos ver como isso será aplicado e demonstrado.
Na figura de um banheiro abaixo, calcule:
· Dimensione o ramal de esgoto do banheiro de um edifício residencial contendo: 1 lavatório, 1 chuveiro e 1 bacia sanitária.
· Dimensione o tubo de queda para um edifício residencial de 12 pavimentos cujos banheiros contêm: 1 bacia sanitária, 1 lavatório e 1 chuveiro.
· Dimensione os subcoletores.
· Dimensione o ramal de ventilação.
· Dimensione a coluna de ventilação.
Iniciando pelos ramais de descarga, se formos observar as UHC de cada aparelho — bacia sanitária, lavatório e chuveiro —, temos os seguintes diâmetros para cada um dos ramais.
Para os ramais de esgoto, podemos ver dois trechos: um que parte da caixa sifonada e chega até o ramal da bacia sanitária, e outro que parte dessa junção para sua intersecção com o tubo de queda.
No primeiro ramal, vemos que ele coleta (2+1) UHC = 3 UHC, e de acordo com a Tabela, o tubo será de 50 mm. No segundo ramal, até o tubo de queda, calculamos (3+6) UHC = 9 UHC. De acordo com a Tabela, o tubo seria de 75 mm, mas o ramal que vem da bacia já possui 100 mm, então esse será o diâmetro que vamos adotar.
Devemos considerar que um pavimento contribuirá com 9 UHC para o tubo de queda. Então, é preciso calcular o total de UHC que o tubo coletará em 12 pavimentos. Com uma multiplicação simples, chegamos a 84 UHC; pela tabela, vimos que esse valor é bem menor que o máximo de capacidade do tubo de 100 mm.
Passemos agora ao subcoletor predial, que transportará esse esgoto oriundo do tubo de queda. Se temos 84 UHC neste tubo de queda, consultamos a tabela de subcoletores e coletores prediais e então vemos que um tubo de 100 mm a 1% de declividade é suficiente para atender à necessidade.
Atenção: Entre o pé do tubo de queda e o coletor predial, devemos instalar uma caixa de inspeção de esgoto, bem como em toda junção de fluxo ou mudança de direção.
Calculando agora o ramal e a coluna de ventilação: lembre-se de que o ramal de ventilação ventila um ramal de esgoto com 9 UHC. Assim, veja novamente na tabela que o ramal terá um diâmetro de 50 mm.
E a coluna? É só lembrar que essa coluna ao final ventilará 84 UHC, que são os 9 ramais de ventilação de cada um dos 9 pavimentos. É preciso então, a partir do diâmetro do tubo de queda e do comprimento da coluna de ventilação, chegar à melhor correspondência para o dimensionamento.
No nosso caso, vamos estimar que o comprimento do tubo será de 27 metros (9 pavimentos com 3 m de pé direito cada um) e, a partir do tubo de queda de 100 mm (84 UHC), vemos que a melhor correspondência para a coluna de ventilação é o diâmetro de 75 mm, que permite um comprimento de 61 m ao total.
MÃO NA MASSA
1. Qual a contribuição diária de um hotel com lotação de 24 quartos? Considere que cada quarto é projetado para dois ocupantes.
a) 4800 litros
b) 9600 litros
c) 2400 litros
d) 1200 litros
A alternativa "A" está correta.
Solução:
A contribuição diária da construção é dada multiplicando a contribuição unitária de esgotos pela quantidade de ocupantes. De acordo com a Tabela, temos:
V = C. N, em que:
C = 100 l/pessoa.dia
N = 24 X 2 = 48
V = 100. 48 = 4800 litros, o que equivale à letra A.
2. Um coletor predial transporta esgoto correspondente a 90 UHC. Quantos vasos sanitários podem ter seu esgoto coletado por essa tubulação, sabendo que o ramal de descarga de cada vaso transporta o equivalente a 6 UHC?
a) 10 vasos
b) 12 vasos
c) 15 vasos
d) 10 vasos
A alternativa correta é "C".
Um coletor predial coleta 90 UHC. Se cada vaso sanitário produz 6 UHC, então basta dividir as duas quantidades, 90/6 = 15 vasos sanitários ao total, o que equivale à letra C.
3. Qual o diâmetro do ramal de descarga referente à cozinha abaixo? Considere que a cuba de pia é dupla. 
a) 100 mm
b) 75 mm
c) 50 mm
d) 40 mm
A alternativa correta é "C".
Se formos consultar as UHC da pia de cozinha, veremos que há 3 UHC. Logo, a pia terá um diâmetro de 50 mm para o ramal de descarga. Mas o problema considera se tratar de uma pia dupla. Basta ver que passa a existir 6 UHC e, assim, o diâmetro permanecerá de 50 mm, correspondendo à letra C.
4. Qual o diâmetro do tubo de queda e da coluna de ventilação que coleta o esgoto dos banheiros abaixo, sabendo que a construção possui 36 pavimentos que possuem 3,5 m de pé direito? Seguem as seguintes UHC para cada um dos ramais:
 	
a) Ambos, 150 mm
b) Ambos, 100 mm
c) Ambos, 75 mm
d) Ambos, 50 mm
5. Qual o diâmetro e a declividade possíveis de um coletor predial de uma instalação que possui 24 vasos sanitários, 30 lavatórios, 25 chuveiros e 10 mictórios (de descarga automática)? A sua declividade deve ser menor que 2%, por limitações estruturais da construção.
a) 100 mm com 2 % de declividade
b) 100 mm com 4 % de declividade
c) 150 mm com 0,5 % de declividade
d) 150 mm com 1 % de declividade
A alternativa correta é "D".
Solução:
As UHC de cada aparelho — bacia sanitária, lavatório, mictório e chuveiro — correspondem aos seguintes diâmetros para cada um dos ramais.
Basta multiplicar cada aparelho pela sua quantidade que obtemos o número total de UHC que passa pelo coletor predial. Assim:
Observando a Tabela, vemos que existem duas situações próximas e possíveis para os coletores: um tubo de 100 mm com 4% de declividade mínima ou um tubo de 150 mm com 1% de declividade mínima.
Ocorre que a condição com o tubo de 100 mm não atende à condição do problema, por isso o coletor deve ter 150 mm de diâmetro e 1% de declividade. Todas as outras soluções com diâmetro mínimo de 150 mm são possíveis, entretanto, deve-se sempre buscar a economia da construção com o menor diâmetro possível. Desse modo, a resposta certa é a letra D.
6. A diretoria de um clube decidiu construir um pavilhão adjacente ao campo de futebol, com dois pavimentos, para abrigar temporariamente 150 juniores em cursos temporários. Qual o volume de uma fossa séptica possível para este pavilhão? Considere para isso, que a limpeza será anual e que a temperatura do ambiente é de 25°C.
a) 21550 litros
b) 20550 litros
c) 18550 litros
d) 15550 litros
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. Estudamos, neste módulo, os componentes de um sistema de coleta de esgoto. O componente que recebe o esgoto de subcoletores, ramais de esgoto e ramais de descarga é chamado de:
a) Coluna de ventilação
b) Coletor predial
c) Coluna de alimentação
d) Tubo de queda
A alternativa "D" está correta.
O tubo de queda é o duto responsável por receber o esgoto sanitário de ramais de esgoto, ramais de descarga e eventualmente, subcoletores, coletando-os e os conduzindo até as estações de tratamentos ou outros coletores prediais ou, ainda, à rede de coleta de esgoto sanitário. Logo, a alternativa correta é a letra D.
2. Marque a alternativa que se aplica à fossa séptica de uma construção:
a) É uma unidade de tratamento em que é realizada a decomposição aeróbia da matéria sólida.
b) É uma unidade de tratamento em que é realizada a separação entre matéria sólida e matéria líquida do esgoto.
c) É uma unidade de tratamento isolada, que não necessita de manutenções periódicas.
d) É uma unidade de tratamento que contribui para o aumento da BDO do esgoto.
A alternativa "B" está correta.
Dentre os dispositivos de tratamento de esgoto (fossa séptica, sumidouro e filtro anaeróbio), a fossa séptica é a unidade de tratamento primário de esgoto doméstico onde se separam a matéria sólida e a matéria líquida do esgoto. Desse modo, leva à diminuição da BDO do esgoto recebido, diminuindo seu potencial poluidor. A resposta correta é a letra B.
MÓDULO 2 - Aplicar os critérios de projeto no dimensionamentode redes de coleta de águas pluviais.
INTRODUÇÃO: A rede de água pluvial tem sua rede de coleta exclusiva para recolhimento e condução de águas pluviais, não devendo ser lançadas em rede de esgoto. Não se admite quaisquer interligações com outras instalações prediais. Trata-se, portanto, de sistemas destinados a coletar as águas provenientes das chuvas e incidentes em determinadas áreas da edificação, como telhados, coberturas, pátios, terraços e lajes. Evita-se, assim, a indesejável umidade que prejudica o conforto e a salubridade do interior das edificações.
COMPONENTES: Os principais componentes do sistema de água pluvial são:
Demais itens presentes no sistema de coleta de água pluvial
Todos os elementos abaixo fazem parte do sistema de água pluvial.
· Calhas: Condutores semicirculares ou de seção retangular ou quadrangular, abertos na sua parte superior, utilizados para captar as águas das chuvas nos telhados. Podem ser desenvolvidos em concreto, com chapas de ferro galvanizadas ou até mesmo em plástico. Podem ser ainda de beiral ou de platibanda, dependendo do lugar onde eles são previstos no projeto.
· Rufo: Chapas metálicas fixadas na parede sobre o telhado, evitando, assim, que a água da chuva escorra pela parede da edificação, danificando a pintura e ocasionando goteiras.
· Rincão: Também chamada de “água furtada”, são calhas abertas com duas abas que acompanham a inclinação do telhado e servem para captar o escoamento das águas provenientes de dois planos de telhado.
· Bandejas: Peça utilizada para captação das águas provenientes dos rincões, em substituição à calha.
· Condutores: São tubos por onde escoam as águas das chuvas captadas pelas calhas. Devem ser executados, sempre que possível, em uma prumada e serem aparentes. Podem ser de PVC rígido, chapa de ferro galvanizado, de fibrocimento e até mesmo de plástico, com grande aceitação. Podem ser horizontais ou verticais.
· Caixas de areia: Caixa destinada a permitir a inspeção, limpeza, desobstrução, junção, mudanças de declividade e/ou direção das tubulações de água pluvial.
· Caixa de ralo: Dispositivos de coleta destinados a coletar a água pluvial que cai em superfícies horizontais que possuam declividade. Geralmente, são dotadas de uma tampa que permita a entrada da água, mas evite a entrada de folhas e outros objetos maiores.
O ponto de partida do sistema é a superfície coletora. Geralmente é um telhado, uma área ajardinada ou qualquer superfície que seja capaz de receber e escoar a água por meio de um plano inclinado — uma declividade que é aplicada para propiciar o escoamento.
Veja a seguir as fórmulas mais usuais de cálculo de telhado:
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O CONCEITO DE INTENSIDADE PLUVIOMÉTRICA: Importante para o cálculo das vazões de deflúvio, define-se intensidade pluviométrica, para fins de cálculo do projeto de águas pluviais, como a quantidade de chuva que cai em milímetros (mm) por unidade de tempo (horas), assim a vazão tem unidade de milímetros por hora (mm/h).
Atenção: Sua unidade é milímetros por hora, sendo a referência quando se deseja medir a quantidade de chuva que cai em uma cidade.
A duração da precipitação é dada em minutos, sendo importante para dimensionar o sistema de águas pluviais. De acordo com a NBR 10844, esse tempo é fixado em 5 minutos. Já o período de retorno ou período de recorrência é o intervalo estimado entre ocorrências de igual magnitude de uma chuva. Deve ser fixado segundo as características da área a ser drenada, obedecendo ao estabelecido na NBR 10844:
· T = 1 ano para áreas pavimentadas onde empoçamentos possam ser tolerados.
· T = 5 anos para coberturas e/ou terraços.
· T = 25 anos para coberturas e áreas onde empoçamentos ou extravasamentos não possam ser tolerados.
A intensidade pluviométrica pode ser determinada por medições de intensidades pluviométricas em postos de observação construídos em locais espalhados por todo o Brasil. A seguir, está uma adaptação da Tabela de intensidade pluviométrica de algumas cidades, com seus respectivos períodos de retorno.
Para a construção de até 100 m2 de área de projeção horizontal, devemos adotar i = 150 mm/h.
Conhecendo-se a intensidade pluviométrica, a vazão de projeto deve ser calculada pela fórmula:
DIMENSIONAMENTO DE CALHAS
O dimensionamento das calhas mais usuais é de formato semicircular ou retangular. Ele é dado pela equação de Manning:
Clique nas marcações para ver as informações.
R = raio hidráulico, em m, de acordo com as formas da calha abaixo:
Como exemplo, a tabela abaixo fornece as capacidades de calhas semicirculares, usando coeficiente de rugosidade (n = 0,011) para alguns valores de declividade. Os valores foram calculados utilizando a fórmula de Manning, com lâmina de água igual à metade do diâmetro interno.
DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES VERTICAIS: Os condutores verticais devem ser projetados, sempre que possível, em uma só prumada. Quando houver necessidade de desvio, devem ser usadas curvas de 90o de raio longo ou curvas de 45o e previstas peças de inspeção.
O diâmetro mínimo dos condutores verticais precisa ser de 70 mm, na prática, acima de 75 mm. O dimensionamento dos condutores verticais deve ser feito a partir da vazão, da altura da lâmina de água na calha (em milímetros) e o comprimento do condutor vertical, em m. O diâmetro interno do condutor vertical é obtido através dos ábacos seguintes, de acordo com a saída da calha, sendo em aresta viva ou com funil de saída.
DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES HORIZONTAIS
Condições específicas para condutores horizontais:
· Declividade uniforme de no mínimo 0,5%;
· Escoamento com lâmina de água a uma altura igual a 2/3 do diâmetro interno;
· Prever peças de inspeção ou caixa de areia em toda mudança de direção, a cada 20 m ou quando for necessária sua interligação com outros condutores.
A Tabela abaixo relaciona o diâmetro interno, a declividade e o diâmetro do condutor e a sua rugosidade.
DEMONSTRAÇÃO: Dimensione as calhas e os coletores verticais referentes ao telhado abaixo, considerando-o com a altura de 1,0 m e localizado em Curitiba/PR. Dados: Área 1 = 71,4 m2 e Área m2 = 168,0 m2.
Inicialmente, vamos calcular as vazões. Como podemos ver na figura, o Telhado da área 1 e da área 2 descarrega em dois condutores verticais. Para tanto, precisamos ter a intensidade pluviométrica da cidade de Curitiba, para um tempo de recorrência de 5 anos. Da tabela abaixo, temos i = 204 l/min.
Agora, a partir da intensidade pluviométrica, precisamos calcular as vazões de projeto de água pluvial, nas duas áreas determinadas, pela fórmula Q = i.A/60, já apresentada neste módulo.
· Área 1 (A = 71,4 m2)
Q = 204 mm/h X71,40 m2/60
Q = 242,76 l/min
· Área 2 (A = 168,0 m2)
Q = 204 mm/h X168 m2/60
Q = 571,2 l/min
Para dimensionar as calhas, devemos utilizar a Tabela abaixo, que relaciona a capacidade de calhas semicirculares com os diâmetros e as declividades:
Para a área 1, lembrem-se de que a calha correspondente deságua em dois condutores verticais; então, por cada condutor vertical passa 141 l/min (metade dos 242 l/min já calculados). Pela tabela acima, vemos que uma calha de 100 mm com 1% de declividade é suficiente.
Da mesma forma, na área 2, que a calha correspondente deságua em dois condutores verticais; então, por cada condutor vertical passa 285,6 l/min (metade dos 571,2 l/min já calculados). Pela tabela acima, vemos que uma calha de 125 mm com 1% de declividade ou uma calha de 150 mm com 0,5% de declividade é suficiente.
Para os coletores verticais, precisamos determinar o diâmetro a partir da vazão (Q), do comprimento do tubo(L) e a altura de lâmina de água na calha(H), como indicado abaixo.
Procedimento de utilização no ábaco: Levantar uma vertical por Q até interceptar as curvas de H e L correspondentes. No caso de não haver curvas dos valores de H e L, interpolar entre as curvas existentes. Transportar a interseção mais alta até o eixo D. Adotar o diâmetro nominal cujo diâmetro interno seja superior ou igual ao valor encontrado.
Para a área 1, devemos lembrar que a calha correspondentedeságua em dois condutores verticais; então, por cada condutor vertical passa 141 l/min (metade dos 242 l/min já calculado, e devemos utilizar H = 50 mm (metade do diâmetro da calha) e L = 3 m (comprimento do tubo). Assim, vemos que o diâmetro mínimo de 75 mm atende à coleta da água pluvial na área 1.
Para a área 2, por cada condutor vertical passa 285,6 l/min e devemos utilizar H = 50 mm (metade do diâmetro da calha) e L = 3 m (comprimento do tubo). Assim, vemos que o diâmetro mínimo de 75 mm também atende à coleta da água pluvial na área 2.
MÃO NA MASSA
1. Qual o diâmetro e a declividade de um coletor horizontal que transporta 500 l/min, em que n = 0,011? Considere um limite de 0,75% de declividade no condutor.
a) Condutor de 100 mm com 4% de declividade.
b) Condutor de 125 mm com 1% de declividade.
c) Condutor de 150 mm com 0,5% de declividade.
d) Condutor de 100 mm com 2% de declividade.
A alternativa correta é "C".
Solução:
De acordo com a Tabela, os seguintes resultados são possíveis:
· Condutor de 100 mm com 4% de declividade.
· Condutor de 125 mm com 1% de declividade.
· Condutor de 150 mm com 0,5% de declividade.
A condição do problema impede declividades maiores que 0,75%. Então, a resposta certa é a letra C.
2. Qual a área de captação do telhado, conforme desenho abaixo, que tenha a = 10 m, b = 30 m e h = 3 m de altura? 
a) 300 m
b) 315 m2
c) 330 m2
d) 345 m2
A alternativa correta é "D".
Solução:
Pela fórmula da norma que nos dá a área do telhado, temos:
· A = (a+h/2)Xb
· A = (10 + 3/2)X30
· A = 11,5 X 30 = 345 m2 de área, correspondendo à letra D.
3. Qual é a área do telhado trapezoidal abaixo? Siga o desenho que tem bases de 15 m e 10 m, e largura de 8 m, bem como 2 m de altura de telhado. 
a) 200 m2
b) 225 m2
c) 250 m2
d) 300 m2
A alternativa correta é "B".
Pela fórmula da norma que nos dá a área do telhado retangular, temos:
A = (a+h/2)Xb
Entretanto, a área dada é de um trapézio. Devemos, portanto, nos lembrar de que um trapézio pode ser ilustrado como metade de um paralelogramo que, por sua vez, é equivalente a um retângulo, como ilustrado abaixo.
Agora podemos aplicar a fórmula retangular do telhado. Substituindo os valores, temos:
A = (8+2/2) X 25 = 225 m2 de área, correspondendo à letra B.
4. Na área trapezoidal abaixo, A = 300 m2, qual o diâmetro da calha de beiral que coleta as águas da porção trapezoidal do telhado? Considere n = 0,011, comprimento de 4 m e i = 200 mm/h. 
a) Calha de 150 mm, com 1 % de declividade;
b) Calha de 200 mm, com 2 % de declividade;
c) Calha de 200 mm, com 1 % de declividade;
d) Calha de 150 mm, com 2 % de declividade.
A alternativa correta é "C".
5. A sequência abaixo é de condutores horizontais ao redor de uma residência, cujas vazões que entram nas caixas de areia estão representadas na tabela. Qual a declividade e o diâmetro do condutor 6? 
a) 150 mm, com 1% de declividade;
b) 200 mm, com 0,5% de declividade;
c) 200 mm, com 1% de declividade;
d) 150 mm, com 2% de declividade.
A alternativa "C" está correta.
6. (MACINTYRE, 1991 - adaptada) Qual a área que poderá ser esgotada por uma calha semicircular de rugosidade n = 0,013 e diâmetro de 15 cm de diâmetro. Considere a declividade da calha de 1%, e a precipitação de 0,042 l/s/m2.
a) 89 m2
b) 99 m2
c) 109 m2
d) 119 m2
A alternativa correta é "D".
Solução:
A diferença desse problema é a aplicação da equação de Manning, e o fato de começarmos calculando a vazão e, só depois, encontrarmos a área que pode ser esgotada. É um raciocínio inverso e diferente. Vamos rever a equação de Manning, que nos dá a fórmula para o dimensionamento das calhas de formato semicircular ou retangular:
Em que:
S = área da seção molhada, em m2. Corresponde à área da seção semicircular da calha. Assim: πr2/2 = π(0,15/2)2/2 = 0,0088 m2
n = coeficiente de rugosidade, no caso desse problema, n = 0,013
I = declividade (0,01)
R = raio hidráulico. Corresponde à metade do raio: 0,075/2 = 0,0375 m.
Calculando, temos Q = 0,0051 m3/s
Com a precipitação de 0,042l/s/m2 ou 0,000042 m3/s/m2, basta dividirmos a vazão encontrada pela taxa superficial de precipitação para encontrarmos a área que será esgotada pela calha.
Então: A = 0,0051/0,000042 = 119 m2, correspondendo à letra D.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. Responda o que se pode afirmar sobre o cálculo da vazão de uma calha.
a) É diretamente proporcional à rugosidade do tubo.
b) É inversamente proporcional ao raio hidráulico.
c) É inversamente proporcional à superfície molhada.
d) É diretamente proporcional à raiz quadrada da declividade da calha.
A alternativa "D" está correta.
Vamos rever a equação de Manning, que nos dá a fórmula para o dimensionamento das calhas de formato semicircular ou retangular:
Q = K x S x (R2/3 x i1/2)/n
Vemos que ela é diretamente proporcional à superfície molhada (S), ao raio hidráulico(R) e à raiz da declividade do tubo (i). Portanto, resposta correta letra D.
2. De tudo o que você estudou neste tema, o componente que não faz parte de um sistema de coleta de água pluvial é:
a) Caixa de areia
b) Condutor
c) Tubo de queda
d) Calha
A alternativa "C" está correta.
O tubo de queda faz parte do sistema de coleta de esgoto.
MÓDULO 3 - Aplicar os critérios de projeto no dimensionamento de redes de reaproveitamento de águas pluviais e servidas.
INTRODUÇÃO: Já estudamos sobre as redes de esgotamento sanitário e as redes de coleta de águas pluviais, porém a realidade de conservação da água nos é imposta diariamente. Em muitas cidades, já há recomendações no sentido de que águas pluviais e servidas sejam reaproveitadas de alguma forma no consumo das construções.
Pode-se dizer que as águas não potáveis dentro de uma edificação são classificadas como:
· Águas azuis: Efluentes provindos de águas de chuvas.
· Águas cinzas: Águas servidas provenientes de pias, chuveiros etc. excluindo efluentes provindos de vaso sanitário e pia de cozinha.
· Águas amarelas: Efluente representado somete pela urina.
· Águas marrons e negras: Efluente constituído por águas fecais e pia de cozinha.
E aí, vamos “reaproveitar” nossos conhecimentos para aprender um pouco mais?
SISTEMAS DE REAPROVEITAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS: As redes de reaproveitamento de águas pluviais são divididas na reservação, no tratamento e na rede propriamente dita. Um fluxograma possível é o apresentado a seguir:
Reservatórios: Em muitas cidades, já é norma a previsão de reservatórios especiais para acumulação de águas pluviais para posterior utilização dessa água para usos não potáveis como lavagem de veículos e jardinagem.
Esses reservatórios podem ser de dois tipos:
· Reservatório de acumulação: É uma estrutura de armazenamento com a finalidade de receber as águas de chuvas captadas nos telhados.
· Reservatório de detenção ou de retardo: É uma estrutura de armazenamento com a finalidade de acumular o escoamento adicional causado pela impermeabilização de uma área, deixando escoar, por meio de um orifício, a vazão que já era prevista antes.
Tais reservatórios de águas pluviais terão características diferentes dos reservatórios de água fria comum, como:
· Consistirem em material inerte — concreto, fibra de vidro, polietileno, aço inoxidável.
· Estarem localizados acima ou abaixo do solo, sendo parte da edificação ou afastados dela.
· Evitar a todo custo a contaminação externa por pássaros, animais, insetos, veículos e pessoas.
· Possibilitar limpeza periódica, para evitar contaminação que prejudique o reuso da água.
· Recomenda-se que a tubulação de saída do reservatório seja superior a 10 cm de sua base.
· Realizar a cloração da água quando esta for para beber e se destinar ao uso doméstico.
· Podem ser construídos como parte da edificação ou afastadas dela. Devem ficar especialmente afastados das tubulações de esgoto sanitário e da rede de alimentação da construção.
Após a reservação, a água deve passar por uma bomba hidráulica e em seguida por uma etapa de tratamento que, geralmente, envolve uma filtração — a qual retira resíduossólidos mais graúdos e provoca a decantação dos resíduos mais finos — e uma cloração, de tal forma a provê-la de boas condições de consumo.
Atenção: A rede de água tratada da chuva deve ser diferente da água potável que vem da rua, sendo totalmente separadas e identificadas com cores diferentes.
É possível, no entanto, desviar parte da água fornecida pela concessionária para alimentar a caixa de água pluvial, instalando a caixa d´água um pouco acima daquela reservada para a água de chuva.
Os sistemas de aproveitamento podem se organizar de forma isolada ou integrada:
· Sistema de aproveitamento isolado: A distribuição é direta ao ponto de alimentação por meio de bombeamento; em geral, são sistemas de baixo custo e fácil adaptação predial em edifícios existentes.
· Sistema de aproveitamento integrado: A distribuição é indireta de água em pontos de usos não potáveis internos ou externos; em geral, a água é recalcada para um reservatório exclusivo de água não potável na cobertura da edificação.
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Em geral, um sistema de reaproveitamento possui os seguintes componentes mínimos:
· RESERVATÓRIOS DE DISTRIBUIÇÃO- Tem a função de armazenar um volume diário de água não potável para distribuição por gravidade em diferentes pontos de uso da edificação. Ao contrário dos reservatórios de água potável, eles podem possuir chaves-boia em diversos pontos de alimentação dentro do reservatório, sendo o abastecimento de água pluvial diferente do abastecimento de água potável. Se houver desabastecimento de água não potável, recomenda-se utilizar uma zona de alimentação de água potável de, no mínimo, 1/3 da capacidade do reservatório.
· REDES DE DISTRIBUIÇÃO- São dimensionadas de forma independente para evitar uma possível conexão cruzada com a rede de tubulação de água potável, com barriletes e colunas de alimentação diferenciadas. Neste caso, recomenda-se a identificação de tubulações, reservatórios e pontos de uso por meio de símbolos ou cores, advertindo usuários com o texto ÁGUA NÃO POTÁVEL.
· RESERVATÓRIO DE RETENÇÃO- Recomenda-se uma configuração hidráulica que garanta a qualidade da água armazenada com os seguintes elementos: dispositivo de descarte e/ou filtro, freio d’água, mangueira flutuante, sifão-ladrão, ventilação.
· FREIO D´ÁGUA- Tem como função reduzir a velocidade de entrada da água filtrada e evitar o revolvimento das partículas finas decantadas no reservatório.
· COMPONENTES COMPLEMENTARES- Filtro de tratamento primário, sifão-ladrão, duto de ventilação protegido com tela de mosquiteiro e freio d’água, conforme figura abaixo.
SISTEMAS DE REAPROVEITAMENTO DE ÁGUAS CINZAS: As águas cinzas apresentam características específicas e isso depende da qualidade da água que é fornecida, do tipo da rede de distribuição e das atividades de consumo dos moradores da residência, que variam de acordo com os hábitos de cada indivíduo.
Atenção: A reutilização de águas cinzas sem o tratamento adequado pode ser prejudicial à saúde dos usuários, uma vez que essas águas contêm altos índices de substâncias com cargas orgânicas que podem favorecer o aumento das colônias de microrganismos decompositores.
Por isso, é necessário um tratamento para estes poluentes. Tal tratamento pode ser feito através de processos: físicos, químicos, biológicos, ou métodos engenheirados mais avançados, que combinam dois ou mais dos processos anteriores.
Em geral, os critérios para utilização de água não potável são os seguintes:
Da mesma forma como para águas pluviais, os sistemas de aproveitamento de águas cinzas podem se organizar de forma isolada ou integrada. Na primeira modalidade, a distribuição é direta ao ponto de alimentação por meio de bombeamento; podendo ser um sistema isolado de água cinza bruta, sem tratamento, para irrigação subsuperficial, ou de água cinza tratada, para irrigação com aspersão e lavagem de pisos.
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Na segunda modalidade, a distribuição é indireta de água em pontos de usos não potáveis internos ou externos.
Recomendação: Em geral, a água é recalcada para um reservatório exclusivo de água não potável na cobertura da edificação, que deve ser diferente dos reservatórios de água potável e de água da chuva.
Por gravidade, pontos de uso interno e externo são alimentados para uso não potável em descarga sanitária, torneiras de uso geral, torneiras de jardim, entre outros.
Alternativamente, a distribuição da água não potável pode ser mista. Para isso, uma bomba pressurizadora é utilizada para o abastecimento direto em pontos de usos externos, e para o abastecimento indireto por meio de recalque ao reservatório de distribuição.
DEMONSTRAÇÃO: As instruções para o dimensionamento serão aplicadas neste módulo caso a caso, utilizando fórmulas que já foram ou que serão apresentadas ao longo dos exercícios.
Uma casa de 100 m2 de área de coleta em projeção é construída em uma região com 20 dias secos anuais e precipitação anual de 1250 mm. Calcule o volume do reservatório de retenção. Neste caso, temos uma casa em que será construído um reservatório de retenção. Para isso, pode ser utilizado o procedimento de cálculo proposto por Azevedo Neto, que diz o seguinte:
V = 0,042 X P x (1/1000) X A X T
No qual:
1. V: volume útil estimado para o reservatório, em m³
2. P: precipitação anual, em mm
3. A: área de coleta em projeção, em m2
4. T: valor numérico do número de meses de pouca chuva ou seca
5. 1/1000: conversão de unidade mm para m
A precipitação anual é a média do somatório das chuvas médias mensais de cada mês. Esta medida é atualizada periodicamente por meio de métodos estatísticos e hidrológicos que não vamos discutir aqui.
Para achar o valor numérico do número de meses de pouca chuva, basta dividir 20 dias por 30 dias mensais, achando T = 2/3.
Para o problema, temos:
V = 0,042 X1250 X 100 X (2/3) /1000 = 3,5 m3.
MÃO NA MASSA
1. Qual o volume de um reservatório de distribuição de água de reuso de um prédio de escritórios em que trabalham 500 pessoas? Considere que a oferta de água cinza é de 50% da contribuição diária de esgoto.
A contribuição diária de esgoto é a presente na Tabela abaixo, que equivale a quartéis e a alojamentos provisórios, por isso C = 50 l/pessoa.dia.
a) 25000 litros
b) 12500 litros
c) 10000 litros
d) 5000 litros
A alternativa correta é "B".
Solução:
Multiplicando o número de pessoas pela contribuição diária, isso se torna:
Cd = 50 l/pessoa.dia X 500 pessoas = 25000 litros/dia.
Se a oferta de água cinza é de 50% dessa contribuição, o reservatório terá 12500 litros, portanto, letra B.
2. Qual o volume adequado de um reservatório de reuso de uma casa de alto padrão de consumo que possui seis quartos de duas pessoas, sabendo que seu volume é 40% do consumo diário de água potável?
a) 5000 litros
b) 20000 litros
c) 10000 litros
d) 1000 litros
A alternativa correta é "D".
Solução:
A estimativa do consumo de água interno normal para casas populares é de 200 l/hab.dia. Multiplicando-se a quantidade de pessoas pela taxa diária, calculamos: 200 x 6 x 2 = 2400 litros. Como o volume da contribuição de reuso é 40% do consumo diário de água potável, efetuamos: 0,4 X 2400 litros = 960 litros. Concluímos que um reservatório de 1000 litros atende a casa.
3. Uma casa de 120 m2 de área de coleta em projeção é construída em uma região com 15 dias secos anuais e precipitação anual de 1500 mm. Qual a altura do reservatório de retenção da casa, sabendo que sua base tem 1,5 m3 fixos e que a água pluvial cobrirá 80% de sua altura?
a) 3,00 m
b) 3,15 m
c) 3,30 m
d) 3,45 m
A alternativa correta é "B".
Solução:
Aqui, também pode ser utilizado o procedimento de cálculo proposto por Azevedo Neto, que diz o seguinte:
V = 0,042 X P x (1/1000) X A X T
Em que:
1. V: volume útil estimado para o reservatório, em m3
2. P: precipitação anual, em mm
3. A: área de coleta em projeção, em m2
4. T: valor numérico do número de meses de pouca chuva ou seca
5. 1/1000: conversão de unidade mm para m
Para achar o valor numérico do número de meses de pouca chuva, basta dividir 15 dias por 30 dias mensais, achando T = 0,5
Para o problema,temos:
V = 0,042 X1500 X 120 X 0,5 /1000 = 3,78 m3.
A construção do reservatório possui duas condicionantes: a primeira é sua base, de 1,5 m2. Logo, para descobrir a altura útil, devemos dividir 3,78/1,5 = 2,5 m de altura útil.
A segunda condicionante é a sua altura total. O problema informa que a altura útil é 80% da altura total. Basta, assim, fazermos a regra de três, o que nos dá: 2,5/0,8 = 3,15 m. 
Portanto, a resposta correta é a letra B.
4. Uma casa de 150 m2 de área de coleta em projeção é construída em uma região com 30 dias secos anuais e precipitação anual de 1000 mm. Qual o volume do reservatório de retenção?
a) 6,00 m3
b) 6,15 m3
c) 6,30 m3
d) 6,45 m3
A alternativa correta é "C".
Solução:
Neste caso, também se tem uma casa em que será construído um reservatório de retenção.
Aqui, também pode ser utilizado o procedimento de cálculo proposto por Azevedo Neto, que diz o seguinte:
V = 0,042 X P x (1/1000) X A X T
Em que:
1. V: volume útil estimado para o reservatório, em m3
2. P: precipitação anual, em mm
3. A: área de coleta em projeção, em m2
4. T: valor numérico do número de meses de pouca chuva ou seca
5. 1/1000: conversão de unidade mm para m
A precipitação anual é a média do somatório das chuvas médias mensais de cada mês. Esta medida é atualizada periodicamente por meio de métodos estatísticos e hidrológicos que não vamos discutir aqui. Para achar o valor numérico do número de meses de pouca chuva, basta dividir 30 dias por 30 dias mensais, achando T = 1
Para o problema, calculamos:
V = 0,042 X 1000 X 150 X 1 /1000 = 6,3 m3.
 Portanto, a resposta correta é a letra C.
5. Qual o volume para um reservatório inferior e superior de distribuição de água pluvial de um quartel com 400 m2 para 200 soldados? Sabe-se que na região há 45 dias sem chuva e que a precipitação anual é de 1250 mm.
a) Respectivamente, 12,6 m2 e 18,9 m2
b) Respectivamente, 18,9 m2 e 12,6 m2
c) Ambos 12,6 m2
d) Ambos 18,9 m2
A alternativa "A" está correta.
6. Qual o volume do reservatório superior de distribuição de água cinza de um quartel com 400 m2 para 200 soldados?
A contribuição diária de esgoto é a presente na Tabela abaixo, que equivale a quartéis e a alojamentos provisórios, por isso C = 80 l/pessoa.dia.
a) 6150 litros aproximadamente
b) 6000 litros aproximadamente
c) 5750 litros aproximadamente
d) 5850 litros aproximadamente
A alternativa "A" está correta.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. Responda o que se pode afirmar sobre águas cinzas:
a) Não são diferentes de águas pluviais, no que tange ao seu reaproveitamento.
b) São potáveis e adequados para o consumo humano.
c) Devem passar por tratamento físico, químico e biológico antes de seu reaproveitamento.
d) Englobam os esgotos oriundos de fezes e urina.
A alternativa "C" está correta.
É necessário um tratamento para os poluentes contidos em águas cinzas. Pode conter processos físicos, químicos, biológicos ou até mais avançados.
2. Águas azuis englobam:
a) Águas potáveis
b) Águas pluviais
c) Urina
d) Água de pia de cozinha
A alternativa "B" está correta.
Chamamos as águas de chuva de águas pluviais, sendo recolhidas por meio de sistema próprio de coleta. As águas pluviais são chamadas de águas azuis, em oposição às águas cinzas e às águas marrons. Então, a resposta é a letra B, águas azuis representam as águas pluviais.
Exercícios:
1. O volume útil de uma fossa séptica é proporcional às grandezas abaixo, exceto:
a) Número de contribuintes
b) Contribuição de despejos
c) Contribuição de iodo fresco
d) Período de recorrência
e) Tempo de detenção
2. O diâmetro de um ramal de descarga que coleta o esgoto de um tanque de lavar roupas é:]
a) 30 milímetros
b) 40 milímetros
c) 50 milímetros
d) 75 milímetros
e) 100 milímetros
3. O aparelho que deseja 6UHC e que tem ramal mínimo de 100mm é:
a) Pia de cozinha
b) Máquina de lavar pratos
c) Lava-louças
d) Vaso sanitário
e) Chuveiro
4. Na superfície abaixo, de 3m de altura e 8m de comprimento, a área da superfície coletora abaixo é de:
a) 4,8m2
b) 24m2
c) 9,6m2
d) 48m2
e) 12m2
5. Assinale o componente que não faz parte de um sistema de reservação de água pluvial
a) Sifão-ladrão
b) Tubo de queda
c) Freio d1agua
d) Coluna de alimentação
e) Válvula de pé com crivo
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