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INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE SONGO Av. Agostinho Neto, Bairro Julius Nyerere, recinto da Escola Secundária de Songo, Tel: 252-82336, Fax: 252-82338 DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS PREDIAIS LICENCIATURA EM ENGENHARIA HIDRÁULICA (IV Nível) Discente: MASSIMO, Milicinho Baptista Docentes: MSc. Celso Baúque MSc. Fernando Santos Songo, 12 de Setembro de 2021 DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS PREDIAIS Discente: MASSIMO, Milicinho Baptista Docentes: MSc. Celso Baúque MSc. Fernando Santos Trabalho submetido para sua aprova- ção pelos MSc. Celso Baúque e MSc. Fernando Santos docentes da cadeira, como primeiro trabalho da disciplina Drenagem e Saneamento. Songo, 12 de Setembro de 2021 Drenagem Predial § Copyright © 2021 Trabalho Individual Impresso aos 12 de Setembro de 2021 O ISPSongo tem o direito, perpétuo e sem limites geográficos, de arquivar e pu- blicar este Trabalho através de exemplares impressos reproduzidos em papel ou de forma digital, ou por qualquer outro meio conhecido ou que venha a ser inventado, e de a divulgar através de repositórios científicos e de admitir a sua cópia e distribui- ção em objectivos educacionais ou de investigação, não comerciais, desde que sejam dados créditos aos autores e editores. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® I D.S|2021 Índice Lista de Figuras III Lista de Tabelas IV Lista de Siglas VI 1 INTRODUÇÃO 1 1.1 Considerações prévias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Objectivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3 Documentação consultada e Metodologia . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3.1 Bases para a Elaboração do Trabalho . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS PREDIAIS 4 2.1 Fazes na execução do projecto de um sistema de drenagem de águas residuais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.2 Lançamento de água nos sistemas de drenagem pública . . . . . . . . 5 2.2.1 Lançamentos permitidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2.2 Lançamentos interditos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.3 Tipos de sistemas de drenagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.4 Elementos da rede predial de drenagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.5 Tipos de escoamento dos sistemas prediais . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.6 Regras de instalação e traçado das redes . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.6.1 Ramais de descarga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.6.2 Ramais de ventilação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.6.3 Tubos de queda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.6.4 Colunas de ventilação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.6.5 Colectores prediais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.7 Acessórios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.7.1 Sifões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.7.2 Ralos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.7.3 Câmaras de inspecção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.7.4 Válvulas de admissão de ar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.8 Instalações complementares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.8.1 Instalações elevatórias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.8.2 Câmaras retentoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.9 Conforto e qualidade nos sistemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 II Drenagem Predial §Índice 2.9.1 Ruído . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.9.2 Odores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.9.3 Acessibilidade dos sistemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.9.4 Coeficientes de simultaneidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.10 Materiais das tubagens e acessórios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.10.1 Tubagens metálicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.10.2 Tubagens termoplásticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.10.3 Acessórios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3 REGULAMENTO DOS SISTEMAS PREDIAIS DE MOÇAMBIQUE - DIMENSI- ONAMENTO 25 3.1 Caudais de descarga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2 Caudais de cálculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.3 Ramais de descarga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.3.1 Dimensionamento dos ramais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.4 Tubos de queda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.5 Colunas de ventilação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.6 Colectores prediais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.7 Ramal de Ligação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4 Conclusão 39 4.1 Referencias Bibliográficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 MASSIMO, Milicinho Baptista. ® III D.S|2021 Lista de Figuras 2.1 Drenagem Gravítica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2 Drenagem com Elevação e gravítica (mista) . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.3 Sistema misto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.4 Elementos constituintes de um sistema de drenagem de águas residuais domésticas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.5 Trechos horizontais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.6 Relação ar/água dos tubos horizontais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.7 Trechos verticais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.8 Ramais de descarga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.9 Esquema de ramal de ventilação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.10 Traçado dos tubos de queda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.11 Traçado dos coletores prediais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.1 Determinação dos caudais de cálculo em função dos caudais acumula- dos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.2 Relações geométricas de secções circulares. . . . . . . . . . . . . . . 28 3.3 Distância máxima entre o sifão e a secção ventilada . . . . . . . . . . . 29 3.4 Escoamentos a meia secção em tubagens de PVC (Ks = 120m1/3/s) . . 31 3.5 Escoamentos a secção cheia em tubagens de PVC (Ks = 120m1/3/s) . . 32 3.6 Dimensionamento dos tubos de queda . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.7 Dimensionamento das colunas de ventilação . . . . . . . . . . . . . . . 36 IV Lista de Tabelas 2.1 Tipos de sifões. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.2 Tipos de ralos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.3 Acessórios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.1 Caudais mínimos de descarga dos aparelhos sanitários . . . . . . . . . 26 3.2 Coeficientes de rugosidade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.3 Diâmetros de ramais de descarga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.4 Diâmetros de ramais de descarga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.5 Taxas de ocupação de tubos de queda sem ventilação secundária . . . 34 3.6 Dimensionamento dos tubos de queda . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.7 Dimensionamento de coletores prediais . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 V Lista de Símbolos, Acrónimos e Abrevia- turas RSPDADAR Regulamento dos Sistemas Prediais de Distribuição de Água e de Dre- nagem de Águas Residuais; K Coeficiente de simultaneidade Ks Rugosidade da tubagem (m1/3/s) A Secção da tubagem (m2) Rh Raio hidráulico (m) i inclinação (m/m) ts Taxa de ocupação; Ses Secção ocupada pelo caudal de esgoto; SarSecção ocupada pelo caudal de ar Qa Caudal acumulado (m/s) QC Caudal de cálculo (m 3/s); Q Caudal Transportado (m3/s); DN Diâmetro Nominal PVC Policloreto de vinilo PVC-U Policloreto de vinilo não plastificado; PEAD Polietileno de alta intensidade PP Polipropileno Fig Figura v Velocidade [m/s] h altura de escoamento (m) τ Tensão de arrastamento (Pa) γ Peso específico da água residual (N/m3) D Diâmetro da tubagem (m) Lv Comprimento da coluna de ventilação (m) Dv Diâmetro da coluna de ventilação (mm) VI RESUMO No traçado e dimensionamento de uma rede predial existe um conjunto variado de decisões que o engenheiro terá de tomar atendendo aos objectivos pretendidos com o projecto em curso, tendo sempre em vista a questão do rácio qualidade/preço, desde a escolha do material a adoptar nas tubagens, as restrições arquitectónicas, regras construtivas. Este trabalho irá abordar sobre sistemas prediais de drenagem de águas residuais domésticas. Será apresentado a fundamentação teórica geral bem como critérios para o dimensionamento dos elementos constituintes do sistema. Na elaboração deste trabalho teve-se em consideração a legislação em vigor em Moçambique, nomeadamente, o Decreto-Lei n.º 15/2004 de 15 de Julho (RSPDA- DAR), para além de diversa bibliografia existente. Palavras-chave: Drenagem águas residuais domésticas, Dimensionamento, RSP- DADAR. VII ABSTRACT In the layout and dimensioning of a building network, there is a varied set of de- cisions that the engineer will have to take in view of the intended objectives with the ongoing project, always bearing in mind the question of the quality/price ratio, from the choice of material to be adopted in the piping, architectural restrictions, construction rules. This work will address building systems for drainage of domestic wastewater. The general theoretical foundation will be presented as well as criteria for the design of the constituent elements of the system. In preparing this work, the legislation in force in Mozambique was taken into ac- count, namely, Decree-Law no. 15/2004 of 15 July (RSPDADAR), in addition to several existing bibliography. Keywords: Domestic wastewater drainage, Sizing, RSPDADAR VIII 1 INTRODUÇÃO 1.1 Considerações prévias A nível de Moçambique quer nível do mudo, as instalações prediais de distribui- ção de água e drenagem de águas residuais têm sido objecto de uma evolução, quer ao nível dos materiais, dispositivos e equipamentos, quer ao nível da concepção e dimensionamento, visando, essencialmente, preocupações de carácter económico e aumento dos níveis de conforto, em todos os seus aspectos. Os sistemas prediais de drenagem de águas residuais domésticas recolhem e en- caminham as águas residuais domésticas para o colector público ou uma unidade final dentro do lote na qual se insere o edifício, a correta instalação dos sistemas prediais de drenagem de águas residuais domésticas leva em conta diversos aspectos, não só a nível regulamentar como também a nível económico, sem deixar de lado a interliga- ção com os restantes sistemas implementados no edifício, buscando a optimização e desempenho funcional do mesmo. Um traçado adequado e correcto é tão importante quanto um correcto dimensionamento de modo a cumprir as exigências dos edifícios, como a segurança, higiene e conforto dos utilizadores. O Regulamento dos Sistemas Prediais de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas Residuais, denominado daqui em diante por RSPDADAR, é o regulamento actualmente em vigor em Moçambique, que estabelece as regras de implementação e dimensionamento das redes prediais de distribuição de água e de drenagem de águas residuais. Para eficiência e eficácia do trabalho encontra se estruturado em quatro capítulos, a designar: no Capítulo I, (1.0) Introdução; Capítulo II, (2.0) Drenagem de águas re- siduais prediais; o Capítulo III, (3.0) Critérios de dimensionamento segundo a norma moçambicana e o Capítulo IV, (4.0) Conclusão, (4.1) Bibliografias. 1 Drenagem Predial §1.2. Objectivos 1.2 Objectivos Objectivos 1.2.1 (Geral) Este trabalho tem por objectivo aprofundar conhecimentos na área de drenagem de águas residuais predial. Objectivos 1.2.2 (Específicos) � Identificar a inserção e conceituação do sistema em estudo; � Conhecer as fazes na execução do projecto de m sistema de drenagem de aglas residuais prediais; � Apontar os tipos de laçamento de águas nos sistemas de drenagem publicas permitidas pela norma; � Conhecer os tipos de sistemas de drenagem; � Definir os elementos da rede predial de drenagem de águas residuais domesti- cas; � Identificar os tipos de escoamento dos sistemas prediais de drenagem de águas residuais; � Conhecer as regras de instalação e traçado das redes; � Apontar os factores quem condicionam os nives de conforto e qualidade nos sistemas; � Conhecer os materiais das tubagens e acessórios usados nos sistemas; � Apontar os critérios de dimensionamento de elementos de base a considerar no projecto de sistemas prediais de águas residuais domesticas segundo a norma vigente em Moçambique. 1.3 Documentação consultada e Metodologia A elaboração do projecto baseou-se em pesquisas bibliográficas e verificando-se 2 fases no seu desenvolvimento, nomeadamente: � Colecta de dados; � Análises, Composição e criação do presente projecto. Foram consultadas várias Bibliografias relacionadas à área de Drenagem predial, manuais eletrónicos, relatórios, livros, cadernos e notas explicativas da disciplina de Drenagem e Saneamento. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 2 D.S|2021 Drenagem Predial §1.3. Documentação consultada e Metodologia 1.3.1 Bases para a Elaboração do Trabalho Como referência-chave, usou-se a obra Memórias de Pedroso, Vitor M. R. Manual dos sistemas prediais de distribuição e drenagem de águas. Como ferramenta directiva na produção do presente texto, usou-se o guião de elaboração de trabalhos académicos em vigor no Instituto Superior Politécnico de Songo. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 3 D.S|2021 2 DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDU- AIS PREDIAIS A drenagem de águas residuais prediais abordada neste capítulo encontra-se in- seridas no âmbito da drenagem de águas residuais domésticas. Os efluentes deste tipo de águas derivam das instalações sanitárias, lavandarias e cozinhas. A rede de drenagem de águas residuais serve para recolher e encaminhar as águas residuais, desde a sua origem até aos colectores públicos de águas residuais. Estes recolhem as águas residuais de diversos edifícios e encaminham até oa seu destino, que nor- malmente é uma estação de tratamento de águas residuais, Pedroso (2007). Os sistemas de drenagem de águas residuais prediais devem estar ligados ao sis- tema de drenagem de águas residuais públicas, se este existir. Se tal não for o caso, deverá ser feita a instalação aquando da construção do edifício, de modo a que essa li- gação possa depois ser efectuada quando for feita a rede de saneamento nessa zona. A ligação entre os sistemas é feita pelo ramal de ligação, que estabelece a junção entre a câmara de ramal de ligação e o colector público, Pedroso (2007). Nos sistemas prediais a drenagem de águas residuais domésticas e pluviais tem de ser feita em sistemas separativos, independentemente de o sistema público ser separativo ou não (RSPDADAR, artigo 90º ). Se for separativo, é necessário ter duas câmaras ramal de ligação, uma para as águas residuais e outra para as águas pluvi- ais, se o sistema for unitário apenas se coloca uma caixa ramal de ligação, onde se encontram as águas residuais domésticas e pluviais. 2.1 Fazes na execução do projecto de um sistema de drenagem de águas residuais A execução do projecto de um sistema de drenagem de águas residuais pode ser dividida em quatro fases: 1. Avaliação dos dados existentes: (a) Planta do edifício; (b) Projectos de outras especialidades; 4 Drenagem Predial §2.2. Lançamento de água nos sistemas de drenagem pública(c) Localização e cota do colector público. 2. Escolha do traçado: (a) Identificação dos aparelhos produtores de águas residuais; (b) Identificação de condicionamentos arquitectónicos e estruturais; (c) Localização dos acessórios e instalações complementares. 3. Dimensionamento: (a) Determinação de caudais de cálculo; (b) Dimensionamento de tubagens, instalações e acessórios; (c) Verificação de condições de ventilação e autolimpeza. 4. Obra: (a) Instalação da rede; (b) Ensaios de descarga e estanquidade; (c) Elaboração de telas finais. A primeira fase corresponde à recolha de informações sobre o projecto do edifício no qual se procura a possível localização da canalização vertical sem criar situações de conflito com os restantes projectos de especialidade. Nesta fase deve ser avaliada também a necessidade de recurso a estações elevatórias de águas residuais recolhido a cotas baixas. A avaliação dos dados existentes, em particular, o projecto de arquitectura do edi- fício, permite desde logo definir, numa segunda fase, o traçado da rede predial de drenagem, o qual poderá depois ser optimizado na fase de dimensionamento. É na terceira fase que se define o traçado final da rede, bem com os pendentes das tuba- gens e os seus diâmetros. Na fase de obra, a rede é instalada, sendo verificado o seu correcto funcionamento. No final da obra são também elaboradas para telas finais, o cadastro da rede predial, visando facilitar futuras intervenções de manutenção e inspecção. 2.2 Lançamento de água nos sistemas de drenagem pública 2.2.1 Lançamentos permitidos Segundo o RRSPDADAR artigo 91º, as águas de lavagem de garagens de recolha de veículos, de descargas de piscinas e de instalações de aquecimento e armazena- MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 5 D.S|2021 Drenagem Predial §2.3. Tipos de sistemas de drenagem mento de água podem ser lançadas na rede doméstica ou na rede pluvial, conforme as condições locais e a afinidade. 2.2.2 Lançamentos interditos Segundo o RSPDADAR artigo 92º, em sistemas de drenagem de águas residuais, qualquer que seja o seu tipo é interdito o lançamento de: � Matérias explosivas ou inflamáveis; � Matérias explosivas ou inflamáveis; � Matérias radioativas em concentrações consideradas inaceitáveis pelas entida- des competentes; � Efluentes de laboratórios ou instalações hospitalares que, pela sua constituição, são considerados perigosos para a saúde pública ou para a conservação das tubagens; � Entulhos, areias ou cinzas; � Efluentes que excedam os 30ºC; � Lamas extraídas de fossas sépticas, gorduras e óleos provenientes de câmaras retentoras, resultantes das normais operações de manutenção; � Restos de comida e outros resíduos que possam obstruir ou danificar os coleto- res e os acessórios, e impedir o processo de tratamento dos esgotos; � Efluentes provenientes de unidades industriais que possuam matérias interditas regulamentarmente. 2.3 Tipos de sistemas de drenagem A drenagem das águas residuais domésticas pode ser efectuada por três proces- sos diferentes conforme o nível da recolha das águas residuais domésticas em relação ao nível do arruamento onde está instalado o colector público, sendo eles: � Drenagem gravítica; � Drenagem com elevação; � Sistema misto. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 6 D.S|2021 Drenagem Predial §2.3. Tipos de sistemas de drenagem Nos sistemas de drenagem gravítica a recolha das águas residuais domésticas é feita apenas pela acção da gravidade. Aplica-se a todas as águas que são recolhidas acima ou ao mesmo nível do arruamento onde se encontra instalado o colector público (Figura. 2.1). Figura 2.1: Drenagem Gravítica Fonte: Pedroso (2007) Se a recolha das águas residuais domésticas se processar a um nível inferior ao do arruamento, como é o caso de caves, mesmo que se localizem acima do nível do colector público, devem ser elevadas por meios mecânicos para um nível igual ou superior ao do arruamento. Esta condição é necessária devido ao possível funcio- namento em carga do colector público e consequentemente o alagamento dos pisos localizados a nível inferior ao arruamento. Este processo designa-se por drenagem com elevação (Figura. 2.2). Figura 2.2: Drenagem com Elevação e gravítica (mista) Fonte: Pedroso (2007) MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 7 D.S|2021 Drenagem Predial §2.4. Elementos da rede predial de drenagem Nos casos em que verifiquem, no mesmo edifício, a recolha de águas residuais em níveis superior e inferior ao do arruamento onde está instalado o colector público utiliza-se um sistema misto (Figura. 2.3). Figura 2.3: Sistema misto Fonte: Pedroso (2007) 2.4 Elementos da rede predial de drenagem de águas residuais domésticas Os sistemas de drenagem de águas residuais domésticas são constituídos pelos seguintes elementos: � Ramal de descarga individual ou colectivo: canalização com a finalidade de transportar as águas residuais dos aparelhos sanitários para o tubo de queda ou colector predial; � Ramais de ventilação: canalização de ventilação que liga um ramal de des- carga à coluna de ventilação de modo a assegurar o fecho hídrico, quando ne- cessário; MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 8 D.S|2021 Drenagem Predial §2.4. Elementos da rede predial de drenagem � Tubo de queda: canalização vertical destinada a receber as águas residuais dos diferentes ramais de descarga e o consequente transporte até ao colector predial. � Colunas de ventilação: canalização vertical à qual ligam os ramais de ventila- ção destinada a completar a ventilação feita pelos tubos de queda; � Colectores prediais: canalização destinada à recolha das águas residuais pro- venientes de tubos de queda, de ramais de descarga e de condutas elevatórias existentes, e à condução destas para o ramal de ligação ou para outro tubo de queda; � Ramal de ligação: canalização compreendida entra a câmara de ramal de liga- ção e o colector de drenagem público; � Acessórios: dispositivos que possibilitam as operações de manutenção e con- servação e a retenção de matérias sólidas, de modo a garantir a habitabilidade dos espaços ocupados. Na figura 2.4 estão representados os diversos elementos do sistema de drenagem de águas residuais domésticas. Figura 2.4: Elementos constituintes de um sistema de drenagem de águas residuais domésticas. Fonte: Pedroso (2007) MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 9 D.S|2021 Drenagem Predial §2.5. Tipos de escoamento dos sistemas prediais 2.5 Tipos de escoamento dos sistemas prediais de dre- nagem de águas residuais O tipo de escoamento nos sistemas de drenagem de águas residuais domésticas varia consoante os trechos sejam horizontais ou verticais. Nos trechos horizontais, como é o caso de ramais de descarga e colectores, o escoamento é em canal. A figura 2.5 ilustra o escoamento nos trechos horizontais. Figura 2.5: Trechos horizontais. O correcto dimensionamento das redes de drenagem é fundamental para evitar situações de sobredimensionamento das tubagens em que o caudal é insuficiente, originando bloqueios, ou situações de subdimensionamento para o caudal em ques- tão, onde não existe circulação de ar provocando a auto-sifonagem. Como se pode constatar pela figura 2.6 , é importante ter em conta a relação ar/água dos tubos hori- zontais. Figura 2.6: Relação ar/água dos tubos horizontais. Nos trechos verticais, como os tubos de queda, o escoamento é anelar, ou seja, a lâmina de água escoa junto às paredes do tubo em forma de anel, e no interior deste existe circulação de ar. A figura 2.7 ilustra este tipo de escoamento. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 10 D.S|2021 Drenagem Predial §2.6. Regras de instalação e traçado das redes Figura 2.7: Trechos verticais. 2.6 Regras de instalação e traçado das redes Para um traçado adequado, tendo em conta as limitações impostas pelas restantes especialidades, é fundamental ter em conta as regras definidas no RSPDADAR, para os diferentes elementos constituintes do sistema. De seguida são apresentadasas respectivas regras e recomendações para cada um dos componentes do sistema. 2.6.1 Ramais de descarga O traçado dos ramais de descarga deve ser executado por troços rectilíneos unidos por curvas de concordância ou caixas de reunião, de modo a permitir a limpeza sem necessidade de desmontagem das peças sanitárias. Os ramais de descarga das águas de sabão ou de urinóis só podem ser ligados aos ramais de descarga das bacias de retrete, desde que seja assegurada a venti- lação secundária aos ramais de descarga das águas de sabão de modo a impedir a sifonagem induzida. Nos sanitários colectivos, os conjuntos de lavatórios, mictórios e bacias de retrete podem ser instalados em bateria desde que o ramal de esgoto que reúne os ramais de descarga de todos os aparelhos seja facilmente inspeccionado. De três em três apa- relhos é obrigatório instalar um ramal de ventilação excepto para as bacias de retrete em que o ramal de ventilação é obrigatório para todos os aparelhos instalados. A ligação dos ramais de descarga aos tubos de queda deve ser feita através de forquilhas e a ligação aos colectores prediais por forquilhas ou câmaras de inspecção. Os ramais de descarga de bacias de retrete devem ser ligados ao tubo de queda em planos horizontais diferentes dos ramais de descarga de águas de sabão. Caso tal não se verifique, deve-se usar forquilhas de ângulo de inserção não superior a 45º. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 11 D.S|2021 Drenagem Predial §2.6. Regras de instalação e traçado das redes Figura 2.8: Ramais de descarga. Fonte: Paixão (1996) 2.6.2 Ramais de ventilação A figura 2.9 ilustra o traçado do ramal de ventilação. Estes devem ser rectilíneos, ascendentes e verticais, até uma altura mínima de 0,15 m acima do nível superior do aparelho sanitário mais elevado a ventilar. A ligação à coluna de ventilação deve ser executada por troços com inclinação ascendente de pelo menos 2% de modo a facilitar o escoamento da água condensada para o ramal de descarga. A distância entre o sifão a ventilar e a inserção do ramal de ventilação no ramal de descarga deve ser igual ou superior ao dobro do diâmetro do ramal de descarga. O diâmetro dos ramais de ventilação não deve ser inferior a dois terços do diâmetro dos ramais de descarga respectivos. Figura 2.9: Esquema de ramal de ventilação. Fonte: Paixão (1996) 2.6.3 Tubos de queda Os tubos de queda devem ter diâmetro uniforme e, se possível, um traçado num único alinhamento recto vertical. Nas situações em que não é possível evitar des- MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 12 D.S|2021 Drenagem Predial §2.6. Regras de instalação e traçado das redes vios da vertical, estes devem ser executados por curvas de concordância. A extensão deste desvio não deve ser superior a dez vezes o diâmetro do tubo de queda. Nas situações em que é excedido este valor, o troço de fraca pendente deverá ser dimen- sionado como colector predial (figura 2.10). A concordância dos tubos de queda com os troços de fraca pendente dá-se com curvas de transição de raio igual ou superior ao triplo do seu diâmetro ou com duas curvas de 45º. Figura 2.10: Traçado dos tubos de queda. Fonte: Paixão (1996) 2.6.4 Colunas de ventilação O traçado das colunas de ventilação deve ser vertical e as mudanças de direcção devem ser obtidas por troços rectilíneos ascendentes ligados por curvas ascendentes. As colunas de ventilação devem ter a sua origem no colector predial, a uma dis- tância dos tubos de queda de cerca de 10 vezes o diâmetro destes. Devem ainda terminar superiormente nos tubos de queda a uma distância não inferior a 1 m acima da inserção mais elevada de qualquer ramal de descarga. Deverão ser ligadas ao respectivo tubo de queda no mínimo de três em três pisos, através de troços de tubagem rectos ascendentes ligados por curvas de concordância. No caso de não existirem tubos de queda, as colunas de ventilação deverão ter início nas extremidades a montante dos colectores prediais. As colunas de ventilação e os tubos de queda deverão, preferencialmente, ser instaladas em galerias verticais facilmente acessíveis. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 13 D.S|2021 Drenagem Predial §2.7. Acessórios 2.6.5 Colectores prediais O traçado dos colectores prediais deve ser constituído por troços rectilíneos, tanto em planta como em perfil. Quando os colectores prediais são enterrados, devem ser implantadas câmaras de inspecção no início do colector, nas mudanças de direcção, de inclinação, de diâmetro e nas confluências de ramais. Quando os colectores prediais estiverem instalados à vista ou em locais facilmente acessíveis, as câmaras de inspecção devem ser substituídas por curvas de transição, reduções, forquilhas e por bocas de limpeza localizadas adequadamente e em número suficiente de modo a garantir um serviço de manutenção eficaz. A distância entre as câmaras ou bocas de limpeza consecutivas não deve ser su- perior a 15 m como se ilustra na figura 2.11. Figura 2.11: Traçado dos coletores prediais. Fonte: Paixão (1996) 2.7 Acessórios 2.7.1 Sifões Os sifões são dispositivos integrados nos aparelhos sanitários ou inseridos nos ra- mais de descarga com o objectivo de impedir a passagem de gases para o interior dos edifícios. Estes dispositivos devem ser instalados na vertical de modo a assegurar o fecho hídrico, e colocados em locais acessíveis para facilitar as operações de limpeza e manutenção. É proibido a dupla sifonagem, ou seja, cada aparelho sanitário apenas pode ser ser- vido por um único sifão. A tabela 2.1 ilustra os diversos tipos de sifão existente e a sua eventual utilização. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 14 D.S|2021 Drenagem Predial §2.7. Acessórios Tipo Tipologia Utilização Tipo S Sifão de equipa- mento individual Tipo P Sifão de equipa- mento individual Garrafa Sifão de equipa- mento individual Caixa de pavimento Sifão para equipa- mentos individuais ou colectivos Tabela 2.1: Tipos de sifões. 2.7.2 Ralos Os ralos são dispositivos que têm como objectivo impedir a passagem de matérias sólidas transportadas pelas águas residuais, devendo retirar-se estas matérias perio- dicamente. Todos os aparelhos sanitários, à excepção das bacias de retrete, devem ser providos de ralos. Nos lava-louças os ralos destes devem ser equipados com ces- tos retentores de sólidos. Nas zonas de lavagem de pavimentos, o caso por exemplo MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 15 D.S|2021 Drenagem Predial §2.7. Acessórios de garagens, também devem colocados ralos, indica-se na tabela 2.2 os tipos de ralos e a sua utilização Tipo Designação Utilização De equipamento No equipamento sanitário ou pias pia lava-loiça De pavimento com cesto deretenção (sifonado) Pavimentos De campânula ou pinha Pavimentos ou chuveiros de balneários De caleira Localizado em locais de grande escoamento Tabela 2.2: Tipos de ralos. 2.7.3 Câmaras de inspecção As câmaras de inspecção têm como objectivo assegurar as condições de limpeza e manutenção dos colectores. São constituídas por: � Soleira; � Corpo formado pelas paredes, assentes na soleira, com disposição em planta normalmente rectangular ou circular; MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 16 D.S|2021 Drenagem Predial §2.8. Instalações complementares � Cobertura, plana ou tronco-cónica assimétrica com uma geratriz vertical na con- tinuação do corpo para facilitar o acesso; � Dispositivo de acesso ao interior, formado por degraus encastrados ou escada fixa ou amovível, devendo esta última ser utilizada apenas para profundidades iguais ou inferiores a 1,7 m; � Dispositivo de fecho resistente. A dimensão em planta das câmaras de inspecção, para alturas inferiores a 1 m, não deve ser inferior a 0,8 da sua altura, medida desde a soleira até ao pavimento. Para alturas superiores a 1 m, a dimensão em planta não deve ser inferior a 1 m ou 1,25 m, conforme a sua profundidade seja inferior a 2,5 m ou igual ou superior a este valor. 2.7.4 Válvulas de admissão de ar As válvulas deadmissão de ar são dispositivos que permitem a entrada de ar nas tubagens quando se verificam pressões negativas, mas não permitem a saída de gases ou odores. 2.8 Instalações complementares 2.8.1 Instalações elevatórias Como já referido anteriormente, as águas residuais recolhidas a um nível inferior ao do arruamento, mesmo que localizadas acima do colector público, devem ser ele- vadas por meios mecânicos, evitando o possível funcionamento em carga do colector público. Os grupos de elevação deverão ser constituídos por dois elementos de bomba- gem funcionando como reserva activa mútua, que quando necessário funcionam em conjunto aumentando assim a capacidade de elevação, e dotados de dispositivos de comando, segurança e alarme. Os tipos de sistemas de bombagem mais utilizados são os seguintes: � Bombagem submersível: sistema em que a câmara de bombagem é consti- tuída apenas por uma célula onde coabitam os elementos de bombagem e os caudais efluentes; MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 17 D.S|2021 Drenagem Predial §2.8. Instalações complementares � Bombagem instalada em câmara seca: sistema em que a câmara de bomba- gem é constituída por duas células, uma destinada à instalação da bomba e a outra para a recolha dos efluentes. Para a escolha de uma eficiente instalação elevatória é necessário ter em atenção alguns aspectos tais como o caudal a elevar, que é igual ao caudal afluente acrescido de uma margem de caudal que garanta a segurança adequada das instalações, a al- tura manométrica de elevação e o número de arranques admitidos. É recomendável, como medida de segurança, que o diâmetro interior das condutas de elevação, seja superior a 100 mm. A velocidade mínima de escoamento deve ser de 0,70 m/s. 2.8.2 Câmaras retentoras As câmaras retentoras têm como objectivo separar e reter, no seu interior, matérias transportadas pelas águas residuais que sejam susceptíveis de originar obstruções, incrustações ou outros danos nas canalizações. Na drenagem de águas residuais domésticas, aplicam-se os seguintes tipos de câmaras: � Câmara de retenção de elementos pesados: destinadas a reter no seu inte- rior substâncias sólidas eventualmente transportadas pelos caudais drenados, geralmente utilizadas em sistemas de drenagem hospitalar; � Câmaras de retenção de gorduras: destinadas a reter no seu interior as gor- duras transportadas pelos caudais residuais, usualmente presentes em sistemas de drenagem de águas residuais de instalações industriais de confecção de co- mida; � Câmara de retenção de hidrocarbonetos: destinadas a reter no seu interior os hidrocarbonetos existentes em determinadas instalações industriais e postos de lavagem de viaturas. As câmaras retentoras devem ser dimensionadas de forma a que o seu volume e área de superfície livre sejam adequados ao caudal afluente e às substâncias a reter, podendo a sua construção ser executada de raiz no local ou pré-fabricada. Devem ser impermeáveis e ventiladas, dotadas de dispositivos de fecho resistente e que vedem a passagem de gases para o exterior e dotadas de sifão incorporado ou localizado imediatamente a jusante caso os aparelhos não sejam sifonados. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 18 D.S|2021 Drenagem Predial §2.9. Conforto e qualidade nos sistemas Não é permitida a descarga de águas residuais provenientes de bacias de retrete ou de urinóis. A localização das câmaras retentoras deve ser o mais a mais próxima possível dos locais de origem dos efluentes a tratar e em zonas acessíveis, de modo a facilitar a inspecção periódica e a remoção das substâncias retidas. 2.9 Conforto e qualidade nos sistemas Para além dos conceitos relacionados com o dimensionamento das redes de dre- nagem de águas residuais domésticas, impostos pelos regulamentos, é necessário ter em conta alguns factores que condicionam os níveis de conforto e qualidade dos sistemas, tais como: � Ruído; � Odores; � Acessibilidade dos sistemas; � Coeficientes de simultaneidade. 2.9.1 Ruído O ruído é um dos factores que mais condiciona os níveis de conforto e qualidade nos edifícios. Segundo Oliveira de Carvalho (2011), o maior problema que causa ruído é a cri- ação de zonas de cavitação nas canalizações. No dimensionamento dos tubos de queda, a consideração de taxas de ocupação inadequadas provoca variações de pres- são, originando descargas ruidosas. As instalações elevatórias produzem vibrações que consequentemente se transmi- tem ao edifício. Também a utilização de materiais muito rígidos nas tubagens provo- cam ruídos de choque e ressonância. É necessário ter em conta algumas medidas de modo a reduzir o ruído nos edifícios tais como: � Correcto dimensionamento dos tubos de queda, tendo em conta as taxas de ocupação estabelecidas regulamentarmente; � Utilização de tubagens de materiais pouco rugosos com características absor- ventes; MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 19 D.S|2021 Drenagem Predial §2.9. Conforto e qualidade nos sistemas � Evitar traçados com mudanças bruscas de calibre ou de direcção; � Utilização de equipamentos menos ruidosos (autoclismos; bombas, etc. ); � Instalações elevatórias localizadas o mais afastado possível das habitações; � Atravessamento de elementos estruturais com interposição de isolantes com ca- racterísticas elásticas; � Instalação de tubagens com ligações flexíveis aos elementos de suporte; � Evitar velocidades excessivas de escoamento (v < 2 m/s). 2.9.2 Odores Durante a descarga de um aparelho sanitário, a ocorrência de certos fenómenos podem provocar a destruição parcial ou total do fecho hídrico dos sifões, contribuindo assim para a passagens de odores desagradáveis para o interior das habitações. Um dos fenómenos que pode originar a passagem de maus cheiros designa-se por auto-sifonagem, que consiste na formação de um tampão no respectivo ramal de descarga, ocasionada pela descarga do aparelho sanitário, provocando uma aspira- ção e consequentemente uma redução na altura do fecho A sifonagem induzida é igualmente outro fenómeno de redução do fecho hídrico de um sifão, com a diferença de ser ocasionada pelo escoamento de outros aparelhos sanitários que não estão ligados e este sifão. Por outro lado, quando se verificam pressões positivas a jusante do fecho hídrico surge a sobrepressão nos sifões. Este fenómeno provoca o refluxo da água no sifão e ocorre nas mudanças bruscas de direcção do tubo de queda. 2.9.3 Acessibilidade dos sistemas A fácil acessibilidade aos sistemas de drenagem de águas residuais domésticas traz vantagens a longo prazo. Facilitando o acesso em situações de conservação, manutenção e reparação dos sistemas, reduz-se o tempo destas operações. Uma fácil acessibilidade também facilita a identificação de eventuais anomalias, reduzindo assim o tempo de interdição (Pedroso, 2007). 2.9.4 Coeficientes de simultaneidade Os caudais a atribuir aos aparelhos sanitários devem estar de acordo com o fim específico de cada um e os seus valores devem ser, no mínimo, iguais aos caudais de MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 20 D.S|2021 Drenagem Predial §2.10. Materiais das tubagens e acessórios descarga sugeridos regulamentarmente. Na determinação do caudal de cálculo deve ter-se em conta a possibilidade de fun- cionamento não simultâneo da totalidade dos equipamentos sanitários, considerando- se o coeficiente de simultaneidade. Como se percebe, a definição dos caudais de descarga dos respectivos aparelhos sanitários e o coeficiente de simultaneidade são relevantes para o desempenho dos sistemas prediais de drenagem projectados, pois dão origem a maiores ou menores caudais de cálculo e consequentemente a maiores ou menores diâmetros das canali- zações (Pedroso, 2007). 2.10 Materiais das tubagens e acessórios Para além de um correcto dimensionamento e conceção das redes de drenagem de águas residuais domésticas, a escolha dos materiais das tubagens também é um aspecto importante na optimização dos sistemas e na melhoria dosníveis de conforto. Uma incorrecta escolha dos materiais pode provocar uma durabilidade reduzida das redes. Os principais factores a considerar na escolha do material são de ordem económica e condições de aplicação, mas também a reacção do material com as águas drena- das visto que o comportamento mecânico das tubagens varia face à composição e temperatura das águas residuais drenadas. A qualidade das tubagens deve ser garantida através de certificados de garantia emitidos por entidades competentes. Não obstante são enunciados os diferentes materiais utilizados nas redes de dre- nagem de águas residuais. 2.10.1 Tubagens metálicas O ferro fundido é o metal mais utilizado nas redes de drenagem de águas residu- ais domésticas. A protecção destas tubagens é conseguida através da deposição de revestimentos betuminosos, tintas de zinco, tintas asfálticas e tintas epóxicas, garan- tindo uma maior capacidade contra a oxidação. Posto isto, a sua escolha deve ser em função do tipo de protecção e do tipo de água a drenar, devendo a ligação entre os diversos troços da tubagem deve ser efectuada com acessórios do mesmo material. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 21 D.S|2021 Drenagem Predial §2.10. Materiais das tubagens e acessórios 2.10.2 Tubagens termoplásticas Policloreto de vinilo (PVC) PVC é o material termoplástico mais utilizado nos sistemas prediais de drenagem de águas residuais domésticas. Devido ao seu coeficiente de dilatação térmica, é ne- cessário ter em atenção o uso deste material nas águas residuais quentes, tempera- turas superiores a 20ºC, recorrendo a séries especiais com o aumento da espessura das tubagens. Estas tubagens são comercializadas, geralmente, em varas de 6 m, com diâmetros nominais entre 32 e 400 mm. A ligação entre os troços da tubagem pode ser feita por abocardamento com anéis de estanquidade ou por colagem. A ligação por colagem consegue-se através de uma cola à base de tetra-hidrofurano, o que faz com que o PVC amoleca e se funda, provocando a soldadura dos elemen- tos. Antes da aplicação da cola, as superfícies de contacto devem ser lixadas para melhorar as condições de aderência. As tubagens só poderão ser instaladas após a secagem da cola. Polietileno de alta intensidade (PEAD) O polietileno de alta intensidade é outro material termoplástico disponível para uti- lizar nos sistemas prediais de drenagem de águas. Existem dois tipos de polietileno, o PE 80 e o PE 100. Estas tubagens podem ser comercializadas em rolos até DN100 mm ou em varas de 6 ou 12 m. A ligação entre troços do mesmo material pode ser assegurada por soldadura topo a topo, por electrofusão ou por flanges. No caso da soldadura topo a topo, as extre- midades dos tubos são interligadas através do aquecimento e compressão de uma placa de aquecimento. Na ligação por electrofusão os tubos são interligados por uma corrente eléctrica em que se dá o aquecimento necessário para que as paredes em contacto se fundem. Polipropileno (PP) O polipropileno pertence à família dos polímeros poliolefínicos, na qual também pertence o PEAD, apresentando uma resistência térmica superior a este. O polipro- pileno é um material de geração mais recente, revela características interessantes como a elevada resistência à temperatura, resistência aos agentes químicos e impac- tos. Destaca-se, porém a baixa resistência aos raios ultravioletas e grande dilatação com o aumento de temperatura. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 22 D.S|2021 Drenagem Predial §2.10. Materiais das tubagens e acessórios Tubagens de grés cerâmico As tubagens de grés cerâmico devem ser utilizadas apenas em redes enterradas, com um recobrimento superior a 0,5 m e deve ser evitada a sua instalação perto de veios subterrâneos de água a menos de 2m. A ligação dos diversos troços deve garantir a estanquidade do sistema, recorrendo a anéis de poliuretano. As tubagens devem ser assentes num leito perfeitamente regularizado, de modo a garantir que disponham de um apoio contínuo. Após a instalação da tubagem no leito, a vala deve ser cheia de areia até ao plano axial horizontal, procedendo-se de seguida à compactação. Enche-se de novo a vala com areia até 0,15 m acima da geratriz superior do tubo, procedendo-se novamente à compactação. Por fim, enche- se o resto da vala com material de escavação compactado em camadas de 0,30 até preencher a vala na totalidade. 2.10.3 Acessórios A ligação dos diversos troços das tubagens, ou entre as tubagens e os aparelhos sanitários faz-se através dos acessórios representados na tabela 2.1. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 23 D.S|2021 Drenagem Predial §2.10. Materiais das tubagens e acessórios Tipo Designação Curvas a 45º Curvas a 87º30’ Forquilha a 45º Forquilha dupla a 45º Tê a 87º30’ Tabela 2.3: Acessórios. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 24 D.S|2021 3 REGULAMENTO DOS SISTEMAS PRE- DIAIS DE MOÇAMBIQUE - DIMEN- SIONAMENTO RSPDADAR é organizado do seguinte modo: � Título I: Sistemas de distribuição pública de água; � Título II: Sistemas prediais de drenagem de águas residuais; � Título III:Distribuição predial de água e drenagem predial de águas residuais es- tabelecimento e exploração de sistemas; Para o estudo do dimensionamento dos sistemas prediais de drenagem de águas residuais domésticas aborda-se, nesta secção, o título II que refere os elementos de base a considerar no dimensionamento, como os caudais de descarga e os caudais de cálculo, e as regras de dimensionamento de cada um dos constituintes da rede predial de drenagem. 3.1 Caudais de descarga Os caudais de descarga são os caudais descarregados pelos aparelhos sanitários para as redes prediais de drenagem (Pedroso, 2007). Segundo RSPDADAR, os cau- dais de descarga a atribuir aos aparelhos e equipamentos sanitários devem estar de acordo com o fim específico a que se destinam. os valores mínimos a considerar nos aparelhos e equipamentos sanitários estão indicados na tabela 3.1. 25 Drenagem Predial §3.2. Caudais de cálculo Aparelho Sanitário Caudal de descarga (l/min ) Bacia de retrete 90 Banheira 60 Bidé 30 Chuveiro 30 Lavatório 30 Máquina lava-louça 60 Máquina lava-roupa 60 Mictório de espaldar 90 Mictório suspenso 60 Pia lava-louça 30 Tanque 60 Pia de despejo 30 Máquinas industriais e ou- tros aparelhos não especi- ficados de despejo Em conformidade com as indicações do fabricante Tabela 3.1: Caudais mínimos de descarga dos aparelhos sanitários Fonte: RSPDADAR (2004) 3.2 Caudais de cálculo Os caudais de cálculo a considerar no dimensionamento das redes de drenagem resultam do somatório dos caudais de descarga atribuídos aos aparelhos sanitários (caudais acumulados). No entanto, admite- se a possibilidade de todos os aparelhos e equipamentos sanitários não funcionarem em simultâneo no mesmo edifício, pelo que o caudal de cálculo é afectado por um coeficiente de simultaneidade que traduz a probabilidade desta ocorrência. O coeficiente de simultaneidade, numa dada secção, é a relação entre o caudal máximo admissível, isto é o caudal de cálculo, e o caudal acumulado de todos os dispositivos que drenam até à secção considerada. QC = K ·Qa (3.1) MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 26 D.S|2021 Drenagem Predial §3.2. Caudais de cálculo No caso de escolas, balneários, recintos desportivos, quartéis, entre outros, em que se preveja a utilização simultânea dos aparelhos sanitários o coeficiente de simul- taneidade é igual à unidade (Pedroso, 2007). O coeficiente de simultaneidade pode ser obtido por via analítica ou gráfica, com base em dados estatísticos. Enuncia-se o método proposto pelo RSPDADAR para a obtenção deste coeficiente. O RSPDADAR apresenta um método gráfico através de uma curva que, tendo em conta os coeficientes de simultaneidade, permite obter de forma directa os caudais de cálculo para edifícios de habitação corrente através dos caudais acumulados (Fig.3.1). Figura 3.1: Determinação dos caudais de cálculo em função dos caudais acumuladosFonte: RSPDADAR (2004) O caudal de cálculo também pode ser obtido através da equação 3.2 , que traduz a curva representada na Figura 3.1, evitando erros de consulta do gráfico. QC = 7,3497 ·Q5352a (3.2) MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 27 D.S|2021 Drenagem Predial §3.2. Caudais de cálculo Nos ramais de descarga e coletores é necessário verificar a capacidade de auto- limpeza da própria tubagem devido à fraca pendente que apresentam e aos elevados teores de gorduras e lamas que podem ter de transportar. Para a verificação da auto- limpeza é calculada a tensão de arrastamento através da equação (3.3): RSPDADAR (2004). τ = γ ·Rh · i (3.3) Onde: τ : Tensão de arrastamento (Pa) γ : Peso específico da água residual (N/m3) Rh : Raio Hidráulico (m) i : Inclinação da tubagem (m/m) Para que a autolimpeza se considere efetiva em termos satisfatórios, o valor da ten- são de arrastamento deve ser superior a 2.45 Pa. É necessário também garantir que a velocidade de escoamento seja superior a 0.6 m/s para águas residuais sem gorduras e superiores a 1.2 m/s para águas residuais com teor de gordura consideráveis. Figura 3.2: Relações geométricas de secções circulares. Fonte: Autor Altura de escoamento h = D 2 · ( 1–cos θ 2 ) (3.4) Área molhada A = D2 8 · (θ –sin θ) (3.5) Perímetro molhado MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 28 D.S|2021 Drenagem Predial §3.3. Ramais de descarga P = D · θ 2 (3.6) Caso se pretenda calcular o raio hidráulico, basta fazer o quociente entre a área molhada e o perímetro molhado, obtendo-se: Rh = D · (θ –sin θ) 4 · θ (3.7) 3.3 Ramais de descarga Segundo RSPDADAR (2004) o dimensionamento dos ramais de descarga indivi- duais pode ser efectuado para um escoamento a secção cheia, desde que as dis- tâncias entre o sifão e a secção ventilada não ultrapassem os valores estabelecidos regulamentarmente. A figura 3.3 ilustra o ábaco que define as distâncias máximas admissíveis. Figura 3.3: Distância máxima entre o sifão e a secção ventilada Fonte: RSPDADAR (2004) No caso de a distância entre o sifão e a secção ventilada ser maior que o valor obtido pela consulta do gráfico, o ramal de descarga individual deve ser calculado como os ramais de descarga não individual. Os ramais de descarga não individuais, MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 29 D.S|2021 Drenagem Predial §3.3. Ramais de descarga são responsáveis pelo transporte de águas residuais de dois ou mais aparelhos. O seu dimensionamento não pode ser feito para mais que meia secção. 3.3.1 Dimensionamento dos ramais Após calculado o caudal de cálculo, através da fórmula (3.8) de Manning-Stricktler (3.8), obtemos o diâmetro. Q = A ·Ks ·R2/3h · i 1/2 (3.8) em que: Q– caudal escoado (m3/s). A– área da secção do escoamento ou área molhada (m2). Ks – coeficiente de rugosidade (m1/3s–1). Rh– raio hidráulico (m). i – inclinação do colector. O raio hidráulico para meia secção e secção cheia pode ser substituído por um quarto de diâmetro (Rh = D/4). A área entra como área total da tubagem se for para dimensionamento em secção cheia, se for para meia secção entra com metade da área. Com estes dados obtemos a equação (3.9) para o cálculo do diâmetro se o escoamento for em secção cheia e a equação (3.10) para o cálculo dos diâmetros se for escoamento a meia secção, Pedroso (2007). Escoamento de secção cheia: D = Q3/8c 0,6465 ·K8/3s · i3/16 (3.9) Escoamento de meia secção: D = Q3/8c 0,4980 ·K8/3s · i3/16 (3.10) Importa relembrar que as inclinações adotadas têm de estar compreendidas entre 1 e 4% e o diâmetro obtido tem de ser maior que os diâmetros mínimos regulamen- MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 30 D.S|2021 Drenagem Predial §3.3. Ramais de descarga tares apresentados na Tabela 3.4. Se não forem maiores devem ser utilizados os valores mínimos regulamentares. O coeficiente de rugosidade depende do tipo de material que constitui a tubagem. Na Tabela 3.2. podem ser consultados os valores de rugosidade de alguns dos materiais mais utilizados das tubagens da drenagem de águas residuais. Material Ks [ m1/3 ·s–10 ] PVC 120 Ferro fundido 70 Grés 80 Tabela 3.2: Coeficientes de rugosidade. Ábacos Segundo Pedroso (2007), os diâmetros dos ramais de descarga também podem ser obtidos através dos seguintes ábacos, para tubagens de PVC. Figura 3.4: Escoamentos a meia secção em tubagens de PVC (Ks = 120m1/3/s) Fonte: Pedroso (2007) Segundo Pedroso (2007), os diâmetros dos ramais de descarga também podem ser obtidos através dos seguintes ábacos, para tubagens de PVC. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 31 D.S|2021 Drenagem Predial §3.3. Ramais de descarga Figura 3.5: Escoamentos a secção cheia em tubagens de PVC (Ks = 120m1/3/s) Fonte: Pedroso (2007) Caso o escoamento se processe a meia secção e o material das tubagens seja PVC também é possível obter o diâmetro dos ramais de descarga através da seguinte tabela Pedroso (2007): DN (mm) Diâmetro interior (mm) Caudais (l/min) Inclinação 1% 2% 3% 4% 40 36,4 16 23 28 33 50 45,6 30 42 52 60 75 70,6 96 135 165 191 90 85,6 160 226 277 319 110 105,1 276 390 478 552 125 119,5 389 550 673 777 Tabela 3.3: Diâmetros de ramais de descarga Fonte: Pedroso (2007) Os diâmetros nominais mínimos admissíveis para os ramais de descarga individu- MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 32 D.S|2021 Drenagem Predial §3.4. Tubos de queda ais dos aparelhos sanitários são os apresentados na tabela 3.4. Aparelho Sanitário Diâmetro mínimo do ramal de descarga (mm ) Bacia de retrete 90 Banheira 40 Bidé 40 Chuveiro 40 Lavatório 40 Máquina lava-louça 50 Máquina lava-roupa 50 Mictório de espaldar 75 Mictório suspenso 50 Pia lava-louça 50 Tanque 50 Máquinas industriais e ou- tros aparelhos não especi- ficados Em conformidade com as indicações do fabricante Tabela 3.4: Diâmetros de ramais de descarga Fonte: RSPDADAR (2004) 3.4 Tubos de queda De acordo com o RSPDADAR (2004), no dimensionamento dos tubos de queda deve-se ter em conta os caudais de cálculo, que são baseados nos caudais de des- carga, e a taxa de ocupação máxima de 1/3 que varia conforme o diâmetro da tuba- gem. O diâmetro dos tubos de queda deve ser constante em todo o seu desenvolvi- mento, e não deve ser inferior ao maior dos diâmetros dos ramais que nele confluem com um mínimo de 50 mm. Desta forma, é fundamental um adequado dimensionamento do sistema de modo a garantir a ventilação necessária. No caso dos tubos de queda esta ventilação é con- dicionada pela taxa de ocupação. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 33 D.S|2021 Drenagem Predial §3.4. Tubos de queda A taxa de ocupação baseia-se na seguinte relação: ts = Ses Ses +Sar (3.11) Em que: Ses = secção ocupada pelo caudal de esgoto. Sar = secção ocupada pelo caudal de ar. A taxa de ocupação não deve ser superior a 1/3 em sistemas com ventilação se- cundária e deve estar compreendida entre 1/7 e 1/3 em sistemas sem ventilação se- cundária como consta na tabela 3.5. Diâmetro do tubo de queda (mm ) Taxa de ocupação (ts ) D=50 1/3 50<D≤75 1/4 75<D≤100 1/5 100<D≤125 1/6 D> 125 1/7 Tabela 3.5: Taxas de ocupação de tubos de queda sem ventilação secundária Fonte: RSPDADAR (2004) Os valores indicados na tabela 3.5 resultam da relação experimental: QC < 2,5 ·D (3.12) Segundo Pedroso (2007) o diâmetro dos tubos de queda pode ser obtido através da expressão (3.13). D = 4,4205 ·Q3/8C · t –5/8 s (3.13) Em que: D = diâmetro interior do tubo de queda (mm). QC = caudal de cálculo (l/min). ts = - Taxa de ocupação. Pode ainda ser obtido directamente da tabela 3.6, construída através da expressão (3.13) ou através do ábaco da figura 3.6 apresentado no RSPDADAR. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 34 D.S|2021 Drenagem Predial §3.4. Tubos de queda DN (mm) Diâmetro interior mínimo (mm) Caudais (l/min) Taxa de ocupação 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 50 45,6 81 50 34 25 20 75 70,6 259 160 111 82 63 90 85,6 433 268 185 136 106 110 105,1 749 464 320 236 182 125 119,5 1055 653 450 332 257 140 133,9 1429 885 610450 348 160 153 2039 1262 870 642 497 200 191,4 3704 2293 1581 1167 902 250 239,4 6728 4165 2872 2119 1639 Tabela 3.6: Dimensionamento dos tubos de queda Fonte: Pedroso (2007) Figura 3.6: Dimensionamento dos tubos de queda Fonte: RSPDADAR (2004) MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 35 D.S|2021 Drenagem Predial §3.5. Colunas de ventilação 3.5 Colunas de ventilação Quando a taxa de ocupação nos tubos de queda é superior aos valores fixados regularmente (tabela 3.5), essa ventilação tem de ser complementada com colunas de ventilação. É também necessário dotar os sistemas de colunas de ventilação nas seguintes situações: � quando não existem tubos de queda, de modo a assegurar a ventilação do sis- tema; � quando existem ramais de ventilação que assim o exija, devido às distâncias estabelecidas entre o sifão e a secção ventilada; � quando são ultrapassados simultaneamente a altura de 35 m e um caudal de cálculo de 700 l/min no tubo de queda. O diâmetro das colunas de ventilação não deve diminuir no sentido ascendente e a sua determinação faz-se através da seguinte fórmula 3.14 ou do abaco da figura 3.7. Figura 3.7: Dimensionamento das colunas de ventilação Fonte: RSPDADAR (2004) Dv = 0,390 ·L0,187v ·D (3.14) MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 36 D.S|2021 Drenagem Predial §3.6. Colectores prediais Em que: Dv = diâmetro da coluna de ventilação (mm) D = diâmetro do tubo de queda (mm) Lv = comprimento da coluna de ventilação (m) 3.6 Colectores prediais O objetivo dos coletores é o transporte das águas residuais domésticas proveni- entes dos tubos de queda, ramais de descarga do piso superior adjacente, caixas de visita e condutas elevatórias, até ao ramal de ligação, caixa de visita ou tubo de queda. No dimensionamento dos colectores prediais deve-se ter em conta os seguintes aspetos: � Os caudais de cálculo; � A sua inclinação deve estar compreendida entre 1 e 4%, normalmente adota-se o valor intermédio, 2%. � A rugosidade do material. Os colectores prediais de águas residuais domésticas devem ser dimensionados para um escoamento não superior a 1/2 secção. O diâmetro nominal dos colectores prediais não pode ser inferior ao maior dos diâmetros das canalizações que nele confluem, com um mínimo de 100 mm, não po- dendo diminuir, a sua secção, no sentido do escoamento. O diâmetro do colector predial calcula-se através da fórmula de Maning-Strickler (3.8) ou directamente da tabela 4.7, em que os caudais foram calculados através da fórmula (3.8) para um escoamento a ½ secção e considerando que o material da tubagem tem uma rugosidade Ks = 120 m1/3/s. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 37 D.S|2021 Drenagem Predial §3.7. Ramal de Ligação DN (mm) Diâmetro interior (mm) Caudais (l/min) Inclinação 1% 2% 3% 4% 110 105,1 276 390 478 552 125 119,5 389 550 673 777 140 133,9 527 745 912 1053 160 153,0 751 1063 1301 1503 200 191,4 1365 1931 2365 2730 250 239,4 2479 3506 4294 4959 315 301,8 4598 6503 7965 9197 Tabela 3.7: Dimensionamento de coletores prediais Fonte: Pedroso (2007) 3.7 Ramal de Ligação O ramal de ligação tem como função a ligação do sistema de drenagem predial (caixa ramal de ligação) ao público (colector). A caixa ramal de ligação deve ficar localizada na extremidade jusante do sistema predial e se possível fora do edifício (lo- gradouro ou zona de fácil acesso, no limite, na via pública, se não for possível a sua introdução na área particular). O dimensionamento do ramal de ligação é feito como nos coletores. No entanto o valor mínimo que pode ser usado no seu diâmetro é 125 mm e nunca menor que os diâmetros que lhe afluem, RSPDADAR (2004). MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 38 D.S|2021 4 Conclusão Finalizado, o trabalho, apraz-me concluir que os objectivos estabelecidos foram atingidos, contribuindo, de forma inequívoca, para um enriquecimento pessoal e pro- fissional no que diz respeito a drenagem de águas residuais prediais domésticas. Realização do trabalho permitiu ainda desenvolver diversos conhecimentos teó- ricos relevante para o correcto traçado e dimensionamento de uma rede predial de águas residais domésticas, levando em conta todos os factores que directa ou indirec- tamente influenciam no conforto e qualidade destes sistemas, que de alguma forma estão ligado directamente ao custo e economia do projecto em curso. Permitiu também conhecer os materiais empreguem nestes sistemas, acessórios de estrema importân- cia que permitem alcançar o grau de conforto e qualidade exigida por norma a título de exemplo temos o sifão que de inibi a passagem de gases para o interior do ambiente. Durante o dimensionamento devem ser respeitadas os caudais mínimo de des- carga de cada equipamento sanitário bem como os diâmetros mínimos exigidos por cada equipamento. 39 Drenagem Predial §4.1. Referencias Bibliográficas 4.1 Referencias Bibliográficas [1] RSPDADAR – Regulamento dos Sistemas Prediais de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas Residuais. Decreto Regulamentar nº 15/2004, Maputo, 15 de Julho de 2004. [2] Paixão, M. A. – Águas e esgotos em urbanizações e instalações prediais. 1ª Edição, Edições Orion, 1996. [3] Pedroso, Vitor M. R. – Manual dos sistemas prediais de distribuição e dre- nagem de águas. 3ª Edição, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Lisboa, 2007. [4] Oliveira de Carvalho, A. P. – Acústica Ambiental e de Edifícios. Edição 8.1, FEUP, Agosto 2011. MASSIMO, Milicinho Baptista. ® 40 D.S|2021 Lista de Figuras Lista de Tabelas Lista de Siglas INTRODUÇÃO Considerações prévias Objectivos Documentação consultada e Metodologia Bases para a Elaboração do Trabalho DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS PREDIAIS Fazes na execução do projecto de um sistema de drenagem de águas residuais Lançamento de água nos sistemas de drenagem pública Lançamentos permitidos Lançamentos interditos Tipos de sistemas de drenagem Elementos da rede predial de drenagem Tipos de escoamento dos sistemas prediais Regras de instalação e traçado das redes Ramais de descarga Ramais de ventilação Tubos de queda Colunas de ventilação Colectores prediais Acessórios Sifões Ralos Câmaras de inspecção Válvulas de admissão de ar Instalações complementares Instalações elevatórias Câmaras retentoras Conforto e qualidade nos sistemas Ruído Odores Acessibilidade dos sistemas Coeficientes de simultaneidade Materiais das tubagens e acessórios Tubagens metálicas Tubagens termoplásticas Acessórios REGULAMENTO DOS SISTEMAS PREDIAIS DE MOÇAMBIQUE - DIMENSIONAMENTO Caudais de descarga Caudais de cálculo Ramais de descarga Dimensionamento dos ramais Tubos de queda Colunas de ventilação Colectores prediais Ramal de Ligação Conclusão Referencias Bibliográficas
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