Coletoras de Esgoto

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO DO SISTEMA DE COLETA DE 
ESGOTO 
 
 
 
 
 
Ana Flávia Moraes 
Guilherme Teixeira Martins 
Yasmin Abdala 
 
 
 
 
 
 
 
Ouro Branco 
2017
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO DO SISTEMA DE COLETA DE 
ESGOTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ana Flávia Moraes 
Guilherme Teixeira Martins 
Yasmin Abdala 
 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
3 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO DO SISTEMA DE COLETA DE 
ESGOTO 
 
 
 
Dissertação apresentada como Trabalho Final do Curso 
de Engenharia Civil da Universidade Federal de São João 
Del Rei, como requisito para obtenção de nota, na 
disciplina de Hidráulica. 
 
Área de concentração: Coleta de Esgoto 
 
Linha de pesquisa: Coleta de Esgoto 
 
Orientador: Emmanuel Teixeira 
 
 
 
 
Ouro Branco 
Escola de Engenharia da UFSJ 
2017
 
 
 
 
 
 
 
 
Ana Flávia Moraes 
 
Guilherme Teixeira Martins 
 
Yasmin Abdala 
 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
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AGRADECIMENTOS 
Agradecemos ao professor Emmanuel pelos dois ótimos períodos em que passamos juntos. O 
conhecimento que adquirimos, as brincadeiras em sala e o modo como as matérias de 
Mecânica dos Fluidos e Hidráulica foram passadas nunca serão esquecidos por nós. 
(JEQUITI) Agradecemos também aos nossos colegas de grupo e de classe, que, juntos com 
nós, venceram mais um difícil semestre. Ficamos felizes em poder concluir essa etapa juntos!
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
ii 
RESUMO 
O sistema de esgoto é essencial no desenvolvimento de toda e qualquer cidade. Sendo uma 
condição básica de infraestrutura urbana, é de suma importância que exista o tratamento do 
mesmo, visando a promoção da saúde pública e a melhoria das condições de higiene de toda a 
população. Em muitos casos o esgoto é composto por elementos químicos que, quando não 
são devidamente tratados, podem causar diversas doenças no corpo das pessoas. 
O tratamento é feito pela ETA (Estação de Tratamento de Água) e, para que se chegue nesse 
local, o esgoto deve sair de cada residência e percorrer um extenso caminho. Para que esse 
transporte do resíduo ocorra de maneira apropriada, é necessário que se faça uma boa 
avaliação sobre o relevo e as condições de uso de cada população. 
Infelizmente, em muitas cidades do Brasil, o esgoto é apenas descartado, sem que ocorra o 
tratamento do mesmo.
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
3 
ABSTRACT 
The sewage system is essential in the development of every city. Being a basic 
condition of urban infrastructure, it is important to have the treatment of the same, 
aiming at the promotion of public health and the improvement of the hygiene conditions 
of the entire population. In many cases, sewage is composed of chemical elements that, 
when not properly treated, can cause various diseases in the body of people. 
The treatment is done by the ETA (Water Treatment Station) and, in order to get there, 
the sewage must leave each residence and go a long way. In order for this transport of 
the waste to occur properly, it is necessary to make a good evaluation of the relief and 
conditions of use of each population. 
Unfortunately, in many cities in Brazil, sewage is only discarded, without treatment 
occurring. 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
4 
SUMÁRIO 
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................................ 5 
LISTA DE TABELAS ................................................................................................................................ 6 
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS ........................................................................ 7 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 8 
OBJETIVOS ............................................................................................................................................. 10 
1.1 OBJETIVO GERAL .......................................................................................................................... 10 
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................................ 10 
2 REVISÃO DA LITERATURA ...................................................................................................... 11 
2.1 CONSIDERAÇÕES SOBRE A REALIDADE DO SISTEMA DE COLETA DE ESGOTO ................................ 11 
2.1.1 Alguns aspectos sobre a realidade no Brasil e no mundo .................................................. 11 
2.2 COMO AUMENTAR O NÚMERO DE PESSOAS ATENDIDAS ................................................................. 13 
3 ESPECIFICAÇÃO E MÉTODOS ................................................................................................ 15 
3.1 COMO FUNCIONAM AS REDES DE ESGOTO ..................................................................................... 15 
3.2 CARACTERIZAÇÃO DE UMA REDE DE ESGOTO ............................................................................... 16 
3.3 CÁLCULO DE UMA REDE DE ESGOTO ............................................................................................. 20 
4 RESULTADOS ............................................................................................................................... 26 
5 CONCLUSÕES ............................................................................................................................... 27 
6 BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................ 28 
 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
5 
LISTA DE FIGURAS 
IMAGEM 2.1: Saneamento, evolução da cobertura de água e esgoto....................... 05 
 
IMAGEM 3.1: Esgoto residencial ligado à rede pública ............................................ 08 
 
IMAGEM 3.2: Coleta e tratamento do esgoto ..............................................................09 
 
IMAGEM 3.3: Profundidade da rede de coleta .............................................................20 
 
IMAGEM 3.4: Diferença de nível ..................................................................................21 
 
IMAGEM 3.5: Diferença de nível ..................................................................................22 
 
 
 
 
 
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6 
LISTA DE TABELAS 
TABELA 1: Melhores e piores cidades com coleta de esgoto ....................................06 
 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
7 
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS 
 
PAC Programa de Aceleração do Crescimento 
ETA Estação de Tratamento de Água 
ABNT Associação Brasileiras de Normas Técnicas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
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1 INTRODUÇÃO 
Cada vez mais o bem estar social vem sendo discutido, já que a saúde de uma população 
está diretamente condicionada ao meio em que ela está inserida e ao modo como ela 
trata esse ambiente.São vários os fatores que, combinados, nos propiciam um local 
mais agradável de viver. 
 
Atualmente as questões ambientais estão sendo mais evidenciadas devido a grande 
degradação que vem ocorrendo e, consequentemente, influenciando no modo de vida de 
todas as pessoas. A qualidade do ar está piorando a cada dia e acarretando crises de 
doenças respiratórias; o aquecimento global preocupa todo planeta devido ao aumento 
gradativo da temperatura mundial; o derretimento das geleiras ocasiona a elevação dos 
níveis do mar podendo causar o desaparecimento de muitas ilhas e cidades litorâneas. 
São muitos os danos ocasionados ao ambiente devido ao crescimento das indústrias e 
das cidades. 
 
Este crescimento, muitas vezes sem controle, acarreta em vários efeitos diretos e 
indiretos na vida das pessoas que ali habitam. Além do desgaste físico e mental das 
pessoas que trabalham nessas indústrias, existem os transtornos de não poderem contar 
com vias e transportes de qualidade, e com a falta de tratamento dos rejeitos produzidos 
pela sociedade, que vai desde o descarte de forma inadequada do lixo até falta de redes 
de coleta de esgoto. 
 
A falta de redes de saneamento acarreta no desperdício de água, o que atualmente é um 
problema mundial por se tratar de um bem cada vem mais escasso. Além disso, o 
descarte inadequado dos detritos provenientes do esgoto, que muitas vezes são feitos em 
áreas abertas, ocasionam a proliferação de insetos e roedores. Com isso, ocorre o 
consequente surgimento de doenças e diversos outros transtornos. 
 
É evidente que a falta de redes de saneamento é um dos problemas mais graves das 
cidades atualmente, independentemente de seu porte. Problemas como fortes odores e 
baixa qualidade visual poderiam ser sanados se houvesse o tratamento adequado do 
esgoto, o que propicia uma melhor qualidade de vida. 
 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
9 
Até os anos 80, as políticas municipais se restringiam ao falar em saneamento apenas na 
canalização dos córregos e abastecimento de água, ignorando questões mais 
abrangentes. O país passou a ter normas relacionadas ao setor de preservação do meio 
ambiente apenas depois da RIO 92, onde houve o encontro de várias nações do mundo 
no Rio de Janeiro, e os países se comprometeram a realizar ações voltadas para o meio 
ambiental. A princípio, a grande preocupação era a camada de ozônio com a liberação 
de gás carbônico, porém, foram assinados acordos de desenvolvimento sustentável. 
Mesmo com esse avanço, apenas em 2007, com o PAC, houve uma melhora nos 
sistemas de coleta de esgoto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
10 
OBJETIVOS 
1.1 Objetivo geral 
 
O objetivo geral deste trabalho é apresentar a importância das coletoras de esgoto e 
como funciona o tratamento adequado dos resíduos do mesmo. Para isso será 
apresentado como é feita a instalação das redes de esgoto: desde os cálculos para 
instalação das redes adutoras até que se chegue à Estação de Tratamento de Água 
(ETA). 
 
1.2 Objetivos específicos 
 
Podemos apontar como objetivos diretos do trabalho: 
 Apresentar a importância de um sistema de coleta de esgoto eficiente, que, além da 
coleta, também realize o tratamento deste material; 
 Apresentar o déficit de redes de coleta no país, além de mostrar as diferenças de 
dados entre as regiões; 
 Apresentar como deve ser realizado o dimensionamento de uma rede, até que seja 
tratado o esgoto. 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
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2 REVISÃO DA LITERATURA 
2.1 Considerações sobre a realidade do Sistema de coleta de 
Esgoto 
2.1.1 Alguns aspectos sobre a realidade no Brasil e no mundo 
 
Atualmente, o Brasil apresenta um enorme déficit em suas redes de coleta de esgoto, 
principalmente quando o assunto é o tratamento do mesmo. Dados apontam que apenas 
50% dos domicílios urbanos apresentam coleta de redes coletoras, sendo que, quando 
falamos no tratamento deste material, apenas 15% o fazem. Com isso, 35% realizam o 
descarte inadequado em rios, lagos, dentre outros. 
 
Quando comparamos esse número a nível mundial, podemos perceber a diferença entre 
os percentuais. Na Alemanha, 100% do território possui coleta de esgoto e em 99% 
deles acontece o tratamento do coletado. Já na Itália os índices são 90% e 94%, em 
Portugal, 95% e 84% e, na França, 95% e 84%. 
 
É importante salientar que um modelo sanitário incorpora vários âmbitos como o 
ambiental, social, político, econômico e o comportamental. Esses fatores são 
determinantes para a saúde da população. O crescimento da população mundial, 
inclusive o do Brasil durante as últimas décadas, agravado pelo êxodo rural, fez com 
que as pessoas viessem para a cidades a procura de condições melhores de vida, 
acarretando no crescimento sem controle de muitas cidades. Com isso, famílias com 
poucas condições financeiras acabam habitando bairros que não tem nenhuma 
infraestrutura. Essas condições inapropriadas acarretam na proliferação de doenças entre 
essa população. 
 
Além dos inúmeros problemas de saúde, a situação se transforma em um efeito dominó. 
A saúde da população influencia, mesmo que indiretamente, na economia e no 
desenvolvimento de toda uma região. Se há uma população doente, o governo terá que 
destinar seus recursos a ela. Esses recursos vão desde os medicamentos até tratamentos 
e remunerações por afastamento. A economia também é afetada com a diminuição de 
turistas em praias e centros históricos do país e com a desvalorização do preço de 
imóveis. 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
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O Brasil em 2007 assinou o Programa de Aceleração do Crescimento (PAC) voltado 
para a expansão do saneamento, mas, infelizmente, ele permanece muito longe das 
condições ideais, como é possível ver na Imagem 2.1. Quando o assunto é água tratada 
os índices são melhores, chegando a quase 84%. 
 
 
IMAGEM 2.1: Saneamento, evolução da cobertura de água e esgoto. 
Fonte: g1.globo.com/economia/noticia/saneamento-melhora-mas-metade-dos-brasileiros-
segue-sem-esgoto-no-pais. 
 
 
Os dados apresentados na Imagem 2.1 apresentam uma realidade muito distorcida 
quando comparamos a situação da região sudeste com as regiões norte e nordeste. Isso 
porque as cidades do sudeste apresentam maior investimento nestas áreas, tendo uma 
cobertura de rede de esgoto superior aos 50% apresentados, enquanto as outras cidades 
apresentam uma cobertura muito inferior. Os dados coletados entre cidades de maior 
população em cada estado apontam que os 10 melhores índices estão na rede sudeste e 
os piores na norte e nordeste, como é possível ver na Tabela 2.1. 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
13 
 
 
TABELA 2.1: Melhores e piores cidades com coleta de esgoto. 
Fonte: 
www.tecnologiademateriais.com.br/portal/noticias/composites/2016/marco/Metade-dos-
investimentos-de-saneamento-basico-no-pais. 
 
 
Os dados forem coletados em 2014, mas é nítido como há falta de investimento nesta 
área, mesmo depois do PAC. Em um comparativo de redes de esgoto com dezessete 
países da América Latina, o Brasil aparece na décima primeira posição, ficando atrás de 
países como Peru e Bolívia. Quando comparamos a nível mundial, levando em 
consideração 200 países, ele aparece na 112ª posição. 
 
Com essa situação, é evidente que o Brasil se encontra em condições precárias de redes 
coletoras.Em muitos casos são realizadas as obras para a coleta, porém, estas são mal 
dimensionadas ou mal acabadas, agravando ainda mais o problema. Um investimento 
maior por parte dos governantes é fundamental para que esses problemas públicos 
possam ser supridos. 
 
2.2 Como aumentar o número de pessoas atendidas 
Para que se possam melhorar os índices referentes ao tratamento do esgoto, é 
indiscutível que deve haver maiores investimentos na área. Conseguindo este 
investimento é necessário que se faça um estudo apropriado de cada localidade para, 
assim, analisar como atender melhor esta determinada região. Nesse estudo deve conter 
uma avaliação de quais as condições ideais para se implantar um sistema de rede 
coletora eficiente e, de preferência, que se consiga implantar a ETA, para que ocorra o 
tratamento adequado da água ao ser devolvida ao meio ambiente. 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
14 
É necessário que tenha equipes bem formadas e com conhecimento técnico sobre o 
assunto na hora da realização do projeto. Para a execução é necessário que se tenha 
equipes mais bem formadas, que garantam que será executado o que consta em projeto. 
 
 
 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
15 
3 ESPECIFICAÇÃO E MÉTODOS 
3.1 Como funcionam as redes de esgoto 
Quando falamos em sistemas de coleta de esgoto, muitas devem ser as considerações a 
serem levantadas antes da realização dos cálculos para a instalação dos canais de coleta 
de esgoto. Deve-se conhecer a população que será atendida por este projeto e quais são 
as suas necessidades, sendo analisadas todas as questões topográficas que influenciam 
diretamente na locação das galerias e tubulações. Essa análise topográfica é importante 
porque toda a matéria é transportada por gravidade, não existindo um sistema de bomba 
para que este material se desloque. A inclinação deve ficar dentro de certos percentuais, 
visto que existe uma velocidade máxima que pode ser admitida. 
É importante salientar que nas cidades que possuem as estações de tratamento, as redes 
de esgoto devem ser independentes das redes de água provenientes da chuva. Isso 
acontece porque estas não precisam de tratamento, como percebemos na Imagem 3.1, 
nos itens 7 e 8. As redes de abastecimento de água potável devem ficar longe das redes 
de esgoto para evitar que haja contaminação da água potável. 
 
IMAGEM 3.1: Esgoto residencial ligado à rede pública. 
Fonte: www.curitiba.pr.gov.br/noticias/equipes-verificam-se-casas-estao-ligadas-a-rede-de-
esgoto/31747 
 
Nas cidades que contam com o tratamento de esgotos, dejetos são levados até as 
estações de tratamento e, após serem tratadas, são descartadas nos rios. O lodo que é 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
16 
produzido pode ser aplicado na agricultura após ter o tratamento adequado, ou mesmo 
ser incinerado ou descartado em aterros, o que não é a melhor opção. 
O tratamento deste esgoto envolve várias etapas e exige que a água alcance um certo 
nível de pureza até que possa ser novamente descartada na natureza, como pode ser 
visto na Imagem 3.2. O processo exige um investimento inicial muito elevado e 
equipes qualificadas para operar e efetuar um controle eficiente de todo processo. A 
Imagem 3.2 mostra como funciona todo processo. 
 
IMAGEM 3.2: Coleta e tratamento do esgoto. 
Fonte: www.copasa.com.br/media2/PesquisaEscolar/COPASA_TratamConvencionalEsgoto.pdf 
 
 
3.2 Caracterização de uma rede de esgoto 
O sistema de esgoto sanitário é composto por rede coletora, emissários, estações de 
tratamento, entre outros. A rede coletora é todo o conjunto dos coletores, os quais tem a 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
17 
função de recolher e transportar as vazões das águas residuais, que podem ser 
doméstica, industrial, de ocorrência urbana, de infiltração ou turística. 
 
Em um dimensionamento clássico de rede coletora, é considerado o regime permanente 
e uniforme de escoamento, mesmo havendo motivos para ir contra este conceito, como 
o fato da vazão ser variável ao longo do dia, a presença de sólidos ou não e a vazão 
crescer para jusante devido aos acréscimos provenientes das instalações prediais. 
Portanto, para efeito de cálculos, deve-se considerar a vazão máxima, pois assim estará 
dimensionado a favor da segurança quanto a sua capacidade, em seção semelhante a da 
seção final. 
 
Neste método utilizado não é levado em consideração o modo da distribuição das 
contribuições na rede, que é uma consequência do tipo e distribuição do consumo de 
água. Isso depende da simultaneidade da utilização dos aparelhos, visto a complexidade 
do estudo de hidrogramas, geralmente elaborados através de suposições teóricas. No 
entanto, o método clássico é considerado eficiente, principalmente em pequenos 
projetos como loteamentos e pequenas cidades. Apesar disso, esse método pode resultar 
em projetos superdimensionados nos condutos principais, caso não seja considerado o 
efeito do amortecimento. 
 
Para o dimensionamento de uma rede coletora de esgoto, é necessário levar em 
consideração uma série de condições específicas. Isso permitirá o bom funcionamento 
da rede, uma longa vida útil, menores possibilidades de vazamentos e condições mais 
desfavoráveis ao surgimento de anaerobiose (o que pode danificar o material utilizado). 
Serão apresentadas a seguir as condições específicas relacionadas pela NBR 9649/86 – 
ABNT. 
 
 Seção A(área) - Nos sistemas de esgotamento em geral, a seção circular é a mais 
empregada, considerando-se que essa é a que apresenta maior rendimento se 
comparada às demais seções em condições equivalentes. Ela é a que apresenta maior 
raio hidráulico, além de menor consumo de matéria-prima para moldagem dos 
seguimentos (tubos). Grandes vazões, no entanto, implicam em grandes diâmetros, o 
que pode inviabilizar sua especificação diante de várias circunstâncias. As normas e 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
18 
especificações brasileiras indicam, para os diversos tipos de materiais, um diâmetro 
mínimo de d = 100mm. 
 
 Vazão (Q) - Para todos os trechos da rede serão sempre estimadas as vazões de início 
(Qi) e final de plano (Qf), para verificação do funcionamento do trecho nas situações 
extremas de vida do projeto. A vazão a considerar para a determinação das 
dimensões de qualquer trecho não será inferior a 1,50 L/s, o que equivale, 
aproximadamente, a descarga de uma bacia sanitária. 
 
 Tensão Trativa () - A tensão trativa tem sido reconhecida como um bom critério de 
projeto e tem substituído o critério anterior (até os anos 70), que era o da velocidade 
mínima para dimensionamento de coletores. Para assegurar a autolimpeza, evitando 
que os sólidos pesados sedimentem-se ao longo dos condutos e possam obstruí-los 
com o tempo, e limitar a espessura da camada de limo interna nas paredes, reduzindo 
a produção de sulfetos, a NBR 9649/86 recomenda que para cada trecho seja 
verificado um valor mínimo de tensão trativa média igual a 1,0 Pa ( = 1N/m²) para a 
vazão inicial (Qi), se n = 0,013. Segundo a mencionada norma, este valor de tensão é 
suficiente para arrastar grãos de areia de 1,5mm de diâmetro ou menores e outros 
materiais sedimentáveis. 
 
 Velocidade (V) - É notório que quanto maior a velocidade, melhores serão as 
condições de arraste. Entretanto, por outro lado, velocidades excessivas colocariam 
em risco a estrutura das tubulações, principalmente nas juntas, além de danificar as 
próprias paredesinternas pelo efeito da abrasão ao longo do tempo. Além disso, a 
turbulência acentuada contribuiria para a entrada de ar no meio líquido, aumentando 
assim, a lâmina líquida no interior do trecho. A NBR 9649 indica como limite 
máximo a velocidade de 5,0m/s, que, logicamente, só ocorreria em condições finais 
de projeto. Para que não haja preocupações do ponto de vista da engenharia é 
recomendável não se trabalhar em trechos consecutivos com velocidades superiores a 
3,0m/s. É importante que se verifique a tensão trativa para as condições iniciais de 
projeto e as velocidades máxima e crítica esperadas para o fim do plano. 
Tradicionalmente são recomendados os seguintes limites de velocidades V: 
 
 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
19 
o Ferro fundido V até 6,0 m/s 
o PVC, manilhas cerâmicas V até 5,0 m/s 
o Concreto V até 4,0 m/s 
o Fibrocimento V até 3,0 m/s 
 
 Rugosidade (n) - O coeficiente de rugosidade de Manning depende do diâmetro, da 
forma e do material da tubulação, da relação y/do e das características do esgoto. 
Independente desta gama de influências é usual o emprego de n = 0,013 para esgotos 
sanitários tendo em consideração que o número de singularidades (PV, TIL, entre 
outros) independe do material da tubulação, bem como a formação logo após a 
entrada em uso e da camada de limo junto às paredes. Em climas mais quentes e 
declividades acentuadas, esta camada de limo pode se tornar menos significativa em 
relação ao material das paredes, principalmente na parte inferior da seção molhada. 
 
 Declividade (Io) - Definidas as vazões de projeto (inicial e final) em cada trecho, 
segue-se a determinação do diâmetro e da declividade. Esta declividade deverá ser de 
tal modo que, além de garantir as mínimas condições de arraste, deverá ser aquela 
que implique em menor escavação possível, associada a um diâmetro escolhido de tal 
maneira que transporte a vazão final de projeto em condições normalizadas, para 
cálculo de tubulações de esgotamento sanitário. A declividade mínima que satisfaz a 
condição de tensão trativa  =1,0 N/m², g=10 KN/m³ e n = 0,013, pode ser 
determinada pela equação 
 
Io,mín = 0,0055 Qi-0,47 (3.1) 
 
 Lâmina d'água (y) - As lâminas d’água devem alcançar no máximo 75% do diâmetro 
do coletor para garantia de condições de escoamento livre e de ventilação. São 
determinadas admitindo-se o escoamento em regime permanente e uniforme e para a 
vazão final (Qf), que é a situação de lâmina máxima de projeto. Quando a velocidade 
final (Vf) for superior à velocidade crítica (Vc), a maior lâmina admissível, segundo a 
NBR 9649/86, será de 50% do diâmetro. Para tubulação funcionando a 3/4 de seção 
e do até 300mm, a NBR 9649 recomenda que essa velocidade crítica pode ser 
calculada pela seguinte expressão 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
20 
 
V = 6*(g*R)1/2 (3.2) 
 
3.3 Cálculo de uma rede de esgoto 
Para a realização dos cálculos é necessário alguns conhecimento da área que se destina a 
realização das instalações dos coletores. É necessário, primeiramente, que se conheça a 
vazão e, para isso, precisamos determinar os seguintes itens: 
 
 Estudo do crescimento populacional; 
 Consumo de água “per capita” (q); 
 Coeficiente de retorno (C = 0,80); 
 Coeficientes de variação de vazão: 
 Coeficiente do dia de maior contribuição: K1; 
 Coeficiente da hora de maior contribuição: K2. 
 
O cálculo das vazões é encontrado através da equação: 
 
Q = Qd + Qinf + Qc (3.3) 
 
Onde: 
 
 Q = vazão de esgoto sanitário (L/s) 
 Qd = vazão doméstica (L/s) 
 Qinf = vazão de infiltração (L/s) 
 Qc = vazão concentrada ou singular (L/s) 
 
Para determinar a vazão correta para o dimensionamento de cada trecho, chamada 
contribuição em marcha, é feita uma multiplicação do comprimento do trecho em 
estudo pela taxa de contribuição linear. A taxa de contribuição linear corresponde a 
seguinte equação: 
Txi = K2 Qd,i + Tinf (3.4) 
Li 
 
Onde: 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
21 
 Li = comprimento de rede de esgoto inicial (m ou km); 
 Tinf = taxa de contribuição de infiltração (L/s.m ou L/s.km). 
 
Em seguida é realizada a taxa de contribuição linear para o início do plano: 
 
Txf = K1K2 Qd,i + Tinf ( 3.5) 
 Lf 
 
Onde: 
 
 Lf = comprimento de rede de esgoto final (m ou km) 
 Tinf = taxa de contribuição de infiltração (L/s.m ou L/s.km) 
 
Existem também as taxas de contribuição para redes duplas, porém não serão abordados 
neste trabalho. Primeiramente, para a realização do traçado de uma rede de esgoto, é 
preciso ter acesso a uma planta topográfica da local em questão, e ter as curvas de nível 
de metro a metro. Ficando atento a algumas profundidades e dimensões, como o passeio 
tem comprimentos que vão de 2 a 2,5 e as vias podem ter de 3 a 4 m, por exemplo. 
Sendo que o passeio tem cobertura de 0,65m a via 0,9m, logo, a profundidade mínima 
da tubulação será dada pela Equação 3.6. A imagem a seguir representa as respectivas 
indicações. 
 
P = a + IL + h + hc ( 3.6) 
 
Onde: 
 
 P = profundidade mínima do coletor público (m) 
 a = distância entre a geratriz inferior interna do coletor público até a geratriz 
inferior interna do ramal predial (m) 
 I = declividade do ramal predial (m/m) 
 L = distância entre o coletor público e a caixa de inspeção (m) 
 h = desnível entre o leito da via pública e o piso do compartimento a esgotar (m) 
 hc = altura da caixa de inspeção (0,50 m) 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
IMAGEM 3.3: Profundidade da rede de coleta. 
Fonte: www.copasa.com.br/media2/PesquisaEscolar/COPASA_TratamConvencionalEsgoto.pdf 
 
 
A declividade mínima que satisfaz a condição de tensão trativa mínima de 1 Pa e 
rugosidade (n) de 0,013 é encontrada através da seguinte equação: 
 
Imin = 0,0055Qi,max
-0,47 
(3.7) 
 
Onde:
 
 
 Imin = declividade mínima (m/m) 
 Qi,max = vazão inicial máxima (m
3
/s) 
 
Já a declividade máxima é aquela em que é preciso manter a velocidade máxima de 5 
m/s utilizando também a rugosidade de 0,013. Ela pode ser encontrada pela equação de 
declividade máxima: 
 
Imáx = 4,65Qf
 -0,67 
(3.8) 
 
 
Quando a declividade do terreno é maior do que a declividade mínima e o coletor a 
montante está com a profundidade ou recobrimento mínimo, utiliza-se a Equação 3.9. 
 
 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
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IMAGEM 3.4: Diferença de nível. 
Fonte: EPUSP 
 
 
 I = Zi - Zf (3.9) 
 L 
Onde: 
 
 Zi = cota inicial (m) 
 Zf = cota final (m) 
 L = comprimento entreas duas cotas (m) 
 
Quando a declividade do terreno é menor do que a declividade mínima e a profundidade 
a jusante pode ser calculada, é utilizada a seguinte equação: 
 
 
 
 
 
 
IMAGEM 3.5: Diferença de nível. 
Fonte: EPUSP 
 
 
I = Imin = (Zi- ri) – (Zf – rf) (3.10) 
 L 
Onde: 
 
 Zi = cota inicial (m) 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
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 Zf = cota final (m) 
 L = comprimento entre as duas cotas (m) 
Para a determinação do diâmetro, é preciso manter a lâmina [Y/D]máx igual a 0,75, como 
determina a norma, e o diâmetro mínimo necessário deve ser calculado utilizando n = 
0,013, através da equação de Manning, mostrada a seguir: 
 
D = [0,046(Qf/I
0,5
)]
0,375 
(3.11) 
 
Onde: 
 
 D = diâmetro mínino (m) 
 Qf = vazão final (m
3
/s) 
 I = declividade da tubulação (m/m) 
 
Depois, deve-se determinar a tensão trativa, que é uma tensão tangencial exercida sobre 
a parede do condutor pelo fluido escoado. Sua equação é dada por: 
 
i =  Rhi I
 375 (3.12) 
 
Onde: 
 i = tensão trativa média (kgf / m2 ) 
  = peso específico do líquido ( = 1000 kgf / m3 ) 
 Rhi = raio hidráulico início de plano (m) 
 I = declividade da tubulação (m/m) 
 
 
Por fim, é preciso encontrar a velocidade crítica, que é dada pela seguinte equação: 
 
Vc = 6(gRhf)
0,5
 (3.13) 
Onde: 
 
 Vc = velocidade crítica (m/s) 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
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 g = aceleração da gravidade (m/s²) 
 Rhf = raio hidráulico final (m) 
 
No caso em que a velocidade final do condutor ultrapassar a velocidade crítica, a altura 
da lâmina d’água deve ser limitada a 50% do diâmetro do coletor, o que permitirá a 
ventilação adequada do trecho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
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4 RESULTADOS 
É notorio a falta de investimento na área de saneamento básico no Brasil, sendo que, 
quando falamos em coleta e tratamento de esgoto, percebemos o defict na área. O 
número de familias que não contam com um sistema de coleta de esgoto é enorme, 
sendo necessário ressaltar a diferença deste atendimento quando abordamos regiões 
diferentes. A cidades do sudeste, por exemplo, possuem a coleta do esgoto, enquanto a 
grande parte das cidades do norte e nordeste apresentam uma realidade bem diferente. 
Há capitais dessas referidas regiões que apresentam menos de 10% das casas com a 
correta coleto do esgoto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
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5 CONCLUSÕES 
A partir do estudo realizado sobre as redes coletoras de esgoto, constatou-se a 
precariedade do sistema. Foi provado, também, que na maioria dos locais que ocorre a 
coleta do resíduo não acontece o tratamento do material. Ainda falta investimento por 
parte dos governantes e das autoridades municipais para a execução das instalações e 
faltam pessoas qualificadas para executar tal serviço. 
O sistema coletor de esgotos é, sem dúvida, um investimento que propicia uma melhor 
qualidade de vida para a população em geral. Além de garantir um maior controle sobre 
a saúde urbana, ele propicia um maior cuidado e uma preservação do meio em que 
vivemos. 
 
 
 
 
Trabalho de Sistema de coleta de Esgoto, Disciplina de Hidráulica UFSJ 
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6 BIBLIOGRAFIA 
BENEVIDES, C., & RIBEIRO, E. (18 de Março de 2014). Saneamento: Brasil ocupa 
112º posição em ranking de 200 países. Acesso em 16 de Dezembro de 2017, 
disponível em O Globo: https://oglobo.globo.com/brasil/saneamento-brasil-ocupa-112-
posicao-em-ranking-de-200-paises-11918085 
 
MACEDO, R. (3 de Maio de 2012). País rico é país com saneamento adequado. 
Acesso em 16 de Dezembro de 2017, disponível em Estadão: 
http://opiniao.estadao.com.br/noticias/geral,pais-rico-e-pais-com-saneamento-adequado-
imp-,868042 
 
Metade dos investimentos de saneamento básico no país está nas 100 maiores cidades. 
(s.d.). Acesso em 16 de Dezembro de 2017, disponível em Tecnologia dos Materiais: 
http://www.tecnologiademateriais.com.br/portal/noticias/composites/2016/marco/Metad
e-dos-investimentos-de-saneamento-basico-no-pais.html 
 
Sistema convencional de coleta e tratamento de esgoto. (s.d.). Acesso em 16 de 
Dezembro de 2017, disponível em COPASA: 
http://www.copasa.com.br/media2/PesquisaEscolar/COPASA_TratamConvencionalEsg
oto.pdf