Fernández e Aregui (2016) - TCC _ Dimensionamento de rede OK OLHAR

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ESTUDO DE CONCEPÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE REDE 
COLETORA E COLETORES TRONCO DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO 
PARA O SISTEMA PAVUNA/RIO DE JANEIRO - SUB-BACIAS 4, 5, 6 E 7 
 
Alberto Lobato Fernández 
Ibai Txasko Arregui 
 
 
Projeto de Graduação apresentado ao 
Curso de Engenharia Civil da Escola 
Politécnica, Universidade Federal do 
Rio de Janeiro, como parte dos 
requisitos necessários à obtenção do 
título de Engenheiro. 
 
 
Orientadores: Monica Maria Pena 
 Pedro Fernández Carrasco 
 
 
 
Rio de Janeiro 
Dezembro de 2016
ETSI Caminos, Canales y Puertos 
Universidad Politécnica de Madrid 
CONCEPÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE REDE COLETORA E COLETORES 
TRONCO DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO PARA O SISTEMA PAVUNA/RIO 
DE JANEIRO - SUB-BACIAS 4, 5, 6 E 7 
Alberto Lobato Fernández 
Ibai Txasko Arregui 
 
 
PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO 
DE ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE 
FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS 
NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL. 
 
Aprovado por: 
 
 
Prof. Monica Maria Pena, D.Sc 
(Orientador) 
 
 
Prof. Heloisa Teixeira Firmo, D.Sc 
 
 
 
Prof. Paulo Renato Barbosa, M.Sc 
 
 
 
 
RIO DE JANEIRO, RJ- BRASIL 
DEZEMBRO de 2016 
 
ii 
 
 
 
 
 Lobato Fernández, Alberto 
 Txasko Arregui, Ibai 
 
 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e 
Coletores Tronco de Esgotamento Sanitário para o Sistema 
Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 / Alberto Lobato 
Fernández, Ibai Txasko Arregui – Rio de Janeiro: UFRJ / 
Escola Politécnica, 2016. 
 
VIII, 60 p.: il.; 29,7 cm 
 
Orientadores: Monica Maria Pena, 
 Pedro Fernández Carrasco 
 
Projeto de Graduação – UFRJ / Escola Politécnica / 
Curso de Engenharia Civil, 2016 
 
1. Análise populacional 2. Rede de esgotamento 3. 
Dimensionamento sistema I. Monica Maria Pena II. 
Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola 
Politécnica, curso de Engenharia Civil III. 
Dimensionamento de uma rede de esgotamento 
sanitário para o sistema Pavuna (Rio de Janeiro) 
 
 
 
iii 
AGRADECIMENTOS 
 
Primeiramente, gostaria de expressar meu agradecimento profundo e sincero à professora 
orientadora Mônica Pena, porque sem sua atenção e ajuda durante todo o processo, não teria 
sido possível a elaboração deste projeto. 
Uma menção especial à "E.T.S.I. de Caminos, Canales y Puertos" de Madri, que me ofereceu a 
oportunidade de realizar este intercâmbio. Assim como ao orientador Pedro Fernández Carrasco, 
que desde a Espanha possibilita a realiza deste trabalho. 
Seria impossível não citar meus companheiros nesta aventura, Ginés, Ibai, José, Pablo y Santiago, 
que, desde o início, foram meu melhor apoio e fizeram deste ano uma experiência inesquecível. 
Um agradecimento especial a David, uma amizade que tive a honra de adquirir neste ano, cuja 
entrega e carinho nos últimos meses foram de imensa ajuda, tornando as tarefas mais tranquilas 
e proveitosas. 
Finalmente, agradecer minha família, minha base, por todo o apoio proporcionado desde 
Espanha. A meus pais, Rosa y Manuel, por acreditar sempre em mim, ensinando tudo o que sou e 
incentivando sempre seguir meus sonhos, e a meu irmão Víctor, por todos os conselhos e por ser 
um exemplo a seguir em todos os aspectos de minha vida. 
A todos vocês, muito obrigado, 
Alberto Lobato Fernández 
 
iv 
 
Aos meus pais, Andoni e Amaia, que sempre foram exemplo em todos os âmbitos da minha vida 
e que sempre estiveram apoiando-me em todas minhas decisões, sem eles nada de o que eu sou 
hoje poderia ter acontecido. 
Ao meu irmão Markel pelo suporte em estes anos de trabalho quando sempre é necessário e 
nunca valorado. 
Aos meus companheiros Ginés, Pepe, Pablo, Santiago e a minha dupla do projeto Alberto, pelo 
ano e meio juntos no Rio de Janeiro e pelos seis anos e meio de universidade que 
compartilhamos, todo o esforço terá sua recompensa. 
Aos professores Monica e Pedro que me ajudaram, mostraram seu conhecimento e prestaram a 
atenção necessária para fazer este trabalho. 
À Universidade Federal do Rio de Janeiro e à Universidade Politécnica de Madrid por fazer este 
intercambio possível. E a todas as pessoas que tornaram possível o percurso até aqui, muito 
obrigado! 
Ibai Txasko Arregui 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
v 
 
Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte 
dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil. 
 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de Esgotamento 
Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
Alberto Lobato Fernández 
Ibai Txasko Arregui 
 
 
Dezembro de 2016 
 
 Orientadores: Monica Maria Pena, Pedro Fernández Carrasco 
Curso: Engenharia Civil 
Devido à falta de coleta e inexistência de Sistemas de Esgotamento Sanitário em 
diversas áreas da Região Metropolitana do Rio de Janeiro, se faz necessário a concepção 
e dimensionamento dos mesmos para diminuir os impactos ambientais sobre a Baía de 
Guanabara e para melhoria das condições ambientais do entorno. 
Foi elaborado um projeto de uma rede de esgotamento sanitário na parte da bacia do Rio 
Pavuna, conforme o estabelecido no Programa de Saneamento Ambiental dos 
Municípios no Entorno da Baia de Guanabara (PSAM) para posteriormente possibilitar 
o tratamento dos esgotos na ETE Pavuna e assim atender as necessidades ambientais da 
área. 
Para o desenvolvimento do projeto foram realizados estudos de população e vazões, 
área e topografia, definição de Estações Elevatórias (EE), e, posteriormente, foi 
utilizado o software SANCAD para o projeto final da rede de esgotamento sanitário, 
levando em consideração os condicionantes da normativa existente e os critérios 
econômicos. 
Palavras-chave: Região Metropolitana de Rio de Janeiro, Sistema Pavuna, Sistema de 
Esgotamento Sanitário e Rede Coletora, SANCAD, Saneamento Ambiental, Baia de 
Guanabara 
Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfilment of 
the requirements for the degree of Civil Engineer. 
 
Wastewater Network Desing and Dimensioning for the Pavuna System/Rio de 
Janeiro - Sub-basins 4, 5, 6 and 7 
 
Alberto Lobato Fernández 
Ibai Txasko Arregui 
 
 
December of 2016 
 
 
Advisors: Monica María Pena, Pedro Fernández Carrasco 
Course: Civil Engineering 
Due to the lack of connection and inexistence of sewage networks all over some areas 
of the Metropolitan Area of Rio de Janeiro a dimensioning and projection of them is 
needed for diminishing environmental damages over the Guanabara Bay and for 
improving the environmental conditions of the area. 
A wastewater network is projected in the Pavuna area, according to the Environmental 
Sewage Program of the Municipalities in the Guanabara Bay Area (PSAM), in order to 
be treated after in the Pavuna Wastewater Treatment Plant and attend the 
environmental needs of the area. 
For the development of the project, population and demand studies were done, and 
also topography and pumping station studies. Finally the SANCAD software was used 
to the final design of the wastewater network, considering the conditioning factors of 
the actual regulation and the economic criteria. 
 
Keywords: Metropolitan Area of Rio de Janeiro, Pavuna System, Wastewater 
Network, SANCAD, Guanabara Bay, Environmental Care 
 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
vii 
Índice 
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 2 
1.1. JUSTIFICATIVA DO PROJETO .......................................................................................... 3 
1.2. LOCALIZAÇÃO ................................................................................................................4 
1.2.1. Climatologia ........................................................................................................... 9 
1.2.1. Geologia .............................................................................................................. 10 
1.2.2. Morfologia ........................................................................................................... 11 
1.2.3. Relevo .................................................................................................................. 11 
1.2.4. Rede Hidrográfica ................................................................................................ 11 
2. SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO ............................................................................ 13 
2.1 Considerações Gerais .................................................................................................. 13 
2.2 Tipos de Sistemas de Esgotamento ............................................................................. 13 
2.3 Sistema de Esgotamento Sanitário Existente .............................................................. 15 
2.4 Necessidades da Área ................................................................................................. 17 
3. METODOLOGIA .................................................................................................................... 19 
3.1 Concepção de Sistemas de Esgotamento Sanitário .................................................... 19 
3.2 Objetivos ..................................................................................................................... 19 
3.3 Partes de um Sistema .................................................................................................. 19 
3.4 Hidráulica dos Coletores – Regime Hidráulico do Escoamento .................................. 20 
3.5 Estudo de Concepção de Sistema de Esgotamento Sanitário ..................................... 20 
3.6 Concepção do Traçado da Rede .................................................................................. 22 
3.7 Dimensionamento Hidráulico ..................................................................................... 23 
3.8 Disposições Construtivas ............................................................................................. 25 
3.9 Modelagem Hidráulica ................................................................................................ 29 
4. ESTUDO POPULACIONAL ..................................................................................................... 30 
4.1 Estimativa .................................................................................................................... 31 
4.2 Distribuição geográfica ................................................................................................ 33 
5. ESTUDO DE VAZÕES ............................................................................................................ 35 
6. DIMENSIONAMENTO .......................................................................................................... 38 
6.1 Estudo da Sub-Bacia 7 ................................................................................................. 38 
6.2 Estudo da Sub-Bacia 6 ................................................................................................. 39 
6.3 Estudo da Sub-Bacia 5 ................................................................................................. 40 
6.4 Estudo da Sub-Bacia 4 ................................................................................................. 42 
6.5 Vazões dos Grandes Contribuintes ............................................................................. 43 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
viii 
7. RESULTADOS OBTIDOS ........................................................................................................ 44 
7.1 Vazões ......................................................................................................................... 44 
7.2 Coletor tronco ............................................................................................................. 44 
8. ORÇAMENTO ....................................................................................................................... 55 
8.1. Sub-Bacia 7 .................................................................................................................. 55 
8.2. Sub-Bacia 5 .................................................................................................................. 56 
8.3. Sub-Bacia 6 .................................................................................................................. 57 
8.4. Sub-Bacia 4 .................................................................................................................. 58 
8.5. Total............................................................................................................................. 58 
9. CONCLUSÃO ........................................................................................................................ 59 
10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................... 60 
 
ANEXO I: PLANILHAS DE DIMENSIONAMENTO DA REDE COLETORA 
ANEXO II: MAPAS DA REDE COLETORA E COLETORES TRONCO 
 
Lista de figuras 
Fig 1: Sistema Pavuna completo (Fonte: PDBG) ............................................................................ 2 
Fig 2: Localização da cidade do Rio de Janeiro no Brasil (Fonte: PMSB-RJ) .................................. 4 
Fig 3: Localização de Pavuna no Rio de Janeiro (Fonte: Google Maps) ........................................ 5 
Fig 4: Municipios da Baixa Fluminense (Fonte: PSAM) ................................................................. 8 
Fig 5: ETE Pavuna (Fonte: CEDAE) ................................................................................................. 8 
Fig 6: Normais climatológicas referentes à Insolação e Umidade para o Rio de Janeiro e seu 
entorno (Fonte: INMET Instituto Nacional de Meteorologia)....................................................... 9 
Fig 7: Mapa geológico do Estado do Rio de Janeiro e representação dos principais planos de 
falha na área de interesse. (Fonte: CPRM, 2000) ........................................................................ 10 
Fig 8: Definição das principais bacias hidrográficas na área de interesse do projeto (Fonte: 
PSAM) .......................................................................................................................................... 12 
Fig 9: Divisão em grandes Bacias hidrográficas do município de Rio de Janeiro (Fonte: PMSB-RJ)
 ..................................................................................................................................................... 13 
Fig 10: Sistema de esgotamento unitário (Fonte: Notas de Aula Esgotamento Sanitário) ......... 14 
Fig 11: Sistema separador absoluto (Fonte: Notas de Aula Esgotamento Sanitário) ................. 15 
Fig 12: Sistemas de esgotamento existentes (Fonte: PSAM) ...................................................... 18 
Fig 13: Poço de Visita (Fonte: Notas de aula Esgotamento Sanitário) ........................................ 28 
Fig 14: Numeração das bacias (Fonte: PSAM e elaboração própria) .......................................... 33 
Fig 15: Bairros considerados no estudo (Fonte: PSAM e elaboração própria) ........................... 34 
Fig 16: Sub-bacias do sistema (Fonte: PSAM e elaboração própria) ........................................... 38 
 
1 
 
Lista de abreviaturas e siglas 
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas 
AEERJ Associação das Empresas de engenharia do Rio de Janeiro 
ASCOM Assessoriade Comunicação Social 
CECA Comissão Estadual de Controle Ambiental 
CEDAE Companhia Estadual de Águas e Esgotos 
CONAMA Conselho Nacional de Meio Ambiente 
CPRM Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais 
DOERJ Diário Oficial do Estado do Rio de Janeiro 
ERSB Estudo Regional de Saneamento Básico 
ETE Estação de Tratamento de Esgoto Sanitário 
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística 
IPP Instituto Pereira Passos 
NBR Norma Brasileira Registrada 
PDBG Programa de Despoluição da Baía de Guanabara 
PDES-RMRJ Plano Diretor de Esgotamento Sanitário da Região Metropolitana do Rio de 
Janeiro 
PSAM Programa de Saneamento Ambiental dos Municípios do Entorno da Baía de 
Guanabara 
PVC Cloreto de Polivinila 
RMRJ Região Metropolitana do Rio de Janeiro 
SEA Secretaria de Estado do Ambiente 
 
 
 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
2 
 
1. INTRODUÇÃO 
O presente documento visa elaborar o projeto de um novo sistema de esgotamento 
sanitário na zona norte da cidade do Rio de Janeiro, no bairro de Pavuna e cercanias, 
atendendo a parte da Bacia do Rio Pavuna. Consiste no dimensionamento de uma rede 
coletora de esgoto em área da margem direita do rio Acari, localizada no município do Rio de 
Janeiro. O sistema Pavuna completo pode se observar na figura 1. O intuito do estudo é aplicar 
os conhecimentos da engenharia civil obtidos na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) 
e na Universidad Politécnica de Madrid (UPM) para poder implantar um estudo a favor da 
população. 
 
Fig 1: Sistema Pavuna completo (Fonte: PDBG) 
A proposição de um novo sistema de saneamento surge decorrente do déficit em atendimento 
na área e da necessidade de reduzir o despejo de esgotos in natura na Baía de Guanabara. A 
maioria dos cursos d’água de algumas bacias pertencentes à Baía de Guanabara como a dos 
rios Acari (Meriti - Pavuna), Sarapuí, Estrela (Saracuruna) e Iguaçu encontram-se canalizados 
de forma aberta ou subterrânea, e apresentam suas águas extremamente poluídas pelas 
cargas de esgotos que recebem, além de lançamentos de resíduos sólidos. 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
3 
A renovação cíclica das águas da Baía de Guanabara pelas marés não é suficiente para manter 
a baía em boa qualidade de água para a balneabilidade. Os atuais níveis de poluição da Baía de 
Guanabara são decorrentes de um processo de degradação que se intensificou, 
principalmente, nas décadas de 1950-1960, com o crescimento urbano acelerado verificado no 
seu entorno, sem o devido acompanhamento dos serviços de saneamento básico ocasionando 
o aumento do lançamento dos esgotos sem tratamento neste corpo hídrico. 
Dentre as potenciais fontes poluidoras, encontram-se diversos tipos de indústrias, terminais 
marítimos de produtos petrolíferos, dois portos comerciais, duas refinarias de petróleo, 
estaleiros, dentre outras atividades econômicas. Ao mesmo tempo, sérios problemas de saúde 
pública vêm caracterizando a região da bacia hidrográfica da Baía de Guanabara, expondo a 
inadequada gestão dos esgotos sanitários e dos resíduos sólidos urbanos. Durante todo esse 
tempo, a execução dos serviços de infraestrutura de saneamento e drenagem não 
acompanhou o crescimento urbano. 
O Projeto de Complementação do Sistema de Coleta de Esgotos da ETE Pavuna consiste em: 
Redes Coletoras de Esgotos, Interceptores, Estações Elevatórias, Coletores Troncos e 
Emissários de Recalque. 
 
1.1. JUSTIFICATIVA DO PROJETO 
A seguir apresentam-se alguns programas de Saneamento já realizados e em andamento na 
região: 
 O Programa de Despoluição da Baía de Guanabara (PDBG), foi concebido no início da 
década de 90, visando melhorar as condições sanitárias e ambientais da Região 
Metropolitana do Rio de Janeiro, a proporcionar um impacto positivo na qualidade de 
vida da população local, tendo como objetivo promover a despoluição da Baía de 
Guanabara e áreas adjacentes. 
O sistema Pavuna - Meriti localiza-se em área que abrange quatro municípios da RMRJ: 
Duque de Caxias, São João de Meriti, Nilópolis e Rio de Janeiro. Atende parcialmente o 
Município do Rio de Janeiro, é composto por coletores e duas Estações de Tratamento 
na Bacia de Acari (ETE Acari e ETE Realengo), pequenos núcleos dotados de coletores 
nas proximidades do rio Pavuna - Meriti e coletores na Bacia do Rio das Pedras. As 
bacias que compõem este sistema, segundo o PDESRMRJ são: Pavuna-Meriti 01 e 02, 
Acari e Rio das Pedras. 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
4 
 
 O PSAM, Programa de Saneamento Ambiental dos Municípios do Entorno da Baía de 
Guanabara, que tem por objetivo geral a reversão da degradação ambiental da Baía da 
Guanabara: 
-Componente 1: Implantação de Sistemas de Esgotamento Sanitário 
-Componente 2: Apoio à atuação das instituições (INEA, CEDAE e AGENERSA) 
-Componente 3: Promoção das Políticas Públicas Municipais de Saneamento 
 
 O PMSB, Plano Municipal de Saneamento Básico: o principal objetivo do serviço de 
saneamento básico é a manutenção da vida com qualidade, através, entre outros 
serviços, da oferta de água de potável e de soluções referentes à coleta e tratamento 
do esgotamento sanitário. No Brasil, é um direito de todos, de acordo com a 
Constituição de 1988, a ser garantido pelos municípios do país. 
 
1.2. LOCALIZAÇÃO 
O sistema Pavuna se encontra no bairro do mesmo nome, localizado na zona norte da cidade 
do Rio de Janeiro. Em termos de coordenadas, o município do RJ fica localizado a 22°54’10’’S e 
43°12’28’’W e ocupa uma área total de 1356 km2. Faz divisa com os municípios de Duque de 
Caxias, Itaguaí, Seropédica, Mesquita, Nilópolis, Nova Iguaçu e São João de Meriti. 
 
 
Fig 2: Localização da cidade do Rio de Janeiro no Brasil (Fonte: PMSB-RJ) 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
5 
 
 
Fig 3: Localização de Pavuna no Rio de Janeiro (Fonte: Google Maps) 
 
Em 1981 a cidade passou a ter uma nova base estrutural visando facilitar sua coordenação e 
planejamento. A partir de então, institui-se codificação institucional das Áreas de 
Planejamento, conhecidas por “AP”, das Regiões Administrativas, conhecidas por “RA”, e dos 
Bairros, tendo sido, pela primeira vez, oficializados seus limites físicos. Seguiram-se diversas 
atualizações e correções dessas divisões, inclusive com a criação de alguns bairros. 
Atualmente, o município conta com 5 Áreas de Planejamento, 33 Regiões Administrativas e 
160 Bairros. 
 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
6 
 
O projeto localiza-se na área conhecida como AP3, formada pela maior parte das planícies das 
Baixada de Inhaúma e Irajá que se estendem ao norte do maciço da Tijuca, também agregando 
a Ilha do Governador. Compreende 13 Regiões Administrativas: Ramos, Penha, Vigário Geral, 
Anchieta, Méier, Jacarezinho, Complexo do Alemão, Ilha do Governador, Inhaúma, Irajá, 
Pavuna, Complexo da Maré e Madureira. Trata-se da área mais populosa da cidade, um 
mosaico em termos da composição social em que prevalecem camadas populares e de classe 
média baixa. 
 
Atualmente conhecida como Zona Norte, é uma região que se organizou, historicamente, 
segundo os três eixos de ferrovias e linhas de bonde que a serviam. Hoje, o seu eixo central é 
formado pelas rodovias da Avenida Brasil e da Linha Vermelha, as principais vias das relações 
interestaduais da cidade. A importância desta faixa pode serreconhecida, ainda, pelo fato de 
conduzir para a ponte Rio/Niterói e para o aeroporto internacional. Recentemente a 
prevalência da grande circulação longitudinal foi quebrada com a implantação da Linha 
Amarela, cujo traçado se estende da Barra da Tijuca à Linha Vermelha, cortando o relevo por 
túneis e pontes e cruzando a Zona Norte. 
 
Os grandes eixos de circulação influíram para a localização industrial nesta faixa, onde se situa 
a refinaria de Manguinhos, grandes mercados, como o São Sebastião e o Irajá. Há ainda 
instituições como a Fiocruz e a UFRJ, esta última sobre a Ilha do Fundão, além de instalações 
militares. A igreja da Penha, no alto de um penhasco forma um dos ícones da cidade. 
 
A região da AP-3, correspondente aos bairros dos subúrbios da Zona Norte, pode ser analisada 
como uma grande área homogênea em termos de tendência de ocupação do solo. Apesar de 
ter o zoneamento gravado em grande extensão como zona industrial, a ocupação residencial é 
mais do que preponderante em quase todos os bairros que se estendem de Bonsucesso a 
Pavuna, à exceção dos logradouros das proximidades dos grandes eixos viários - como a 
Avenida Brasil - e dos centros dos bairros, localizados frequentemente junto às estações dos 
ramais ferroviários que cortam a região. 
 
A área específica de estudo localiza-se na Baia de Guanabara, na margem direita do rio Acari. 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
7 
 
Figura 5 – Localização da área de estudo (Fonte: PMSB-RJ) 
 
O rio Pavuna divide a cidade do Rio de Janeiro das outras da Baixada Fluminense, 
desembocando na Baía de Guanabara. De utilização político-institucional, a expressão Baixada 
Fluminense é utilizada para o planejamento e as ações de governo, assim como para o 
histórico-cultural, com base na formação social daquela região. Em 2005, o Governo do 
Estado, através da Secretaria de Estado de Desenvolvimento da Baixada e Região 
Metropolitana, considerava como da Baixada Fluminense os seguintes municípios: Belford 
Roxo, Duque de Caxias, Guapimirim, Itaguaí, Japeri, Magé, Mesquita, Nilópolis, Nova Iguaçu, 
Paracambi, Queimados, São João de Meriti e Seropédica 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
8 
 
Fig 4: Municipios da Baixa Fluminense (Fonte: PSAM) 
O sistema Pavuna é composto pela Estação de Tratamento de Esgotos da Pavuna e pelos 
Troncos e Redes Coletoras de esgotos das Bacias dos Rios Pavuna e Meriti. A estação de 
tratamento tem por objetivo: Promover o tratamento primário e secundário dos esgotos 
coletados pelo Sistema de Coleta e Transporte de Esgotos das Bacias dos Rios Pavuna e Meriti, 
em parte dos Municípios do Rio de Janeiro, Duque de Caxias e São João de Meriti. 
 
Fig 5: ETE Pavuna (Fonte: CEDAE) 
Após a ETE, as águas tratadas são lançadas no Rio Pavuna com deságue na Baia Guanabara. A 
Baía de Guanabara, segunda maior baía do litoral brasileiro, possui uma área de 
aproximadamente 381 km², comportando um volume de água de 3 bilhões de metros cúbicos, 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
9 
circundado por um perímetro de 131 km banhando praticamente toda a Região Metropolitana 
do Rio de Janeiro - RMRJ. 
A bacia hidrográfica compreende uma superfície de 4.081 km², apresentando topografia 
diversificada, sendo constituída por planícies, das quais se destaca uma grande depressão 
denominada Baixada Fluminense; pelas colinas e maciços costeiros e pelas escarpas da Serra 
do Mar 
 
1.2.1. Climatologia 
Podemos resumir que o clima na Região da Baixada Fluminense predominante é tropical 
semiúmido, com temperatura média anual de 24° C e chuvas abundantes no verão e invernos 
secos, com índice de chuva chegando a 1.250 milímetros anuais. 
De acordo com o Instituto Nacional de Meteorologia (2013), a média das precipitações para a 
cidade do Rio de Janeiro e o seu entorno entre os anos de 1961 e 1990 apontam para 
periodizações bastante definidas 
Ao longo dos meses de dezembro, Janeiro, Fevereiro e Março, as médias variam 
aproximadamente de 130 a 140 mm, enquanto que os meses mais frios do ano se caracterizam 
por baixas médias pluviométricas, variando entre 40 e 60 mm ao longo dos meses de Junho, 
Julho, Agosto e Setembro. Ao mesmo tempo é interessante verificar a baixa variabilidade da 
temperatura ao longo de todo o ano. Ainda assim, verifica-se um decréscimo dos valores de 
inverno quando comparado ao restante do ano 
 
Fig 6: Normais climatológicas referentes à Insolação e Umidade para o Rio de Janeiro e seu entorno (Fonte: 
INMET Instituto Nacional de Meteorologia) 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
10 
1.2.2. Geologia 
Observando o mapa geológico do Estado do Rio de Janeiro, têm-se as seguintes características 
estruturais geológicas: 
- Rochas ortoderivadas, que são formadas a partir do metamorfismo sobre rochas ígneas. As 
rochas ortoderivadas mais comuns no Estado são os chamados ortognaisses, que possuem 
uma composição semelhante ao granito, mas que mostram uma estrutura planar bem 
desenvolvida que os geólogos chamam de foliação. 
- Sedimentos Quaternários (recentes): representados por lamas, turfa, areias, cascalhos e 
conglomerados depositados entre o presente e 2 milhões de anos atrás. Esses sedimentos se 
concentram principalmente próximo ao litoral, nos vales dos rios, nas bordas das lagoas e nos 
brejos. 
 
Fig 7: Mapa geológico do Estado do Rio de Janeiro e representação dos principais planos de falha na área de 
interesse. (Fonte: CPRM, 2000) 
Legenda: 
83 Complexo Paraíba do Sul (NPps) 
151 Granitóide foliado e ortognaisse tipo I 
153 Granitóide foliado peraluminoso tipo S 
161 Granitóide tipo I, calcialcalino de alto K 
163 Granitóide tipo I, calcialcalino de alto K, granito pedra branca 
185 Intrusões Alcalinas 
205 Depósitos litorâneos 
206 Depósitos fluvio-lagunares 
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 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
11 
1.2.3. Morfologia 
Esta região consiste na zona mais populosa do Estado do Rio de Janeiro, destacando-se o Rio 
de Janeiro e os núcleos urbanos de Niterói, São Gonçalo, Nova Iguaçu, Belford Roxo, Nilópolis, 
São João de Meriti e Duque de Caxias. Caracteriza-se como a área ambientalmente mais 
degradada do Estado e, assim como todas as outras regiões metropolitanas no Brasil, 
apresenta graves problemas de natureza socioambiental decorrentes do expressivo 
crescimento desordenado verificado nas últimas décadas 
1.2.4. Relevo 
O relevo do Município do Rio de Janeiro caracteriza-se por contrastes marcantes, montanhas e 
mar, florestas e praias ou paredões rochosos subindo abruptamente de baixadas extensas. 
Está filiado ao sistema da Serra do Mar, recoberto pela floresta da Mata Atlântica e apresenta 
três importantes grupos montanhosos, mais alguns conjuntos de serras menores e morros 
isolados em meio às planícies. 
 
A área de estudo caracteriza-se por um relevo muito irregular, existindo diversos morros ao 
longo de toda a extensão que fazem a projeção da rede de esgotamento mais complicada. 
 
O relevo da área de interesse está intrinsecamente relacionado com os dados referentes à 
Geologia e Geomorfologia da região de interesse. 
1.2.5. Rede Hidrográfica 
O Estado do Rio de Janeiro pertence à Região Hidrográfica Atlântico Sudeste, formada pelas 
bacias hidrográficas dos rios que deságuam no litoral sudeste brasileiro, do norte do Paraná ao 
norte do Espírito Santo.A região tem cerca de 230 mil km² de área. Os seus principais rios são 
o Paraíba do Sul e o Doce, com respectivamente 1.137 e 853 km de extensão. 
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12 
 
Fig 8: Definição das principais bacias hidrográficas na área de interesse do projeto (Fonte: PSAM) 
A principal contribuição fluvial da cidade está dividida entre as Baías de Guanabara e de 
Sepetiba, havendo bacias de menor importância ao longo do litoral oceânico. Podem-se 
destacar quatro vertentes principais: Oceano Atlântico, Baías de Guanabara, Baía de Sepetiba 
e Lagoa de Jacarepaguá; e três centros dispersores d´água: Maciço da Pedra Branca, Maciço da 
Tijuca e Maciço de Gericinó. A rede hidrográfica do Município caracteriza-se pelo modesto 
volume d´água. Os cursos d´água possuem um pequeno trecho nas áreas de relevo e grandes 
percursos nas áreas planas, sendo, por isso, classificados como rios de planície. Quando da 
passagem das áreas elevadas para as mais baixas, há uma redução acentuada de declive, 
contribuindo bastante para a ocorrência de enchentes. Potencializando o problema, o 
aumento dos níveis das marés cheias em época das chuvas, que interceptam na foz o 
escoamento das águas; promovem grandes áreas permanentemente alagadas. Com o objetivo 
de recuperar essas áreas, surgiram os projetos de retificação e canalização de grande parte dos 
rios, tanto na região oriental quanto na região ocidental do Município. Embora o escoamento 
se realize mais rapidamente, devido a inexistência de infiltração dessas águas no solo, há 
problemas de fluxo das mesmas. 
 
Somente uma pequena porção da rede hidrográfica (nos altos cursos) é aproveitada no 
fornecimento de energia elétrica à cidade. O rio Guandu, que recebe as águas desviadas do Rio 
Paraíba do Sul, é responsável por grande parte do abastecimento, complementado, através de 
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13 
adutoras, por mananciais localizados em municípios vizinhos. O Município do Rio de Janeiro se 
divide em quatro grandes Bacias Hidrográficas, conforme figura a seguir: 
 
 
 
Fig 9: Divisão em grandes Bacias hidrográficas do município de Rio de Janeiro (Fonte: PMSB-RJ) 
 
2. SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO 
2.1 Considerações Gerais 
Os serviços de esgotamento sanitário são basicamente o conjunto de ações e instalações que 
visam o tratamento e a destinação apropriados para as águas servidas nos domicílios, ou seja, 
os esgotos sanitários, garantindo assim, que os mesmos não influenciem prejudicialmente o 
meio ambiente. 
As soluções para o serviço de saneamento, especificamente dos efluentes sanitários, são 
diversas, variadas e influenciadas por inúmeros aspectos externos, sejam fatores físicos, como 
relevo e topografia, ou fatores demográficos, como densidade populacional e projeções 
futuras, além de fatores sociais e culturais, a exemplo da não aceitação popular de uma 
determinada solução ou do grau de poluição ao meio ambiente, permitido pela legislação. 
2.2 Tipos de Sistemas de Esgotamento 
Existem três tipos de sistemas de esgotamento: 
 Sistema de esgotamento unitário (sistema combinado-combined sewer system or 
overflow). Desenvolvido para atender cidades com ruas pavimentadas e com nível 
econômico, que permita assegurar recursos financeiros para as obras públicas. 
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14 
 Águas residuais: domésticas e industriais 
 Águas de infiltração: água de subsolo que penetra no sistema através de 
tubulações e órgãos acessórios 
 Águas pluviais que veiculam por um único sistema. 
O sistema exige desde o início investimentos elevados, devido às grandes dimensões dos 
condutos e das obras complementares e a aplicação dos recursos precisa ser feita de maneira 
mais concentrada, reduzindo a flexibilidade de execução programada por sistema. Além disso, 
as galerias de águas pluviais, que normalmente são executadas em 50% ou menos das vias 
públicas, terão de ser construídas em todos os logradouros. O sistema não funciona bem em 
vias não pavimentadas, que se apresentam com elevada frequência em este caso. As obras são 
de execução mais difícil e mais demorada. 
 
Fig 10: Sistema de esgotamento unitário (Fonte: Notas de Aula Esgotamento Sanitário) 
 Sistema de esgotamento separador parcial. Para cidades com limitações de recursos 
financeiros, áreas não pavimentadas, casas com áreas e pátios internos de difícil drenagem 
e com chuvas de alta intensidade. 
 Águas residuais: domésticas e industriais 
 Águas de infiltração 
 Parcela das águas de chuva: provenientes de telhados e pátios das edificações, são 
encaminhadas juntamente para um único sistema de coleta e transporte de 
esgotos. 
 
 Sistema separador absoluto (separate sewer system). Águas residuais urbanas coletadas e 
transportadas em um sistema totalmente separado daquele destinado às águas pluviais. 
Permite o esgotamento das águas residuais com vazões menores, resultando em obras de 
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15 
menor porte e consequentemente de menor custo, resolvendo o problema mais grave de 
saneamento da cidade. 
 Águas residuais: domésticas e industriais 
 Águas de infiltração: água de subsolo que penetra no sistema através de 
tubulações e órgãos acessórios, que constituem o esgoto sanitário, veiculam em 
um sistema independente, denominado sistema de esgoto sanitário. 
 Águas pluviais são coletadas e transportadas em um sistema de drenagem pluvial 
totalmente independente. 
O sistema separador custa menos pelo fato de empregar tubos mais baratos, de fabricação 
industrial, oferece mais flexibilidade para a execução por etapas, reduz consideravelmente o 
custo do afastamento das águas pluviais porque permite o seu lançamento no curso de água 
mais próximo. O sistema não está condicionado e nem obriga a pavimentação das vias 
públicas, reduz muito a extensão das canalizações de grande diâmetro em uma cidade e não 
prejudica a depuração dos esgotos sanitários. A norma brasileira NBR 9649 apresenta os 
critérios e premissas de dimensionamento de rede coletora de esgotamento sanitário para 
sistema separador absoluto 
 
Fig 11: Sistema separador absoluto (Fonte: Notas de Aula Esgotamento Sanitário) 
O sistema escolhido para este projeto é o sistema separador absoluto. 
2.3 Sistema de Esgotamento Sanitário Existente 
O sistema Pavuna/Meriti localiza-se em uma área que abrange quatro municípios da RMRJ: 
Duque de Caxias, São João de Meriti, Nilópolis e Rio de Janeiro. As bacias que compõem este 
sistema são: 
 Bacia do Pavuna-Meriti 01 
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16 
 Bacia do Pavuna-Meriti 02 
 Bacia de Acarí 
A bacia do Pavuna-Meriti, em grande parte de sua área, não possui rede coletora de esgotos, 
sendo alguns logradouros esgotados pelo sistema de drenagem pluvial. Na região pertencente 
ao município do Rio de Janeiro, que é a região de estudo, existem alguns logradouros que 
possuem rede do tipo separador absoluto. 
O destino final dos efluentes coletados nos locais onde há rede de esgotos é a Estação de 
Tratamento de Esgotos (ETE) de Acarí, com tratamento a nível secundário, pelo processo de 
aeração prolongada. 
Segundo dados extraídos do Plano Diretor de Esgotamento Sanitário da Região Metropolitana 
do Rio de Janeiro e das Bacias Contribuintes à Baía de Guanabara (PDESRMRJ),de 1994, a 
Cidade do Rio de Janeiro pertence à sub-bacia Oeste de esgotamento sanitário do estado, 
constituída, de acordo com a topografia, por três sistemas: Guanabara, onde os efluentes são 
encaminhados para a Baia de Guanabara e Oceano Atlântico; Jacarepaguá, em que o 
esgotamento dos efluentes vai para o Oceano Atlântico; e Sepetiba, que lança os esgotos para 
a Baia de Sepetiba. 
O quadro apresentado embaixo relaciona, de acordo com o Plano Diretor, as bacias de 
esgotamento ou bairros e o tipo de sistema implantado. 
 
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17 
2.4 Necessidades da Área 
Para atender de forma satisfatória à população residente na área de estudo, visando atingir a 
universalização, tanto a infraestrutura de abastecimento de água quanto à infraestrutura de 
coleta e tratamento de esgoto precisam ser ampliadas. A infraestrutura hidráulica já 
construída precisa ser reavaliada e requalificada ou reabilitada de modo que se tenham os 
serviços de saneamento básico operando com a eficiência requerida na normativa. 
Apesar que a Política Nacional de Saneamento impõe aos municípios a obrigatoriedade de 
elaborarem seus respectivos Planos Municipais de Saneamento – PMSB, devido à integração 
hidráulica dos sistemas de água e esgotos, para elaborarem os seus Planos Municipais é 
necessário o conhecimento técnico detalhado dos sistemas regionais integrados de 
Abastecimento de Água e Tratamento de Esgoto. 
O Programa de Saneamento Ambiental dos Municípios do Entorno da Baia de Guanabara-
PSAM, estabeleceu também como premissa de seu cumprimento o apoio às elaborações dos 
PMSB e o planejamento dos projetos de engenharia de infraestrutura, de modo a hierarquizar 
os investimentos necessários e efetuar o monitoramento dos resultados a serem alcançados 
pelo referido Programa. Por isso é necessária uma visão panorâmica e o planejamento regional 
para o esgotamento sanitário, a fim de evitar a fragmentação e desarticulação das ações a 
serem implementadas, evitando-se o desperdício de recursos e o não atendimento das 
demandas da sociedade. A área de estudo localiza-se na proposição do PSAM na bacia do Rio 
Pavuna. 
De uma forma geral, a situação dos serviços de esgoto nos municípios encontra-se bastante 
deficitária, sendo o maior problema verificado que as estatísticas consideram como coletados 
os esgotos sanitários encaminhados à rede de águas pluviais, contrariando a boa técnica de 
saneamento básico preconizada pela NBR 9649. 
A seguinte figura mostra a situação em planta do esgotamento sanitário na parte Oeste da 
Bacia Hidrográfica da Baía de Guanabara e apresenta os sistemas de esgotos em 
funcionamento com suas respectivas Estações de Tratamento de Esgotos principais (ETE). 
Nota-se que existem algumas áreas não atendidas por tratamento adequado mesmo com a 
existência de redes de esgotamento, as quais acabam lançando os esgotos domésticos em rios 
e valões “in natura”. 
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18 
 
Fig 12: Sistemas de esgotamento existentes (Fonte: PSAM) 
No caso da área de estudo, existe um acréscimo significativo da rede geral de esgoto nos 
últimos anos, tendo um “boom” da extensão da rede entre os anos 2008 e 2010 devido à 
existência de um sistema de esgoto mais consolidado na cidade de Rio de Janeiro quando 
comparadas com as outras áreas, sobre as quais os movimentos de implementação de 
infraestrutura básica ocorreram de maneira mais intensa já no fim da década de 90. 
 A ETE Pavuna, onde os esgotos da área de estudo vão escoar, em um primeiro momento, foi 
dimensionada para possuir a partir da sua capacidade máxima, o tratamento na sua etapa final 
de 3,0 m³/s de esgotos no grau de tratamento secundário. Na primeira etapa de sua 
implementação, o tratamento primário era quimicamente assistido, possuindo também a 
estabilização alcalina dos lodos, para uma vazão média de 1,0 m3/s. Na segunda etapa (quadro 
que se encontra atualmente vigente desta ETE) foram construídas as unidades e 
infraestruturas necessárias ao tratamento secundário, assim como foram instalados os 
equipamentos de cada unidade (tratamento primário e secundário) para uma vazão média de 
1,5 m3/s. 
 
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19 
3. METODOLOGIA 
A rede foi dimensionada segundo a NBR 9649. a Norma Técnica SABESP NTS025 de Projeto de 
Redes Coletoras de Esgotos também foi consultada 
3.1 Concepção de Sistemas de Esgotamento Sanitário 
A concepção de sistemas de esgoto sanitário é o conjunto de estudos e conclusões referentes 
ao estabelecimento de todas as diretrizes, parâmetros e definições necessárias e suficientes 
para a caracterização completa do sistema a projetar, e é elaborada na fase inicial do projeto. 
A NBR 9648 apresenta os critérios e premissas para os estudos referentes à concepção de 
sistemas de esgotamento sanitário. 
 
3.2 Objetivos 
Os objetivos do projeto são: 
 Identificação e quantificação de todos os fatores intervenientes com o sistema de esgotos 
 Diagnóstico do sistema existente, considerando a situação atual e futura 
 Estabelecimento de todos os parâmetros básicos de projeto 
 Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas, para as alternativas selecionadas 
 Escolha da alternativa mais adequada mediante a comparação técnica, econômica e 
ambiental, entre as alternativas 
 Estabelecimento das diretrizes gerais de projeto e estimativa das quantidades de serviços 
que devem ser executados na fase de projeto 
 
3.3 Partes de um Sistema 
O sistema está composto por: 
 Rede coletora: conjunto de canalizações destinadas a receber e conduzir os esgotos dos 
edifícios, sendo o coletor tronco o coletor principal da bacia de drenagem. 
 Interceptor: canalização que recebe coletores ao longo de seu comprimento, não 
recebendo ligações prediais diretas. 
 Emissário: canalização destinada a conduzir os esgotos a um destino conveniente (ETE/ou 
lançamento) sem receber contribuições em marcha. 
 Corpo receptor: corpo de água onde são lançados os esgotos. 
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20 
 Sifão invertido: obra destinada à transposição de obstáculo pela tubulação de esgoto, 
funcionando sob pressão. 
 Estação elevatória: conjunto de instalações destinadas a transferir os esgotos de uma cota 
mais baixa para outra mais alta. 
 Estação de tratamento: conjunto de instalações destinadas à depuração dos esgotos, antes 
de seu lançamento. 
 Coletor tronco: canalizações de maior diâmetro responsáveis pela alimentação dos 
condutos secundários, que são responsáveis pelo escoamento principal. 
 
3.4 Hidráulica dos Coletores – Regime Hidráulico do 
Escoamento 
Nos sistemas de esgotamento, em geral a seção circular é a mais empregada, considerando-se 
que essa é a que apresenta maior rendimento se comparada às demais seções em condições 
equivalentes, visto ser a que apresenta maior raio hidráulico, além de menor consumo de 
matéria-prima para moldagem dos tubos. 
Para o cálculo das seções de vazões dos condutos, considera-se em cada trecho calculado o 
escoamento em regime permanente e uniforme, em cada trecho a vazão e a velocidade média 
são constantes. 
 Considerando que a declividade é pequena e que não atuam ações perturbadoras, 
estabelece-se o regime uniforme, por conseguinte, as seções transversais se repetem ao 
longo do escoamento e a superfície líquida torna-se paralela ao fundo. 
𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓í𝑐𝑖𝑒 𝐿í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑎 = 𝐿𝑖𝑛ℎ𝑎 𝑃𝑖𝑒𝑧𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 A superfície livre está em contato com a atmosfera, por conseguinte a pressão relativa é 
nula. 
 
3.5 Estudo de Concepção de Sistema de Esgotamento Sanitário 
Para começar a delimitar o sistema de esgotamento, é necessário realizar as seguintes 
atividades e coletar os seguintes dados: 
 Dados e características da comunidade 
 Análise do sistema de esgotamento sanitário existente 
 Estudos demográficos e de uso e ocupação do solo 
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21 
 Critérios e parâmetros de projeto 
 Cálculo das contribuições 
 Formulação criteriosa das alternativas de concepção 
 Estudo de corpos receptores 
 Pré-dimensionamento das unidades de cada alternativa 
 Estimativa de custo de cada alternativa 
 Comparação técnico-econômicas ambiental das alternativas 
 Alternativa escolhida 
 Peças gráficas do estudo de concepção 
 Memorial de cálculo 
 
Os procedimentos no presente projeto foram os seguintes: 
 Estudo da população da área e de sua distribuição; delimitação em planta dos setores 
densidades demográficas. 
 Estabelecimento dos critérios para a previsão de vazões: per capita/consumo de água por 
habitante por dia; coeficiente de retorno; coeficientes de variação de consumo; vazão de 
infiltração. 
 Estimativa das vazões dos grandes contribuintes; indústrias, hospitais, grandes edifícios em 
geral. Tais contribuintes devem ser localizados na planta da cidade, com o valor da sua 
vazão. 
 Determinação para cada setor de densidade demográfica da sua vazão específica de 
esgoto em litros por segundo por unidade de área, ou litros por segundo por metro de 
canalização. 
 Divisão da área em bacias e sub-bacias de contribuição, estudando a necessidade de 
Estações Elevatórias de Esgoto (EEE). 
 Traçado e pré-dimensionamento das redes coletoras e dos coletores tronco. 
 Quantificação preliminar das quantidades de serviços que serão executados; para os 
coletores de esgotos será feita uma pré-estimativa da extensão dos diversos diâmetros, 
com base nas vazões de esgotos. 
 Memorial descritivo e justificativo, onde são reunidos todos os critérios de cálculo, 
descrição do sistema, cálculos hidráulicos, etc. 
 Planta planialtimétrica da cidade, em escala 1:5.000 com curvas de nível de metro a metro, 
em que são desenhados a setorização das densidades demográficas, a divisão em bacias e 
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22 
sub-bacias de contribuição e o traçado dos coletores tronco com seus diâmetros e 
extensões. 
 Delimitação na planta em escala 1:2.000 ou 1:1.000, das bacias e sub-bacias de 
contribuição e dos setores de densidades demográficas diferentes. 
 Localização dos órgãos acessórios da rede na planta, identificando-os por convenção 
adequada. 
 Localização da tubulação, unindo os órgãos acessórios com a indicação do sentido de 
escoamento por uma seta no traçado da tubulação. 
 
3.6 Concepção do Traçado da Rede 
Localização da Tubulação na Via Pública 
 A escolha da posição da rede em via pública depende dos seguintes fatores: 
 Conhecimento prévio das interferências (galerias de águas pluviais, cabos telefónicos e 
elétricos, adutoras, redes de água, tubulação de gás). 
 Profundidade dos coletores. 
 As redes podem ser simples ou duplas, dependendo do nível de trafego, da largura entre 
os alinhamentos dos lotes, ou interferências que possam impossibilitar o assentamento do 
coletor no leito carroçável. 
Outros Fatores que Interferem no Traçado da Rede 
 Profundidades máximas e mínimas 
 Sondagens 
 Em passeios a profundidade máxima é de 2 a 2,5 m. 
 Em terços e leito carroçável a profundidade máxima é de 3 a 4 m. 
 Acima de 4 m necessidade de apresentar justificativa técnica-econômica. 
 O recobrimento mínimo é de 0,90 m. 
 Interferências 
 Drenagem urbana. 
 Cursos de água. 
 Grandes diâmetros nominais de abastecimento de água. 
 Transito. 
 Travessias. 
 Aproveitamento de canalizações existentes 
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23 
 Planos diretores de urbanização 
 
3.7 Dimensionamento Hidráulico 
Critérios Gerais 
 A contribuição efetiva per capita e por economia, a ser adotada para o cálculo de vazões, 
deve ser avaliada com base nas micromedições e no coeficiente de retorno. Nos casos em 
que se dispuser de dados recentes de outros projetos ou áreas com características 
semelhantes, esses dados podem ser utilizados, com as devidas comprovações. Quando 
for para áreas a serem habitadas deve-se observar a característica urbana do bairro, a 
densidade demográfica de saturação (hab/dia) e extensão média do arruamento por 
hectare em metros. 
 A população de projeto deve ser definida para o início de plano e fim de plano (horizonte 
mínimo 20 anos). 
 O traçado do coletor, em planta, deve ser feito de acordo com a topografia favorável (cota 
mais alta à montante). Casos específicos de coletor contra declividade devem ser 
analisados quanto à alternativa de criação de faixa de servidão, para se evitarem 
aprofundamentos excessivos da rede. 
 Deve ser feita a verificação hidráulica e geométrica (cotas) dos coletores existentes, que 
devem-se integrar ao sistema projetado. Especial atenção deve ser dada à verificação dos 
trechos de jusante que receberão vazões concentradas dos trechos projetados. 
 No caso de ampliação de redes, a cota de partida da rede nova deve ser a da geratriz 
superior do tubo existente e não o fundo da canaleta. 
 É utilizada a equação de Manning (1890) para os cálculos hidráulicos dos coletores de 
esgoto, que é a equação usada geralmente para condutos livres. 
𝑣2 =
𝑅ℎ
4/3
∗ 𝐼
𝑛2
 
Onde: 
𝑣 = 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑛𝑎 𝑠𝑒çã𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑐𝑜𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝑚/𝑠) 
𝑅ℎ = 𝑅𝑎𝑖𝑜 ℎ𝑖𝑑𝑟á𝑢𝑙𝑖𝑐𝑜,
𝐴𝑚
𝑃𝑚
 (𝑚) 
𝐼 = 𝐷𝑒𝑐𝑙𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑎 𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 (𝑚/𝑚) 
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24 
𝑛 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑀𝑎𝑛𝑛𝑖𝑛𝑔 (𝑠𝑒𝑟á 𝑡𝑜𝑚𝑎𝑑𝑜 0,013) 
 
Diâmetro 
Os diâmetros utilizados devem ser previstos nas normas e especificações brasileiras, sendo 
que o diâmetro nominal mínimo deve ser de 150 mm. 
Declividade 
O mecanismo básico da autolimpeza é uma força hidrodinâmica exercida sobre as paredes do 
conduto pelo escoamento do esgoto. Os critérios para garantir a autolimpeza são: 
 Manutenção de uma velocidade mínima independentemente do diâmetro da 
tubulação. 
 Tensão trativa mínima (1 Pa) calculada para a vazão inicial, atua sobre o material 
sedimentado promovendo seu arrastre. Representa um valor médio da tensão ao 
longo do perímetro molhado da seção transversal considerada. 
𝜎 = 𝛾 · 𝑅ℎ · 𝐼 
 Onde: 
𝜎 = 𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑚é𝑑𝑖𝑎 (𝑃𝑎) 
𝛾 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 (𝑁/𝑚3) 
𝑅ℎ = 𝑅𝑎𝑖𝑜 ℎ𝑖𝑑𝑟á𝑢𝑙𝑖𝑐𝑜 (𝑚) 
𝐼 = 𝐷𝑒𝑐𝑙𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑎 𝑡𝑢𝑏𝑢𝑙𝑎çã𝑜 (𝑚/𝑚) 
Praticamente nos outros países se utiliza o critério da velocidade mínima para autolimpeza. 
 A declividade mínima que satisfaz essa condição pode ser determinada pela expressão 
aproximada: 
𝐼𝑚𝑖𝑛 = 0,0055 ∗ 𝑄𝑖
−0,47 
A equação da declividade mínima é válida para o coeficiente de Manning n=0,013 
A máxima declividade admissível é aquela para a qual se tenha velocidade na tubulação igual a 
5,0 m/s para a vazão final (Qf) e pode ser obtida pela expressão aproximada: 
𝐼𝑚𝑎𝑥 = 4,56 ∗ 𝑄𝑖
−0,67 
Velocidade Crítica 
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 Esgotamento Sanitáriopara o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
25 
Para a vazão final (Qf) deve ser calculada a velocidade crítica através da seguinte expressão: 
𝑉𝑐 = 6 ∗ (𝑔 ∗ 𝑅ℎ)
1/2 
Quando a velocidade final (Vf) é superior à velocidade crítica (Vc), a maior lâmina admissível 
deve ser 50% do diâmetro do coletor, assegurando-se a ventilação do trecho. Se a lâmina for 
superior a 50%, o diâmetro do coletor deverá ser aumentado. 
Lâmina de água 
As lâminas de água devem ser calculadas admitindo o escoamento em regime permanente e 
uniforme. 
A lâmina máxima deverá ser igual ou inferior ao 75% do diâmetro do coletor, calculada para a 
vazão final. Nos coletores existentes, poderão ser admitidas lâminas superiores ao limite 
y/d≤0,75 desde que os coletores não operem em carga. 
Ao existir uma limitação por critério da tensão de arrastre, não se limita a lâmina de água 
mínima. 
Condição de Controle de Remanso 
Sempre que a cota do nível d'água na saída de qualquer PV ou PI estiver acima de qualquer das 
cotas dos níveis d'água de entrada, deve ser verificada a influência do remanso no trecho de 
montante, garantindo-se as condições de auto-limpeza e condições de esgotamento livre. 
Rugosidade da Parede do Conduto 
O dimensionamento hidráulico deve considerar a rugosidade das paredes internas das 
tubulações devido à formação de limo e para tanto deve ser adotado coeficiente de Manning 
de 0,013, independente do material de que for feito o coletor. 
 
3.8 Disposições Construtivas 
Profundidade 
A profundidade da rede coletora deverá atender as condições adequadas de ligação predial e 
proteção da tubulação contra cargas externas. Em princípio, as redes não devem ser 
aprofundadas para atender às soleiras abaixo do greide da rua, tendo sua profundidade 
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26 
definida pelas condições hidráulicas e pelas restrições de recobrimento mínimo. Com a 
profundidade assim determinada, devem ser calculadas as seguintes relações: 
 Relação percentual entre o número de soleiras baixas atendidas e o número total de 
soleiras baixas. 
 Relação percentual entre o número de soleiras baixas atendidas e o número total de 
soleiras. 
Essas relações devem ser analisadas pela área de engenharia, podendo o aprofundamento da 
rede ser admitido ou não. 
Devem ser analisadas, também, as condições de jusante do trecho a ser aprofundado, quanto 
à possibilidade de recuperação de profundidades, cotas fixas de chegada a jusante, etc. 
A rede poderá ser aprofundada de acordo com estudo econômico em função de 
desapropriações ou existência de estações elevatórias. 
O cálculo da profundidade necessária para o coletor atender a determinadas soleiras negativas 
deve ser feito da seguinte forma: 
𝑝 = 𝐻 + (𝑖 ∗ 𝐿) + 𝑆 
Onde: 
𝑝 = 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑔𝑒𝑟𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 𝑖𝑛𝑓𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 
𝐻 = 1,0 𝑚 𝑒𝑚 𝑐𝑎𝑠𝑜𝑠 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑖𝑠 (𝑝𝑜𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑟 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟, 𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑒𝑛𝑑𝑜 𝑑𝑎𝑠 𝑛𝑒𝑐𝑒𝑠𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑙𝑜𝑐𝑎𝑖𝑠) 
𝑖 = 2%, 𝑑𝑒𝑐𝑙𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑜 𝑟𝑎𝑚𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑒𝑑𝑖𝑎𝑙 
𝐿 = 𝑑𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑡é 𝑜 𝑐𝑜𝑙𝑒𝑡𝑜𝑟 (𝑚) 
𝑆 = 𝑑𝑒𝑠𝑛í𝑣𝑒𝑙 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑜 𝑝𝑖𝑠𝑜 𝑑𝑎 𝑏𝑎𝑐𝑖𝑎 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑑𝑒𝑠𝑓𝑎𝑣𝑜𝑟á𝑣𝑒𝑙 𝑎 𝑒𝑠𝑔𝑜𝑡𝑎𝑟 𝑒 𝑜 𝑔𝑟𝑒𝑖𝑑𝑒 𝑑𝑎 𝑟𝑢𝑎 (𝑚) 
Recobrimento (SABESP NTS025) 
O recobrimento mínimo para o coletor a ser assentado no leito carroçável de rua pavimentada 
será de 1,35m, e para as ruas não pavimentadas será de 1,45m. No passeio o recobrimento 
mínimo será de 1,05m. Em regiões planas e de nível do lençol freático alto, podem ser 
adotados os recobrimentos de 1,05, 1,25 e 0,75m, respectivamente para coletores em ruas 
pavimentadas, não pavimentadas e no passeio. É utilizado um recobrimento de 1,05m, 
recobrimentos menores devem ser justificados. 
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27 
Órgãos Acessórios 
Em todos os pontos singulares da rede coletora, tais como início de coletores, nas mudanças 
de direção, de declividade, de diâmetro e de material, na reunião de coletores e onde há 
degraus e tubo de queda, devem ser utilizados os órgãos acessórios definidos a seguir. 
 
Poço de Visita (PV) 
Deve ser obrigatoriamente usado nas seguintes condições: 
 
 Na confluência de mais de 2 (dois) trechos à singularidade e 1 (uma) saída. 
 Na confluência que exige colocação de tubo de queda. 
 Quando a profundidade for maior ou igual a 1,60 m; 
 A jusante de ligações prediais cujas contribuições podem acarretar problemas de 
manutenção. 
 
Os poços de visita devem ser construídos em tubos de concreto tipo ponta e bolsa com junta 
elástica, conforme especificado na SABESP, com exceção da parte inferior que deve ser 
concretada concomitantemente com a laje de fundo, no mínimo a altura de meio diâmetro do 
tubo coletor, acima da geratriz superior deste. Este concreto deve apresentar dosagem e 
características físicas e químicas adequadas à exposição ao esgoto. 
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28 
 
Fig 13: Poço de Visita (Fonte: Notas de aula Esgotamento Sanitário) 
Poço de Inspeção (PI) 
Devem ser usados nas seguintes situações: 
 Na confluência de até 2 (dois) trechos à singularidade e 1 (uma) saída. 
 Nos pontos com degrau de altura igual ou inferior a 0,50 m. 
 Profundidade do coletor até 1,60 m. 
 Diâmetro do coletor até 200 mm. 
 Ausência, a montante, de ligações de postos de gasolina, de hospitais e de escolas. 
 
As paredes dos poços de inspeção devem ser revestidas por tubos de concreto tipo ponta e 
bolsa com junta elástica, conforme especificado na NTS 044, com exceção da parte inferior que 
deve ser concretada concomitantemente com a laje de fundo, no mínimo a altura de meio 
diâmetro do tubo coletor, acima da geratriz superior deste. Este concreto deve apresentar 
dosagem e características físicas e químicas adequadas para exposição ao esgoto, conforme 
capítulo 8 da Especificação Técnica e Critérios de Medição da Sabesp. 
Terminal de Limpeza (TL) 
O TL deve ser usado em pontas secas, isto é, no início (montante) de redes coletoras de 
esgotos, exceto em ruas de terra, e nos casos em que há previsão de prolongamento de rede, 
quando deve-se usar PI ou PV. 
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29 
Sifão Invertido 
Quando a necessidade da instalação deste sifão for a solução técnica e econômica mais 
adequada, deve ser projetado de forma a garantir facilidade de acesso para operação e 
manutenção. 
Distância entre Órgãos Acessórios 
A distância máxima recomendada entre singularidades (PV PI e TL) deve ser de 100 m. Por 
segurança na execução de limpeza dos trechos a distância máxima escolhida é de 80 m. 
Direcionamento do Fluxo nos Órgãos Acessórios 
No fundo do PV e PI, as calhas devem ter conformação hidráulica de forma a conduzir o fluxo 
afluente em direção à saída. Lateralmente, as calhas devem ter altura coincidindo com a 
geratriz superior do tubo de saída. 
3.9 Modelagem Hidráulica 
Foi utilizado o software SanCad para o dimensionamento da Rede Coletora e dos Coletores 
Troncos dos Sistemas de Esgotamento Sanitário. 
O Sistema SANCAD é um aplicativo de 32 bits para projeto e dimensionamento de redes 
coletoras de esgotos sanitários pelas normas brasileiras N-BR 9649/86 (critério da tensão 
trativa), desenvolvido para ser utilizado em conjunto com o software gráfico AutoCAD. 
A metodologia de trabalho consiste em lançar graficamente a rede sobre a planta topográfica 
no AutoCAD, gerar o arquivode exportação de dados em formato neutro (DXF), ler o arquivo 
no aplicativo de cálculo para montar automaticamente a planilha (matriz de 
dados/dimensionamento), calcular a rede sob os aspectos hidráulicos, gerar os arquivos de 
retorno das informações do cálculo para o AutoCAD também via DXF e obter a planta final e 
perfis longitudinais, tudo num processo automatizado e orientado por menus, ícones e rotinas 
desenvolvidas para esta finalidade. 
O SANCAD foi escrito em linguagem de programação para Windows e embora foi uma 
aplicação escrita num compilador de 32 bits, funciona atualmente em todos as atualizações de 
Windows (XP, Vista, Seven, Ten). 
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30 
4. ESTUDO POPULACIONAL 
Para poder definir as necessidades de vazões e outros parâmetros do projeto, foram 
analisados os dados demográficos e demandas da área. Foram feitas as estimativas da 
população da área de estudo, a previsão para os anos futuros assim como sua distribuição 
geográfica. 
É importante lembrar que os dados coletados têm que ser de boa qualidade devido a que 
servirão de base para a projeção populacional, e que quanto maior seja o período de tempo 
alcançado pela projeção, maiores serão os erros esperados. 
Para o estudo da população foram obtidos do Instituto Pereira Passos os dados populacionais 
referentes aos anos 1991, 2000 e 2010 do bairro Pavuna e com esses dados foram projetados 
os crescimentos previstos para os anos 2015, 2020, 2030 e 2040 obtendo também a taxa de 
crescimento anual que será usada para obter a população futura das sub-bacias levando em 
conta que o crescimento populacional das sub-bacias será o mesmo que o crescimento do 
bairro em geral. Também foi obtido o número de habitantes por domicilio considerando 
população residente e domicílios ocupados. 
Estrutura da População 
 Área de Planejamento e Regiões Administrativas: Pavuna 
 População residente: 208.813 habitantes 
 Domicílios particulares ocupados: 66.424 domicílios 
 Média de moradores em domicílios particulares ocupados: 3,14 hab/domic. 
 Pirâmide de população segundo idade e sexo: 
 Idade Homens Mulheres 
1 a 10 anos 17 861 17 405 
10 a 20 anos 17 994 18 063 
20 a 30 anos 14 799 16 317 
30 a 40 anos 15 458 17 269 
40 a 50 anos 13 061 14 725 
50 a 60 anos 9 975 12 260 
60 a 70 anos 5 736 7 667 
70 a 80 anos 2 943 4 473 
80 a 90 anos 847 1 633 
90 a 100 anos 71 238 
100 anos ou mais 5 13 
Total 98 750 110 063 
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31 
 
A pirâmide populacional amostra uma pirâmide própria de uma área onde a tendência é de 
crescimento, existe uma maioria da população menor de 40 anos devido à alta taxa de 
nascimentos. 
 
4.1 Estimativa 
Existem alguns métodos para o estudo demográfico como o método dos componentes 
demográficos, os métodos matemáticos e o método de extrapolação gráfica. Para este 
trabalho serão aplicados apenas os métodos matemáticos. 
A projeção de população é feita com métodos que usam expressões matemáticas para melhor 
se ajustar aos dados históricos levantados. Existem basicamente três métodos matemáticos 
para ajustar o crescimento/decrescimento de população: 
Método Aritmético 
É um método adequado para uma previsão populacional de 1 a 5 anos, curto no tempo. 
 𝑃 = 𝑃2 + 𝑘𝑎(𝑡 − 𝑡2) 
 𝑘𝑎 =
𝑃2−𝑃1
𝑡2−𝑡1
 
 t representa o ano da projeção/desejado 
 P representa a população da projeção/desejada 
Método Geométrico 
Considera crescimento da população proporcional à população existente. 
 𝑃 = 𝑃2𝑒
𝑘𝑔(𝑡−𝑡2) 
 𝑘𝑔 =
𝑙𝑛𝑃2−𝑙𝑛𝑃1
𝑡2−𝑡1
 (o que varia é o crescimento logarítmico de P) 
Método da Curva Logística 
Considera que a população cresce assintoticamente em função do tempo para um valor limite 
de saturação (K). 
 a,b : são parâmetros determinados a partir de três pontos conhecidos da curva 
 O método tem que cumprir a seguinte condição: 
 𝑡1 − 𝑡0 = 𝑡2 − 𝑡1 e as populações devem ser 𝑃0 < 𝑃1 < 𝑃2; 𝑃0 ∗ 𝑃2 < 𝑃1
2 
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32 
Não foi usado porque não cumpre uma das condições. 
Dados disponíveis: 
Ano População 
1991 179.256 
2000 197.068 
2010 208.813 
 
A evolução demográfica da área do Pavuna apresenta uma tendência de crescimento 
populacional nas últimas décadas, podendo se observar que no período 1991-2000 o 
crescimento é muito maior do que no período 2000-2010. 
Os estudos de projeção populacional são normalmente bastante complexos. Devem ser 
analisadas todas as variáveis (infelizmente nem sempre quantificáveis) que possam interagir 
na localidade específica em análise. Ainda assim podem ocorrer eventos inesperados que 
mudem totalmente a trajetória prevista para o crescimento populacional. Isto ressalta a 
necessidade do estabelecimento de um valor realístico para o horizonte de projeto, assim 
como da implantação da rede coletora em etapas. Os últimos dados censitários no Brasil têm 
indicado uma tendência geral (com exceções localizadas) de redução nas taxas anuais de 
crescimento populacional. 
 
Estimação com método aritmético e geométrico: 
 
 
 
 
 
 
Observação: o método de estimação de crescimento logístico não foi possível aplicar por causa de que não cumpria 
a condição (𝑃0 · 𝑃2) < (𝑃12): 37.430.983.128 > 38.835.796.624 
Ano 
ARIT 
Ka=1174,5 
GEOM 
Kg=0,005789 
2015 214686 214945 
2020 220558 221258 
2030 232303 234445 
2040 244048 248417 
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33 
Os resultados desta tabela amostram um 0,58% de taxa geométrica de crescimento anual da 
população, enquanto que o plano municipal de saneamento básico de Rio de Janeiro (PMSB-
RJ) propõe uma taxa geométrica de 0,13395%. Será usada a taxa do 0,58% por segurança. 
4.2 Distribuição geográfica 
Para a definição das sub-bacias a estudar, primeiramente foi estudada a área a escala 1:2000, 
e para isso foi seguido o seguinte procedimento: 
 Estudo para obter os números de mapa da área de estudo em escala 1:2000. Foram 
obtidos no PortalGeo da Prefeitura do Rio de Janeiro. 
 Descarga, após a obtenção do número, de cada um dos mapas necessários. 
 União de todos os mapas no software AutoCAD para obter em papel os bairros de 
Bangu, Marangá e Pavuna em escala 1:2000. 
 Plotagem das uniões de mapas. 
 Estudo da topografia da área para a compreensão da hidrologia e do seu escoamento 
(localização dos cursos fluviais, estações de tratamento de esgotos, etc.). 
 Escolha da área homogênea para estudo detalhado, subdivisão em sub-bacias e 
dimensionamento da rede de esgotamento. Foi escolhida uma área do sistema 
Pavuna. 
A bacia de estudo do sistema Pavuna é dividida em sete subsistemas para seu posterior estudo 
especifico. Foram agrupados segundo o PSAM (Programa de Saneamento Ambiental dos 
Municípios do Entorno da Baía de Guanabara), e foram obtidas as áreas e populações de cada 
uma delas. 
 
 ÁREA (km2) POPULAÇÃO(hab) VAZÃO ATUAL(m3/s) 
1 0,61 7.595 18,8 
2 1,29 18.364 45,47 
3 2,93 34.034 84,27 
4 1,06 5.186 12,84 
5 1,82 31.979 79,18 
6 1,63 28.182 69,78 
7 2,05 29.788 73,75 
 
Fig 14: Numeração das bacias (Fonte: 
PSAM e elaboração própria) 
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34 
Apesar de que toda a área de estudo faz parte da bacia do Sistema Pavuna, os bairros 
considerados no estudo são os quatro apresentados na seguinte imageme tabela: 
 
Barrios na área 
Jardim de América 
Vigário Geral 
Irajá 
Vista Alegre 
 
 
 
 
 
Populações por Áreas 
Para fazer os cálculos das vazões aplica-se a taxa de crescimento calculada anteriormente de 
0,58% anual. No início tem-se a população de 2016 e no final a população de 2040 que são os 
dois casos críticos no planejamento da rede. 
Sub-bacia População Inicial População Final 
1 7863 9034 
2 19012 21843 
3 35236 40482 
4 5369 6168 
5 33108 38037 
6 29177 33522 
7 30840 35432 
 
 
 
Fig 15: Bairros considerados no estudo (Fonte: PSAM e elaboração 
própria) 
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35 
5. ESTUDO DE VAZÕES 
Este capítulo tem o objetivo do estabelecimento dos critérios para a previsão de vazões: 
consumo de água por habitante por dia, coeficiente de retorno, coeficientes de variação de 
consumo e taxa de infiltração. 
Para fazer uma estimativa correta foi estudado o Plano Diretor do Rio de Janeiro (1994) além 
do Plano Municipal de Saneamento Básico do Rio de Janeiro (PMSB-RJ) e foram obtidos os 
dados referentes a consumos e taxas. 
Consumo Médio 
Segundo o PMSB-RJ, o consumo médio per capita é de 303,9L/dia considerando as perdas. 
Segundo a Diretriz DZ-215, devem ser consideradas as vazões per capita de água e 
contribuição per capita de esgoto em função do padrão da residência. Sendo a área de estudo 
de este projeto região metropolitana, a vazão per capita efetiva considerada será de 250 L/dia. 
 
Taxa de Infiltração 
Foi obtida uma taxa de infiltração de 0,0003L/habitante no ERSB (Estudo Regional de 
Saneamento Básico) da Baixada Fluminense, na margem direita do rio Acari que faz parte da 
área de estudo. 
Estimativa das Vazões 
As vazões para cada área serão: 
Qmed =
𝑃 · 𝑞𝑒𝑓 · 𝑐
86.400
 
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36 
Sendo: 
 P = população da área de projeto (hab) 
 qef = taxa de consumo de água efetivo per capita (L/hab/dia) 
 c = coeficiente de retorno (será tomado 0,8) 
E considerando que a vazão de esgoto doméstico varia com as horas e estações do ano tem-se 
os seguintes coeficientes: 
 k1 = coeficiente de máxima vazão diária: relação entre a maior vazão diária verificada 
no ano e a vazão média diária anual, pode-se tomar 1,2. 
 k2 = coeficiente de máxima vazão horária: relação entre a maior vazão num dia e a 
vazão média horária do mesmo dia, pode-se tomar 1,5. 
Com esses coeficientes obtem-se as seguintes vazões iniciais e finais: 
Qinicial med =
𝑃𝑖 · 𝑞𝑒𝑓 · 𝑐
86.400
· 𝐾2 
Qfinal med =
𝑃𝑓 · 𝑞𝑒𝑓 · 𝑐
86.400
· 𝐾1 · 𝐾2 
É importante lembrar que deve-se que considerar as águas de infiltrações que são 
contribuições provenientes do lençol freático presente no subsolo. 
Para todos os trechos da rede devem ser estimadas as vazões inicial e final (Qi e Qf), 
considerando sistema separador absoluto. O menor valor da vazão a ser considerada em 
qualquer trecho deverá ser de 1,5 L/s. 
O cálculo das vazões inicial e final para o dimensionamento da rede coletora de esgotos deve 
seguir as seguintes expressões: 
{
𝑄𝑖 = 𝐾2 ∗ �̅�𝑖 + �̅�inf 𝑖 + ∑ 𝑄𝑐𝑖
𝑄𝑓 = 𝐾1 ∗ 𝐾2 ∗ �̅�𝑓 + �̅�inf 𝑓 + ∑ 𝑄𝑐𝑓
 
Onde: 
𝑄𝑖 = 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 (𝐿/𝑠) 
𝑄𝑓 = 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 (𝐿/𝑠) 
𝐾1 = 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑣𝑎𝑧ã𝑜 𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎 
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37 
𝐾2 = 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑣𝑎𝑧ã𝑜 ℎ𝑜𝑟á𝑟𝑖𝑎 
�̅�𝑖 = 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 (𝑙/𝑠) 
�̅�𝑓 = 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 (𝑙/𝑠) 
𝑄inf 𝑖 = 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎çã𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 (𝑙/𝑠) 
𝑄inf 𝑓 = 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎çã𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 (𝑙/𝑠) 
𝑄𝑐𝑖 = 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑜𝑢 𝑠𝑖𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 (𝑙/𝑠) 
𝑄𝑐𝑓 = 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑜𝑢 𝑠𝑖𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 (𝑙/𝑠) 
Inexistindo dados locais comprovados, podem ser adotados o coeficiente de retorno, C, como 
0,8. 
 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
38 
6. DIMENSIONAMENTO 
O presente trabalho se centra no dimensionamento do tramo do coletor correspondente às 
sub-bacias 4, 5 6 e 7. 
 
Fig 16: Sub-bacias do sistema (Fonte: PSAM e elaboração própria) 
6.1 Estudo da Sub-Bacia 7 
Características 
A sub-bacia 7 caracteriza-se por ter maior elevação do terreno nos extremos sudoeste e 
sudeste, escoando os esgotos em direção noroeste. O coletor troco foi projetado segundo o 
PSAM na estrada do Bairro Vermelho, a parte central da sub-bacia, dividindo-a em duas áreas. 
A bacia não tem vazões provenientes de outras bacias anexas, isto é, é uma bacia 
independente. 
Na seguinte figura pode-se observar a sub-bacia 7 com a rede coletora e coletor tronco em 
azul claro. Para uma melhor visualização da mesma, consultar o mapa do anexo a escala 
1:3500. 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
39 
 
Figura 15: Sub-bacia 7 (Fonte: Elaboração própria) 
Necessidade de Estações Elevatórias 
Como o escoamento tem direção noroeste, a margem direita do coletor tronco escoa no 
próprio coletor, mas a margem esquerda esgota para um ponto baixo situado ao norte, onde 
deverá ser implantada uma estação elevatória que levará a vazão para o início da sub-bacia 
número 6, situada junto à 7, ao norte desta. 
 
6.2 Estudo da Sub-Bacia 6 
Características 
A sub-bacia 6 caracteriza-se por ter maior elevação do terreno na zona sul, escoando os 
esgotos em direção norte. Nesta sub-bacia se encontram dois trechos do Coletor Tronco 
Principal. O primeiro é a continuação do coletor da sub-bacia 7 e vai pela Estrada do Colégio e 
depois pela Estrada do Portinho, e o segundo é continuação do Coletor Tronco da sub-bacia 5 
e segue pela Avenida Brasil. Os dois são unidos ao norte da sub-bacia 6, na Avenida Brasil, no 
inicio da sub-bacia 4, como pode-se observar na figura anterior. Por conseguinte, a sub-bacia 
conta com vazões concentradas provenientes das bacias anexas citadas. 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
 Esgotamento Sanitário para o Sistema Pavuna/Rio de Janeiro - Sub-bacias 4, 5, 6 e 7 
 
40 
Na seguinte figura pode-se observar a sub-bacia 6 com a rede coletora e coletor tronco em 
azul claro. Para uma melhor visualização da mesma, consultar o mapa do anexo a escala 
1:3500. 
 
 
Figura 16: Sub-bacia 6 (Fonte: Elaboração própria) 
Necessidade de Estações Elevatórias 
Como a zona sul da sub-bacia tem uma elevação considerável, é necessária a instalação de 
uma estação elevatória desde o início até a cota mais alta da elevação para conseguir 
atravessá-la sem precisar de uma escavação importante. Esta estação elevatória conta com a 
vazão total da sub-bacia 7 e a vazão inicial da sub-bacia 6. 
 
6.3 Estudo da Sub-Bacia 5 
Características 
A sub-bacia 5 caracteriza-se por ter maior elevação do terreno no sul da extensão, escoando 
assim ao norte. Existe também uma elevação na zona norte da bacia. 
Concepção e Dimensionamento de Rede Coletora e Coletores Tronco de 
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41 
O coletor tronco definido pela proposição do PSAM escoa pela rua Lupicínio Rodrigues desde a 
parte central até o ponto de escoamento no noroeste da bacia. 
A bacia não tem vazões provenientes de outras bacias anexas, isto é, é uma bacia 
independente.