SISTEMAS PREDIAIS DE ÁGUAS PLUVIAIS CONCEPÇAO E DIMENSIONAMENTO PROFA. MSC . CRISTIANE TOSTA

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CONCEPÇAO E 
DIMENSIONAMENTO
PROFA. MSC. CRISTIANE TOSTA
SISTEMAS PREDIAIS DE 
ÁGUAS PLUVIAIS
INTRODUÇÃO
A água da chuva é um dos elementos mais danosos à durabilidade e boa
aparência das construções.
As coberturas das edificações destinam-se a impedir que as águas de chuva
atinjam áreas a serem protegidas, cabendo ao projetista fazer com que o escoamento das
mesmas se faça pelo trajeto mais curto e no menor tempo possível.
Sempre que possível, deve-se buscar o aproveitamento das águas pluviais.
INTRODUÇÃO
 A água que chega à atmosfera sob a forma d evapor,
condensa-se e, aumentando de peso, cai em forma de
chuva, granizo ou neve
 A medição da chuva é feita em redes pluviométricas que
medem a quantidade de chuva através da altura
pluviométrica (h), altura que a água caída atingiria sem
infiltração e escoamento superficial
 Os dispositivos para medição são os pluviômetros –
simples receptáculos com superfície horizontal exposta
de 500cm2 instalados em suporte a 1,5m do solo,
exigindo leituras diárias em provetas graduadas
 Estas medições são realizadas no Brasil desde o século
XIX
INTRODUÇÃO
 Além da altura pluviométrica, mede-se também:
 a) Duração (t) – é o intervalo de tempo de observação de uma
chuva
 b) Intensidade (i) – é a relação altura/duração, observando-se
que altas intensidades correspondem a curtas durações
 c) Frequência (f) – é o número de vezes que uma dada chuva
(intensidade e duração) ocorre ou é superada num dado
tempo, no geral um ano (vezes por ano)
 d) Recorrência (T) - ou retorno é o inverso da frequência, ou
seja, o período em que uma dada chuva pode ocorrer ou ser
superada (anos por vez)
INTRODUÇÃO
Do volume total de água precipitado
sobre o solo, apenas uma parcela escoa
sobre a superfície e sucessivamente
constitui as enxurradas, córregos,
ribeirões, rios e lagos. O restante é
interceptado pela cobertura vegetal e
depressões do terreno, infiltra e evapora.
A proporção entre essas parcelas, a que
escoa e a que fica retida ou volta à
atmosfera, depende das condições físicas
do solo – declividade, tipo de vegetação,
impermeabilização, capacidade de
infiltrações, depressões, etc.
NBR 10.844/1989 - Instalações Prediais de Águas Pluviais
NBR 15.527/2007 – Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não
potáveis
O sistema predial de aguas pluviais consiste na drenagem da cobertura e demais
áreas associadas aos edifícios, tais como terraços, pátios, quintais, jardins e
similares, utilizando-se de calhas, condutores, grelhas, caixas de areia e de
passagem e outros dispositivos.
Busca-se, assim, evitar umidade excessiva, infiltrações, alagamentos e
evitar/diminuir a erosão do solo.
DEFINIÇÃO
VISÃO GERAL DO SISTEMA
1. CALHAS
1. Formato das calhas
As calhas apresentam geralmente as seções em formato de V, U, semicircular, quadrada ou
retangular.
2. Tipos de calhas
Diversos tipos de calhas podem ser instaladas: beiral (Figura 2-1); platibanda (Figura 2-2); água 
furtada – encontro das águas do telhado (Figura 2-3)
COMPONENTES DA INSTALAÇÃO
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CALHA: aço galvanizado, cobre, aço inoxidável, alumínio, fibrocimento, PVC
rígido, fibra de vidro, concreto ou alvenaria.
MATERIAIS UTILIZÁVEIS
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CONDUTOR VERTICAL: Tubo de descida que conduz a água do bocal da calha até o piso,
ou até a tubulação subterrânea que coleta as águas da chuva.
MATERIAL UTILIZADO: Pode ser de ferro fundido, fibrocimento, PVC rígido, aço galvanizado,
cobre, chapas de aço galvanizado, chapas de cobre, aço inoxidável, alumínio ou fibra de
vidro.
COMPONENTES DA INSTALAÇÃO
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CAIXA DE AREIA: Caixa enterrada utilizada para recolher detritos contidos nas tubulações de
aguas pluviais, além de permitir a inspeção do sistema.
Esses detritos ficam depositados no fundo da caixa, o que permite a sua retirada
periodicamente. Esta caixa pode possuir uma grelha para também coletar águas do piso.
COMPONENTES DA INSTALAÇÃO
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CALHA DE PISO: Canal que coleta água e outros líquidos que escoam dos pisos dos pátios,
jardins, estacionamentos, garagens, praças, piscinas e industrias, conduzindo a um destino
final.
COMPONENTES DA INSTALAÇÃO
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TUBO DE DRENAGEM: Tubo perfurado e enterrado que capta a umidade excessiva do solo, 
conduzindo a um destino final.
COMPONENTES DA INSTALAÇÃO
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CAIXA DE PASSAGEM: Caixa normalmente enterrada que serve somente para interligar as
tubulações subterrâneas do sistema de águas pluviais, permitindo inspeção do sistema.
COMPONENTES DA INSTALAÇÃO
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VÁLVULA DE RETENÇÃO: Conexão que impede o retorno das águas pluviais em situações
como: inundações, enchentes, refluxo de mares, entupimentos, vazões elevadas em períodos
de chuva.
COMPONENTES DA INSTALAÇÃO
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COMPONENTES DA INSTALAÇÃO
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Para esgotar as águas pluviais, usam-se ralos que coletam a água de áreas cobertas ou
de calhas, canaletas e sarjetas, permitindo sua entrada nos condutores.
O ralo compreende duas partes:
a)caixa;
b)grelha (ralo propriamente dito).
As grelhas podem ser planas ou hemisféricas (também chamadas “cogumelo” ou
“abacaxi”).
RALOS
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➢ Nas tubulações aparentes, devem ser previstas inspeções sempre que houver
conexões com outra tubulação, mudança de declividade, mudança de direção e
ainda a cada trecho de 20 m nos percursos retilíneos.
➢ Nas tubulações enterradas, devem ser previstas caixas de areia sempre que
houver conexões com outra tubulação, mudança de declividade, mudança de
direção e ainda a cada trecho de 20 m nos percursos retilíneos.
➢ A ligação entre os condutores verticais e horizontais é sempre feita por curva de
raio longo, com inspeção ou caixa de areia, estando o condutor horizontal
aparente ou enterrado.
CAIXA DE AREIA E INSPEÇÃO
Exemplo de caixa de areia (planta baixa e corte).
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Calha de Piso
Caixa de Passagem
Calha de Beiral
Condutor Vertical
Caixa deAreia
Válvula de retenção
Tubo de Drenagem
SISTEMA DE ÁGUAS PLUVIAIS – COMPONENTES DE INSTA1L3AÇÃO
PRINCIPAIS PRESCRIÇÕES DA NBR 10.844:
❖ A condução das águas pluviais deve ser feita por um sistema completamente
independente de qualquer outro (esgotamento sanitário, água potável, etc.). Deve-se
prever dispositivo de proteção contra o acesso de gases no interior da tubulação de
águas pluviais, quando houver risco de penetração destes.
❖ Nas junções e, no máximo de 20 em 20 metros, deve haver uma caixa de inspeção.
❖ Quando houver risco de obstrução, deve-se prever mais de uma saída.
❖ Quando um extravasamento não pode ser tolerado, pode-se prever extravasores de
calha que descarregam em locais adequados
❖ Sempre que possível, usar declividade maior que 0,5% para os condutores
horizontais.
PROJETO DAS INSTALAÇÕES PREDIAIS
INTENSIDADE PLUVIOMÉTRICA
Para se determinar a intensidade pluviométrica (I) para fins de projeto, deve ser fixada a duração da
precipitação e do período de retorno adequado, com base em dados pluviométricos locais.
DURAÇÃO DA PRECIPITAÇÃO
Deve ser fixada em 5min.
PERÍODO DE RETORNO
Parâmetros sugeridos pela norma:
➢ T = 1 ano: para áreas pavimentadas, onde empoçamentos possam ser tolerados;
➢ T = 5 anos: para coberturas e/ou terraço;
➢ T = 25 anos: para coberturas e áreas onde empoçamentos ou extravasamentos não possam ser
tolerados.
PROJETO DAS INSTALAÇÕES PREDIAIS
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INTENSIDADE DE PRECIPITAÇÃO
A intensidade de precipitação (I) a ser adotada deve ser de 150mm/h quando a área
de projeção horizontal for menor que 100m². Se a área exceder a 100m², utilizar a
Tabela 1 a seguir.
PROJETO DAS INSTALAÇÕES PREDIAIS
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Tabela 1 – Chuvas intensas no Brasil 
(Duração 5 min)
ÁREA DE CONTRIBUIÇÃO
• Para coberturas inclinadas (telhados), o efeito
da ação do vento deve ser considerado,
adotando-se uma inclinação da chuva igual a
1:2 em relação à vertical (ângulo de inclinação
da chuva com a horizontal igual a arc tg2θ). O
vento deve ser considerado na direção que
ocasionar maior quantidade de chuva
interceptada pelas superfícies consideradas;
• No caso desuperfícies verticais (paredes ou
platibandas), o acréscimo de área a ser
considerado é igual a metade da área
respectiva.
ÁREA DE CONTRIBUIÇÃO
ÁREA DE CONTRIBUIÇÃO
ÁREA DE CONTRIBUIÇÃO – NBR 10844
EXERCÍCIO
 Calcular a área de contribuição e a vazão de projeto 
do telhado indicado na Figura. Adotar para efeito de 
cálculo i = 150mm/h
SOLUÇÃO
Cálculo da área de contribuição (superfície inclinada)
Cálculo da vazão de projeto
CÁLCULO DA VAZÃO DE CONTRIBUIÇÃO DO TELHADO:
Para calcular a vazão de contribuição do telhado, utiliza-se a seguinte
fórmula:
𝑄 =
𝑖. 𝐴
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Sendo:
Q: vazão de escoamento (L/min)
i: intensidade pluviométrica (mm/h)
Ac: área de contribuição (m2)
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DIMENSIONAMENTO
COBERTURA HORIZONTAL DA LAJE
❖ As coberturas horizontais de laje devem ser projetadas para
evitar empoçamento, exceto os temporários, durante as
tempestades
❖ As superfícies horizontais devem ter declividade mínima de 0,5%
❖ A drenagem deve ser feita por mais de uma saída, exceto quando
não houver risco de obstrução
❖ Quando necessário, a cobertura deve ser subdivida em áreas
menores com caimentos de orientações diferentes, para evitar
grandes percursos de água
❖ Os trechos da linha perimetral da cobertura e das suas eventuais
aberturas (escadas, claraboias, etc.) que posam receber água, em
virtude do caimento, devem ser dotadas de platibanda ou calha
❖ Os ralos hemisféricos devem ser preferidos aos planos onde estes
possam causar obstruções
❖ A inclinação das calhas de beiral e platibanda deve ser uniforme, com valor
mínimo de 0,5%.
❖ As calhas de água-furtada têm inclinação de acordo com o projeto da cobertura.
❖ Quando a saída não estiver colocada em uma das extremidades, a vazão de
projeto para o dimensionamento das calhas de beiral ou platibanda deve ser
aquela correspondente à maior das áreas de contribuição
❖ Quando não se pode tolerar nenhum transbordamento ao longo da calha,
extravasores podem ser previstos como medida adicional de segurança. Nestes
casos, eles devem descarregar em locais adequados.
❖ Em calhas de beiral ou platibanda, quando a saída estiver a menos de 4 m de
uma mudança de direção, a Vazão de projeto deve ser multiplicada pelos
coeficientes da Tabela a seguir:
CALHAS
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❖ As calhas devem ter a capacidade de escoar a chuva correspondente ao período
de retorno de 5 anos.
❖ As calhas de beiral ou platibanda devem ter inclinação uniforme (mínimo de
0,5%).
❖ Seções mais usuais:
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DIMENSIONAMENTO DAS CALHAS
As calhas devem ter a capacidade de escoar a chuva correspondente ao período de
retorno de 5 anos.
Dimensionamento pela fórmula de Manning-Strickler:
onde:
Q = vazão de projeto (l/min); 
S = área da seção molhada (m²);
P = perímetro molhado (m);
RH = raio hidráulico = S/P (m);
i = declividade da calha (m/m); 
n = coeficiente de rugosidade;
K = 60.000 (coeficiente para transformar a vazão em m³/s para l/min).
DIMENSIONAMENTO DAS CALHAS
A Tabela a seguir fornece as capacidades de calhas semicirculares, usando
coeficiente de rugosidade n = 0,011 para alguns valores de declividade. Os valores
foram calculados utilizando a fórmula de Manning-Strickler, com lâmina de água igual
à metade do diâmetro interno.
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EXERCÍCIO
SOLUÇÃO
❖ Devem ser projetados, sempre que possível, em uma só prumada. Quando
houver necessidade de desvio, devem ser usadas curvas de 90º de raio longo ou
curvas de 45º e devem ser previstas peças de inspeção para desobstrução.
❖ Podem ser colocados externa ou internamente aos edifícios
❖ O diâmetro interno mínimo dos condutores verticais de seção circular é 70mm.
❖ A NBR 10.844/1989 adota, para o seu dimensionamento, ábacos que associam a
vazão (L/min), a altura da lâmina d´água na calha (mm) e o comprimento do
condutor vertical (m).
❖ Há diversas outras metodologias. Trabalharemos, adicionalmente, com os estudos
do Professor Carlito Flávio Pimenta, da USP.
CONDUTORES VERTICAIS
O dimensionamento dos condutores verticais deve ser feito a partir dos
seguintes dados:
Q = Vazão de projeto, em L/min
H = altura da lâmina de água na calha, em mm 
L = comprimento do condutor vertical, em m
Para calhas com saída em aresta viva ou com funil de saída, deve-se
utilizar, respectivamente, o ábaco (a) ou (b).
Os ábacos foram construídos para condutores verticais rugosos (coeficiente
de atrito f=0,04) com dois desvios na base.
CONDUTORES VERTICAIS - ABNT
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Procedimento:
1.Levantar uma vertical por Q até interceptar as curvas de H e L correspondentes.
2.Se não haver curvas dos valores de H e L, interpolar entre as curvas existentes.
3. Transportar a interseção mais alta até o eixo D.
4.Adotar o diâmetro nominal cujo diâmetro interno seja superior ou igual ao valor encontrado.
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Ábaco para a determinação de diâmetros de condutores verticais.
Q = 700L/min
H = 60mm
L = 6m
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Ábaco para a determinação de diâmetros de condutores verticais.
ESTUDOS PROF. CARLITO FLÁVIO PIMENTA
 O Prof. Carlito identificou 3 estágios no escoamento
da água em um conduto vertical, alimentado pela sua
extremidade superior e com superfície livre sujeita à
pressão atmosférica:
 1º Estágio – escoamento livre com franca ventilação,
correspondente a pequenos valores da relação h/D (h = altura
da lâmina sobre a borda do conduto e D= diâmetro do
conduto)
 2º Estágio – escoamento semi-afogado para valores
intermediários da relação h/D, no qual o conduto transporta
uma emulsão de água e ar, podendo ocorrer a formação de um
vórtice.
ESTUDOS PROF. CARLITO FLÁVIO PIMENTA
 2º Estágio – escoamento semi-afogado
 O vórtice atua sobre a vazão escoada, reduzindo-a devido a
sucção de ar, aumentando a altura da lâmina, o que faz
desaparecer o vórtice; isto provoca aumento da vazão, fazendo
reaparecer o vórtice, repetindo todo o fenômeno.
 Quando ocorre o vórtice, é comum a lâmina d´água atingir
valores próximos a 3D.
 Há um grande risco de transbordamento das calhas e há
formação de ruídos pelo escoamento do ar nos condutos.
 A “solução” é buscar a eliminação do vórtice
 3º Estágio – escoamento afogado para grandes valores de
h/D
ESTUDOS PROF. CARLITO FLÁVIO PIMENTA
Possíveis soluções para eliminação do vórtice:
 Criação de uma perda de carga descontínua a montante da
embocadura, capaz de evitar valores importantes de rotação. A
solução proposta pelo Prof. Pimenta é uma grelha de formato
especial que atenda também às condições de afogamento do
condutor, evitando o descolamento da veia líquida que reduz a vazão
 Outra possibilidade é o uso de uma embocadura com diâmetro maior
e comprimento suficientes para o afogamento do condutor
ESTUDOS PROF. CARLITO FLÁVIO PIMENTA
CONCLUSÃO
a) Com diâmetros constantes e escoamento no 1º estágio (livre), os
condutores verticais esgotam com segurança vazões maiores que as
indicadas em critérios conservadores, sem utilizar dispositivos anti-
vórtices.
b) Com escoamento no 2º estágio (semi-afogado) obtém-se rendimento
maior, dependendo do comprimento L* = L/D. Para o caso do
condutor DN 75, com 3m de comprimento e bocal tipo A, as vazões
máximas são:
Q = 1.239 L/min e h = 0,054 m, com grelha anti-vórtice
Q = 1.239 L/min e 0,079 ≤ h ≤ 0,215m, sem grelha anti-vórtice
c) Obtém-se melhor rendimento do condutor utilizando-se embocadura
alargada, o que provoca escoamento estável, eliminando os
inconvenientes do vórtice sem a necessidade de dispositivo anti-
vórtice.
➢ Os condutores horizontais devem ser projetados, sempre que possível, com
declividade uniforme, com valor mínimo de 0,5%.
➢ O dimensionamento dos condutores horizontais de seção circular deve ser feito
para escoamento com lâmina de altura igual a 2/3 do diâmetro interno (D) do
tubo.
➢ Nas tubulações aparentes devem ser previstas inspeções sempre que houver
conexões com outra tubulação, mudança de declividade, de direção e ainda a
cada trecho de 20m.
➢ Nas tubulações enterradas devem ser previstas caixas de areia sempre que houver
conexões com outra tubulação, mudançade declividade ou de direção e, ainda, a
cada 20m.
CONDUTORES HORIZONTAIS
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EXERCÍCIO
Dimensionar as redes coletoras de águas pluviais em PVC indicadas na Figura, para 
uma declividade de 2%, supondo uma precipitação de 160mm/h
SOLUÇÃO
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
❖ AZEVEDO NETTO, J. et al. Manual de Hidráulica. 8ª ed. at. São Paulo: Edgard
Blucher, 2003.
❖ MACINTYRE, Archibald Joseph. Instalações Hidráulicas Prediais e
Industriais. 4 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010.
❖ CREDER, H. Instalações hidráulicas e sanitárias. 6ª Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2015.
❖ CARVALHO Jr., R. de. Instalações Prediais Hidráulico - Sanitárias. 2ª Ed. Rev. Amp.
São Paulo: Edgard Blucher, 2016.
❖ NBR 10844/1989 - Instalações Prediais de Águas Pluviais
❖ NBR 15.527/2007 – Aproveitamento de coberturas em áreas urbanas para fins não
potáveis
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