Trabalho de Drenagem - Microdrenagem

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
FACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA
FERNANDA VERONESE
LORENA MARTINS FIGUEIREDO
MATHEUS DO AMARANTE BUSS
MEMORIAL DE CÁLCULO
Projeto de Microdrenagem Urbana – Bocas de Lobo e Galerias de Águas Pluviais
 
 
Cuiabá-MT
Outubro, 2016
INTRODUÇÃO
Conceitualmente, microdrenagem urbana é o conjunto de elementos destinados a recolher as águas pluviais precipitadas sobre uma determinada região e que escorrem sobre sua superfície, conduzindo-as a um destino final através de pequenas e médias galerias.
Sendo esta, portanto, um conjunto de medidas que tem por objetivo minimizar os riscos a que as populações estão sujeitas, diminuir os prejuízos causados por inundações e possibilitar o desenvolvimento urbano de forma harmônica, articulada e sustentável.
OBJETIVO
Este trabalho visa colocar em prática os conhecimentos obtidos em sala de aula por meio do dimensionamento de um sistema de microdrenagem urbana, abordando os conceitos de bocas de lobo e galerias de águas pluviais.
MEMÓRIA DE CÁLCULO
 BOCAS DE LOBO
TEMPO DE CONCENTRAÇÃO
O tempo de concentração foi obtido por meio da definição das áreas de contribuição da região, seus devidos coeficientes de escoamento e declividades, utilizando-se a seguinte equação:
Sendo:
Tc = tempo de concentração (minutos);
C = coeficiente de escoamento superficial da região;
L = trajeto da água (m);
il = declividade longitudinal (em percentagem).
INTENSIDADE DE CHUVA 
A intensidade de chuva foi calculada utilizando-se o maior tempo de concentração da região contribuinte e o tempo de retorno desejado, 5 anos, tomando como base a equação da chuva do município de Juína:
Sendo:
I = intensidade de chuva (mm/h);
Tr = tempo de retorno (anos);
Tc = tempo de concentração (minutos).
COEFICIENTE MÉDIO PONDERADO (CMP)
É realizada a média ponderada dos coeficientes de escoamento superficial da região de influência, levando em conta as áreas de lote e de pavimento e seus diferentes coeficientes.
CÁLCULO DA VAZÃO
A vazão é obtida a partir do CMP da região, intensidade da chuva e área total por meio da seguinte equação:
Sendo:
Q = vazão (l/s);
CMP = Coeficiente médio ponderado;
I = intensidade de chuva (mm/h);
A = área da região (ha);
N = coeficiente de distribuição da chuva (N=A-0,15 para toda A>1 ha).
CAPACIDADE DA SARJETA – EQUAÇÃO DE IZZARD
Sendo:
Q = vazão (m3/s);
z = 1/it ;
it = declividade transversal - m/m (de 2 a 4%);
y = altura da lâmina d’água na sarjeta (m);
il = declividade longitudinal (m/m);
n = rugosidade da sarjeta (0,016);
Conceitualmente, a altura ‘y’ obtida nesta equação de Izzard é a altura da atual lâmina d’água formada na sarjeta com os precipitações e escoamentos dimensionados. 
VELOCIDADE DA ÁGUA NA SARJETA
Sendo:
Vs = velocidade (m/s);
Y = altura da lâmina d’água (m);
il = declividade longitudinal (m/m).
	
NÚMERO DE FROUDE
Sendo:
F = Número de Froude;
G = gravidade terrestre (m³/s);
Y= altura da lâmina d’água (m).
VAZÃO RECOLHIDA PELA BOCA DE LOBO
Para obter a capacidade de drenagem de uma boca de lobo utilizamos a seguinte fórmula:
Sendo:
Q = vazão recolhida (m³/s);
L = 1 boca de lobo;
a = depressão na boca de lobo (0,12m).
 CONSIDERAÇÕES GERAIS
Para o cálculo do número de bocas de lobo necessário a cada escoamento foram observados os seguintes parâmetros: 
Escoamentos com pouca variação de área de influência;
Declividade pouco distinta (todas elas foram testadas);
Nestas circunstâncias, portanto, não se fez necessário um novo cálculo. Pudemos adotar os mesmos valores de outra região similar em área e declividade. Isto resultou no agrupamento das seguintes quadras: 1 à 12; 13 à 33; 34 e 32; 38 à 42; 24 à 30; 14 à 20.
Dessa forma, as únicas quadras que tiveram seus cálculos de área e tempos de concetração exclusivos para si foram: 22; 35; 36 e 37.
GALERIAS DE ÁGUAS PLUVIAIS
ÁREA DRENADA
A área drenada para determinada para cada trecho será sempre a área acumulada de todas as bocas de lobo que contribuem para o mesmo. Ou seja, a última área a ser considerada acrescida de todas as outras antecedentes à ela.
TEMPO DE CONCENTRAÇÃO
Inicialmente, para o primeiro trecho, adota-se o maior tempo de concentração dentre todas as bocas de lobo que contribuem para ele. Já nas subsequentes, o tempo de concentração considerado será o anterior acrescido ao tempo de galeria calculado para o trecho anterior.
INTENSIDADE DE CHUVA
Calcula-se a intensidade de chuva utilizando-se a mesma fórmula anterior, considerada para bocas de lobo: 
Utilizando, desta vez, o tempo de concentração encontrado para o trecho analisado e o tempo de retorno de 5 anos.
VAZÃO DRENADA
O cálculo da vazão para as galerias é realizado segundo o item 3.1.4. do presente trabalho.
FATOR HIDRÁULICO
O fator hidráulico do canal é obtido por meio da fórmula de Manning:
Sendo:
Q = vazão drenada (m³/s);
N = Coeficiente de Runnof da manilha de concreto (0,015);
D = Diâmetro da tubulação (m);
I = declividade longitudinal (m/m).
	Para determinar o fator hidráulico, é necessário pré dimensionar um diâmetro para o trecho analisado e verificar se ele atende aos parâmetros estabelecidos para a execução do projeto. Os quais consistem em: O tirante não deve estar abaixo de 15%; Nem acima de 85%. 
	Caso a primeira situação ocorra, é necessário reduzir o diâmetro adotado para o primeiro inferior comercializado. Já na segunda situação, aumenta-se o mesmo.
TIRANTE
Se FH≤0,061
Se FH>0,061
Sendo:
Y/D = Tirante (%);
FH = Fator hidráulico.
VELOCIDADE DA ÁGUA NA GALERIA
Calcula-se a velocidade a partir da fórmula:
Sendo:
V = velocidade da água no canal (m/s);
Q = vazão (m³/s);
I = declividade longitudinal (m/m).
TEMPO DE CONCENTRAÇÃO – GALERIA
O tempo de galeria é aferido utilizando-se a seguinte fórmula:
Sendo:
TG = tempo de galeria (min);
L = distância entre os poços de visita (m);
V = velocidade (m/s).
PROFUNDIDADE DO POÇO DE VISITA
A profundidade do poço de visita é determinada pelo recobrimento acrescido do diâmetro do maior tubo que nele chega.
COTAS DE FUNDO
Já as cotas de fundo são determinadas pelas cotas do terreno natural decrescidas das profundidades dos poços de visita.
COTAS DO COLETOR
A cota do coletor poderá ser calculada, sempre, subtraindo-se da cota do terreno natural o seu respectivo recobrimento e o diâmetro da manilha, independente de qual seja a maior. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AZEVEDO NETTO, J. M., ALVAREZ, G. A. - "Manual de Hidráulica", Ed. Edgard Blucher Ltda, 7ª Edição, São Paulo, 1982.
DACACH, N. G. - "Sistemas Urbanos de Água", LTC Editora S.A., 2ª Edição, Rio de Janeiro, 1979.
FUGITA, O. e outros - "Drenagem Urbana - Manual de Projeto", DAEE/CETESB, 1980.
MEDEIROS Fº, C. F. - "Micro-Drenagem: Estudo para Dimensionamento de Pequenos Projetos", DEC/CCT/UFPB, Campina Grande, Pb, 1985.