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Unidade 1.pdf Saneamento Básico • abastecimento de água potável; • o esgotamento sanitário e • o manejo adequado das águas pluviais e dos resíduos sólidos. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS Essas ações integradas são indispensáveis para que várias enfermidades não ocorram em uma comunidade. 1.1 Aspectos sanitários Saneamento Básico UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS Obras de Saneamento (10º Período) 1.1 Aspectos sanitários Saneamento Básico • O que acontece quando o esgoto não é coletado e tratado corretamente? UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.1 Aspectos sanitários Doenças UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.1 Aspectos sanitários Saneamento Básico UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.1 Aspectos sanitários 80% dos leitos hospitalares são ocupados por pessoas que estão doentes em decorrência da falta de saneamento Quando se investe 1 dólar em saneamento, se economiza 4 em saúde. Saneamento Básico – Situação no Brasil UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.1 Aspectos sanitários Saneamento Básico – Situação no Brasil Mas isso só acontece em lugares distantes, certo?!? UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.1 Aspectos sanitários A falta de sistemas de coleta, tratamento e destinação final dos esgotos sanitários resulta em formas inadequadas para sua disposição, tais como: lançamento em corpos de água disposição em terrenos, infiltração no solo e consequente poluição da água subterrânea Com isso, favorece-se o contato, de forma indireta, das pessoas com os dejetos, ocasionando a proliferação de doenças UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.1 Aspectos sanitários – Saneamento Básico VANTAGENS: - Do ponto de vista sanitário: a evitar a poluição do solo e dos mananciais e o contato de moscas e baratas (vetores) com as fezes, controlando e prevenindo as doenças a eles relacionadas. - Do ponto de vista econômico: diminuição das despesas com o tratamento de doenças evitáveis, redução do custo do tratamento da água de abastecimento, pela prevenção da poluição dos mananciais e o controle da poluição das praias e dos locais de recreação, com o objetivo de promover o turismo e a preservação da fauna aquática UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos A melhor maneira de evitar o contato de pessoas com dejetos: • Execução de sistemas adequados de coleta, tratamento e destinação final dos esgotos sanitários (fossa seca, fossa séptica ou rede coletora pública de esgoto seguida de estação de tratamento de esgoto) • Educação sanitária. A implantação destes visa: Saúde pública; Conservação dos recursos naturais; Coleta e afastamento rápido e seguro do esgoto sanitário; Proteção de comunidades a jusante; Eliminação dos focos de poluição e contaminação UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Definição: ESGOTO Águas residuárias domésticas (maior parcela), águas residuárias industriais; ainda uma parcela de água de infiltração (água do subsolo que penetra nas canalizações de esgotos através das juntas, poços de visitas e defeitos nas estruturas do sistema) e contribuição pluvial parasitária (parcela do deflúvio superficial inevitavelmente absorvida) UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Definição: ESGOTO Esgoto fresco: Produção recente; Sem cheiro; Presença de O.D. Coloração cinza claro Esgoto Séptico: Plena decomposição; Cor preta; Maus odores; Ausência de O.D. Esgoto velho: Início de exalação de maus odores; Consumo de O.D.; Início da decomposição; Cinza escuro. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Definição: ESGOTO Temperatura: Pouco superior à das águas de abastecimento (20 a 25 °C) Cor e turbidez: indicam o estado de decomposição do esgoto (acinzentada ou preta) Sólidos: importante em termos de dimensionamento e controle de operações de tratamento Bactérias Fungos Protozoários Vírus Algas Coliformes Importantes pois são responsáveis pela decomposição e estabilização de matéria orgânica, tanto na natureza como nas unidades de tratamento biológico UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Definição: ESGOTO Esgotos domésticos despejo líquido resultante do uso da água para higiene e necessidades fisiológicas humanas, contêm aproximadamente 99,9% de água e apenas 0,1% de sólidos. Os problemas de poluição das águas ocorrem devido a essa fração de 0,1% de sólidos. Águas Negras: oriundas dos vasos sanitários, cuja água é rica em matéria orgânica; Águas Cinzas: oriundas das pias dos banheiros, cozinhas, tanques e chuveiros. São todas as águas de limpezas. Esgotos industriais variam de acordo com o tipo de indústria e com a matéria-prima utilizada; Para que o tratamento de esgoto seja eficaz, é necessário que sejam removidos dos dejetos industriais os contaminantes que possam causar problemas de toxidez aos micoorganismos e de riscos à segurança dos trabalhadores. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas para esgotamento sanitário Sistema de esgoto sanitário: Conjunto de instalações e equipamentos visando a coleta, transporte, tratamento e disposição final do esgoto sanitário Podem ser: Individuais (estáticos) ou Coletivos (dinâmicos) UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais A ausência, total ou parcial, de serviços públicos de esgotamento sanitário nas áreas urbanas e rurais exige a implantação de algum meio de disposição dos efluentes com o objetivo de evitar a contaminação em especial do solo e da água. Locais: - em regiões pouco desenvolvidas; - com residências isoladas; - com peculiaridades topográficas, entre outros aspectos socioeconômicos e culturais. Para estes casos é conveniente adotar soluções individuais de tratamento dos esgotos: por via seca, ou seja, quando não é feito uso de água por via hídrica, quando para afastar os dejetos, faz-se uso de descarga de água de modo automático ou não UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via SECA Tem encontrado vasta aplicação em países em desenvolvimento, inclusive no Brasil, em programas de saneamento básico. Em geral, esses sistemas são mais adequados para regiões desprovidas de sistemas de abastecimento de água, em particular em residências que não dispõem de instalações sanitárias Fossa seca Fossa seca estanque Fossa Seca de Fermentação UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via SECA FOSSA SECA • escavação feita no terreno, com ou sem revestimento, a depender da coesão do solo; • uma laje de tampa com um orifício que serve de piso, e de uma casinha para sua proteção e abrigo do usuário; • é recomendado também contra problemas de odores, um sistema de ventilação, constituído por um tubo localizado na parte interna da casinha, junto a parede, com a extremidade superior acima do telhado. Fossa seca convencional UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução via SECA FOSSA SECA • escavação feita no terreno, com ou sem revestimento, a depender da coesão do solo; • uma laje de tampa com um orifício que serve de piso, e de uma casinha para sua proteção e abrigo do usuário; • é recomendado também contra problemas de odores, um sistema de ventilação, constituído por um tubo localizado na parte interna da casinha, junto a parede, com a extremidade superior acima do telhado. Fossa seca com ventilação UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via SECA FOSSA SECA Não deve receber água de descargas, de banhos, de lavagem, de enxurrada ou mesmo água do solo quando o nível da água subterrânea for muito alto Os principais problemas durante o seu uso são a geração de odor e a proliferação de insetos, particularmente, a mosca Em caso de mau cheiro, recomenda-se empregar: pequenas porções de sais alcalinizastes, como sais de sódio, cálcio e potássio, sendo comum o uso de cal ou cinza. Se, eventualmente, surgir água na fossa, propiciando a proliferação de mosquitos aconselha-se utilizar derivados de petróleo, sendo mais comum o uso de querosene e de óleo queimado UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via SECA FOSSA SECA A localização exige atenção especial devido ao processo de infiltração no solo. Assim, deverão ser instaladas, preferencialmente: em locais planos, secos, livres de enchentes e de fácil acesso aos usuários. Distantes de poços e fontes e em cota inferior a mananciais, a fim de evitar a contaminação. A distância varia com o tipo de solo ; Recomenda-se afastamento de pelo menos 1,5m do excreta em relação ao lençol freático, e de 15 metros em relação a um poço, o qual deve se situar à montante da privada higiênica UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via SECA FOSSA SECA Dimensionamento: Deverá ser levado em consideração o tempo de vida útil da mesma e as técnicas de construção. Algumas dimensões indicadas para a maioria das áreas rurais são: abertura circular com 90 cm de diâmetro, ou quadrada com 80 cm de lado; profundidade variando com as características do solo, o nível de água do lençol freático, etc., recomendando-se valores em torno de 2,5m UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via SECA FOSSA SECA Vantagens: Baixo custo; Simples operação e manutenção; Não consome água; Menor risco à saúde; Recomendada para áreas de baixa e média densidade populacional; Aplicada a tipos variados de terrenos; Permite o uso de diversos materiais de construção. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via SECA FOSSA SECA Desvantagens: Imprópria para áreas de alta densidade populacional; Podem poluir o solo; Requer solução para outras águas servidas. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via SECA FOSSA SECA ESTANQUE Tanque destinado a receber os dejetos, diretamente, sem descarga de água, em condições idênticas as da privada de fossa seca. Apresenta como principal característica o fato de ser totalmente impermeabilizada, sendo, portanto uma solução indicada para zonas de lençol freático muito superficial. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via SECA FOSSA SECA DE FERMENTAÇÃO É composta essencialmente de duas câmaras unidas e independentes destinadas a receber os dejetos, assim como nas privadas de fossa seca; De acordo com o tipo de solo, poderão ser tanques enterrados, semi-enterrados, ou totalmente construídos na superfície do terreno. Quanto ao funcionamento: utiliza-se apenas uma das câmaras até esgotar sua capacidade, (em geral para uma família de 6 pessoas, a câmara ficará cheia em um ano) então, isola-se esta câmara vedando a respectiva tampa, passando a utilizar a segunda câmara. Nesse período o material acumulado na primeira sofrerá fermentação natural. Quando a segunda câmara atingir sua capacidade máxima, o material contido na primeira já estará mineralizado, podendo ser removido, e a mesma poderá ser utilizada novamente. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via SECA FOSSA SECA DE FERMENTAÇÃO Na operação de limpeza das câmaras, é conveniente deixar uma pequena porção do material já fermentado, a fim de auxiliar o reinício do processo de fermentação. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Vem sendo utilizada há pouco mais de 100 anos Geralmente apresenta-se como um tanque com paredes verticais de alvenaria revestida ou em concreto, apoiadas sobre uma laje de concreto simples, provido de cobertura de lajotas removíveis normalmente em concreto armado, e tendo duas ou mais câmaras em série Utilizada tanto em residências com poucos moradores como em prédios mais complexos como escolas. Pode receber as águas residuárias provenientes de atividades distintas como: descarga sanitária, despejos de lavatórios, águas do asseio corporal, de lavagem de roupas e provenientes da cozinha, sendo este recebimento feito de modo contínuo. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Funcionamento: Retenção: o esgoto é retido na fossa por um período estabelecido, que pode variar de 12 a 24 horas, dependendo das contribuições afluentes; Decantação: simultaneamente a fase de retenção, processa-se a sedimentação de 60 a 70% dos sólidos em suspensão contidos nos esgotos e a subsequente formação de lodo. Parte dos sólidos não decantados como óleos, graxas, gorduras e outros materiais misturados com gases e retidos na superfície livre do líquido, formarão uma camada de escuma no interior do tanque; Digestão: tanto o lodo quanto a escuma sofrem a ação principalmente dos microrganismos anaeróbios de forma a remover parte dos poluentes presentes no esgoto bruto; UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Funcionamento: Redução do volume: na digestão anaeróbia, acontece a hidrólise dos sólidos voláteis que se sedimentam, gerando como produtos gases e líquidos. a redução da quantidade de lodo acumulada no fundo dá-se em decorrência da liquefação e da gaseificação de uma parcela da matéria orgânica, ou seja, dos sólidos em suspensão voláteis Como consequência, há acentuada redução de volume dos sólidos retidos e digeridos, que adquirem características estáveis capazes de permitir que o efluente líquido do tanque séptico possa ser lançado em melhores condições de segurança do que as do esgoto bruto. A estrutura de saída com placa retentora de escuma tem por finalidade evitar a fuga de material flutuante junto com o efluente da fossa. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Os tanques sépticos podem ser constituídos em: câmara única: todos os fenômenos ocorrem num único ambiente UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Os tanques sépticos podem ser constituídos em: câmaras em série: embora ocorra decantação e digestão nas duas câmaras, a primeira favorece a digestão e a segunda a sedimentação, sequencialmente UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Aplicabilidade e vantagens São indicadas para zonas urbanas ou rurais de baixa densidade populacional e que apresentam um solo com boa capacidade de absorção. Podem ser indicados também para tratar vazões médias e elevadas, principalmente quando construídos em módulos. As grandes vantagens das fossas sépticas em comparação a todas as outras opções de tratamento de esgotos, estão na construção e operação extremamente simples, além dos baixos custos. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Após passar pela fossa, o efluente líquido, isento de materiais sedimentáveis e flutuantes (retidos na fossa) deve ser disposto de alguma forma no meio ambiente. Entre os processos eficientes e econômicos de disposição do efluente líquido das fossas estão: diluição (corpo d’água receptor) sumidouro vala de infiltração UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Sumidouros UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Vala de infiltração UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Vala de infiltração UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Normas ABNT NBR 7229/1993 - Projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos ABNT NBR 13969/1997 - Tanques sépticos - Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos – Projeto, construção e operação UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA - Dimensionamento de Fossa Séptica e Sumidouro Volume da Fossa Séptica: NBR 7229/1997 Onde: V = volume útil, em litros (por dia) N = número de pessoas ou unidades de contribuição C = contribuição de despejos, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia (Tabela 1) T = período de detenção, em dias (Tabela 2) K = taxa de acumulação de lodo digerido em dias, equivalente ao tempo de acumulação de lodo fresco (Tabela 3) Lf = contribuição de lodo fresco, em litro/pessoa x dia ou em litro/unidade x dia (Tabela 1) UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA O fundo da vala ou do sumidouro situar-se-á em cota nunca inferior a 1,5 m acima do N.Amáx do lençol freático Determinação da Área de Absorção do solo A = V / K1 Em que: A= área de infiltração necessária, em m², para sumidouro ou vala de infiltração. V= volume de contribuição diário, em l/dia, que resulta da multiplicação do número de contribuintes pela contribuição unitária de esgotos; K1 = coeficiente de infiltração (l/m² x dia) obtido no gráfico para determinação do coeficiente de infiltração. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Recomenda-se como volume útil mínimo do sumidouro e das valas, o mesmo volume útil da fossa séptica contribuinte. Apesar da norma considerar o fundo e as paredes do sumidouro e das valas como área de infiltração (A), como segurança, o projetista poderá contabilizar apenas a área lateral, desprezando a infiltração pelo fundo do sumidouro devido a colmatação (preenchimento de vazios). A escolha entre a utilização de valas de infiltração ou sumidouros, deve levar em conta o nível do lençol freático. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Ensaio de infiltração Testes em 3 pontos representativos da área a ser utilizada; Abrem-se 3 covas de 0,30 x 0,30 x 0,30 m, com as paredes adequadamente raspadas e o fundo protegido com camada de 5 cm de brita nº1; Após convenientemente saturada com água, a cova fica pronta para iniciar o teste; Enche-se a cova até uma altura de 15 cm acima da camada de brita e cronometra- se o tempo gasto para que o NA abaixe 1 cm. Com os tempos determinados no processo de infiltração das covas, é possível obter os coeficientes de infiltração do solo (l/m² x dia) na curva apresentada a seguir. (Adota-se o menor dos coeficientes determinados no ensaio) UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Ensaio de infiltração UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA Ensaio de infiltração Tempo cronometrado de infiltração (min) Coeficiente de infiltração K1 (l/m².dia) Tempo cronometrado de infiltração (min) Coeficiente de infiltração K1 (l/m².dia) 1 110 8 47 2 93 9 44 3 80 10 39 4 70 11 35 5 63 12 32 6 58 13 30 7 52 14 27 UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA – EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Dimensionar Fossa Séptica e o Sumidouro para uma residência rural (médio padrão) onde moram 6 pessoas Considerar que no solo o ensaio de infiltração o tempo de infiltração para rebaixamento do nível d’água foi de 8 min. Solução O volume útil total do tanque séptico deve ser calculado pela fórmula: UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA – EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA – EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA – EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Detalhes dimensionamento: Anexo A da NBR 7229/1997 UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA – EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Solução 2600 l UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA – EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA – EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA – EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA – EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA – EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas individuais – Solução por via HÍDRICA FOSSA SÉPTICA – EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Solução Área do Sumidouro: A = V / K1 UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas Coletivos – REDE COLETORA PÚBLICA São indicados para locais com elevada densidade populacional Esta solução consiste em tubulações que recebem o lançamento dos esgotos, transportando-os ao seu destino final de forma sanitariamente adequada. Existem duas variantes para os sistemas coletivos: Sistema unitário ou combinado Sistema separador (Parcial ou misto e o Absoluto convencional) Em alguns casos, a região a ser atendida poderá estar situada em área afastada do restante da comunidade, ou mesmo em áreas cujas altitudes encontram-se em níveis inferiores. Nestes casos, existindo área disponível cujas características do solo e do lençol d’água subterrâneo sejam propícias à infiltração dos esgotos, pode-se adotar uma única fossa séptica de uso coletivo, que também atuará como unidade de tratamento dos esgotos UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas Coletivos – Solução Coletiva com tanques sépticos UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas Coletivos – Sistema Unitário Coleta e conduz as águas pluviais juntamente com os esgotos sanitários e despejos industriais Deposição de sólidos sedimentáveis e sanitários por ocasião da estiagem Extravasa excessos de águas pluviais misturadas com esgoto = poluição corpo d’água embora com maior diluição No dimensionamento do sistema deve ser prevista a precipitação máxima O custo de implantação é elevado A estação deve ser projetada com capacidade máxima (período de chuvas) Grandes dimensões das canalizações Riscos de refluxo do esgoto sanitário para o interior das residências As ETEs não podem ser dimensionadas para tratar toda a vazão que é gerada no período de chuvas (extravasamento sem tratamento) ocorrência do mau cheiro proveniente de bocas de lobo e demais pontos do UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas Coletivos – Sistema Unitário UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas Coletivos – Sistema misto ou separador parcial Não são admitidas as águas pluviais provenientes de ruas, avenidas, praças, jardins, quintais e áreas não pavimentadas mas são admitidas as águas de telhados, pátios internos e sacadas de edifícios Sistemas Coletivos – Sistema separador absoluto convencional Uma tubulação exclusiva para a coleta de esgotos e despejos industriais e outra para transportar as águas de chuva. Menores custos, pelo fato de empregar tubos de diâmetro reduzido; as águas pluviais não oferecem o mesmo perigo que o esgoto doméstico, podendo ser encaminhadas aos corpos receptores (rios, lagos, etc.) sem tratamento; este será projetado apenas para o esgoto doméstico; nem todas as ruas de uma cidade necessitam de rede de esgotamento pluvial. De acordo com a declividade das ruas, a própria sarjeta se encarregará do escoamento, reduzindo assim, a extensão da rede pluvial; esgoto doméstico passa a ter prioridade, por representar um problema de saúde UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas Coletivos – Sistema separador absoluto convencional No Brasil, comumente, utiliza-se o sistema separador absoluto Problema: ligações clandestinas bastante evidente no Brasil: dificuldade no controle para se evitar que as águas pluviais (principalmente as provenientes dos telhados e pátios dos domicílios) sejam encaminhadas junto com o esgoto sanitário, o que pode acarretar num sistema ineficiente UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.2 Classificação dos sistemas de esgotos Sistemas Coletivos – Sistema separador absoluto convencional UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.3 Partes constituintes Componentes da rede coletora de esgotos Coletores: Recebem contribuição de esgoto em qualquer ponto de seu comprimento, funcionando como conduto livre. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.3 Partes constituintes Componentes da rede coletora de esgotos UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.3 Partes constituintes Componentes da rede coletora de esgotos Estação Elevatória de Esgoto: É toda instalação constituída e equipada de forma a poder transportar o esgoto de uma cota mais baixa para outra mais alta, acompanhando aproximadamente as variações das vazões afluentes. Estação Tratamento de Esgoto (ETE): Conjunto de unidades destinadas à remoção de sólidos grosseiros e matéria orgânica em suspensão ou em solução. Corpo receptor: água ou solo que recebe o esgoto sanitário em estágio final; Órgãos acessórios: dispositivos fixos desprovidos de equipamentos mecânicos, construídos em pontos singulares da rede de esgoto. São eles: Poço de visita; Tubo de inspeção e limpeza; Terminal de limpeza; Caixa de passagem; Sifão invertido; Passagem forçada. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.3 Partes constituintes Componentes da rede coletora de esgotos Poço de visita (PV): Estrutura que permite o ingresso do operador para efetuar serviços de inspeção e manutenção dos coletores. Uma câmara construída geralmente em concreto e que pode ser construído também em alvenaria ou em aduelas de concreto pré-moldado. Devem estar presentes: • Interseção de dois ou mais coletores; • Mudança de direção do coletor; • Mudança de declividade do coletor • Mudança de diâmetro do coletor • Mudança de material do coletor • A cada 80m para diâmetros até 150mm e a cada 100 m para diâmetros maiores UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.3 Partes constituintes Componentes da rede coletora de esgotos Poço de visita (PV): UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.3 Partes constituintes Componentes da rede coletora de esgotos Poço de visita (PV): As dimensões dos poços de visita (PV) devem se ater aos seguintes limites: a) tampão - diâmetro mínimo de 0,60m; b) câmara - dimensão mínima em planta de 0,80 m. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.3 Partes constituintes Componentes da rede coletora de esgotos Tubo de queda: é um componente do PV que liga um coletor afluente em cota mais alta ao fundo do mesmo Tubo de queda deve ser colocado quando o coletor afluente apresentar degrau com altura maior ou igual a 0,50 m. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.3 Partes constituintes Componentes da rede coletora de esgotos Tubo (terminal) de inspeção e limpeza (TIL) ou poço de inspeção (PI) O TIL é um dispositivo não visitável que permite inspeção e introdução de equipamentos de limpeza. Essa singularidade de baixo custo pode ser inserida em trechos retos entre poços de visita, respeitando-se as distâncias máximas alcançadas pelos instrumentos de limpeza. Atualmente, já e fabricado o TIL radial em PVC, que são utilizados em redes coletoras de mesmo material. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.3 Partes constituintes Componentes da rede coletora de esgotos Tubo (terminal) de inspeção e limpeza (TIL) ou poço de inspeção (PI) Por ser de custo inferior, pode ser usado em substituição ao PV nos seguintes casos: • Na reunião de coletores (até três entradas e uma saída), • Nos pontos com degrau de altura inferior a 0,5 m; • A jusante de ligações prediais cujas contribuições podem acarretar problemas de manutenção, • Em profundidades de até 3,0m. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.3 Partes constituintes Componentes da rede coletora de esgotos Terminal de limpeza (TL): É um dispositivo que permite a introdução de equipamentos de limpeza através da cabeceira do coletor. Pode ser utilizado em substituição ao PV no início dos coletores. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.3 Partes constituintes Componentes da rede coletora de esgotos Sifão Invertido: trata-se de um trecho rebaixado de coletor com escoamento sob pressão que interrompe o curso do escoamento livre do esgoto e também o fluxo da mistura de ar e gases que ocorre na lamina livre do tubo. Sua finalidade é transpor obstáculos como galerias de águas pluviais, cabos elétricos ou de comunicações, adutoras, linhas férreas, depressões do terreno ou cursos d’água. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1.4 Quantificação dos esgotos A quantificação permite definir a capacidade do sistema de coleta. Essa grandeza se define com base nos seguintes parâmetros: •População da área de projeto atual e futura •Consumo “Per Capita” •Coeficiente de retorno •Coeficiente de variação de vazão (K1 e K2) •Infiltração UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS Roteiro de cálculo: Considerações 1- Traçado da rede, numeração dos PVs e extensão de cada trecho 2- Vazão inicial e final 3- Taxa de contribuição inicia e final (a partir desse ponto os cálculos são feitos para cada trecho) 4- Vazão de jusante do trecho inicial e final 5- Declividade mínima e máxima 6- Diâmetro mínimo 7- Lâmina líquida 8- Velocidades inicial e final 9- Tensão trativa 10- Velocidade crítica UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS População da área de projeto atual e futura População inicial de projeto é definida como a atendível no ano de início de operação População final de projeto como atendível no ano de alcance de projeto. Consumo “Per Capita” É o volume diário (média anual) de água utilizada por um habitante Considerações UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS População da área de projeto atual e futura Consumo “Per Capita” Temperatura Condição socioeconômica Consumo per capita Custo tarifa Consumo per capita Considerações UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS População da área de projeto atual e futura Coeficiente de retorno Relação média entre os volumes de esgoto produzido e de água efetivamente consumida A água para lavagem de carro, calçadas e ruas, rega de jardins, etc. não retorna na forma de esgoto. •NBR 9649 - C =0,8 •Martins - C = 0,7 a 1,3 •Azevedo Neto - C = 0,8 •Mercalfy – Eddy – C = 0,7 Considerações UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS População da área de projeto atual e futura Coeficiente de variação de vazão (K1 e K2) Dispondo de dados como população, coeficiente de retorno e contribuição per capita de esgotos, pode-se calcular a vazão média de esgoto doméstico. Entretanto, essa vazão varia com as horas do dia, com os dias, meses e estações do ano. A vazão também é dependente dos hábitos dos consumidores como a jornada de trabalho da maioria das pessoas, o que ocasiona picos de utilização de água (e geração de esgotos) no começo da manhã e nas primeiras horas da noite. Considerações UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS População da área de projeto atual e futura Coeficiente de variação de vazão (K1 e K2) Para projetos de sistemas de esgotamento sanitário, utilizam-se os mesmos coeficientes de variação dos sistemas de abastecimento de água. K1 = 1,20 e K2 = 1,50 As variações mais relevantes são as horárias e diárias, sendo que: Coeficiente de máxima vazão diária (K1): é a relação entre a maior demanda diária verificada em um ano e a vazão média deste mesmo ano; Coeficiente de máxima vazão horária (K2): é a relação entre a maior demanda horária observada em um dia e a vazão média horária do mesmo dia; Considerações UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS População da área de projeto atual e futura Taxa de contribuição de infiltração Depende de condições locais tais como NA do lençol freático, natureza do subsolo, qualidade da execução da rede, material da tubulação e tipo de junta utilizado. Acima do lençol freático: 0,05 l/s.km Abaixo do lençol freático: 0,10 l/s.km Considerações UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1- Traçado da Rede Coletora Topografia da Cidade: O traçado da rede de esgoto tem relação com a topografia da cidade, uma vez que o escoamento dos esgotos se dá por gravidade (caimento do terreno). • A definição do plano de escoamento interfere na eficiência e economia do sistema. • Todos os usuários devem ser atendidos por um coletor de rua. • Nenhum usuário deve ser atendido por mais de um coletor UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1- Traçado da Rede Coletora Topografia da Cidade Perpendicular Aparece em cidades atravessadas ou circundadas por cursos de água. Para se levar os efluente ao destino final deve-se construir um interceptor margeando o curso d’água UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1- Traçado da Rede Coletora Topografia da Cidade Leque Utiliza-se em terrenos acidentados. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1- Traçado da Rede Coletora Topografia da Cidade Radial ou distrital •Utilizada em cidades planas ; • Divide-se em setores independentes criando-se pontos baixos ; • Destes pontos baixos recalcam- se os esgotos para o destino final . UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1- Traçado da Rede Coletora Topografia da Cidade Deve ser evitada Melhor que a anterior UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1- Traçado da Rede Coletora Topografia da Cidade Melhor traçado UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1- Traçado da Rede Coletora Influência dos órgãos acessórios da rede no seu traçado Orientação do fluxo feita pelas tubulações possibilita ao projetista concentrar a vazão em determinados coletores • Ponto A: Características de pontos altos (ponta seca) • Ponto B: Características de pontos baixos (recebem esgoto) UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1- Traçado da Rede Coletora Localização da Tubulação na via Pública Preferencialmente quando existir apenas tubulação de esgoto sanitário numa rua, esta deve estar localizada no eixo da rua. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1- Traçado da Rede Coletora Localização da Tubulação na via Pública Se existir também a galeria de águas pluviais locar a rede de esgoto a 1/3 da largura entre o meio fio e o eixo da rua a ser ocupada pela galeria pluvial. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1- Traçado da Rede Coletora Localização da Tubulação na via Pública Em alguns casos, listados abaixo, torna-se vantajosa a colocação de duas tubulações de coletores de esgoto sanitário na via pública, neste caso a mesma passará pelos passeios. ruas com largura superior a 15 m; ruas com tráfego intenso; ruas com largura superior a 10 m e bem pavimentadas; ruas onde existam galerias pluviais, coletores- tronco ou outras tubulações que impeçam as ligações prediais; ruas em que os coletores se tornam muito grandes (diâmetro > 400 mm) ou os coletores devem ser colocados em grandes profundidades (4m) UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1- Traçado da Rede Coletora Localização da Tubulação na via Pública Em alguns casos, listados abaixo, torna-se vantajosa a colocação de duas tubulações de coletores de esgoto sanitário na via pública, neste caso a mesma passará pelos passeios. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1- Traçado da Rede Coletora Profundidades Máximas e Mínimas: Em função da maior ou menor dificuldade de escavação. • O conhecimento do subsolo será indispensável para se ter ideia da presença de rochas, solos de baixa resistência, lençol freático e outros problemas. Interferências: • Canalizações de drenagem urbana; • Os cursos de água que atravessam a área urbana; • As grandes tubulações de água potável; • O trânsito UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1- Traçado da Rede Coletora Aproveitamento de Canalizações Existentes: deve-se dispor de um cadastro do sistema com as seguintes informações: localização da tubulação e dos poços de visitas em planta; sentido de escoamento; diâmetro de cada trecho; profundidades a montante e a jusante de cada trecho; cota do tampão do poço de visitas. UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1- Traçado da Rede Coletora Planos Diretores de Urbanização: estabelecem a setorização de densidade demográficas, setor industrial e sistema viário principal. • Prevem as zonas de expansão da cidade; • A rede coletora deverá estar capacitada, a receber com um mínimo de modificações, os esgotos da área urbana no fim do prazo do projeto. A passagem das tubulações em locais onde não existem vias públicas deve ser minimizada UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 2- Vazão inicial e final A vazão é calculada para que as tubulações da rede coletora tenham capacidade: de atender à contribuição de esgoto sanitário gerado no início e no final do plano, para evitar que a tubulação assentada em determinado trecho seja substituída por outra de maior diâmetro, em razão do aumento da vazão com o incremento da população ao longo do tempo. Vazão concentrada: Proveniente de indústrias, escolas, quartéis, hospitais,.... Normalmente considera-se vazão concentrada quando for maior que a metade da vazão normal no trecho : Qc > (Qmed) / 2 UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS Vazão do esgoto doméstico em l/s UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 3- Taxa de contribuição linear Para facilitar o cálculo da vazão por trecho; •Qi = vazão de esgoto doméstico de inicio de plano •Li = comprimento inicial da rede •Ii = infiltração de início de plano •Qf = vazão de esgoto doméstico de final de plano •Lf = comprimento final da rede •If = infiltração de final de plano UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 4- Vazão de Jusante do trecho Txi, Txf = taxa de contribuição inicial e final; Qci, Qcf = vazão concentrada no trecho , inicial e final; Qmont i, Qmont f = vazão de montante do trecho, inicial e final UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 5- Declividade mínima e máxima da tubulação Declividade mínima: It minimo = 0,0055 Qi -0,47 Coletores NBR 9649 It minimo = 0,00035 Qi -0,47 Emissário NBR 12207 Declividade máxima: A velocidade máxima admissível = 5m/s; portanto a declividade máxima é aquela que conduz a esta velocidade ou : It máximo = 4,65 Qf -2/3 Qi (l/s) It (m/m) Qi (m3/s) It (m/m) Qf (l/s) It (m/m) UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS Critério de dimensionamento de Rede Coletora, interceptores e emissários Declividade UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS Profundidade dos coletores: Usualmente, a profundidade ótima deve estar compreendida entre 1,5 m e 2,5 m, para facilitar o esgotamento dos prédios e evitar interferências dos coletores prediais com outras canalizações (mínimo 1,05m) UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS Autolimpeza A película de limo formada junto às paredes submersas da tubulação é a principal fonte de geração de sulfetos; Velocidades altas evitam aparecimento de películas com espessuras grandes dificultando produção de H 2 S (Sulfetos) É necessário evitar depósito de material sólido através: Lâmina Mínima : Mesmo com pequenas velocidades, se tivermos maior lâmina diminui a possibilidade de deposito de material sólido; Vazão mínima : 1,5 l/s (em qualquer trecho) 6- Diâmetro mínimo: 100mm 150mm D = 0,3145 (Qf/It 1/2)3/8 (Azevedo Netto) usual UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 7- Lâmina liquida de escoamento (Y) As lâminas d’água (Y) devem ser sempre calculadas com o seu valor máximo, para vazão final (Qf), igual ou inferior a 75 % do diâmetro do coletor; Lâmina Mínima = Não há recomendação em norma porém considera-se = 0,20 do Diâmetro Calcular para o diâmetro escolhido e encontrar o valor de Y/D (Tab. 1) proj Q It Vazões em m³/s UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 8- Velocidades inicial e final Ainda na Tabela 1, encontrar o valor de 𝑉 𝐼 Velocidade Mínima: 0,6 m/s Velocidade Máxima: não recomendável maior que 5 m/s UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 9- Tensão Trativa Com o valor de y/d utilizar a Tabela 2 para encontrar o valor de 𝛽 = ൗ𝑅 𝑑 𝑅ℎ0 = 𝛽.𝐷𝑝𝑟𝑜𝑗 𝜎 = 𝛾. 𝑅ℎ0. 𝐼𝑡𝑝𝑟𝑜𝑗 Tensão trativa: Raio hidráulico: Tensão Trativa: Coletores: ≥ 1,0 Pa (calculado para vazão no inicio de plano e adotando-se Coeficiente de Manning n = 0,013) UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 10- Velocidade crítica 𝑉𝑐 = 6. 𝑅ℎ0. 𝑔 Onde: g é a aceleração da gravidade 9,8 m/s² Verificar se Vf<Vc UNIDADE 1 – SISTEMAS DE ESGOTOS SANITÁRIOS Projeto Unidade 2.pdf É o conjunto de obras destinadas ao controle das águas excessivas ou recolhimento/afastamento para um ou mais pontos onde não causam inconvenientes. Finalidades: REDUZIR... Prejuízos sociais, econômicos e sanitários que variam conforme as proporções das inundações, destacando‐se os seguintes pontos : UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem prejuízos econômicos devido à invasão de propriedades residenciais, comerciais e industriais pelas águas; UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem problemas sanitários causados pelo contato das águas com esgotos sanitários e lixo, que podem ser levados para dentro das propriedades; UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem prejuízo ao transporte urbano com o impedimento de circulação de veículos e pessoas pelas vias inundadas; UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem perdas de veículos; perdas de vidas humanas, não raras nas inundações mais graves. A percentagem de área impermeabilizada e o tempo de concentração da bacia são influenciados pela ocupação do solo. Quanto mais impermeabilizada e menor for o tempo, maiores serão as vazões escoadas pela superfície. A ocupação urbana nas cidades brasileiras visa tirar o melhor proveito econômico, impermeabilizando as áreas através da maior densidade de construções. Para minimizar tais problemas o desenvolvimento urbano deveria: • controlar a impermeabilização; • preservar áreas para retenção natural e preservar mais ainda áreas para o escoamento dos excessos de água ao longo dos fundo de vale. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Normalmente o sistema de drenagem é constituído por grandes tubulações que interferem nos outros serviços subterrâneos tais como: • infra‐estrutura de água, esgoto, gás, cabos elétricos e telefônicos. • merecem cuidadoso estudo tendo em vista ordenar a ocupação do sub‐solo na via pública. Desta forma deve‐se identificar os problemas a fim de se pensar no benefício e a que custo sua solução trará. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem O que é Drenagem? Na cidade, drenagem é a instalação de caixas, tubos, cortinas, bocas de lobo e outros dispositivos drenantes por baixo da rua para que as águas de lavagem e as águas da chuva removam da rua detritos e pequenos lixos. Uma rua com boa drenagem é uma rua limpa, sem cheiro e sem baratas e ratos passeando. Se há baratas e ratos é por que há restos de alimentos que não foram adequadamente removidos na lavagem ou não foram adequadamente recolhidos pelo coletor de lixo. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem O que é Drenagem? Em dias de chuva as águas formam poças, corredeiras e enxurradas que atrapalham o caminhar seguro dos pedestres e podem até derrubar e arrastar pessoas que possuam baixa mobilidade como crianças, idosos e portadores de deficiência física. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Não havendo Drenagem Urbana, as águas (superficiais e subterrâneas) produzem danos como: UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Estudar a drenagem de um local é analisar a adequação, em tamanho e em quantidade, dos diversos componentes da drenagem, como • boca de lobo, • cortina drenante, • caixa de coleta, e • galeria de drenagem, que possam efetuar de modo eficiente a eliminação das águas que podem causar transtornos e prejuízos à população. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Projeto de Drenagem é o estudo da projeção de uma situação simulada e o correto dimensionamento dos dispositivos que irão compor a Rede de Drenagem. No Estudo se leva em consideração o Período de Recorrência (também conhecido como Período de Retorno) que é o tempo em que se admite ocorrer uma enchente Assim, se o Período de Recorrência for de 10 anos, estamos admitindo que a cada 10 anos podemos aceitar que ocorra uma enchente. Deste modo, a engenharia precisa fixar o Período de Retorno e isso é feito em função da "importância" do local. Dependendo da importância econômica do local pode‐se estabelecer critérios mais ou menos rígidos para a drenagem. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem GUIA ‐ É o alinhamento da pista. Também chamada de meio‐fio. SARJETA ‐ É o local por onde corre a água. A sarjeta deve ser dimensionada (inclinação e largura) de tal forma que toda água consiga escoar por ela sem invadir o leito carroçável. LEITO CARROÇÁVEL ‐ Local por onde transita os veículos. BOCA DE LOBO ‐ Dispositivo que promove a drenagem (eliminação) das águas de uma via pública captando as águas provenientes das sarjetas. Papéis, embalagens e lixo jogado na rua podem entupir a boca de lobo aumentando a enxurrada. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem POÇO DE INSPEÇÃO ‐ Abertura para inspeção e manutenção de uma rede hidráulica. É um poço por onde uma pessoa pode entrar para fazer a manutenção de uma rede. É conhecida também como Poço de Visita. Como fica enterrada não é visível. O que se vê é a tampa do poço de inspeção. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Quando acontece um entupimento na rede, a água pode tentar sair pelo poço de inspeção, empurrando a tampa. GALERIA ‐ Abertura por onde é feita a remoção do material sólido carreado pela enxurrada ou na lavagem semanal da via pública, como garrafas, latas de refrigerante, embalagens, etc. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem A galeria possui entrada própria, não só para o acesso de pessoas como também de veículos, e a remoção de materiais sólidos Não deve afetar o tráfego das vias. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Corte transversal: A preocupação com os efeitos danosos (estragos, erosão, inundação) produzidos pelo escoamento das águas da chuva é muito antiga. Veja canais de drenagem em Machu Pichu: UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem A Drenagem Urbana feita pelos incas foi tão bem feita que após milhares de anos de completo abandono, as chuvas não promoveram desbarrancamentos, deslizamentos e nem escorregamentos de taludes na cidade de Machu Pichu, localizada em região montanhosa e com taludes super íngremes. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Área de Contribuição: Entende‐se como Área de Contribuição a superfície do terreno que contribui com o escoamento de água em determinado ponto. Na Hidrologia a Área de Contribuição, também conhecida como Bacia de Contribuição ou simplesmente Bacia, é determinada em função da topografia, separando‐se as diversas bacias por meio de uma linha imaginária, Divisor das Águas, traçada ao longo das partes mais altas. Na Drenagem Urbana, devemos considerar o limite onde a água da chuva é levada, pelas ruas, praças, telhados, quintais e outros componentes urbanos para o ponto que está sendo estudado. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Área de Contribuição: Exemplo da Bacia do Rio Taquari com as inúmeras sub‐bacias formadas por seus afluentes: UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Área de Contribuição: Na Drenagem Urbana, devemos considerar o limite onde a água da chuva é levada, pelas ruas, praças, telhados, quintais e outros componentes urbanos para o ponto que está sendo estudado. Vejamos um exemplo prático. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Área de Contribuição: Na Drenagem Urbana, devemos considerar o limite onde a água da chuva é levada, pelas ruas, praças, telhados, quintais e outros componentes urbanos para o ponto que está sendo estudado. Vejamos um exemplo prático. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Área de Contribuição: UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Área de Contribuição: UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Sistema de drenagem – Partes Constitutivas Macrodrenagem É o sistema de cursos de água naturais ou artificiais que captam as águas provenientes dos sistemas de galerias pluviais . Microdrenagem ou Sistema de Galerias Pluviais É o sistema que capta as águas excessivas e as leva para os fundos de vale. Fazem parte deste sistema: Captação: feita através de dispositivos construídos nas vias públicas chamados bocas de lobo; Bocas de lobo: a água é conduzida às tubulações ou galerias, que a encaminha aos fundos de vale; Galerias: tubulações que funcionam hidraulicamente como conduto livre; Poço de Visita: são estruturas que permitem o acesso às tubulações para operações de manutenção. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Sarjeta: Por ser o local destinado a conduzir as águas, a sarjeta deve ser confeccionada com material resistente e seu acabamento deve ser bem liso para facilitar o escoamento das águas. É um erro grave, e isso costuma acontecer nas vias com pavimentação de blocos ou paralelepípedos onde não é confeccionada a sarjeta. Os blocos de concreto ou pedras com suas arestas e outras irregularidades dificultam muito o escoamento das águas. Então a sarjeta deve ser construída, de preferência, com concreto, ser bem liso e ter a forma adequada para conduzir as águas, principalmente das chuvas. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Sarjeta: A sarjeta deve ter uma inclinação transversal para acomodar a água da chuva. Quanto maior a inclinação e a largura da sarjeta maior será a capacidade de transportar água. A inclinação mais usada é de 20%. A inclinação não deve passar dos 25% pois resultará numa sarjeta muito inclinada podendo oferecer risco aos transeuntes. Não há limites para a largura da sarjeta mas a largura mais utilizada é a de 40 centímetros. Larguras maiores oferecem uma capacidade maior de condução das águas, porém devemos lembrar que crianças e pessoas idosas têm dificuldade de passar por cima da sarjeta em dias de chuva. Se, em dias de chuva, a água que escoa vier a transbordar para fora da sarjeta invadindo parte do leito carroçável, é sinal de que a sarjeta foi mal calculada ou mal construída UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Sarjeta: A espessura da sarjeta deve suportar com tranquilidade o peso de um caminhão carregado, visto que ao estacionar os veículos saem do leito carroçável e colocam as rodas sobre a sarjeta. As dimensões habituais de um conjunto de guia e sarjeta são as seguintes: UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Sarjetão: canal de seção triangular situado nos pontos baixos ou nos encontros dos leitos viários das vias públicas, destinados a conectar sarjetas ou encaminhar efluentes destas para os pontos de coleta UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Boca de Lobo: Entende‐se por Boca de Lobo o dispositivo instalado na via pública para promover a drenagem da águas da via. Boca de lobo de guia Boca de lobo de sarjeta UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Boca de Lobo: A boca de lobo de guia é feita com um pré‐moldado especial conhecido como Guia Chapéu: UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Boca de Lobo: A boca de lobo de sarjeta é feita com um pré‐fundido de aço ou de concreto, podendo ser de simples encaixe ou com dobradiça: UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Boca de Lobo: Dependendo do loteamento, o projeto irá exigir poucas bocas de lobo, isto é, as bocas de lobo poderão ficar longe uma das outras. Já em casos de muitas bocas de lobo e pode‐se prever o agrupamento de bocas de lobo no formato duplo, triplo e até mais. Em ruas muito íngremes que causam enxurradas de alta velocidade pode acontecer da água passar direto pela boca de lobo. Então nesses casos é possível se fazer um rebaixo na sarjeta para facilitar o desvio do fluxo hidráulico para dentro da boca de lobo. Em zonas urbanas devemos evitar esse tipo de rebaixo pois além da sarjeta já ter uma inclinação que oferece certo risco às pessoas, a confecção desse rebaixo irá criar um risco adicional aos transeuntes. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Boca de Lobo: DIMENSÕES MÁXIMAS E MÍNIMA DAS ABERTURAS As aberturas das bocas de lobo e das grelhas não devem ultrapassar um certo limite pois cria riscos às pessoas. Imaginem uma situação em que uma criança seja, acidentalmente, arrastada pela enxurrada. Se a abertura da boca de lobo for maior que 20 centímetros irá permitir a passagem de uma criança. Ao contrário, se a abertura for muito pequena, irá entupir com facilidade pois a rua tem todo tipo de detritos como pedaços de papel, embalagens, palito de sorvete e latas de refrigerantes. A rede de águas pluviais deve ser dimensionada para permitir o transporte desses materiais pela água da chuva. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Boca de Lobo: DIMENSÕES MÁXIMAS E MÍNIMA DAS ABERTURAS A chuva lava e limpa a rua. Detritos comuns como excrementos de animais, pequenas embalagens, latas de refrigerante devem ser transportados pela água da chuva (ou pela água da lavagem da rua) para dentro das galerias de drenagem. Uma lata de refrigerante tem um diâmetro de 7 cm, uma garrafa de vinho ou cerveja de 8 cm. Então a abertura mínima para uma boca de lobo deverá ser de 8,5 cm UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Boca de Lobo: DIMENSÕES MÁXIMAS E MÍNIMA DAS ABERTURAS No caso das grelhas, as restrições deverão ser maiores e uma boa medida é de 5 centímetros para evitar que uma criança enfie o pé e de no mínimo 3 centímetros para evitar que a grelha entupa frequentemente. ONDE DEVEMOS COLOCAR AS BOCAS DE LOBO: 1 ‐ Ao final de um trecho de rua antes do cruzamento. As águas pluviais não devem cruzar a via transversal. 2 ‐ Antes da faixa de travessia de pedestres. O pedestre ao atravessar a faixa de segurança não deve enfrentar enxurrada na sarjeta. 3 ‐ Na parte mais baixa do quarteirão. 4 ‐ Não permitir que a sarjeta receba mais água que sua capacidade. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Boca de Lobo: UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Boca de Lobo: UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Boca de Lobo: UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Conduto de Ligação: Ligam as bocas de lobo entre si, ou as bocas de lobo aos poços de visita ou às caixas de ligação. Os condutos de ligação devem ter as seguintes características: • ser retilíneo; • declividade mínima de 0,01 m/m; • diâmetro mínimo: 300 mm, permite uma vazão de 150 l/s; • devem seguir o traçado de menor desenvolvimento ; • Os condutos de ligação são feitos em tubos de concreto centrifugado. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Caixas de Ligação: São caixas de concreto ou alvenaria, sem tampão externo (sem entrada para o operador)destinadas a: • ligar à galeria os condutos de ligação de bocas de lobo intermediárias(praticamente como num poço de visita); • junção dos condutos da ligação entre si, quando for conveniente reuni‐ los em um único conduto para seu encaminhamento ao poço de visita, ou a outra caixa de ligação na galeria. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Caixas de Ligação: Adotam‐se caixas seção retangular 1,00m x 1,00m ou 1,40m x1,40m, conforme a profundidade e dimensões da galeria. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Poços de visita: São câmaras de acesso às galerias, possibilitando a inspeção, limpeza ou reparos nas mesmas. Recebem a água das bocas de lobo para encaminhá‐la às galerias. Devem ser localizadas em pontos de: • mudança de direção da galeria; • junções de galerias; • mudanças de seção; • extremidades de montante; • em trechos longos, de modo que a distância entre dois poços de visita sucessivos não exceda cerca de 100 ou 120 metros. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Poços de visita: UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Galerias: São condutos destinados ao escoamento das águas de precipitação, coletadas para o destino final, podendo lançar em um ou mais pontos. Localizam‐se: • Em planta, geralmente numa linha a um terço de largura da rua, ou no eixo da rua; • Em perfil, de modo a se ter um recobrimento apropriado de canalização; • Galerias de seção circular são geralmente adotadas, de preferência sobre todas as outras. São feitas em concreto centrifugado e armado, nos diâmetros de 0,50; 0,60; 0,70; 0,80; 0,90; 1,00; 1,10; 1,20; 1,30; 1,40 e 1,50m; Deve‐se adotar condutos de diâmetro mínimo 0,30 m a fim de evitar obstruções. • Para seções maiores costuma‐se usar células construídas em concreto armado moldadas no local, geralmente de seção retangular ou mesmo de seção oval. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Galerias: As velocidades admissíveis são estabelecidas em função da possibilidade de sedimentação no interior da galeria e em função do material empregado. Para galerias de concreto a faixa admissível de velocidades é 0,60 m/s ≤ V ≤ 5,0 m/s. Nunca se deve diminuir as seções à jusante, pois qualquer detrito que venha a se alojar na tubulação deve ser conduzido até a descarga final. Se possível, a declividade da galeria deve acompanhar a declividade da superfície do terreno, de modo que se obtenham menores volumes de escavação e, consequentemente, menores custos de escavação; O coeficiente de rugosidade de Manning deve ser de 0,011 para galerias quadradas ou retangulares executadas in loco; para galerias circulares em concreto, adota‐se n = 0,013 UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Galerias: As velocidades admissíveis são estabelecidas em função da possibilidade de sedimentação no interior da galeria e em função do material empregado. Para galerias de concreto a faixa admissível de velocidades é 0,60 m/s ≤ V ≤ 5,0 m/s. Quando houver mudanças de diâmetros, as geratrizes superiores das galerias devem coincidir. Porém, isto não se aplica a junções de ramais secundários que afluem em queda aos poços de visita. Nunca se deve diminuir as seções à jusante, pois qualquer detrito que venha a se alojar na tubulação deve ser conduzido até a descarga final. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: A partir do momento em que se inicia uma chuva, a água começa a se acumular nas superfícies e logo após inicia‐se o escoamento superficial: • sobre os telhados, jardins, pisos, etc.; • indo dos pontos altos aos pontos baixos; • atingindo as ruas onde se acumulam nas sarjetas, que desta maneira tornam‐se pequenos canais. Desta forma verifica‐se que o dimensionamento das galerias de águas pluviais, depende : • das vazões que devem ser captadas nas ruas ; • estas vazões por sua vez dependem da quantidade da chuva precipitada; • e das características das superfícies por onde escoa. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Elementos físicos e esquema geral de projeto Para elaborar um projeto de micro drenagem são necessários os seguintes dados: ‐ Plantas (localização da bacia, altimetria da bacia, levantamento topográfico de todas as esquinas, mudanças de greides e direção das vias públicas, cadastro das redes públicas de água, eletricidade, gás, esgotos e águas pluviais existentes) ‐ Dados sobre a urbanização (tipo de ocupação das áreas, porcentagem de ocupação dos lotes – atual e previstas pelo plano diretor, perfil geológico) ‐ Dados sobre o curso receptor (níveis máximos e levantamento topográfico do curso de água receptor) UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Elementos físicos e esquema geral de projeto A rede coletora deve ser lançada em planta baixa de escala 1:1000 ou 1:2000 ‐ Traçado da rede: 1‐ assinalar as áreas contribuintes de cada trecho das galerias, entre 2 poços de visita consecutivos e os divisores das bacias 2‐ os trechos nos quais o escoamento ocorre exclusivamente pelas sarjetas devem ser identificados por meio de setas 3‐ sempre que possível, as galerias devem ser situadas sob os passeios 4‐ é permitido que o sistema coletor seja composto por uma rede única ligada ás bocas de lobo de ambos os passeios 5‐ deve‐se estabelecer a solução economicamente mais viável, se possível UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Elementos físicos e esquema geral de projeto A rede coletora deve ser lançada em planta baixa de escala 1:1000 ou 1:2000 ‐ Bocas de lobo: nos pontos mais baixos do sistema visando impedir alagamentos e água paradas em zonas mortas ‐ Poços de visita: deve atender à necessidade de visita em mudanças de direção, de declividade e de diâmetro. O afastamento entre poços de visita consecutivos deve ser o máximo possível, por critério econômicos UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Elementos físicos e esquema geral de projeto A rede coletora deve ser lançada em planta baixa de escala 1:1000 ou 1:2000 UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Elementos físicos e esquema geral de projeto A rede coletora deve ser lançada em planta baixa de escala 1:1000 ou 1:2000 ‐ Caixas de ligação: para a ligação de bocas de lobo intermediárias ou evitar que mais de quatro tubulações cheguem em um determinado poço de visita. A diferença entre as caixas de ligação e os poços de visita é que as caixas não são visitáveis ‐ Galerias: diâmetro mínimo de seção circular é de 30 cm dimensionada de forma que 0,60 m/s <= V <=5,0 m/s para concreto. Ao se empregar canalizações sem revestimento especial, o recobrimento deve ser maior que 1,0 m (se, por motivos topográficos, houver imposição de um recobrimento menor, as tubulações deverão ser dimensionadas sob o ponto de vista estrutural UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Método Racional O método racional, para os sistemas de microdrenagem tem sido utilizado amplamente para se efetuar as estimativas de vazões pluviais. Por este método emprega‐se a seguinte expressão: AiCQ Q é a vazão pluvial, em m3/s; C: é o coeficiente de escoamento superficial i :intensidade de chuva, é uma grandeza que mede a altura de água precipitada na unidade de tempo, dada nas unidades m3/s.ha ; A: é a área drenada à montante do ponto considerado, em ha. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Método Racional Intensidade de chuva: É a altura de chuva pela unidade de tempo, isto é, a relação entre altura pluviométrica e o tempo de duração da mesma ( mm/h, mm/min) 1 mm/min = 1/6 m³/s.ha UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Método Racional Intensidade de chuva: Ou pelas equações – seguintes cidades: UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Método Racional Intensidade de chuva: Votuporanga para 10 ≤ t ≤ 1440 com: i: intensidade da chuva, correspondente à duração t e período de retorno T, em mm/min; t: duração da chuva em minutos; T: período de retorno em anos. http://www.sigrh.sp.gov.br/sigrh/basecon/ecisp/PlugDAEE.pdf ݅௧,்ோ ൌ 59,1192 ݐ 30 ି,ଽହ 7,5593 ݐ 30 ି,଼ଶହ. ሾെ0,4744 െ 0,8863 ln ln ሺ ܶ ܶ െ 1 ሻ൨ UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Método Racional Tempo de concentração (tc): Fórmula de Califórnia Highways tc em minutos L é a extensão do talvegue em km H é a diferença de cotas entre a seção de drenagem e o ponto mais alto do talvegue, em m. Talvegue: É a linha por onde correm as águas no fundo de um vale, sendo que passam por este as águas de chuva, rios e riachos. ݐ ൌ 57 ܮଷ ∆݄ ,ଷ଼ହ UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Método Racional Tempo de concentração (tc): galerias UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Método Racional Tempo de concentração Utilização de ábaco UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Método Racional Coeficiente de escoamento superficial (te): No caso da utilização da tabela implica numa relação fixa para qualquer área de drenagem, desta maneira deve‐se calcular um C composto, baseado na porcentagem de diferentes tipos de superfícies na área de drenagem em estudo. p ( ) DESCRIÇÃO DA ÁREA COEFICIENTE DE “RUNOFF” Comercial Central Bairro 0,70 a 0,95 0,50 a 0,70 Residencial Residências isoladas Unidades Múltiplas (separadas ) Unidades Múltiplas (conjugadas) Lotes com 2.000 m2 ou mais Área com prédios de apartamentos 0,35 a 0,50 0,40 a 0,60 0,60 a 0,75 0,30 a 0,45 0,50 a 0,70 Industrial Indústrias Leves Indústras Pesadas Parques, Cemitérios “Playgrounds” Pátio de estradas de ferro Áreas sem melhoras 0,50 a 0,80 0,60 a 0,90 0,10 a 0,25 0,20 a 0,35 0,20 a 0,40 0,10 a 0,30 CARACTERÍSTICA DA SUPERFÍCIE COEFICIENTE DE “RUNOFF” Ruas . Pavimentação asfáltica . Pavimentação de concreto 0,70 a 0,95 0.80 a 0,95 Passeios 0,75 a 0,85 Telhados 0,75 a 0,95 Terrenos relvados (solos arenosos) Pequena declividade (2%) Declividade média (2% a 7%) Forte declividade (7%) 0,05 a 0,10 0,10 a 0,15 0,15 a 0,20 Terrenos relvados solos pesados) pequena declividade (2%) Declividade média (2% a 7%) Forte declividade (7%) 0,15 a 0,10 0,20 a 0,25 0,25 a 0,30 Em locais urbanos: C=0,8 UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Método Racional Período de retorno: Sugerida pelo DAEE/Cetesb UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento hidráulico dos componentes Ruas e sarjetas: A capacidade de descarga das sarjetas depende de sua declividade, rugosidade e forma. Se não houver vazão excessiva, o abaulamento das vias públicas faz com que as águas provenientes da precipitação escoem pelas sarjetas. O excesso de vazão ocasiona inundação das calçadas, e as velocidades altas podem até erodir o pavimento. Pode‐se calcular a capacidade de condução das ruas e sarjetas sob duas hipóteses: Água escoando por toda a calha da rua: Admite‐se que a declividade da via pública seja de 3% e que a altura da água na sarjeta seja de 15 cm. Água escoando somente pelas sarjetas: Neste caso se admite que a declividade da via seja também de 3%, porém com 10 cm de altura da água na sarjeta. UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento hidráulico dos componentes Ruas e sarjetas: Vazão: ܳ ൌ ܣ ݊ . ܴ ଶ ଷൗ . ܫ ଵ ଶൗ Onde: Qo é a vazão máxima teórica (em m³/s) A é a área hidráulica (em m²) n pela fórmula de Manning adotado =0,016 para concreto rústico Rh é o raio hidráulico (em m) I é a declividade longitudinal da rua (m/m) UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento hidráulico dos componentes Ruas e sarjetas: Em geral as guias tem 0,15 m de altura e se admite um enchimento máximo de 0,13m A declividade transversal da via pública de 3% pode ser adotada para rua de largura de 10 m (caso comum) Assim: A= 0,280 m² P= 4,432 m Rh=A/P=0,063m UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento hidráulico dos componentes Ruas e sarjetas: Exemplo – Determinar a capacidade hidráulica das sarjetas de uma rua com declividade de 0,5% ܫ ൌ 0,5% = 0,005 m/m ܳ ൌ 0,280 0,016 . 0,063 ଶ ଷൗ . 0,005 ଵ ଶൗ ൌ 0,20 ݉ଷ/ݏ Considerando os dois lados da rua: ܳ ൌ 0,40 ݉ଷ/ݏ UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento hidráulico dos componentes Ruas e sarjetas: Para sarjetões o valor de z fica ݖ ൌ ܶ ݕൗ UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento hidráulico dos componentes Ruas e sarjetas: Velocidade média de escoamento Onde: V0 é a velocidade na sarjeta em m/s Q0 é a vazão em m³/s A é a área em m² UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento hidráulico dos componentes Ruas e sarjetas: No caso das sarjetas de pequena declividade, multiplica‐se o valor da capacidade calculada por um fator de redução que considera a obstrução por sedimentos UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento: Método Racional Exemplo: Vazão Uma área de loteamento, na periferia da cidade de Votuporanga, com 200 ha, tem suas vertentes para um talvegue de 2,7 km de extensão e diferença de contas entre o ponto mais alto e a seção de drenagem igual a 98 m. Determinar a vazão máxima na seção de drenagem para a recorrência de 25 anos. Considerar o coeficiente de escoamento superficial igual a 0,30 UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento hidráulico dos componentes Ruas e sarjetas: Exercício Determinar a vazão máxima teórica na extremidade de jusante de uma sarjeta situada em uma área com as seguintes características: A = 2,0 ha C = 0,40 tc = 30 min São dados da sarjeta: I = 0,01 m/m (declividade da rua) Y0= 0,13 W0=2,4 m n = 0,016 2,4m UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento hidráulico dos componentes Ruas e sarjetas: Exercício Calcular a vazão máxima admissível para a mesma sarjeta, admitindo‐se o fator de redução 2,4m UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento hidráulico dos componentes Boca‐de‐lobo: Pode ser calculado como um vertedor de parede espessa: QBC vazão (m³/s) L comprimento da abertura (em m) H altura da água nas proximidade (0,13m para caso padrão de sarjeta) ܳ ൌ 1,71 . ܮ. ܪ ଷ ଶൗ UNIDADE 2 – DRENAGEM URBANA Sistema de Drenagem Dimensionamento hidráulico dos componentes Boca‐de‐lobo: Tanto a obstrução ocasionada por detritos como a irregularidade do pavimento
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