Saneamento I - AP2 - Felipe Araújo 2018002368

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CARIRI 
CENTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
CAMPUS JUAZEIRO DO NORTE 
 
 
 
FELIPE ARAUJO LUZ DIAS VIEIRA 
 
 
 
 
 
AP2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
JUAZEIRO DO NORTE 
2021 
 
FELIPE ARAUJO LUZ DIAS VIEIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AP2 
 
Atividade entregue como requisito para a obtenção de 
conhecimento e de nota na disciplina de Saneamento 
I, do curso Bacharelado em Engenharia Civil da 
Universidade Federal do Cariri – UFCA. 
 
Professor (a): Maria Gorethe de Sousa Lima Brito. 
 
 
 
 
 
 
JUAZEIRO DO NORTE 
2021 
 
 
 
1. Por que as tubulações de esgoto devem funcionar em regime de escoamento livre? 
 
O escoamento livre, ou escoamento em superfície livre ocorre quando um liquido está 
em contato com a atmosfera, como em rios, por exemplo. Tratando-se do bom funcionamento 
das tubulações, é sabido que os esgotos são constituídos por água e materiais sólidos dissolvidos 
ou em suspensão. Com o tempo, estes podem se aglomerar em volumes maiores, o que acarreta 
em prejuízos no escoamento e danifica as tubulações. Para que isso seja evitado, as tubulações 
são dimensionadas com condições de escoamento que garantam uma autolimpeza por um 
esforço tangencial entre o líquido escoado e a superfície do tubo. A isto, origina-se o conceito 
de tensão trativa. Para obtê-la, é preciso buscar o valor da relação Y/D. Isto é uma 
recomendação da NBR 9649/1986, para que cada trecho seja verificado pelo critério da tensão 
trativa de valor mínimo de 1,0 Pascal. 
 
2. Descreva o processo de formação de gás sulfídrico (H2S) em canalizações de esgoto 
e explique as consequências deste processo para o funcionamento destas canalizações. 
 
No que diz respeito ao processo de formação do gás sulfídrico (H2S), primeiramente, é 
necessário dizer que a água potável contém alguma quantidade de sulfatos que é aumentada 
durante seu uso por residências e por algumas indústrias. As bactérias redutoras de sulfato 
precisam do oxigênio para consumir a matéria orgânica que há na água do esgoto. Logo, quando 
o oxigênio não está disponível, elas retiram o oxigênio dos íons de sulfato e deixam livres os 
íons de sulfeto. Quando ocorre a reação desse sulfeto com a água, o resultado é o gás sulfídrico 
H2S, esse gás liberado é absorvido pelas partes superiores do coletor de concreto, sendo oxidado 
mais uma vez e depois transformado em ácido sulfúrico H2SO4. Esse ácido ataca o concreto nas 
partes superiores do coletor, transformando o hidróxido de cálcio Ca.(OH)2 do concreto em 
gesso CaSO4.2H2O. 
A consequência deste processo é que o gesso cristaliza, devido, como já foi citado no 
processo de formação, a falta de ventilação dentro dos tubos de esgoto, permitindo o acúmulo 
de gás sulfídrico e gerando a corrosão. 
 
3. Comente qual a influência da relação Y/D sobre a variação da tensão trativa ao 
longo do perímetro molhado da tubulação de esgoto. 
 
 
A relação Y/D é a proporção da altura da lâmina de água com o diâmetro da tubulação, 
ela serve para verificar se o diâmetro é suficiente para transportar a vazão que percorre nele. A 
máxima tensão trativa acontece próxima à geratriz inferior da tubulação, já a mínima, ocorre 
próximo à superfície da água. Logo, ao longo do perímetro molhado, a tensão trativa tende a 
ser uniforme para lâminas maiores que 50% do diâmetro da tubulação. Em relação à lâminas 
menores, ocorre uma sensível variação de tensões ao longo deste perímetro da tubulação. 
Entretanto, considerando que a disposição dos materiais sedimentáveis do esgoto está na região 
Y/D ≤ 0,15, é possível afirmar que a tensão trativa é praticamente uniforme, nessas condições, 
mesmo para lâminas pequenas. 
 
4. Insira numa planilha as informações básicas sobre materiais que estão sendo 
utilizados em redes coletoras de esgoto, no Brasil e em outros países do mundo, 
considerando diferentes diâmetros da tubulação. 
 
Tipo de material Aplicação Vantagens Desvantagens 
Aço São recomendados 
em casos onde 
ocorrem esforços 
elevados sobre a 
linha, como em 
travessias diretas de 
grandes vãos, 
cruzamentos 
subaquáticos ou 
quando se quer uma 
tubulação com 
pequeno peso e com 
grande resistência às 
pressões e ruptura. 
Vazamento quase 
inexistente quando 
soldadas; baixa 
fragilidade; alta 
resistência às 
pressões internas e 
externas; disponíveis 
para vários diâmetros 
e tipos de juntas. 
Maior cuidado com 
o transporte e 
armazenamento; 
cuidados com a 
dilatação térmica; 
dimensionamento 
adequado quanto ao 
colapso das paredes 
dos tubos; pouca 
resistência à 
corrosão externa. 
PVC São altamente 
resistentes à 
corrosão e são 
Tubos mais longos, 
lisos, leves, flexíveis 
e completamente 
estanques; grande 
É atacado por 
cetonas (e outros 
solventes) às vezes 
 
bastante utilizados 
em 
redes coletoras. É a 
principal alternativa 
de utilização em 
regiões com lençol 
freático acima dos 
coletores de esgoto 
(regiões litorâneas). 
resistência química; 
não sofrem perda por 
quebra; ligações dos 
coletores prediais 
são mais simples; 
maior velocidade na 
obra; aproveitamento 
de mão-de-obra 
local. 
encontradas no 
esgoto industrial; 
não tem a rigidez 
necessária para 
operar exposto, pois 
a maioria 
dos tipos de tubos de 
PVC não deve ser 
exposta à luz solar 
direta, e são 
suscetíveis a 
flutuação, em 
condições de alto 
lençol freático 
Polietileno São largamente 
utilizados em 
ligações prediais de 
água. Em sistemas 
de esgoto são 
utilizados em 
coletores e 
emissários 
submarinos. 
Alta resistência ao 
impacto, maior 
flexibilidade, baixa 
rugosidade, menor 
número de juntas, 
alta 
resistência à 
corrosão e agentes 
químicos, manuseio 
e instalação mais 
fáceis e 
rápidos. 
Demora muito 
tempo para se 
degradarem no meio 
ambiente, logo, tem 
um potencial maior 
de prejuízo ao meio 
ambiente. 
Concreto São normalmente 
utilizados em 
emissários, 
interceptores e 
coletores tronco, 
com diâmetros 
Possuem uma alta 
resistência mecânica. 
Os revestimentos 
internos necessitam 
de manutenção e 
devem ser usados 
somente onde a 
tubulação possa ser 
removida 
 
maiores que 400mm 
e 
funcionando como 
conduto livre. 
periodicamente para 
inspeção e onde a 
tubulação é grande o 
suficiente em 
diâmetro para 
permitir pintura no 
local. 
Ferro fundido São utilizados 
principalmente em 
linhas de recalque e 
emissários de 
recalque. Nos 
escoamentos livres, 
são utilizados 
em travessias aéreas, 
passagem sob rios, 
ou em situações em 
que há necessidade 
da 
tubulação suportar 
grandes cargas, 
como por exemplo, 
tubulações rasas, 
com menos 
de 1,00m de 
profundidade, sob 
leitos carroçáveis de 
alto tráfego. 
Têm boa 
resistência à 
corrosão, 
principalmente à 
corrosão pelo solo, e 
grande durabilidade. 
O tubo de ferro 
fundido cinzento não 
é mais fabricado, 
devido a sua elevada 
fragilidade e 
vulnerabilidade à 
corrosão, 
principalmente em 
terrenos agressivos. 
Como o ferro 
fundido cinzento foi 
amplamente 
utilizado no passado, 
ainda existem 
diversas 
tubulações com esse 
tipo de material. 
Hoje, apenas o tubo 
de ferro fundido 
dúctil é fabricado. 
Referência: BEVILACQUA, Nelson. Materiais de tubulações utilizadas em sistemas de 
coleta e transporte de esgotos sanitários. Estudo de caso da área norte de São Paulo. 
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Dissertação de Mestrado (2006). 
 
 
5. Cite exemplos de acessórios da rede coletora de esgotos, defina-os e cite seus 
princípios de funcionamento e suas aplicações, vantagens e desvantagens. Cite as fontes 
dos materiais utilizados na resposta desta questão. 
• Poço de visita (PV): Câmara visitável através de uma abertura existente na parte 
superior, destinada à execução de trabalhos de manutenção. Têm a função depermitir o acesso às tubulações enterradas sem que haja a necessidade de se fazer 
escavações no solo, além de interligar diferentes as redes de tubulações. Tem como 
principal vantagem o auxílio na operação e na manutenção da rede coletora. 
Referência: DE SOUSA, Ferdinando. Poço de visita, poço de inspeção e terminal 
de limpeza. Ferdinando de Sousa, 2016. Disponível em: 
https://ferdinandodesousa.com/2016/09/07/poco-de-visita-poco-de-inspecao-e-
terminal-de-limpeza/. Acesso em: 26 set, 2021. 
• Tubo de inspeção e limpeza (TIL): Dispositivo que, diferente do anterior, não é 
visitável e permite a introdução de equipamentos de limpeza. Eles podem ser 
utilizados no lugar do PV quando houver reunião de até dois trechos ao coletor, 
degrau com altura inferior a 0,50m e quando as ligações prediais puderem acarretar 
problemas de manutenção. Ele restringe o acesso de materiais indesejáveis (sólidos) 
no interior dos condutos em função das dimensões reduzidas dos tampões, além de 
possibilitar a manutenção do sistema por hidrojateamento e melhorar o desempenho 
hidráulico devido à superfície interna lisa. 
Referência: Ponto do encanador. Disponível em: 
https://pontodoencanador.com.br/site/produtos-
detalhes?linha_id=143&setor_id=7&marca_id=2&produto_id=2461. Acesso em: 
26 set, 2021. 
• Caixas de passagem (CP): São câmaras sem acesso que estão localizadas em pontos 
singulares por uma necessidade construtiva. Elas podem ser utilizadas no lugar de 
um PV quando as condições de acesso de equipamento para limpeza do trecho à 
jusante são garantidas. Tem como vantagem evitar que entupimentos e outros 
inconvenientes cheguem à rede municipal, causando assim maiores problemas para 
a comunidade. 
Referência: CAIXA de esgoto de concreto x caixa de passagem de esgoto: quais 
são as aplicações? Construsinos, 2019. Disponível em: 
https://construsinos.com.br/caixa-de-esgoto-de-concreto-x-caixa-de-passagem-de-
esgoto-quais-sao-as-aplicacoes/. Acesso em: 26 set, 2021. 
https://ferdinandodesousa.com/2016/09/07/poco-de-visita-poco-de-inspecao-e-terminal-de-limpeza/
https://ferdinandodesousa.com/2016/09/07/poco-de-visita-poco-de-inspecao-e-terminal-de-limpeza/
https://pontodoencanador.com.br/site/produtos-detalhes?linha_id=143&setor_id=7&marca_id=2&produto_id=2461
https://pontodoencanador.com.br/site/produtos-detalhes?linha_id=143&setor_id=7&marca_id=2&produto_id=2461
https://construsinos.com.br/caixa-de-esgoto-de-concreto-x-caixa-de-passagem-de-esgoto-quais-sao-as-aplicacoes/
https://construsinos.com.br/caixa-de-esgoto-de-concreto-x-caixa-de-passagem-de-esgoto-quais-sao-as-aplicacoes/
 
• Tubo de queda (TQ): É um dispositivo instalado no PV, liga um coletor afluente ao 
fundo do poço. Ele é instalado quando o coletor afluente apresenta degrau com altura 
maior que 0,50m. Tem como vantagem permitir a introdução de equipamento de 
limpeza e ligação do coletor afluente ao fundo do TIL, quando houver diferença de 
cota entre ambos. 
Referência: DIRETRIZES Gerais para Elaboração dos Projetos de Rede Coletora 
de Esgoto. GPE-NI-003-001. Compensa, 2020. 
Referência Geral: ALMEIDA, Emily Lobo. Vazões de esgoto sanitário em 
Juazeiro do Norte-CE. Uma adequação de parâmetros de projeto para o 
redimensionamento hidráulico da rede coletora. Universidade Federal Do 
Cariri. Juazeiro do Norte (2020). 
 
6. Com base nas informações presentes no traçado da rede coletora abaixo, calcule as 
informações da Planilha 1. Para este cálculo, utilize os dados da Planilha 2. Ao 
terminarem os cálculos, lembrem-se de checarem se os requisitos hidráulicos e sanitários 
atendem aos especificados em norma.