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Renato Carlos Zambon Ronan Cleber Contrera Theo Syrto Octavio de Souza Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental PHD2412 - Saneamento II 2 3 aula anterior... Partes constituintes de um SES Tipos de sistemas Órgão acessórios Traçado da rede Sistemas alternativos 4 PROFUNDIDADES DOS COLETORES Máximas: Passeio: 2,0 a 2,5 m Eixo ou terço: 3,0 a 4,0 m (periculosidade/equipamentos) Coletores situados abaixo de 4,0 m: projetar coletores auxiliares para receber ligações prediais Mínimas: Proteção da tubulação Permite a ligação predial norma: recobrimento mínimo de 0,90 m no leito e 0,65 m no passeio 5 PROFUNDIDADE MÍNIMA DO COLETOR 6 p p = a + i.L + h + hc onde: p = profundidade mínima do coletor público (m) L = distância entre o coletor público e caixa de inspeção (m) h = desnível entre o leito da via pública e o piso do compartimento a esgotar (m) hc = altura da caixa de inspeção (normalmente igual a 0,50 m) Diâmetro do coletor predial (mm) Diâmetro do coletor público (mm) Valores de a (m) Ø 100 i = 2 % Ø 150 i = 0,7 % Ø 200 i = 0,5 % 150 200 300 450 0,20 0,25 0,35 0,48 0,24 0,34 0,47 0,23 0,32 0,46 PROFUNDIDADE MÍNIMA DO COLETOR 7 MATERIAIS UTILIZADOS EM TUBULAÇÕES DE ESGOTO Tubos cerâmicos: ø 100, 150, 200, 250, 300, 350, 375, 400 mm - junta: asfalto / elástica (redes coletoras) Tubos PVC: ø 100 a 400 mm - junta elástica (redes coletoras e linhas de recalque) Tubos de concreto: ø 400 a 2000 mm - junta elástica (coletores tronco, emissários e interceptores) Tubos de ferro fundido dúctil: ø 150 a 1200 mm - junta elástica (linhas de recalque) Tubos de polietileno: ø 63 a 1200 mm (linhas de recalque, emissários submarinos) – Condutos forçados Tubos de poliéster reforçados com fibra de vidro (PRFV): ø 150 a 3000 mm - junta elástica (rede e linhas de recalque) 8 REDE COLETORA - EXEMPLO 100% PLÁSTICO 9 TIL RADIAL 10 LIGAÇÃO DOMICILIAR 11 LIGAÇÕES DE ESGOTO QUANTO À POSIÇÃO DA REDE COLETORA 12 Ligação no passeio adjacente LIGAÇÕES DE ESGOTO QUANTO À POSIÇÃO DA REDE COLETORA 13 Ligação no terço adjacente LIGAÇÕES DE ESGOTO QUANTO À POSIÇÃO DA REDE COLETORA 14 Ligação no eixo LIGAÇÕES PREDIAIS Sistema ortogonal - ligação simples 15 LIGAÇÕES PREDIAIS Sistema radial - ligações múltiplas 16 LIGAÇÕES PREDIAIS Sistema ortogonal - ligação simples 17 Entradas pelo topo ou a 45° a partir do topo LIGAÇÕES PREDIAIS Sistema radial - ligações múltiplas 18 ESGOTO SANITÁRIO Esgoto doméstico Esgoto industrial Água de infiltração 19 VAZÕES A contribuição do esgoto doméstico depende dos seguintes fatores: População: estudo de crescimento populacional Consumo de água efetivo “per capita”: qe Coeficiente de retorno esgoto / água: C Coeficientes de variação da vazão: Coeficiente do dia de maior contribuição: K1 Coeficiente da hora de maior contribuição: K2 20 sem as perdas reais (físicas) Consumo “per capita” medido em outros países Consumo “per capita” efetivo nas capitais brasileiras 21 Coeficientes de retorno obtidos por medições ou recomendados para projeto 22 Variação do consumo anual Variação do consumo diária VARIAÇÃO DO CONSUMO 23 Vazão máxima Horas do dia 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 V a zã o ( /s ) Vazão média Consumo máximo C o n su m o ( /h a b .d ia ) Meses do ano J F M A M J J A S O N D C o n su m o ( /h a b .d ia ) Consumo médio 1 máxima diária no ano média diária no ano Q K Q 2 máxima horária no dia média horária no dia Q K Q 3 mínima horária no dia média horária no dia Q K Q ÁGUA DE INFILTRAÇÃO A infiltração na rede depende das condições locais, tais como: NA do lençol freático Tipo de solo Material da tubulação Tipo de junta Qualidade de assentamento dos tubos NBR 9649: Taxa de infiltração TI = 0,05 a 1,0 L/(s.km) 24 25 ÁGUA DE INFILTRAÇÃO 26 ESGOTO INDUSTRIAL Decreto nº 8.468 (Set/1976) Art. 19: Onde houver sistema público de esgoto, em condições de atendimento, os efluentes de qualquer fonte poluidora deverão ser neles lançados. Art. 18 - VIII: Regime de lançamento com vazão máxima de até 1,5 vezes a vazão média diária. Art. 19 A: Os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser lançados em sistemas de esgotos, se obedecerem às seguintes condições: I. pH entre 6,0 e 10,0; II. Temperatura inferior a 40°C; III. Materiais sedimentáveis até 20 ml/l; ... 27 Esgoto (100%) 99,9% - Água 0,1% - Sólidos 80% - Matéria Orgânica produção de sulfetos em anaerobiose 20% - Matéria Inorgânica areia (0,02 – 0,03 g / l) COMPOSIÇÃO DO ESGOTO SANITÁRIO 28 TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO Hidráulica: transporte de vazões máximas e mínimas como condutos livres (capacidade de vazão) Reações Bioquímicas: controle de sulfeto de hidrogênio Deposição de Materiais Sólidos: ação de autolimpeza 29 Curva de variação horária da vazão de esgoto da cidade de Cardoso / SP PROCESSOS QUE OCORREM EM CONDUTOS DE ESGOTO COM OXIGÊNIO SUFICIENTE PARA PREVENIR A FORMAÇÃO DO SULFETO NO ESGOTO 30 PROCESSOS QUE OCORREM EM CONDUTOS DE ESGOTO SOB CONDIÇÕES DE FORMAÇÃO DO SULFETO 31 DISTRIBUIÇÃO DESIGUAL DA CORROSÃO EM TUBO DE CONCRETO DEVIDO AO ÁCIDO SULFÚRICO 32 EXEMPLO: INTERCEPTOR RETANGULAR CORROÍDO POR ÁCIDO SULFÚRICO 33 MANUTENÇÃO EM REDES COLETORAS DE ESGOTOS PV (concreto) Ligação Domiciliar TIL (plástico) 34 TIPOS DE MANUTENÇÃO Manutenção Preventiva Serviços para obter melhor desempenho do sistema antecipando-se ao problema. Manutenção Corretiva Serviços para corrigir problemas de obstruções ou rompimento de ramais e coletores. 35 DESOBSTRUÇÃO DE RAMAL PREDIAL Flexi-Cleaner 36 DESOBSTRUÇÃO DE REDE COLETORA Limpeza com Sewer Jet (Hidrojateamento) 37 DESOBSTRUÇÃO DE REDE COLETORA Equipamento a vácuo 38 DESOBSTRUÇÃO DE REDE COLETORA Equipamento combinado: hidrojateamento e vácuo 39 CÁLCULO DAS VAZÕES Métodos para cálculo das vazões: Quando não existirem medições de vazão utilizáveis no projeto Quando existirem hidrogramas utilizáveis no projeto Cálculo de vazão pelo processo das áreas edificadas 40 CÁLCULO DAS VAZÕES onde: Q: vazão de esgoto sanitário (L/s) Qd: vazão doméstica (L/s) Qinf: vazão de infiltração (L/s) Qc: vazão concentrada ou singular (L/s) 41 d inf cQ Q Q Q QUANDO NÃO EXISTIREM MEDIÇÕES DE VAZÃO UTILIZÁVEIS NO PROJETO Para o dimensionamento da rede coletora de esgotos devem ser consideradas as seguintes vazões (situações críticas de projeto): início do plano: (não inclui o K1!) final do plano: No qual: Ii , If: Contribuição de infiltração inicial e final (L/s) Qci , Qcf: Contribuição singular inicial e final (L/s) 𝑄𝑖, 𝑄𝑓: contribuição média inicial e final de esgotos domésticos (L/s) 42 2i i i ciQ K Q I Q 1 2f f f cfQ K K Q I Q ou 86400 86400 86400 86400 i i i i i i i f f f f f f f C P q C a d q Q Q C P q C a d q Q Q Auto-Limpeza Capacidade de Vazão QUANDO EXISTIREM HIDROGRAMAS UTILIZÁVEIS NO PROJETO vazão: onde: tc: valor do parâmetro adotado da bacia (população, área edificada) tm: valor do parâmetro adotado da bacia cujo hidrograma foi medido Qmax: vazão máxima do hidrograma medido (L/s) Qc: vazão concentrada (L/s) vazão inicial: vazão final: 43 h cQ Q Q ch max m t Q Q t i hi ciQ Q Q f hf cfQ Q Q CÁLCULO DE VAZÃO PELO PROCESSO DAS ÁREAS EDIFICADASAutoria: Eng. Eugênio Macedo Pesquisa: SES do Rio de Janeiro, durante 15 anos Resultado da Pesquisa: Para bacias de ocupação predominante residencial: Para bacias de ocupação predominante industrial ou comercial: onde: Qmaxi,f: vazão máxima inicial e final, L/s Aei,f: área edificada existente no início e fim do período de projeto, m² 44 5 , ,max 23 10i f i fQ Ae 5 , ,max 16 10i f i fQ Ae Estas eq. valem somente para o Rio de Janeiro! DETERMINAÇÃO DAS TAXAS DE CONTRIBUIÇÃO PARA CÁLCULO DAS REDES COLETORAS Rede simples Rede dupla Rede mista (simples e dupla) 45 TAXAS DE CONTRIBUIÇÃO PARA REDES SIMPLES Taxa por unidade de comprimento em L/(s.m) ou L/(s.km) • Taxa de contribuição linear para o início do plano: • Taxa de contribuição linear para o final do plano: onde: Li, Lf = comprimento da rede de esgotos inicial e final, m ou km Tinf = taxa de contribuição de infiltração, L/s.m ou L/s.km as taxas também podem ser calculadas por unidade de área, em L/(s.ha) 46 Zonas de ocupação homogêneas 2 ,d i xi inf i K Q T T L 1 2 ,d f xf inf f K K Q T T L TAXAS DE CONTRIBUIÇÃO PARA REDES DUPLAS • Taxa de contribuição linear para o início do plano • Taxa de contribuição linear para o final do plano onde: Ldi, Ldf = comprimento da rede dupla inicial ou final, m ou km 47 2 ,d i xdi inf di K Q T T L 1 2 ,d f xdf inf df K K Q T T L Considerar somente as contribuições distribuídas, as concentradas são somadas depois rede simples rede dupla início do plano final do plano TAXAS DE CONTRIBUIÇÃO PARA REDES SIMPLES E DUPLAS • Comprimento “virtual” da rede para a área de ocupação homogênea (é o comprimento que a rede teria na área se ela fosse toda simples) onde: Lvi, f = comprimento virtual da rede inicial ou final, m ou km Lsi, f = comprimento da rede simples inicial ou final, m ou km Ldi, f = comprimento da rede dupla inicial ou final, m ou km • Taxas de contribuição linear: , , , 2 di f vi f si f L L L .2 inf d i xis vi K Q T T L .1 2 inf d f xfs vf K K Q T T L 48 .2 inf 2 d i xis vi K Q T T L .1 2 inf 2 d f xfs vf K K Q T T L CÁLCULO DAS VAZÕES NOS TRECHOS Exemplo: Taxas de contribuição linear inicial e final: Txi=7,14 L/s/km e Txf=27,97 L/s/km Contribuição distribuída inicial e final Qdi,f=L*Txi,f: Vazões inicial e final a montante: soma as contribuições dos trechos a montante mais as concentradas Vazões inicial e final a jusante (o desenho mostra apenas as finais) Qji,f = Qmi,f+Qdi,f Cálculo dos trechos com as vazões de jusante, ou a mínima considerada no projeto (1,5 L/s) 49 t1: 98 m t3: 98 m t2 : 4 6 m t4 : 7 2 m Trecho Compr. (m) Qdi (L/s) Qdf (L/s) t1 98 0,700 2,741 t2 46 0,328 1,287 t3 98 0,700 2,741 t4 72 0,514 2,014 Qmf=0 Qjf=0+2,741 Qjf=2,741 Qdf=2,741 Q d f= 1 ,2 8 7 Qdf=2,741 Qmf=0 Qmf=2,741 Qjf=2,741+1,287=4,028 Qmf=2,741+1,200+4,028 =7,969 Q d f= 2 ,0 1 4 Qjf=7,969+2,014=9,983 Qcf=1,2 conferindo: SL=98*2+46+72=314m Qf=314*0,02797+1,2=9,983 L/s ok!
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