PROFESSORA ANGELA MENDES STIVAL

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PROFESSORA ANGELA MENDES STIVAL
Dimensionamento de sarjeta para drenagem superficial.
Sarjeta são dispositivos de drenagem que se aplicam a cortes, aterros e canteiros centrais, de seção triangular e geralmente construídos no terreno natural, em concreto simples ou em paralelepípedos. A função básica das sarjetas é transportar longitudinalmente ao eixo dos logradouros ou rodoviários as águas pluviais entre dois pontos determinados pelo projeto de drenagem. Então, como fazer o Dimensionamento de sarjeta para drenagem superficial ?
CÁLCULO DA ALTURA DA ÁGUA NA SARJETA DADO T  (Conforme FHWA, 1996)
Temos:
y= T . Sx
Sendo:
y= altura da água na sarjeta (m)
T= largura da água na superfície da sarjeta triangular (m)
Sx= declividade transversal da rua (m/m)
VAZÃO DA SARJETA
O FHWA, 1996 apresenta uma modificação na fórmula de Manning para seção triangular, pois, o raio hidráulico na equação não descreve adequadamente o que se passa na seção, particularmente quando o topo da superfície das águas pluviais é maior que 40 vezes a altura de água na sarjeta. A equação de Manning foi integrada através de incrementos na seção e resulta na equação:
Q=( 0,376/n) . Sx^1,67 . SL ^0,5. T^2,67
Sendo:
 Q= vazão (m 3 /s);
Sx= declividade transversal (m/m)
SL= declividade da rua em (m/m).
T=largura da superfície livre da água na rua (m)
n=rugosidade de Manning=0,016 para pavimento em asfalto com textura áspera
LARGURA DA ÁGUA NA SECÇÃO TRIANGULAR DA SARJETA
T=[( Q.n) / (0,376. Sx ^1,67 . SL ^0,5)]^0,375
Sendo:
 T= largura da água na secção triangular (m)
Q= vazão (m3 /s)
N=coeficiente de rugosidade de Manning
Sx= declividade transversal (m/m)
SL= declividade longitudinal da rua (m/m)
SARJETÕES
Sarjetão – é o canal triangular geralmente localizado em  pontos baixos do greide da via pública ou nos seus cruzamentos, destinado a coletar e conduzir as águas superficiais à boca de lobo, ou a outra sarjeta.
Nos cruzamentos, serão instalados sarjetões necessários, para orientar o sentido de escoamento superficial das águas. Tal procedimento permite o desvio do excesso de vazão em determinada rua para outra com capacidade de escoamento superficial ociosa, de forma a minimizar a quantidade de galerias. O sarjetão pode ser calculado da mesma maneira que duas sarjetas conforme Figura:
Dimensionamento de boca de lobo para drenagem urbana
Boca de lobo são dispositivos em forma de caixas coletoras em alvenaria ou concreto, a serem executadas junto aos meios-fios ou sarjetas, em áreas urbanizadas, com o objetivo de captar as águas pluviais e direcioná-las à rede coletora. Na dependência da vazão de chegada ao ponto de coleta de água, poderão ser executadas bocas de lobo simples ou compostas, ambas com grelha pre-moldada de concreto ou ferro fundido. Então como faze o Dimensionamento de boca de lobo para drenagem urbana ?
Boca de lobo simples
Boca de lobo sem depressão e altura da lâmina da água é menor que a abertura da guia. Quando a água se acumula sobre a boca de lobo, gera uma lâmina de água com altura menor do que a abertura da guia conforme Figura:
Boca de lobo com altura da lâmina menor que a abertura da guia Fonte: DNIT, 2006
Esse tipo de boca de lobo pode ser considerado um vertedor e a capacidade de engolimento conforme FHWA, 1996 será:
Q = 1,60 . L . y^1,5
Sendo:
Q= vazão de engolimento m3/s    
L=comprimento da soleira 
y=altura de água próxima a abertura da guia 
O valor de y dever ser:   y ≤ h
Quando a altura da água sobre o local for maior do que 1,4.h para boca de lobo com depressão ou sem depressão.
A boca de lobo irá funcionar como um orifício quando a altura da água for maior que 1,4 a altura livre h da boca de lobo conforme Nicklow, 2001 conforme Figura:
 
Qi= 0,67 x Ag [ 2g (di – h/2)]^0,5
Sendo:
Qi= vazão de engolimento da sarjeta com ou sem depressão m3/s
Ag= área efetiva da abertura da boca de lobo (m2)
g= aceleração da gravidade =9,81m/s2
h= altura da abertura na boca de lobo (m) incluso depressão
di= altura do nível de água incluso a depressão (m)
Boca de lobo  grelha
Conforme Chin, 2000 as grelhas funcionam como um vertedor de soleira livre, para profundidade de lâmina até 12cm.  A vazão é calculada pela Equação conforme FHWA, 1996:
Qi = 1,66 . P . y^1,5
Sendo:
Qi= vazão de engolimento da grelha (m3/s)
P= perímetro da boca de lobo (m)
y= altura de água na sarjeta sobre a grelha (m)
Quando a lâmina de água for maior que 0,42m então teremos:
Q = 2,91 . A. y^1/2
Sendo:
Q= vazão em m3/s
A= área da grade excluídas as áreas ocupadas pelas barras em m2
y= altura de água na sarjeta sobre a grelha.
O comprimento mínimo L (m)  da grelha paralela a direção do fluxo da água para permitir que a água caia pela abertura é determinado pela equação  da ASCE, 1992 conforme Chin, 2000.
L =0,91 V (t+y)^0,5
Sendo:
L= comprimento mínimo da grelha paralelo ao fluxo (m)
V= velocidade média da água na sarjeta (m/s)
t= espessura da grelha de ferro (m)
y= altura da água sobre a grelha (m)
O FHWA, 1996 mostra que uma grade de 60cm x 60cm intercepta 0,085m/s com declividade da rua de 2% e declividade transversal de 3%.
Exercícios
Analisar o escoamento em uma sarjeta simples em concreto (n = 0,0017) situada em via
pública com as características apresentadas no quadro abaixo, identificando:
a) A descarga máxima observada para uma variação da declividade transversal correspondendo
à faixa 10 ≤ z ≤50, a cada cinco unidades.
b) Elaborar gráfico relacionando a declividade transversal com a lâmina d’água observada.
c) Elaborar gráfico relacionando a lâmina d’água observada com a descarga.
d) Elaborar gráfico relacionando a lâmina d’água observada com a velocidade do escoamento
e) Elaborar gráfico relacionando a descarga com a velocidade do escoamento.