Dimensionamento da rede esgotos

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Dimensionamento de uma Rede de Esgotos 
Elaborado pelo Prof. Paulo T. Nakayama para o curso de Eng. Civil da FESP 
13-1 
13 DIMENSIONAMENTO DE UMA REDE DE ESGOTOS 
O traçado e o dimensionamento da rede de esgotos exigem uma planta topográfica 
atualizada da área a ser esgotada. Essa planta deverá estar desenhada em escala 1:2.000 e 
ter as curvas de nível equidistantes de 1 m, de preferência. Além disso, devem fazer parte 
dos trabalhos topográficos e nivelamentos dos pontos onde se localizarão poços de visita 
(cruzamentos de vias públicas, mudanças de direção ou declividade, etc.). 
13.1 Traçado de uma rede 
Para o traçado de uma rede de esgotos, são necessários os seguintes procedimentos: 
- Delimitar a área a ser esgotada traçando os limites da bacia hidrográfica; 
- Representar por meio de pequenos círculos os poços de visita (PV) a serem 
construídos; 
- Ligar os PVs com um traço e indicar, por meio de pequenas setas, o sentido de 
escoamento; 
- Na fixação dos sentidos de escoamento, procurar seguir, tanto quanto possível, os 
sentidos de escoamento natural no terreno; 
- Indicar o sentido de escoamento dentro dos PVs; 
- Determinar o comprimento de cada trecho, medindo-se na escala de planta, a distância 
entre o centro dos poços de visita; 
- Numerar os coletores de tal forma que cada um deles receba sempre a contribuição de 
outro de numeração superior; 
- Numerar os trechos de cada coletor, de acordo com o sentido crescente das vazões. 
12.2 Dimensionamento – exemplo 
Seguindo a orientação dada no item anterior, foi traçada a rede de esgotos de uma 
cidade conforme mostra a figura em anexo. O dimensionamento da rede foi feito, 
preenchendo-se ao mesmo tempo a folha de cálculo anexa. 
Dados do projeto: 
- População no início do plano: Pi = 20.000 hab. 
- População no final do plano: Pf = 30.000 hab. 
- Extensão da rede coletora no início do plano: Li = 35.000 m 
- Extensão da rede coletora no final do plano: Lf = 40.000 m 
- Consumo per capita: q = 200 l/hab.dia 
- Coeficiente do dia de maior consumo: K1 = 1,2 
- Coeficiente da hora de maior consumo: K2 = 1,5 
- Taxa de infiltração: TI = 0,5 l/s x km 
- Diâmetro mínimo: Dmin = 150 mm. 
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13-2 
 
Memorial de cálculo: 
- Cálculo do coeficiente de contribuição linear 
Coeficiente de contribuição linear inicial 
- Vazão doméstica inicial 
6,55
400.86
200000.205,18,0
86400
2
,
=
×××
=
⋅⋅⋅
=
qPKCQ iid l/s 
- Extensão da rede coletora inicial: Li = 35.000 m 
- Coeficiente de contribuição linear inicial: 
0021,00005,00016,00005,0
000.35
6,55,
=+=+=+= TI
L
Q
T
i
id
xi l/s x m 
Coeficiente de contribuição linear final 
- Vazão doméstica final 
0,100
400.86
200000.305,12,18,0
86400
21
,
=
××××
=
⋅⋅⋅⋅
=
qPKKCQ ffd l/s 
- Extensão da rede coletora final: Lf = 40.000 m 
- Coeficiente de contribuição linear final: 
0030,00005,00025,00005,0
000.40
0,100,
=+=+=+= TI
L
Q
T
f
fd
xf l/s x m 
Profundidade mínima nos coletores: 1,20 m 
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Preenchimento da planilha de cálculo da rede de esgotos: 
Trecho 1-1 
Vazão a montante • Qi = 0 l/s 
 • Qf = 0 l/s 
Vazão no trecho • Qi = 0,0021 x 100 = 0,21 l/s 
 • Qf = 0,0030 x 100 = 0,30 l/s 
Vazão a jusante • Qi = 0,21 l/s 
 • Qf = 0,30 l/s 
Qi e Qf < 1,5 l/s ∴ será adotado Qi = Qf = 1,5 l/s 
- Declividade do terreno (It): 
014,0
100
60,79800,800
=
−
=tI m/m 
- Declividade mínima do coletor: 
47,0
min 0055,0 −⋅= iQI = 0,0055 x 1,5-0,47 = 0,0045 m/m 
It > Imin ∴ adotar I = It = 0,014 m/m 
- Cálculo do diâmetro: 
=







×=





⋅=
375,0375,0
014,0
0015,00463,00463,0
I
Q
D f 0,061 m < Dmin ∴ D = Dmin = 150 
mm 
- Cálculo das lâminas e velocidades: 
0127,0
014,0
0015,0
==
I
Q
 → tabela para dimensionamento 
Para D = 150 mm → Y/D = 0,195 e IV / = 5,22 
22,5=
I
V
 � === 014,022,5I5,22V 0,62 m/s 
Portanto, Yi /D = Yf /D = 0,195 
 Vi = Vf = 0,62 m/s 
- Cálculo da tensão trativa (σ) 
Para Yi/D = 0,195 � (Tabela 13.1) � β = 0,118 � RH = 0,118 x 0,15 = 0,0177 m 
σ = γ.RH.I = 1000 x 0,0177 x 0,014 = 0,248 kgf /m2 > 0,10 kgf /m2 OK! 
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13-4 
- Cálculo da velocidade crítica 
=×⋅=⋅= 0177,081,966 HC RgV 2,50 m/s 
 
Trecho 2-2 
Vazão a montante • Qi = 0,21 l/s 
 • Qf = 0,30 l/s 
Vazão no trecho • Qi = 0,0021 x 100 = 0,21 l/s 
 • Qf = 0,0030 x 100 = 0,30 l/s 
Vazão a jusante • Qi = 0,42 l/s 
 • Qf = 0,60 l/s 
Qi e Qf < 1,5 l/s ∴ será adotado Qi = Qf = 1,5 l/s 
- Declividade do terreno: 
0035,0
100
85,79820,799
=
−
=tI m/m 
- Declividade mínima do coletor: 
47,0
min 0055,0 −⋅= iQI = 0,0055 x 1,5-0,47 = 0,0045 m/m 
It < Imin ∴ adotar I = Imin = 0,0045 m/m 
- Cálculo do diâmetro: 
=







×=





⋅=
375,0375,0
0045,0
0015,00463,00463,0
I
Q
D f 0,076 m < Dmin ∴ D = Dmin = 150 
mm 
- Cálculo das lâminas e velocidades 
0224,0
0045,0
0015,0
==
I
Q
 → tabela para dimensionamento 
Para D = 150 mm → Y/D = 0,258 e IV / = 6,15 
15,6=
I
V
 � =×== 0045,015,6I6,15V 0,41 m/s 
Portanto, Yi/D = Yf/D = 0,258 
 Vi = Vf = 0,41 m/s 
- Cálculo da tensão trativa (σ) 
Para Yi/D = 0,258 � (Tabela 13.1) � β = 0,151 � RH = 0,151 x 0,15 = 0,0227 m 
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σ = γ.RH.I = 1000 x 0,0227 x 0,0045 = 0,102 kgf /m2 > 0,10 kgf /m2 OK! 
- Cálculo da velocidade crítica 
=××=⋅= 0227,081,966 HC RgV 2,83 m/s 
Trecho 1-2 
No trecho 1-2 há contribuição de 7 trechos. Dessa forma, tem-se: 
Vazão a montante • Qi = 0,0021 x 7 = 1,47 l/s 
 • Qf = 0,0030 x 7 = 2,10 l/s 
Vazão no trecho • Qi = 0,0021 x 100 = 0,21 l/s 
 • Qf = 0,0030 x 100 = 0,30 l/s 
Vazão a jusante • Qi = 1,68 l/s 
 • Qf = 2,40 l/s 
- Declividade do terreno: 
005,0
100
10,79860,798
=
−
=tI m/m 
- Declividade mínima do coletor: 
47,0
min 0055,0 −⋅= iQI = 0,0055 x 1,68-0,47 = 0,0043 m/m 
It > Imin ∴ adotar I = It = 0,005 m/m 
- Cálculo do diâmetro: 
=







×=





⋅=
375,0375,0
005,0
0024,00463,00463,0
I
Q
D f 0,089 m < Dmin ∴ D = Dmin = 150 
mm 
- Cálculo das lâminas e velocidades 
Vazão inicial: 
0238,0
005,0
00168,0
==
I
Qi
 → tabela para dimensionamento 
Para D = 150 mm → Yi /D = 0,265 e IVi / = 6,24 
24,6=
I
Vi
 � =×== 005,024,6I6,24Vi 0,44 m/s 
Vazão final: 
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0339,0
005,0
0024,0
==
I
Q f
 → tabela para dimensionamento 
Para D = 150 mm → Yf /D = 0,321 e IV f / = 6,90 
90,6=
I
V f
 � =×== 005,090,6I6,90Vf 0,49 m/s 
- Cálculo da tensão trativa (σ) 
Para Yi/D = 0,265 → (Tabela 13.1) � β = 0,154 → RH = 0,154 x 0,15 = 0,0231 m 
σ = γ.RH.I = 1000 x 0,0231 x 0,005 = 0,116 kgf /m2 > 0,10 kgf /m2 OK! 
- Cálculo da velocidade críticaPara Yf /D = 0,321 → (Tabela 13.1) � RH = 0,321 x 0,15 = 0,048 m 
m/s RgV HC 12,4048,081,966 =×⋅=⋅= 
Representação na planta: 
 
 
Tabela 13.1 – Tabela auxiliar para determinação do raio hidráulico em função de Y/D. 
 
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