Esgoto e Águas

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1 – ESGOTO
1.1 Objetivo
	O "Projeto Hidráulico de Rede de distribuição de água" tem como objetivo principal calcular e dimensionar toda a rede de Esgoto para um loteamento localizado na Região de São José dos Campos – Interior do Estado de São Paulo. Com um total de 960 lotes, medindo 250 m2 por lote. Possuindo área pavimentada e área verde, com fácil acesso as portarias, e área de lazer.
Incluindo todo o processo de cálculo de vazões, dimensionamento dos diâmetros das tubulações, as cotas dos coletores em cada trecho, incluindo o demonstrativo de cálculo na "Planilha de Cálculo de Rede Coletora de Esgotos" e seus devidos dimensionamentos.
1.2 Introdução
A rede coletora de esgotos é uma parte integrante do sistema de esgotamento sanitário que consiste no conjunto de tubulações e órgãos acessórios destinados a receber e conduzir os esgotos captados dos coletores ou ramificações prediais até os coletores troncos (tubulações instaladas ao lado dos córregos), que recebem os esgotos de diversas redes. 
Dos coletores-tronco, os esgotos vão para os interceptores, que são tubulações maiores, normalmente próximas aos rios. De lá, o destino será uma Estação de Tratamento, que tem a missão de devolver a água, em boas condições, ao meio ambiente, ou reutilizá-la para fins não potáveis. Nas casas, comércios ou indústrias, ligações com diâmetro pequeno formam as redes coletoras. 
Depois do uso da água, seja no banho, na limpeza de roupas, de louças ou na descarga do vaso sanitário, o esgoto começa a ser formado. Os que vêm das residências formam os esgotos domésticos, e os formados em fábricas recebem o nome de esgotos industriais. Esta diferenciação é importante, porque cada tipo possui substâncias diferentes, e são necessários sistemas específicos para o tratamento dos resíduos.
Geralmente, o esgoto não tratado contém muitos transmissores de doenças, micro-organismos, resíduos tóxicos e nutrientes que provocam o crescimento de outros tipos de bactérias, vírus ou fungos. Os sistemas de coleta e tratamento de esgotos são importantes para a saúde pública, porque evitam a contaminação e transmissão de doenças, além de preservar o meio ambiente.
Para o cálculo da Rede Coletora de Esgoto utiliza-se a Planilha de Medição, que contempla todos os dados de jusante, montante e marcha das vazões por trecho, diâmetro, Cota piezométrica Montante e Jusante (a qual é dada pela fórmula montante – perda de carga, jusante – perda de carga), perda de carga, cota do terreno e a pressão disponível.
1.3 Memória de Cálculo
	
	Dados utilizados no Projeto:
	População Inicial (Habitantes/Lote) = 3 pessoas
	População Final (Habitantes/Lote) = 5 pessoas
	Quantidade total de lotes = 960 lotes
	Área servida pela Rede = 24ha
	Cota Per Capita de consumo inicial = 150
	Cota Per Capita de consumo final = 200
	Comprimento da tubulação = 8.342,63m
	Material da tubulação: PVC
	Taxa de infiltração (TI) = Adotado valor de 0,001L/s.m
	Infiltração de água nas tubulações = 8,34L/s
** De acordo com a NBR 9649 – Valor da Taxa de Infiltração varia de 0,00005 á 0,001L/s.m. Para determina-la depende das condições locais. Analisando a localização e o lençol freático, foi adotado para este projeto o valor de 0,001L/s.m
Constantes utilizadas conforme teoria em sala de aula:
K1 = 1,25
K2 = 1,50
C = 0,80
Contribuição média de Esgotos
** No início do período:
Qi = c . Ai . di . qi (L/s)
 86.400
Qi = 0,80 x 24 x 120 x 150
 86.400
Q = 4,00 L/s
** No fim do período:
Qf = c . Af . df . qf (L/s)
 86.400
Qf = 0,80 x 24 x 200 x 200
 86.400
Q = 8,89 L/s
Vazão de dimensionamento
** Inicial
Qi = k2 x Qi (L/s)
Qi = 1,50 x 4,00
Qi = 6,00 L/s
** Final
Qf = k1 x k2 x Qf (L/s)
Qf = 1,50 x 1,25 x 8,89
Qf = 16,67 L/s
Taxa de contribuição por comprimento de tubulação
** Inicial
Txi = Qi = Txi = 6 
 Li 8.342,63 
Txi = 0,00071919 L/s.m
** Final
Txf = Qf = Txf = 16,67 
 Lf 8.342,63 
Txf = 0,00199817 L/s.m
Declividade
Imin = 0,0055 x Qi-0,47 m/m
Imin = 2,3694x10-3 mm
Imáx = 4,65 x Qf-2/3 m/m
Imáx = 0,7119 mm
FORMULÁRIO
 Diâmetro Tubulação	Velocidade de Dimensionamento
Inicial
Vi= Qi / Ai
Final
Vf = Qf/ Af
	
 D = (0,0463 x Qf/I1/2)0,375
Lâmina líquida 
Yf ≤ 0,75 D
Tensão Trativa
T=Y x Rh x I (Pa)
 T ≥ 1,0 Pa
 
 Velocidade Crítica
Vc = 6 (g.Rh)1/2
 Vf < Vc
Com os dados da tabela apresentados na Tabela de Esgoto. Segue demonstração do cálculo realizado referente ao trecho 1-2.
Trecho 1 – 2 
Extensão (m) = 86,33 m (valor retirado do projeto)
Taxa de Contribuição Linear (L/s.m) – valor adquirido na Memória de Cálculo:
 Txi = 0,0007 L/s.m Txf = 0,0020 L/s.m
Contribuição do Trecho: 
Inicial = Txi x Extensão do trecho = 0,0621 L/s 
Final = Txf x Extensão do trecho = 0,1725 L/s
Vazão a montante (L/s): Valores zerados devido ser um trecho de ponta seca (inicial)
Inicial = 0,00 
Final = 0,00 
Vazão a jusante: 
Inicial = Contribuição do Trecho inicial = 0,0621 L/s 
 Final = Contribuição do Trecho final = 0,1725 L/s
Vazão a jusante Adotado: Adota-se o valor de 1,5 L/s devido ao mesmo ser o mínimo exigido para cálculo da Lâmina Líquida, para os demais cálculos mantem o valor real encontrado.
Diâmetro Calculado: D = (0,0463 x Qf/I1/2)0,375 → 0,0463 x 0,1725/0,0206 = 0,0496m
Diâmetro Adotado: imediatamente superior ao calculado, sendo o mínimo de 100mm
Declividade do Terreno = (730,3500 – 728,5700) / Extensão do Trecho = 0,0206 m/m
Declividade Mínima e máxima: 
Imin = 0,0055 x Qi-0,47 → 0,0055 x 0,0644-0,47 = 0,01995 m/m ; 
Imáx = 4,65 x Qf-2/3 → 4,65 x 0,1790-2/3 = 14,63923 m/m 
Cota do terreno (Valores verificados no Projeto):
Montante = 730,3500m
Jusante = 728,5700m 
Cota do Coletor Montante e Jusante:
Montante: No caso de ponta seca = Cota do terreno montante – 1,5m – diâmetro do tubo → 780,7500 - 1,5 - 0,1= 778,75m
Jusante: [Cota a montante – (declividade adotada x comprimento do trecho)] → [778,57 – 1,5 – 0,1 = 777,0700m
Profundidade Coletor Montante e Jusante:
Montante = Cota terreno montante – cota coletor montante = 1,60 m 
Jusante = Cota terreno Jusante – cota coletor Jusante = 1,50 m 
Lâmina Líquida Inicial e Final 
Inicial = (Vazão a jusante adotado inicial em m3/s) / (declividade adotada0,5) → (0,0621/1000) / (0,02060,5) = 0,0004 
Final = (Vazão a jusante adotado final em m3/s) / (declividade adotada0,5) → (0,1725/1000) / (0,02060,5) = 0,0012
Valor encontrado não pode ser maior que 0,75 D tubo
Lâmina Líquida tabela inicial e final:
Procura-se na tabela, usando diâmetro adotado do tubo no trecho, o valor mais próximo a lâmina líquida calculada e encontrará o valor correspondente Y/D = 0,0500
Velocidade inicial e final Tabela:
Procura-se na tabela o valor correspondente
Velocidade inicial e final calculada:
Inicial: Velocidade inicial encontrada na tabela x declividade adotada1/2 → 1,6900 x 0,02061/2 = 0,2427 
Final: Velocidade final encontrada na tabela x declividade adotada1/2 → 2,6400 x 0,02061/2 = 0,3791
BETA = Rhi / D = valor tabela correspondente = 0,0330
Tensão trativa = beta x D comercial/1000 x 104 x declividade → 0,0330 x 0,1 x 104 x 0,0206 = 0,6804 
Velocidade Crítica = ((beta x D/1000) x 9,8)1/2 *6 → (0,171 x 0,1 x 104 x 9,8)1/2 *6 = 1,0790
Vf < Vc portanto OK!
2 – ÁGUAS PLUVIAIS 
2.1 Objetivo
O "Projeto Hidráulico de Rede de distribuição de água" tem como objetivo principal calcular e dimensionar toda a rede de Esgoto para um loteamentolocalizado na Região de São José dos Campos – Interior do Estado de São Paulo. Com um total de 960 lotes, medindo 250 m2 por lote. Possuindo área pavimentada e área verde, com fácil acesso as portarias, e área de lazer.
Incluindo todo o processo de cálculo de vazões, dimensionamento dos diâmetros das tubulações, as cotas dos coletores em cada trecho, bocas de lobo, e os demonstrativos de cálculos.
2.2 Introdução
Águas pluviais é uma expressão utilizada para descrever a água resultante da precipitação ou do degelo, que entra no sistema de esgotos. As águas pluviais que não são absorvidas pelos solos, e se mantêm à superfície produzem o chamado escoamento de superfície. É frequente o excesso de água escoar à superfície ou fluir para sistemas de esgotos combinados ou sistemas de águas pluviais, sendo depois encaminhado para a estação de tratamento de águas residuais, ou descarregado diretamente para o receptor.
As águas pluviais poderão causar problemas devido ao volume de água, à intensidade do escoamento, e à presença de contaminantes, ex: poluição da água. O escoamento de superfície que flui para o sistema de esgotos arrasta consigo diferentes contaminantes como petróleo, metais, pesticidas, e fertilizantes.
A água de chuva que escorre pelo telhado, pela calha e pelos ralos tem que seguir para os bueiros nas ruas, onde estão as galerias pluviais. Ela será naturalmente levada para os rios e córregos. Já o esgoto do banheiro, lavanderia, cozinha e lavabo vai para a rede coletora, embaixo da terra, e depois para a estação de tratamento. Quando os ralos e calhas de uma casa estão ligados à rede coletora de esgoto, a tubulação não dá conta do recado. Principalmente no verão, quando o volume de chuvas é muito grande.
O tipo de entrada das águas pluviais que dá acesso as galerias, recebe o nome de boca de lobo, uma tampa ou grade protetora dos bueiros. Geralmente tem a forma retangular ou redonda podendo ser vazado ou não. São confeccionados em material resistente pois devem suportar pesos de automóveis e resistirem á oxidação.
1.3 Memória de Cálculo
	Dados utilizados no Projeto:
	Área Molhada = 0,280m2
	Raio Hidráulico = 0,065m
	Cobertura do terreno = 0,65
	NORMA: Diâmetro mpinimo = 0,60m
	NORMA: Lâmina Líquida máxima = 0,90D
	Constante: n=0,016
FORMULÁRIO
 Vazão da sarjeta Definição da área de contribuição de chuva
Q = C . A . i
 3,6 . 106
Q = Am . Rh2/3 . I1/2
 	n
 Taxa de contribuição Boca de lobo
Q = 1,71 . L . H3/2 (m3/s)
Numero de bocas de lobo = 	L	 
 0,80
 tc = 57 . (L3/H)0,385
*Quando tc ≤ 5 minutos, usar 5 minutos 
 	
 	
Intensidade da chuva
i = h	 
 t
Para o Projeto em questão utilizamos o T = 50 anos.
Com os dados da Planilha de Cálculo da Rede de Coleta de Águas Pluviais fizemos a demonstração dos cálculos realizdos, usando como referência a Gleba 1.
COLAR PRIMEIRA LINHA DA TABELA DE ÁGUA PLUVIAIS
Gleba 1 
- Cotas do terreno = (dado verificado no projeto)
- Extensão do trecho = 172,04 m (dado verificado no projeto)
- Declividade do Terreno = (730,35 – 726,92) / Extensão do Trecho = 0,02
- Vazão sarjeta: (0,28*(0,065^(2/3))*(Declividade^(1/2))/0,016)*2 = 0,80 ( cálculo para duas sarjetas, uma de cada lado da rua)
- Área de Contribuição de chuva: (Vazão da sarjeta*(3,6*10^6))/(0,65*189,3)/10000 = 2,337 ha
- Cota Talvegue = (dado verificado no projeto)
- Extensão do talvegue: = (dado verificado no projeto)
- tc = 57*((extensão do talvegue^3)/(cota talvegue A – cota talvegue B))^0,385 = 4,816 (tc mínimo = 5)
- i = 18,7 / tc = 3,74
- L = Vazão da sarjeta / (1,71*(0,13^(3/2))) = 10 m
- Números de bocas de Lobo = L / 0,80 = 13