Buscar

684067apostila-drenagemparte1-141112083112-conversion-gate02

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 15 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 15 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 15 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

2 
 
1 DRENAGEMSUPERFICIAL 
 
Drenagem: substantivo feminino. Ato ou efeito de drenar. Conjunto de 
operações e instalações destinadas a remover os excessos de água das superfícies 
e do subsolo 
Conceitualmente drenagem consiste na remoção do excesso de água 
superficial ou gravitacional do solo antes que esse alcance algum curso de água. 
A drenagem é utilizada com as seguintes finalidades: 
 
� evitar escoamento das águas pelas vias de circulação (ruas, avenidasetc) 
que possam impedir a movimentação de veículos e pessoas; 
� evitar o alagamento de áreas que possam causar danos a infraestruturas e 
a bens móveis; 
� evitar acidentes em decorrência da presença de água acumulada nas 
superfícies (ex.: aquaplanagem); 
� evitar a ocorrência de danos ao meio ambiente, tais como contaminação de 
áreas por alagamento, quedas de taludes e assoreamentos de rios e 
canais, por exemplo; 
 
1.1 Micro Drenagem 
 
A micro drenagem está comumente associada à drenagem urbana de vias. 
Envolve o dimensionamento de sarjetas, bocas de lobo (BL), poços de visita (PV), 
caixas de ligação (CL) e coletores. 
 
 
3 
 
1.1.1 Parâmetros Hidrológicos 
 
Os parâmetros hidrológicos associados a micro drenagem são a área de 
drenagem (A), o tempo de recorrência das precipitações (T), a duração da 
precipitação (d) e a intensidade das precipitações (i). 
 
1.1.1.1 Área de Drenagem (A) 
 
Área de drenagem é a área total de contribuição das vias e quarteirões para 
uma determinada parcela do sistema de drenagem. 
Existem vários critérios para a determinação dessa área nos projetos de 
drenagem urbana. Entre outros existe: 
 
� Critério de divisão pelas bissetrizes nas esquinas. 
 
 
 
� Critério da faixa lindeira e da meia pista. 
 
 
 
4 
 
1.1.1.2 Tempo de Recorrência (T) 
 
O tempo de recorrência pode ser definido como o intervalo de tempo em anos 
que uma precipitação é igualada ou superada. 
Em média o tempo de recorrência adotado pelas empresas de saneamento 
no Brasil varia de 2 a 10 anos. Desta forma, para efeito de simplificação, a 
SUDECAP adota o valor de 10 anos para o tempo de recorrência para projetos de 
drenagem urbana na cidade de Belo Horizonte. 
 
1.1.1.3 Duração da Chuva (d) 
 
A duração da chuva de projeto é comumente adotada igual ao tempo de 
concentração (tc) da bacia hidrográfica. 
Como as bacias de contribuição das micro drenagem são normalmente muito 
pequenas, adota-se d = tc = 10 min. 
 
1.1.1.4 Intensidade da Precipitação (i) 
 
A intensidade da precipitação é a relação entre a altura da chuva, recolhida 
em uma determinada área, dividida pela sua duração. 
Essa intensidade é comumente obtida de fórmulas que relacionam a 
intensidade a duração e a frequência da chuva, do tipo: 
 
( )no
m
td
Tk
i
+
⋅
= 
 
onde: i é intensidade da precipitação (mm/h); T é o tempo de recorrência (anos); d é 
a duração da chuva (min); e, k, m, n e to são constantes. 
Para Belo Horizonte, por exemplo, considerando d = 10 min e T = 10 anos, 
tem-se i = 194,50 mm/h. 
 
5 
 
1.1.2 Parâmetros Hidráulicos 
 
Os parâmetros hidráulicos são utilizados no dimensionamento das estruturas 
de coleta e condução das águas drenadas. 
Como parâmetros hidráulicos consideraremos a capacidade de infiltração das 
superfícies, representado pelo coeficiente de escoamento superficial (C), a vazão de 
projeto (Q) das estruturas hidráulicas e a capacidade de escoamento em vias 
públicas. 
 
1.1.2.1 Coeficiente de Escoamento Superficial (C) 
 
O coeficiente de escoamento superficial, também conhecido como coeficiente 
de runoff, é a relação entre o volume escoado e o volume precipitado. Ou seja, 
exprima a porcentagem da chuva que torna-se escoamento superficial efetivamente. 
Esse coeficiente é comumente tabelado conforme indicado a seguir. 
 
Natureza da superfície Valores de C 
Telhados perfeitos sem fuga. 0,70 a 0,95 
Superfícies asfaltadas em bom estado. 0,85 a 0,90 
Pavimentação de paralelepípedos, ladrilhos ou blocos de madeira com juntas bem 
tomadas. 0,75 a 0,95 
Para as superfícies anteriores sem as juntas tomadas. 0,50 a 0,70 
Pavimentação em blocos inferiores sem as juntas tomadas. 0,40 a 0,50 
Pavimentação em Macadame Hidráulico (pé-de-meleque). 0,25 a 0,60 
Pavimentação em pedregulhos. 0,15 a 0,30 
Superfícies não revestidas, pátios de estradas de ferro e terrenos descampados. 0,10 a 0,30 
Parques, jardins, gramados e campinas, dependendo da declividade do solo e da 
natureza do subsolo. 0,01 a 0,20 
 
Por simplificação e considerando a possibilidade de expansão das cidades, 
pode-se utilizar o critério adotado pela SUDECAP: 
 
C = 0,70 – para as faixas lindeiras das quadras; 
C = 0,90 – para a faixas da meia largura da via. 
 
6 
 
1.1.2.2 Vazão de Projeto (Q) 
 
A vazão de projeto, no caso de micro drenagem, é a vazão instantânea 
máxima utilizada no dimensionamento das estruturas de coleta e condução das 
águas a serem drenadas. 
Essa vazão é estimada a partir da transformação da chuva de projeto em 
vazão de escoamento. 
Devido às áreas de drenagem serem pequenas nos dimensionamentos de 
micro drenagem, adota-se a Fórmula Racional para se efetuar essa transformação. 
 
AiC00278,0Q ×××= 
 
onde: Q é a vazão de projeto (m³/s); C é o coeficiente de escoamento superficial; i é 
a intensidade da precipitação (mm/h); e, A é a área de drenagem (há)1. 
 
1.1.2.3 Capacidade de Escoamento em Vias Públicas 
 
A capacidade de escoamento em vias públicas está intimamente relacionada 
com a inundação da via de rolamento e das calçadas (passeio), ou seja, está 
relacionada com a segurança dos automóveis no que diz respeito a dirigibilidade 
(aquaplanagem) e o conforto dos pedestres no que diz respeito a respingos de água. 
Desta forma, a capacidade de escoamento em vias públicas será utilizada na 
definição da localização das bocas de lobo 
Um critério para a determinação dessa capacidade é dado pela tabela a 
seguir. 
 
Classificação da Via Inundação Máxima 
Secundária O escoamento pode atingir até a crista da rua 
Principal O escoamento deve preservar, pelo menos, uma faixa de trânsito livre 
Avenida O escoamento deve preservar, pelo menos, uma faixa de trânsito livre em 
cada direção 
Via Expressa Nenhuma inundação é permitida em qualquer faixa de trânsito 
 
 
11 ha = 10.000 m² 
7 
 
Além disso, um critério adotado pela SUDECAP é: 
 
� Limite de 1,67 m para a largura de alagamento nas sarjetas; 
� Limite de 2,15 m para a largura de alagamento nas sarjetas para trechos 
iniciais das vias locais (com até 15 m de largura). 
 
Cabe salientar, ainda, que a capacidade de drenagem da sarjeta está 
condicionada a sua altura, não sendo permitida, de modo geral, a inundação das 
calçadas (passeios). 
 
1.1.3 Dimensionamento de Sarjetas 
 
Sendo as ruas abauladas, ou seja, possuem uma declividade transversal do 
centro para as calçadas (passeios), e tendo inclinações longitudinais, as água 
escoarão pelas sarjetas. 
Como as sarjetas funcionam como um canal, o dimensionamento das 
mesmas pode ser feito a partir da fórmula de Manning: 
 
IRA
n
1
Q 3
2
h ⋅⋅⋅=
 
 
onde: Q é a vazão; A é a área de seção transversal; Rh é o raio hidráulico da seção; 
e, I é a declividade longitudinal da sarjeta. 
Desta forma, desenvolvendo-se a equação anterior, para sarjetas simples 
tem-se a seguinte fórmula para se determinar a capacidade da mesma: 
 
 
 
I
n
z
y375,0Q 3
8
0s ⋅⋅⋅= 
y0 
z 
1 
θ 
8 
 
onde: Qs é a capacidade da sarjeta (m³/s); y0 é a altura da lâmina de água (m); z é o 
inverso da declividade transversal dada em m/m (z = tgθ = [Itransversal]
-1); n é o 
coeficiente de rugosidade de Manning (adota-se n = 0,015); e, I é a declividade 
longitudinal da sarjeta (m/m) 
Para sarjetas compostas, tem-se: 
 
 
 
( ) ( ) ( )θ′′+θ′−θ= ;yQ;yQ;yQQ 03s02s01ss 
( ) ( ) ( )



 ′⋅′+′⋅−⋅⋅⋅= 3
8
0
3
80
3
8
0s yzyzyzn
I
375,0Q 
 
Como nas regiões urbanas a possibilidade de obstrução das sarjetas por 
deposição de material é uma realidade, adota-se um fator de redução da capacidade 
teórica das sarjetas conforme apresentado na tabela a seguir. 
 
Declividade longitudinal da sarjeta (%) 
Fator de redução da capacidade de 
escoamento 
0,4 0,50 
1,0 a 3,0 0,80 
5,0 0,50 
6,0 0,40 
8,0 0,27 
10,0 0,20 
 
A SDECAP, em Belo Horizonte, apresenta a seguinte padronização de 
sarjetas, conforme apresentado na tabela e figuras a seguir. 
 
y0 
z 
1 
θ 
θ’ 
z’ 
1 
y
0’ 
9 
 
Sarjetas – Padrão SUDECAP 
Declividade 
Longitudinal 
Tipo de Sarjeta 
Altura máxima de lâmina de água na sarjeta 
L = 1,67 m L = 2,17 m 
I > 16% A 5,0 cm (5,0 + 1,5) cm 
16% ≥ I ≥ 0,5% B 11,0 cm (11,0 + 1,5) cm 
I < 0,5% C 16,0 cm (16,0 + 1,5) cm 
 
 
 
 
 
1.1.4 Dimensionamento de Bocas de Lobo 
 
As bocas de lobo são elementos de recolhimento de água nas sarjetas, de 
forma a conduzi-la para as galerias e tubulações subterrâneas. 
As bocas de lobo podem ser de guia, de grelha, com fenda, combinada, com 
ou sem depressão, simples ou múltipla. 
10 
 
 
 
Boca de Lobo – Padrão SUDECAP. 
 
11 
 
A capacidade de “engolimento” de bocas de lobo pode ser estimada através 
das seguintes fórmulas: 
 
a) Boca de lobo de guia (y0 ≤ h) 
Quando a água acumulada sobre a boca de lobo gera uma lâmina inferior a 
da altura da abertura na guia (h), a boca de lobo funciona como um 
vertedouro. 
2
3
0yL7,1Q ⋅⋅= 
 
onde: Q é a capacidade de “engolimento” da boca de lobo (m³/s); L é o 
comprimento de abertura da guia (m); y0 é a altura da lâmina d’água 
imediatamente antes da abertura da guia (m) 
 
b) Boca de lobo de guia (y0 > h) 
Quando a água acumulada sobre a boca de lobo gera uma lâmina maior que 
a da altura da abertura na guia (h), a boca de lobo funciona como um orifício. 
2
1
02
3
5,0
h
y
hL01,3Q 





−⋅⋅⋅= 
onde h é a altura da abertura da guia. 
 
c) Boca de lobo de grelha (y0 ≤ 12 cm) 
Para essa profundidade a boca de lobo funciona com um vertedouro de 
soleira livre com equação semelhante a do item a, porém com L sendo 
substituído pelo perímetro da boca de lobo. 
Caso um dos lados da boca de lobo seja adjacente à guia, esse lado deve ser 
suprimido do perímetro. 
2
3
0yP7,1Q ⋅⋅= 
onde P é o comprimento do perímetro da boca de lobo. 
 
12 
 
d) Boca de lobo combinada 
A capacidade de “engolimento” das bocas de lobo combinadas é 
aproximadamente a soma das capacidade de “engolimento” pela grelha e 
pela abertura da guia, isoladamente. 
 
Por simplificação, a SUDECAP, em Belo Horizonte, adota os resultados de 
experiência do U.S. Army Corps of Engineers. 
Desta forma, tem-se: 
 
a) Boca de lobo de guia (y0 ≤ 12 cm) 
2
3
0yL7,1Q ⋅⋅= (simples) 
2
3
0yL4,3Q ⋅⋅= (dupla) 
 
b) Boca de lobo de grelha (y0 ≤ 12 cm) 
2
3
0y383,2Q ⋅= (simples) 
2
3
0y766,4Q ⋅= (dupla) 
 
Assim como nas sarjetas, a capacidade de “engolimento” das bocas de lobo 
é, normalmente, menor que a capacidade teórica, devido à obstrução causada por 
detritos, irregularidades nos pavimentos e alinhamento real, entre outros motivos. 
Desta forma, na tabela a seguir, são propostos alguns coeficientes de 
redução da capacidade de “engolimento” das bocas de lobo para segurança. 
 
Localização da Sarjeta Tipo de Boca de Lobo % Q 
Ponto Baixo 
De guia 80 
Com grelha 50 
Combinada 65 
Ponto Intermediário 
De guia 80 
Com grelha 60 
Combinada 70 
 
13 
 
A localização das bocas de lobo deve levar em conta a capacidade de 
“engolimento” e a máxima inundação da via. Além disso, deve-se considerara as 
seguintes recomendações: 
 
� Devem ser localizadas em ambos os lados da rua quando a saturação da 
sarjeta assim o exigir ou quando forem ultrapassadas as suas capacidades 
de engolimento; 
� Devem ser localizadas nos pontos baixos dos quarteirões; 
� Devem estar espaçadas de no máximo 60 m, mesmo que não haja 
necessidade devido a alagamento; 
� Não devem estar localizadas no vértice do ânulo de intercessão das 
sarjetas de duas tuas convergentes, como mostrado na figura a seguir. 
 
 
 
1.1.5 Dimensionamento de Poços de Visita 
 
Poço de vista é uma câmara visitável através de uma abertura existente na 
sua parte superior, ao nível do terreno, destinado a permitir a reunião de dois ou 
mais trechos consecutivos e a execução dos trabalhos de manutenção nos trechos a 
ele ligados. 
 
14 
 
 
A fim de permitir o movimento vertical de um operador, a chaminé, bem como 
o tampão, terá um diâmetro mínimo útil de 0,60m. 
O balão, sempre que possível, uma altura útil mínima de 2,0 metros, para que 
o operador maneje com liberdade de movimentos, os equipamentos de limpeza e 
desobstrução no interior do mesmo. 
A chaminé, não deverá ter altura superior a 1,0 m, por recomendações 
funcionais, operacionais e, até, psicológicas para o operador. 
A tabela a seguir mostra as dimensões mínimas recomendáveis para chaminé 
e balão em função da profundidade e do diâmetro "D" da tubulação de jusante, ou 
seja, a que sai do poço de visita. 
 
Profundidade do PV – h (m) 
Diâmetro de saída – D (m) 
Altura da Chaminé –hc 
(m) 
Diâmetro do Balão – Db 
(m) 
h ≤ 1,5 
D = qualquer 
hc = 0,30 Db = D 
1,50 < h < 2,5 
D ≤ 0,60 
hc = 0,30 Db = 1,20 
1,50 < h < 2,5 
D > 0,60 
hc = 0,30 Db = D +1,20 
h > 2,5 
D ≤ 0,60 
0,3 <hc<1,00 Db = 1,20 
h > 2,5 
D > 0,60 
0,3 <hc<1,00 Db = D +1,20 
Obs.: para PV de seção quadrada, Db é igual à aresta da seção. 
 
15 
 
 
 PV em pré-moldado PV em alvenaria 
 
1.1.6 Dimensionamento de Caixas de Ligação 
 
As caixas de ligação são utilizadas quando se faz necessária a locação de 
bocas de lobo intermediárias ou para se evitar a chegada, em um mesmo poço de 
visita, mais de quatro tubulações. 
Sua função é similar ao do poço de visita, porém, não são visitáveis. 
O desenho das caixas de ligação assemelha-se ao do balão do poço de visita, 
porém, normalmente é de seção quadrada e suas dimensões variam conforme o 
diâmetro dos tubos da rede. 
 
 
16 
 
1.1.7 Exercícios: 
 
1) Dimensione a sarjeta, o tipo e a localização de bocas de lobo para uma rua, 
localizada me BH, de 7,0 m de largura e 600 m de comprimento. Os lotes 
localizados nessa região possuem, em média, 12,0 m de frente e 30,0 m de 
profundidade. Sabe-se que a calçada (passeio) possui largura igual a 2,0 m e a 
declividade longitudinal da sarjeta será de 1%. 
 
2) Dimennsionar uma boca de lobo intermediária sendo dados: 
Vazão de dimensionamento: Q = 64 L/s; 
Declividade transversal da sarjeta: z = 12; 
Declividade longitudinal da sarjeta: I = 2,5%; 
Rugosidade do acabamento da sarjeta: n = 0,016; 
Abertura da guia: L = 90 cm; 
Perímetro da grelha: P = 260 cm. 
 
3) Dimensione a sarjeta, o tipo e a localização de bocas de lobo para uma rua, 
localizada me BH, de 6,0 m de largura e 50 m de comprimento. Os lotes 
localizados nessa região possuem, em média, 15,0 m de frente e 30,0 m de 
profundidade. Sabe-se que a calçada (passeio) possui largura igual a 2,0 m e a 
declividade longitudinal da sarjeta será de 0,4%. 
 
4) Seja a sarjeta de do tipo B, com declividade longitudinal igual a 1%, localizada 
em uma cidade qualquer. Pede-se dimensionar a capacidade da sarjeta e da 
boca de lobo a ser utilizada em conjunto. 
 
5) Esboce o projeto da rede de coleta de águas pluviais da rua do exercício 1. 
Considere a rede iniciando nessa rua. 
 
6) Encontrar as dimensões úteis para PVs nas seguintes condições: 
• Profundidade = 1,2 m; Diâmetro do efluente = 400 mm 
• Profundidade = 2,0 m; Diâmetro do efluente = 400 mm 
• Profundidade = 3,2 m; Diâmetro do efluente = 1500mm 
• Profundidade = 4,2 m; Diâmetro do efluente = 800 mm

Outros materiais