Memorial de Dimensionamento de Redes de Água e Esgoto

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
MEMORIAL DESCRITIVO PARA AS REDES DE ÁGUA E ESGOTO PARA UM LOTEAMENTO
ALESSANDRA ZULIAN
AMANDA BUENO DE LIMA
LORENZA LINDEMAYER STEFANI
MATHEUS AUGUSTO DE BRITO
VIRGÍNIA VIGANÓ
CAXIAS DO SUL
JULHO, 2016
ALESSANDRA ZULIAN
AMANDA BUENO DE LIMA
LORENZA LINDEMAYER STEFANI
MATHEUS AUGUSTO DE BRITO
VIRGÍNIA VIGANÓ
MEMORIAL DESCRITIVO PARA AS REDES DE ÁGUA E ESGOTO PARA UM LOTEAMENTO 
Trabalho apresentado como parte dos requisitos para obtenção da aprovação na disciplina de Redes de Água e Esgoto do curso de Engenharia Ambiental.
Orientador: Romualdo Nunes Vanacôr
CAXIAS DO SUL
29 de Julho de 2016.
1. INTRODUÇÃO
A água constitui-se em elemento essencial à vida. O acesso à água de boa qualidade e em quantidade adequada está diretamente ligado à saúde da população, contribuindo para reduzir a ocorrência de diversas doenças.
	O serviço de abastecimento de água através de rede geral caracteriza-se pela retirada da água bruta da natureza, adequação de sua qualidade, transporte e fornecimento à população através de rede geral de distribuição. Há de se considerar, ainda, formas alternativas de abastecimento das populações (água proveniente de chafarizes, bicas, minas, poços particulares, carros-pipas, cisternas, etc.).
	A oferta de saneamento básico é fundamental em termos de qualidade de vida, pois sua ausência acarreta poluição dos recursos hídricos, trazendo prejuízo à saúde da população, principalmente o aumento da mortalidade infantil.
 	O primeiro levantamento nacional sobre saneamento básico no Brasil foi realizado em 1974, através de convênio celebrado entre o Ministério da Saúde e o IBGE. As informações coletadas pela Pesquisa Nacional de Saneamento Básico - PNSB 2008 sobre abastecimento de água revelam aspectos relevantes da cobertura deste serviço no País. Dos 5 564 municípios brasileiros existentes em 2008, 5 531 (99,4%) realizavam abastecimento de água por rede geral de distribuição em pelo menos um distrito ou parte dele. 
 	Para os serviços de esgotamento sanitário pouco mais da metade dos municípios brasileiros (55,2%) dispõem de rede coletora, que é o sistema apropriado7, marca pouco superior à observada na pesquisa anterior, realizada em 2000, que registrava 52,2%. Em 2008, a proporção de municípios com rede de coleta de esgoto foi bem inferior à de municípios com rede geral de distribuição de água (99,4%), manejo de resíduos sólidos (100,0%) e manejos de águas pluviais (94,5%). É importante ressaltar que a estatística de acesso à rede coletora de esgoto refere-se apenas à existência do serviço no município, sem considerar a extensão da rede, a qualidade do atendimento, o número de domicílios atendidos, ou se o esgoto, depois de recolhido, é tratado. 
2. OBJETIVOS
Este projeto tem por objetivo desenvolver o projeto de redes de abastecimento de água potável e de esgotamento sanitário, com vistas à atender um loteamento com área residencial e institucional, no que tange em torno do dimensionamento das redes. 
3. PROJETO DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA POTÁVEL PARA UM LOTEAMENTO
3.1 Generalidades: 
Trata-se do memorial descritivo do projeto de abastecimento de água potável de um loteamento residencial de interesse social, chamado Morada das Flores, sito na rua Caxias esquina com a rua UCS, Bairro Santo Afonso, na cidade de Vanacôr-RS.
3.2 Característica do núcleo: 
A área atingida pelo projeto é constituída por 79 lotes, sendo 7 deles de área pública para uso comunitário e de preservação permanente, totalizando 5% do loteamento (Área de 880,29 m²) e uma área de vegetação de 3.794,80m².
3.3 Padronização Concessionária Responsável pelo Abastecimento Público: 
O projeto de abastecimento de água será feito em rede malhada ou ramificada, com ponto de tomada na rede de Ferro Fundido DN 250, localizada na rua Caxias esquina com a rua UCS, tendo como referência para o dimensionamento hidráulico no ponto de tomada a pressão mínima de 35 m.c.a. e pressão máxima de 40 m.c.a. e a cota do terreno no ponto de tomada é 482 metros, sendo este o ponto de cota menor do loteamento.
3.3.1 Dimensionamento: 
· Ocupação: 
Conforme diretrizes fornecidas pela Concessionária, considerou-se uma média de 5 pessoas por lote de até 360 m². Para as áreas institucionais 12 pessoas a cada 2.000 m² e lotes maiores a média da área por 360 m². Totalizando 79 lotes com média de 5 habitantes por lote.
· Consumo per-capita: 
Consumo per capita de 250 litros/pessoa.dia e para as áreas institucionais foi considerado 4 habitantes para cada 300 m² de área.
· Coeficiente de Reforço: 
Os coeficientes de reforço são de acordo com a recomendação da Concessionária: 
	K1 = 1,3 para o dia de maior consumo; 
	K2 = 1,8 para a hora de maior consumo.
· Cálculo da vazão unitária média: 
Em função da diretriz da Concessionária, para definir a quantidade de habitantes no loteamento, obteve-se uma média de 5 pessoas por lote (população total por número de lotes), incluindo a área institucional.
Onde: 
K = coeficientes de Reforço;
N = número de pessoas por lote [pessoas/ lote];
Cq = consumo per capita [litros/ pessoa.dia].
· Perdas de carga: 
As perdas de carga foram determinadas com o emprego da fórmula de Hazem – Willians: 
Onde:
J = perda de carga unitária [m/m];
Q = vazão fictícia [m³/s];
C = coeficiente de rugosidade do Ferro Fundido DN 250;
D = diâmetro da tubulação [m].
Onde: 
Hf = perda de carga total [m/m];
J = perda de carga unitária [m/m];
L = comprimento do trecho [m].
· Método de dimensionamento: 
Para o dimensionamento das redes de distribuição adotou-se redes ramificadas. 
· Critérios de Dimensionamento: 
A rede foi dimensionada de modo à: 
a) Não permitir grandes velocidades, não ultrapassando o limite prático, dado por:
Onde:
v = velocidade limite [m/s];
D = diâmetro do trecho [m].
b) No dimensionamento de cada trecho foi adotada a vazão de montante, sendo a vazão máxima por bitola limitada pela velocidade máxima admitida, calculada pela fórmula anterior. 
c) De acordo com os padrões estabelecidos pela Concessionária, as pressões limites são:
- Pressão máxima estática: 50 mca 
- Pressão mínima:10 mca 
Sendo que no Ponto de Tomada (cota 482m), as pressões mínima e máxima foram adotadas respectivamente: 35 mca e 40mca.
	d) As pressões foram tomadas à partir dos níveis piezométricos, calculadas trecho a trecho. No loteamento, o ponto mais alto é cerca de 515 m ficando acima da pressão de 10 mca. Já o ponto mais baixo, correspondente à cota 482 m excedendo o limite estabelecido pela norma da Concessionária de 50 mca. Será necessário instalar quatro válvulas de redução para que as pressões fiquem dentro do limite.
· Setorização: 
Atendendo recomendação da Concessionária, foram projetados registros formando setores de manobras. 
3.4 Planilhas de cálculo: 
Em anexo, apresenta-se a planilha de cálculo das vazões, pressões e de conexões e a planta apresentando a definição dos trechos.
3.5 Especificação de materiais: 
As canalizações a serem empregadas serão de PVC , as conexões para os tubos serão do mesmo material. Os registros deverão estar protegidos em caixas de alvenaria de tijolos maciços (1,2 x 1,2 metros), com tampa de laje de concreto, duplamente armada, de espessura igual à 15 cm e com tampa articulável de ferro para chave de registro. 
Todas as canalizações e peças especiais da rede devem obedecer rigorosamente às normas técnicas vigentes e as solicitações de projeto, devendo ser apresentado certificado de garantia pelo fabricante. Durante o período que preceder o lançamento nas valas, devem ser observadas as recomendações do fabricante, quanto ao empilhamento, transporte e manuseio. 
3.6 Reservatório de abastecimento: 
	Reservatórios são unidades hidráulicas de acumulação e passagem de água em pontos estratégicos do sistema. Tendo como finalidade regularizar a vazão, confiabilidade ao abastecimento, reserva no combatea incêndio e regularizar pressões. 
Para o projeto foi dimensionado um reservatório do tipo elevado, neste a cota de fundo é superior à cota do terreno onde se localiza, sendo utilizado nos casos em que há necessidade de garantia de uma pressão mínima na rede. 
Foi projetado um reservatório único para abastecimento do loteamento. Conforme equação abaixo, foi calculado o volume útil do reservatório:
Sendo:
k1= 1,3
Vazão do díade maior consumo= 148,773 m³
Assim, calculou-se as dimensões do reservatório: 
	Altura útil
	5m
	Área
	12,89m²
	Diâmetro
	4,052m
	Conforme dimensionamentos realizados o reservatório deverá ser instalado a uma altura mínima do terreno de 36 m, tendo como cota piezométrica mínima 35 m e máxima 40 m. O volume de armazenamento do reservatório será de 65 m³, formato circular e terá como medidas 5 m de altura, 4,10 m de diâmetro e ocupará uma área de aproximadamente 13 m². 
3.7 Especificação de serviços: 
A obra será executada com acompanhamento da Concessionária, sendo iniciada após autorização do setor de Obras e Planejamento. A interligação com a rede existente deverá ser previamente programada com a Concessionária.
A base para assentamento da canalização e o preenchimento das valas deverá seguir as normas da Concessionária, sendo o material de preenchimento cuidadosamente selecionado, isento de pedras e corpos estranhos, adensado manualmente em camadas não superiores à 10 cm de altura. O restante do reaterro será preenchido de maneira que apresente, aproximadamente, uma densidade igual à do solo contíguo, compactado mecanicamente, com material isento de pedras grandes ou de corpos estranhos de dimensões notáveis. 
É de responsabilidade do executor a segurança e integridade dos operários executores da obra, bem como das benfeitorias existentes nas imediações. Deve ser respeitado o Código Brasileiro de Trânsito no tocante à segurança dos usuários das vias públicas. 
3.8 Relação de materiais: 
Para este projeto serão empregados tubos e conexões de PVC, com junta de solda de topo. Os registros serão do tipo EURO 20, conforme norma NBR 14968, corpo e tampa em ferro, cunha em ferro fundido dúctil, com cunha revestida em elastômero EPDM, tipo 21, com flanges segundo norma DIN, simbolizados por EURO 20 TIPO 21 DN, dotados de haste de aço inox, com pintura epóxi. Os registros deverão estar protegidos em caixas de alvenaria de tijolos maciços (1,2 x 1,2 metros), com tampa de laje de concreto, duplamente armada, de espessura igual a 15 cm e com tampa articulável de ferro para chave de registro.
Toda a canalização e peças especiais da rede estarão de acordo com as normas técnicas vigentes e as solicitações de projeto, sendo apresentado certificado de garantia pelo fabricante. Durante o período que preceder o lançamento nas valas, devem ser observadas as recomendações do fabricante, quanto a empilhamento, transporte e manuseio. Na Tabela 1 estão apresentados os materiais que serão utilizados na obra de redes de abastecimento de água.
Tabela 1. Relação de materiais que serão usados na obra.
	Material
	Quantidade
	Tubulação PVC Ø 50 mm
	902 m
	Tubulação PVC Ø 10 mm
	205 m
	Registro
	unid
	Tê
	unid
	Curva de 90
	unid
	Reservatório
	1 unid
	Tampa articulável
	unid
	Cimento
	kg
	Areia
	m³
	Tijolos
	unid
Fonte: Autores, 2016
3.9 Cadastro da rede: 
No final da obra deverá ser apresentado cadastro da rede e demais acessórios implantados. 
4. PROJETO DE SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO PARA UM LOTEAMENTO
4.1 Generalidades:
Trata-se do memorial descritivo do projeto de rede coletora de esgoto de um loteamento residencial de interesse social, chamado Morada das Flores, sito na rua Caxias esquina com a rua UCS, Bairro Santo Afonso, na cidade de Vanacôr-RS.
4.2 Características do sistema:
Serão implantadas redes coletoras de esgoto sanitário do tipo separador absoluto e uma Estação de Tratamento de Efluente Sanitário (ETE). Para elaboração do projeto das redes coletoras do loteamento foi considerado a contribuição e a continuidade das redes do loteamento até o local do tratamento. As diretrizes de a implantação das redes são as seguintes:
O diâmetro adotado para cada trecho foi de 150 mm, a tubulação será de PVC rígido JE (junta elástica), conforme NBR 7362 para esgoto sanitário e as conexões, TIL e PV serão de PVC rígido JE (junta elástica), conforme NBR 10569. Para tubulações assentadas sob o leito de vias públicas e sobre o passeio público será adotado um recobrimento mínimo de 0,90 m. O entorno da tubulação deverá ser em pó-de-brita, com espessura mínima de 20 cm, formando o envelope de proteção dos tubos. Para recobrir as valas deverá ser usado material compactado isento de pedras. Na ponta de rede, serão implantados curva e tampão de PVC para realizar a inspeção e limpeza das redes e os poços de visita e limpeza, serão do tipo TIL de passagem, TIL de queda, ou TIL radial, do mesmo material das redes coletoras.
4.3 Redes e componentes:
As redes serão de diâmetros nominais 150 mm e tubos PVC. Para conectar o tubo em qualquer peça ou TIL deverão ser utilizados adaptadores e/ou luvas liso/corrugado. A escolha por uma destas opções é uma questão financeira, pois, todas atingem as especificações técnicas. Deve ser tomado o cuidado de adquirirem-se as conexões e anéis compatíveis com a tubulação. No caso de optar-se por um dos tipos sem anel integrado, as conexões, peças e tubos devem ser comprados com os respectivos anéis. 
Ligações prediais: as ligações prediais são feitas diretamente na rede através de selim. E a inspeção é feita através de TIL. Nos coletores de fundo, as ligações prediais são feitas à rede através de TIL. Este TIL condominial servirá de inspeção da rede de esgoto cloacal, inspeção e espera para as ligações prediais. Nos passeios, os lotes com o TIL instalado em frente terão o seu coletor predial conectado ao TIL condominial. Nos lotes onde não há inspeção da rede instalada em frente, deverá ser feita a ligação predial à rede através de uma Junção Simples SR (SR-10) – DN 150 e um Joelho 45° SR (SR-06) – DN 150. Para inspeção e manutenção da ligação predial será instalado um TIL ligação predial. 
Inspeções: nenhum ponto deve exceder 80 metros entre um TIL e outro, são instalados TIL de Passagem Rede (VT-22[footnoteRef:1]). Quando houver mais de dois trechos ligados à mesma inspeção ou houver mudança de direção entre os trechos de montante e jusante, é utilizado TIL Radial Rede (VT-25). Nas cabeceiras da rede DN 150 mm, deverá ser instalado um TIL Radial Rede. Nos pontos com diferença de cota entre a chegada da(s) tubulação(ões) de montante e a tubulação de saída, deverá ser utilizado o TIL Radial. [1: Os códigos entre parênteses são os mesmos do catálogo da TIGRE.] 
No Sistema Modular, o TIL Condominial também terá utilidade de inspeção da rede de 100 mm. As inspeções são complementadas por tubos de PVC rígido liso, que ligam o TIL ou curva à superfície do terreno e tampões. O diâmetro do prolongamento é variável em função do tipo de componente utilizado na inspeção. 
4.4 Montagem e assentamento das redes:
As canalizações serão assentadas na via. A profundidade das valas será variável devido à declividade de cada trecho de canalização e do greide. 
Para a operação de acoplamento, deverá ser utilizada pasta especifica para lubrificar a superfície interna do anel de borracha e a superfície externa do tubo. Para garantir a estanqueidade da rede, deverá ser observado o perfeito encaixe para que não ocorra vazamento pelo anel. 
Para prevenir deslocamentos e recalques após o aterro, o TIL Radial Rede deve ser nivelado e assentado sobre uma fundação adequada. Se necessário, o TIL deverá ser assentado sobre berço de areia ou até mesmo ancorado em concreto (por exemplo, quando o nível do lençol freático for elevado). 
Um trecho de tubo, de comprimento adequado, deverá ser acoplado à abertura superior do TIL para garantir acesso às operações de inspeção e limpeza. Este acoplamento é efetuado utilizando-se a própria bolsa do tubo ou uma luvade correr. Na extremidade superior deste tubo de acesso, deverá ser instalado um tampão para TIL, que ficará embutido em uma pequena laje de concreto a ser moldada no nível do pavimento. Não há necessidade de execução de base ou revestimento estrutural pra o assentamento do TIL condominial. 
4.5 – Lançamento da rede e reenchimento da vala e limpeza do local:
O cobrimento da tubulação deverá ser feito com uma camada de 10 cm areia. As tubulações devem ser assentadas em material isento de pedra, preferencialmente deverá ser executado colchão de areia para assentamento da rede.
Segue em anexo, planilha de dimensionamento e planta do loteamento com as redes de esgoto. 
4.6 – Memorial de cálculo:
Para o dimensionamento da rede de esgoto cloacal foram seguidas as diretrizes do SAMAE e legislações vigentes. 
Foram adotados os seguintes valores: 
· Média do número de habitantes por lote (N): 5 habitantes e para área institucional 4 habitantes a cada 300 m². 
· Coeficiente do dia de maior consumo (k1) = 1,3. 
· Coeficiente da hora de maior consumo (k2) = 1,8. 
· Geração de esgoto (Cq): 250 L/habitante.dia. 
· Coeficiente de retorno água/esgoto (C): 0,8. 
· Coeficiente de Manning (n) = 0,013. 
· Taxa de infiltração = 0,0005 L/s.m de rede. 
O modelo de cálculo utilizado – Manning. 
5. CORPO TÉCNICO RESPONSÁVEL PELO PROJETO:
· Engenheira Ambiental: ALESSANDRA ZULIAN- CREA/RS 1234- TPW
· Engenheira Ambiental: AMANDA BUENO DE LIMA- CREA/RS 1178- DFR
· Engenheira Ambiental: LORENZA LINDEMAYER STEFANI- CREA/RS 3421-HTE
· Engenheiro Civil: MATHEUS AUGUSTO DE BRITO- CREA/RS 6508-GYF
· Engenheira Ambiental: VIRGÍNIA VIGANÓ- CREA/RS 0943-ACP
6. REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO:
ABNT - NBR 7229 – Projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos.
_____ NBR 13969 – Tanques sépticos – Unidades de Tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos – Projeto, construção e operação.
_____ NBR 12218 – Projeto de rede de distribuição de água para abastecimento público.
_____ NBR 9649 – Projeto de redes coletoras de esgoto sanitário.
_____ NBR 9814 – Execução de rede coletora de esgoto sanitário.
_____ NBR 10156 – Desinfecção de tubulações de sistema público de abastecimento de água.
_____ NBR 12207 – Projeto de interceptores de esgoto sanitário.
_____ NBR 12208 – Projeto de estações elevatórias de esgoto sanitário.
_____ NBR 12209 – Projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário.
_____ NBR 12212 – Projeto de poço para captação de água subterrânea.
_____ NBR 12215 – Projeto de adutora de água para abastecimento público.
_____ NBR 12217 – Projeto de reservatório de distribuição de água para abastecimento público.
_____ NBR 12587 – Cadastro de sistema de esgotamento sanitário.
AZEVEDO NETTO, J. M. & BOTELHO, M. H. C. - "Manual de Saneamento de Cidades e Edificações", PINI Editora, Reimpressão 1995, São Paulo.
DACACH, N.G. - "Sistemas Urbanos de Água", LTC Editora S.A., 2ª Edição, Rio de Janeiro, 1979.
DACACH, N.G. - "Saneamento Básico", LTC Editora S.A., Rio de Janeiro, 1979.
FUNDAÇÃO SESP - "Manual de Saneamento", FSESP, 2ª Ed., revisada e atualizada, Rio de Janeiro, 1981.
HAMMER, M.J. "Sistemas de Abastecimento de Água e Esgotos", LTC Editora S.A., Rio de Janeiro, 1979.
MACINTYRE, A.J. - "Bombas e Instalações de Bombeamento", Ed. Guanabara Dois, Rio de Janeiro, 1980.
TUCCI, C. E. M., et alli. - "Drenafem Urbana", ABRH/Ed Universitária da UFRGS, Poto Alegre, 1995.
VON SPERLING, M. "Princípios Básicos do Tratamento de Esgotos", DESA-UFMG, Belo Horizonte,1996.
ANEXOS
REDES DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
 Dimensionamento das redes de abastecimento de água:
REDES DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Plantas:
 
REDES DE COLETA DE ESGOTO
Projeto de Rede de Abastecimento de Água130Tubos PVC
(m)(mm)(m/s)(m/s)
(m/m)Montante (m)(mca)Jusante (m)
MontanteJusanteMontanteJusante
2138,032500,000,000,070,070,03500,020,680,0000549,710,00549,71485,00490,0064,7159,71
10 
122149,3113750,000,170,370,540,36500,180,680,0012549,880,18549,71509,00485,0040,8864,71
20 
23A65,613750,000,000,100,100,05500,030,680,0000549,880,00549,88485,00485,0064,8864,88
20 
6375,025000,000,200,140,340,27500,140,680,0007549,940,05549,88502,00485,0047,9464,88
20 
34110,577500,000,000,200,200,10500,050,680,0001549,260,01549,25485,00500,0064,2649,25
0
6596,0213750,000,000,370,370,19500,090,680,0004549,300,03549,26502,00507,0047,3042,26
0
8674,505000,000,710,140,850,78500,400,680,0050549,670,37549,30511,00502,0038,6747,30
0
8787,9412500,000,000,340,340,17500,090,680,0003549,670,03549,64511,00514,0038,6735,64
0
12866,491,860,001,861,861000,240,750,0009549,730,06549,67509,00511,0040,7338,67
0
10989,0221310,000,000,580,580,29500,150,680,0008549,730,07549,65514,00510,0035,7339,65
0
81074,506250,000,580,170,750,66500,340,680,0037549,730,28549,45511,00514,0038,7335,45
0
121140,955000,000,000,140,140,07500,030,680,0001549,730,00549,73509,00510,0040,7339,73
0
1312109,4518131,002,610,493,102,851000,360,750,0019549,940,21549,73515,00509,0034,9440,73
0
R1328,753,100,003,103,101000,390,750,0022550,000,06549,94514,00515,0036,0034,94
0
1106,16114441,00>10<50
Mon-
tant
e
Correção 
da 
Válvula
Diâmetro
Trecho
Perda de 
carga 
unitária
Jus-
ante
Jusante
VmáxVelocidade
MarchaMontante
Compri-
mento
Vazão (l/s)
Vazão (l/s)
Rugosidade: C =
Cota terreno (m)Pressão 
Disponível (mca)
Cota 
Piezométric
a
Perda 
de 
carga
Cota 
Piezométrica
Fictícia