Cap VIII Revisao do Projeto Hidraulico

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CAP VIII - REVISÃO DO PROJETO HIDRÁULICO 
 
• Revisão do projeto hidráulico 
 
A revisão do projeto hidráulico tem com objetivo reduzir a profundidade dos 
poços de visitas (PVs), diminuindo assim a profundidade da rede e os volumes 
escavados e de bota-fora. Outra oportunidade é procurar um melhor aproveitamento 
da tubulação trabalhando, sempre que possível, com h/D = 0,82. Nesta relação o 
raio hidráulico e a velocidade alcançam seu valor máximo. 
 
Deve-se verificar o recobrimento mínimo das canalizações, aqui fixado em 1,0 m 
em qualquer ponto acima da geratriz superior do tubo. 
 
Para definição das cotas de fundo dos PV’s, serão adotados os seguintes 
critérios: 
• recobrimento mínimo de 1,0 m acima da geratriz superior do tubo; 
• espessura da parede do tubo igual a 10 % do diâmetro do mesmo. 
Recobrimento mínimo 
• declividade da galeria igual a declividade longitudinal da rua (ic = it) 
 
o ganho de energia potencial (it * L) é igual a perda de carga distribuída no 
trecho (ic * L) já que LP e LE são paralelas e ic = it . 
• declividade da galeria maior que a declividade da rua (ic > it) 
 
Toda vez que a declividade da rua (it) for pequena deve-se aumentar o valor 
da declividade da galeria (ic) para evitar-se um aumento desnecessário em 
seu diâmetro. Entretanto, a profundidade do PV de jusante será acrescida do 
valor dh =(ic -it)*L, devendo-se sempre que possível evitar profundidades 
superiores a 6 metros, que exigem maiores cuidados com escavação, 
escoramento, bota-fora, reaterro e com o lençol freático. 
 
 
• declividade da galeria menor do que a declividade da rua (ic < it) 
 
 Sempre que a declividade da rua for elevada pode-se recuperar a 
profundidade do PV de jusante no valor dh = (it - ic)*L, entretanto o valor da 
declividade no trecho deverá respeitar o recobrimento mínimo de 1,0 metro da 
galeria no PV de jusante. Assim : 
h - dh > 1 + D + e 
e = 10% D (espessura da parede da galeria) 
h - dh > 1 + 1,1 D 
Deve-se sempre que possível trabalhar com h/D = 0,82 que é o valor que 
conduz à declividade econômica, pois o raio hidráulico apresenta um máximo, sendo 
a velocidade maior neste ponto (V82 = 1,14 Vpleno). Na relação h/D = 0,82 a vazão 
é igual a vazão a plena seção (Q = Qc) embora tenhamos o tubo parcialmente 
cheio. A máxima vazão ocorre na relação h/D = 0,93 e assume valor 7% maior do 
que Qpleno, entretanto o regime de escoamento neste ponto é instável pois o 
líquido diante de uma interferência pode tocar facilmente a geratriz superior da 
galeria aumentando o perímetro molhado em função da seção plena e como 
conseqüência perde-se bruscamente raio hidráulico, velocidade e vazão . 
 
Regime de Escoamento 
O escoamento num canal aberto ou fechado pode ocorrer tanto no regime lento 
como no regime rápido. Para se saber em qual das duas condições de escoamento 
nos encontramos é necessário comparar com as condições críticas de escoamento. 
Quando o escoamento se der em condições críticas a energia específica é mínima e 
o regime oscila entre rápido e lento tornando-se instável. Deve-se fugir destas 
condições. 
 
E = h + v2/2g 
 
No regime critico h/2 = v2/2g 
 
E = 3/2 h 
 
 
PROCESSO DE CÁLCULO DA REVISÃO DO PROJETO HIDRÁULICO 
Nos trechos PV6-PV5, PV5-PV4 e PV4 - PV3 não será feita nenhuma revisão, 
pois fixou-se a profundidade inicial dos PV’s em 2,0 metros e como a declividade da 
galeria é igual a do terreno, a rede não sofreu nenhum aprofundamento nestes dois 
trechos iniciais. 
 
Nossa revisão começa no trecho PV3 – PV2 onde h/D = 0,51 apresenta um 
valor baixo podendo-se alterar a declividade da galeria para um valor menor que a 
do terreno buscando diminuir a declividade dos PV’s (ic < it ). 
 
Trecho PV3 - PV2 
Dados: 
Q = 1,216 m3/s 
D = 0,80 m 
η = 0,013 
L = 107 m 
h/D = 0,51 
CT (PV3) = 762,80 m 
CT (PV2) = 759,60 m 
Ir = 3,0% ig = 3,0 % 
 
Da tabela de elementos hidráulicos de condutos circulares, tem-se: 
Para h/D = 0,83 
η.
.
,315
/ /
Q
D i8 3 1 2
0= 
i83 = =





2
3/8
315,0*8,0
1216013,0 x
0,0083 m/m = 0,83 % (ig<< it) 
 
Com esta declividade no trecho PV3-PV2, o tubo junto ao PV2 não terá o 
recobrimento mínimo necessário. Assim deve-se recalcular a declividade em função 
deste recobrimento mínimo. 
 
Verificação da declividade com o recobrimento mínimo no PV2 
Cota da geratriz superior do tubo 
CFM(PV2) = 759,60 - 1,88 = 757,72 
CFJ(PV3) = 760,41 – degrau do PV3 = 760,41 - 0,81 = 759,60 m 
Ig = (759,60 - 757,72)/107 = 1,78 % 
 
Com esta nova declividade da galeria no trecho, a energia tenderá a diminuir pois 
embora ocorra um aumento no valor de h/D, o valor da velocidade cairá e da 
energia cinética também. Com isto o degrau de 0,82 existente junto ao PV3 
diminuirá e como estamos trabalhando com o recobrimento mínimo de 1,0 m junto 
ao PV2 este será perdido. 
 
Portanto sugerimos adotar um valor de ig = 2,05% neste trecho, valor ligeiramente 
superior ao mínimo calculado de 1,78 afim de antecipar os possíveis problemas de 
diminuição do degrau no PV3 e a perda do recobrimento junto ao PV2. O valor de 
declividade foi obtido de uma planilha de excell que é iterativa e verifica o valor do 
recobrimento junto ao PV2 que deve ser de 1,0 m. 
 
Cálculo das Linhas de Energia 
AC = 
π .D2
4
= =
4
8,0. 2π
0,5026 m2 
RC = 
D
4
0 8
4
= =
,
0,2 m 
VC = 
013,0
)02,0.()2,0(. 2/13/22/13/2
=
η
iRC = 3,70 m/s 
QC = AC.VC = 0,5026 * 3,70 = 1,86 m
3/s 
Q/QC = 0,65 
h/D = 0,59 h = 0,8 * 0,59 = 0,47 m 
V/VC=1,07 V=1,07 * 3,70 = 3,96 m/s V 
2/2g = 0,80m 
LEJ(PV3) = 760,41 + 0,47 + 0.80 = 761,68 m > 761,08m 
Degrau = 761,68 - 761,08 = 0,60 m 
CFJ(PV3) = 760,41 - 0,60 = 759,81 m 
CFM(PV2) = 759,81 - (0,02 * 107) = 757,67 m 
LEM(PV2) = 757,67 + 0,47 + 0,80 = 759,94 m 
Recobrimento junto ao PV2 acima da geratriz superior da galeria 
Recobrimento = (759,60 - 757,67) + 0,88 = 1,05 m > 1,0 m Ok ! 
 
Apresentamos a planilha decorrente da revisão do projeto hidráulico onde a 
relação h/D é a melhor possível respeitado o recobrimento mínimo e como 
decorrência tem-se a menor profundidade da rede possível. 
• Verificação das Condições de Escoamento nas Ruas “Y” e “Z” 
 
• Trecho YA 
Sub-bacias 15, 16, 10 e 17 
iL = %9,3039,0
109
8,762767
==
−
 
V = sm /64,1
016,0
)039,0(*)075,0(*75,0 2/13/2
= 
O tempo de percurso na sarjeta do trecho: 
tps= 66
64,1
109
==
v
L
 segundos = 1,1 minutos 
tc
A= 14,1 + 1,1 = 15,2 minutos 
90,0
18,0
)152,15(
)5(*32
+
=I = 1,99 mm/min 
Cpond =(2,89 * 0,5 + 0,29 * 0,9) / 3,18 = 0,54 
Q = 166,67 * 0,54 * 1,99 * 3,18 = 572 l/s 
i = 3,9 % ⇒ F = 0,48 
 Qt = 4,16 * (0,039)
1/2 = 821 l/s 
 Qadm = 821 * 0,48 = 394 l/s ( para um lado somente ). Ok! 
 
• Trecho ZA 
iL = 0,37% 
V = sm /50,0
016.0
)0037,0(*)075,0(*75,0 2/13/2
= 
tps= 218
50,0
109
==
v
L
 segundos =3,6 minutos 
tc
C= 17 + 3,6 = 20,6 minutos 
90,0
18,0
)156,20(
)5(*32
+
=I = 1,71 mm/min 
Cponderado = 55,0
91,2
90,047,050,006,150,038,05,000,1
=
+++ xxxx
 
Q = 166,67 * 0,55 * 1,71 * 2,91 = 457 l/s 
 i = 0,37% ⇒ F = 0,40 
 Qt = 4,20 * (0,0037)
1/2 = 255 l/s 
 Qadm = 255 * 0,40 = 100 l/s Não Ok! Precisa de Galeria no trecho! 
 
• Galeria no trecho ZA 
Q = 457 l/s 
 it = 0,37 % 
Embora o PV2 tenha profundidade de 2,96 metros, a Cota de Fundo de Montante 
da galeria no PV2 é de 757,69 m, apresentando um degrau de 1,05 m. Assim a 
declividade da galeria no trecho ZA poderá ser de: 
Ig = 760,00 – (1 + 1,1D) – 757,69 = 1,31 – 1,1D 
 
Arbitrando D = 0,50 m 
Ig = (1,31 – 0,55) / 109 = 0,7% 
D = 155
1 2
3 8
,
.
/
/
Q
i
η




 ⇒ D = 
8/3
2/1007,0
013,0*457,0
55,1 





= 0,57 m ⇒ 600 mm 
i83 = =





2
3/8 315,0*6,0
457,0013,0 x
0,0054 m/m = 0,54 % 
 
• Projeto hidráulico da galeria 
Q = 457 l/s 
ig = 0,54 % 
η = 0,013 
D = 0,600 m 
AC = 
πD 2
4
=
π 0
4
2,6
= 0,283 m2 
RC = 
D
4
0
4
= =
,6
0,15 m 
VC = 
013,0
)0054,0.()15,0(. 2/13/2
2/13/2
=
η
iRC = 1,58 m/s 
QC= AC.VC = 0,283 * 1,58 = 0,45 m
3/s 
Q/QC = 1,00 
 h/D = 0,83 ∴ h = 0,83 * 0,60 = 0,50 m 
 V/VC = 1,14 ∴ V = 1,14 * 1,58 = 1,80 m/s v
2/2g = 0,16 m 
CFJ PVA = 760 – 1,0 – 0,60 – 0,06 = 758,34 m 
LEJ PVA = 758,34 + 0,50 + 0,16 = 759,00 m 
CFM PV2 = 758,34 – 0,0054 * 109 = 757,75 m 
LEM PV2 = 759,00 – 0,59 = 758,41 ou 
LEM PV2 = 757,75 + 0,50 + 0,16 = 758,41 m 
LEJ PV2 = 759,95 m 
Degrau = 759,95 – 758,41 = 1,54 m 
Novo CFJ PV2 = 757,75 – 1,54 = 756,21 m 
CFJ PV2 existente = 756,64 m 
A nova profundidade do PV2 será de: 
H (PV2) = 759,60 – 756,21 = 3,39 m 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REVISÃO DO PROJETO HIDRÁULICO 
PV DE 
MONTANTE (x) 
PV DE 
JUSANTE (y) Trecho 
(PVx-
PVy) 
Q 
(L/s) 
 
D 
(m) 
L 
(m) 
C
T
 P
V
x 
(m
) 
C
T
 P
V
y 
(m
) 
Rua i83 
G
al
e
ria
 
Q/Q
c 
h/D V/Vc 
h 
(m) 
V 
(m/s) 
V2/ 
2g 
(m) 
R
ec
o
br
im
. 
(m
) 
LEJ CFJ CFM LEM D
eg
ra
u 
(m
) 
P
ro
f. 
do
 
P
V
x 
PV6-PV5 772,05 771,10 765,30 766,3 0 2,00 
PV5-PV4 766,22 756,30 761,05 762 0 2,00 
PV4-PV3 470 0,6 112 763,0 762,8 0,2 0,57 0,57 1,01 0,83 1,14 0,50 1,87 0,18 1,70 761,73 761,05 760,41 761,1 0,53 1,95 
PV3-PV2 1216 0,8 107 762,8 759,6 3,0 0,83 2,05 0,69 0,6 1,07 0,48 3,77 0,72 1,00 761,62 759,88 757,69 758,9 1,05 2,92 
PV2-PV1 2058 0,8 92 759,6 755,5 4,4 2,37 3,3 0,77 0,65 1,10 0,52 5,83 1,73 1,03 759,95 756,64 753,60 755,9 0 2,96 
PV1-LAN 2150 0,8 12 755,5 755,2 3,0 2,59 2,6 1,01 0,82 1,14 0,66 4,83 1,19 0,99 755,45 753,60 753,29 755,1 0 1,90 
 
η = 0,013