OK_Aula 4 - Projeto Comprimento crítico de sarjeta

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Projeto de drenagem pluvial 
urbana
Comprimento crítico de sarjeta
Prof. Dr. Rafael Pedrollo de Paes
Eng. Sanitarista e Ambiental – FAET – UFMT
MSc. Eng. Hidráulica e Saneamento – EESC – USP
Dr. Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos – UFMG 
MICRODRENAGEM:
É a drenagem de lotes, ruas, 
loteamentos, parques, entre 
outros ambientes. Depende 
essencialmente do traçado das 
ruas.
MACRODRENAGEM:
É a drenagem de grandes galerias, 
cursos de água e canais, com 
destinação a lagos, rios ou oceano
Drenagem urbana
Elementos a serem considerados no projeto de sistema de drenagem
Hidrológicos Hidráulicos Gerais
Área de captação -
microbacias
Tipologia e materiais de 
construção
Padronização dos 
dispositivos
Risco e período de retorno 
associado
Níveis de alagamento da 
sarjeta e da via
Critérios de 
posicionamento das BLs
Tempo de concentração 
mínimo
Parâmetros hidráulicos 
admissíveis
Traçado da tubulação
Coeficientes de deflúvio Hipóteses e simplificações 
de cálculo
Critérios de 
posicionamento dos nós
Chuvas de projeto Fatores de segurança Requisitos de escavação e 
recobrimento de condutosMétodos de estimativas de 
vazões
Otimização dos parâmetros 
hidráulicos para 
minimização da escavação
ZORNBERG, Jorge. 2020. Aplicações de geossintéticos em rodovias. Educando Educadores 2020. IGS Brasil.
Seção convencional de uma via pavimentada
•Classe de tráfego
•Capacidade de resistência do terreno 
(CBR California Bearing Rate)
Obras de micro drenagem
O dimensionamento da rede de águas pluviais é 
baseado nas seguintes etapas:
1. Subdivisão das áreas de contribuição;
2. Determinação das vazões que afluem à rede de 
condutos;
3. Dimensionamento da rede de condutos.
• Levantamento topográfico
• Planta-baixa e perfil vertical (planialtimetria)
• Cadastro de ocupação do solo
• Cadastro imobiliário de áreas vizinhas
• Dados relativos ao curso de água receptor
• Termo de referência para elaboração do projeto
Informações para o projeto
Elementos de microdrenagem superficial urbana
• Meio-fio: blocos de concreto ou de pedra, entre a via pública e o 
passeio, cuja face superior é nivelada com o passeio, de modo a 
formar uma faixa paralela ao eixo da via pública.
• Sarjetas: faixas formadas pelo limite da via pública com os meio-
fios. Ela forma uma calha que coleta as águas pluviais oriundas da 
bacia de contribuição.
Meio-fios de concreto 
(MFC)
Caídas de água dos MFCs
Superelevação
No tempo do onça
Superelevação
Qual o comprimento crítico da sarjeta?
Qual a distância entre uma boca de lobo e outra?
0 1
2 3
1
4
0
1
0
Art. 176º Os Padrões Geométricos Mínimos de caixa viária são: 
I -Vias Estruturais – 30 (trinta) metros; 
II -Vias Principais – 24 (vinte e quatro) metros; 
III-Vias Coletoras – 18 (dezoito) metros; 
IV -Vias Locais – 12 (doze) metros; 
V -Vias Especiais – será definido caso a caso, tendo no mínimo 4 metros.
§ 1º Nos casos de Vias Estruturais e Principais em sistemas binários de tráfego, o Padrão 
Geométrico Mínimo será 25m (vinte e cinco metros) e 20m (vinte metros), 
respectivamente.
§ 2º O padrão geométrico para as Vias Estruturais e Principais abertas posteriormente à 
aprovação da Lei de Hierarquização Viária será 50m (cinquenta metros) e 30m (trinta 
metros), respectivamente.
§ 3º No caso das vias locais o leito carroçável deverá atender a largura mínima de 8 metros.
CUIABÁ. Lei Municipal 389/2015. Disciplina o uso e ocupação do solo no município de Cuiabá. Disponível em: 
http://www.smades.cuiaba.mt.gov.br/storage/app/media/LC_389_de_2015_Uso_e_ocupacao_do_solo.pdf
PGM
(Da hierarquização viária)
Profundidade média da bacia (L)
Profundidade do lote Meia largura da via
L
SILVA, K. P. e DE PAES, R. P. (2014)
Fator hidrológicoFator hidrológico
i = intensidade;
t = duração;
T = período de retorno;
a, b, c e d são os parâmetros 
empíricos, que variam em 
função da estação pluviométrica
Fator hidrológicoFator hidrológico
Equação de chuvas intensas (idf)
• DAEE / Cetesb (1980)
• Legislação Municipal de hierarquização viária 
de Cuiabá: Lei Complementar Nº 232/2011
Coeficiente de Runoff (C)
Fator hidrológicoFator hidrológico
A capacidade de condução da rua ou da sarjeta pode ser calculada a partir da 
escolha de três hipóteses:
• Escoamento por toda a calha da rua, com declividade transversal da rua 3% 
(Figura abaixo) e a altura máxima da água na sarjeta igual a 0,15 m;
• Escoamento somente pela sarjeta, com declividade transversal também de 
3% e altura máxima de água na sarjeta igual a 0,10 m;
• Escoamento pela sarjeta e por parte da rua, admitindo uma faixa de 
alagamento da pista, por exemplo, 1/3 da pista.
W
𝑄𝑗 = 0,375. 𝐼.
𝑧𝑗
𝑛
. 𝑦
𝑗
ൗ8 3Equação de Izzard:
Fator hidráulicoFator hidráulico
Qual a faixa de alagamento da pista de rolamento?
Q1
Q2
Q3
Qtotal = Q1 - Q2 + Q3
y1, 1, Z1
y2, 2, Z2
y3, 3, Z3
𝑄𝑗 = 0,375. 𝐼.
𝑧𝑗
𝑛
. 𝑦
𝑗
ൗ8 3Equação de Izzard:
Fator hidráulicoFator hidráulico
Capacidade da sarjeta com declividade composta (método I)
Qtotal = Q1 + Q2 + Q3
Equação de Manning para três seções diferentes
Fator hidráulicoFator hidráulico
Capacidade da sarjeta com declividade composta (método II)
Q = vazão máxima admitida [m3/s];
n = coeficiente de rugosidade da sarjeta (tabela);
I = Declividade longitudinal da pista [m/m]
zj = tan() [rad]
y = altura da lâmina de água [m]
j = índice relativo ao triângulo da sarjeta composta (1, 2 ou 3)
 AiC=Q .. LdA =
C= Coeficiente de infiltração;
i= Intensidade pluviométrica mm/h;
A = Área de contribuição m²;
L= Profundidade média da bacia de 
contribuição m;
d = Comprimento da sarjeta m 
(incógnita).
 
LiC10782
Q
=d 7 ...., _
Dedução geométricaDedução geométrica
𝑄𝑗 = 0,375. 𝐼.
𝑧𝑗
𝑛
. 𝑦
𝑗
ൗ8 3
Eq. de IzzardEq. de Izzard
Compatibilização hidráulica-hidrológicaCompatibilização hidráulica-hidrológica
Qual o comprimento crítico da sarjeta (d)?
I = 0,5%
i = 232mm/h
A ~ Lote + PGM
j?
zj?
n? 
yj?
Q
C?
L?
d
Assumindo:
Encontro:
Exemplo de exercícioExemplo de exercício
Qual o comprimento crítico da sarjeta (d)?
I (%) d (m)
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Assumindo valores de declividade longitudinal da via, são encontradas as 
distâncias máximas que uma BL deverá ser projetada para drenar a água da sarjeta.
Para cada característica hidráulica ou 
hidrológica (MFC, L, C,...), obter uma 
tabela d(m) X I(m/m), com variação de I a 
cada 0,5%
Exemplo de exercícioExemplo de exercício
Em um projeto:
𝑉0 = 0,958.
1
𝑧
.
𝐼
𝑛
3/4
. 𝑄1
1/4
𝑡𝑝 = 𝑑/𝑉0
Qual a velocidade de escoamento de água na sarjeta (d)?
Roteiro para dimensionamento de comprimento crítico 
da sarjeta:
1 - Escolher meios-fio tipo e encontrar parâmetros geométricos
2 - Assumir rugosidade da superfície da sarjeta;
3 - Calcular vazão na seção do MFC (Eq. Izzard), para diversas declividades;
4 - Calcular/encontrar curva idf para determinar a intensidade da chuva (i);
5 - Adotar largura média da bacia (L)
6 - Estimar o coeficiente de escoamento superficial (C) da microbacia (runoff);
7 - Calcular comprimento crítico da sarjeta (d) em função de cada declividade, por dedução geométrica;
8 - Adotar um valor arredondado genérico de comprimento crítico da sarjeta;
9 - Calcular a velocidade média de escoamento;
10 – Calcular a área média (A = dxL) da microbacia.
Eu entrego:
• Conteúdo teórico
• Projeto em planta-baixa com levantamento topográfico
E vocês entregam:
Planta-baixa (2,0)
Perfil vertical e detalhes (2,0)
Memoriais descritivo e de cálculo (2,0)
Planilha de quantificação de materiais (1,0)
Defesa individual do projeto no dia da defesa do projeto (3,0)
Nota do projeto = ∑ PROJETO x C
Coeficiente de cronograma atualizado (C)
Verificações 
V = 100% C = 1,10 
80% ≥ V > 100% C = 1,00 
80% ≥ V ≥ 50% C = 0,85 
V < 50% C = 0,75 
∑ PROJETO = 10,00
- Definir o tipo de MFC, idf, PGM e calcular os 
comprimentos críticos da sarjeta (d);
-Traçar o estaqueamento das pistas drenadas a 
partir da layer “eixo”.
Verificação 1:
- Encontrar 15 dispositivos de drenagem constantes no álbum 
de projetos-tipo do DNIT (BRASIL, 2013). Apresentar o 
material em arquivo word constando:
(i) foto;
(ii) nome do dispositivo;
(iii) função do dispositivo;
(iv) imagem da página de BRASIL (2013) com esse dispositivo.
Verificação 2:
Agradeço a participação!