Apostila esgotamento sanitário

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<ul><li> 1. 1 1. INTRODUO A importncia do Sistema Predial de Esgoto Sanitrio na Construo Civil relaciona- se no apenas com as primordiais necessidades relativas higiene e sade, mas tambm com as evolutivas noes de conforto, impostas por um dinmico comportamento social. Neste cenrio encontra-se o projetista, cuja misso atender aos anseios sociais, em meio a emergentes avanos tecnolgicos e necessidade mpar de racionalizao, questes estas singulares na competitiva estrutura econmica estabelecida. Isto posto, oportuno supor que o projetista necessite de informaes bsicas relativas a modernas metodologias de dimensionamento, s inovaes tecnolgicas, assim como dos princpios tericos que sustentam tanto o convencional quanto o novo. Inserido nesse contexto, este Texto Tcnico, cujo tema central o Sistema Predial de Esgoto Sanitrio (SPES), prope-se a abordar, em nvel de informaes bsicas, diversos temas pertinentes ao referido sistema. Desta forma, inicialmente apresentado o SPES no referente a sua funo, seus requisitos de desempenho e sua constituio bsica. Os dois itens seguintes, 3 e 4, apresentam noes tericas sobre escoamento dos esgotos e os respectivos fenmenos associados. No item 5, so classificados os SPES. Seguem os itens 6 e 7, os quais apresentam, respectivamente, o projeto e o dimensionamento, enquanto que o item 8 completa o texto, abordando componentes e materiais afins. Anexos acompanham o texto, ilustrando e exemplificando tpicos diversos. </li> <li> 2. 2 2. APRESENTAO DOS SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTOS SANITRIOS (SPES) 2.1 Funo e Requisitos de Desempenho O sistema predial de esgoto sanitrio (SPES) um conjunto de tubulaes e acessrios, o qual destina-se a coletar e conduzir o esgoto sanitrio a uma rede pblica de coleta ou sistema particular de tratamento. Alm desta funo bsica, o SPES deve atender aos seguintes requisitos segundo a norma brasileira NBR 8160 Sistemas prediais de esgotos sanitrios Projeto e execuo (ABNT, 1999): a) deve ser garantida a qualidade da gua de consumo; b) permitir o rpido escoamento da gua utilizada e dos despejos introduzidos, evitando a ocorrncia de vazamentos e a formao de depsitos no interior das tubulaes; c) impedir que os gases provenientes do interior do SPES atinjam reas de utilizao; d) dever haver uma separao absoluta em relao ao sistema predial de guas pluviais. A contaminao da gua de consumo deve ser evitada, protegendo-se tanto o interior dos sistemas de suprimento, como os ambientes receptores. A necessidade de viabilizar o rpido e seguro escoamento do esgoto sanitrio, assim como garantir o funcionamento adequado dos fechos hdricos, deve ser considerada desde a concepo do SPES. A velocidade do escoamento nos trechos horizontais est associada eficincia no transporte dos materiais slidos, evitando que estes venham se depositar no fundo das tubulaes. Nos trechos verticais, a velocidade do escoamento influencia significativamente nas presses pneumticas desenvolvidas no interior das tubulaes. J os fechos hdricos funcionaro adequadamente se os mesmos no se romperem, uma vez que os mesmos impedem que os gases no interior das tubulaes penetrem no ambiente, conforme j comentado. Esta condio de no rompimento ser garantida se as variaes das presses pneumticas no interior do sistema forem limitadas, conforme o clssico trabalho de WILY; EATON (1965). Os fenmenos que induzem as variaes das presses pneumticas sero discutidos posteriormente. A separao absoluta do SPES em relao ao sistema predial de guas pluviais deve ser garantida, assegurando a inexistncia de ligao entre tais sistemas. </li> <li> 3. 3 2.2 Constituio 2.2.1 Subsistemas do Sistema Predial de Esgoto Sanitrio O SPES pode ser dividido nos seguintes subsistemas: a) Coleta e Transporte de Esgoto S ; b) Ventilao. O subsistema de coleta e transporte composto pelo conjunto de aparelhos sanitrios, tubulaes e acessrios destinados a captar o esgoto sanitrio e conduzi-lo a um destino adequado. O subsistema de ventilao, por sua vez, consta de um conjunto de tubulaes e/ou dispositivos destinados a assegurar a integridade dos fechos hdricos, de modo a impedir a passagem de gases para o ambiente utilizado, assim como conduzir tais gases atmosfera. Outra classificao que tem sido freqentemente utilizada considera o sistema de aparelhos sanitrios independente do de esgoto sanitrio, j que o mesmo consiste em uma interface entre aqueles dois sistemas. Neste documento est sendo considerada a primeira classificao citada, tendo em vista que o escoamento no interior dos aparelhos sanitrio influencia o escoamento no sistema de esgoto sanitrio. Na Figura 1 apresentado um esquema do sistema predial de esgoto sanitrio. </li> <li> 4. 4 Onde: CGD: caixa de gordura dupla; CI: caixa de inspeo; RS: ralo seco; R: ralo seco; CV: coluna de ventilao; Figura 1: Esquema geral do SPES. Fonte: Macintyre, 1996. </li> <li> 5. 5 2.2.2 Componentes 2.2.2.1 Subsistema de Coleta e Transporte de Esgoto Sanitrio a) Aparelhos Sanitrios Com a funo bsica de coletar os dejetos, os aparelhos sanitrios devem propiciar uma utilizao confortvel e higinica por parte do usurio. Entre os aparelhos sanitrios usuais encontram-se a bacia sanitria, o lavatrio, a banheira, o bid, etc. b) Desconectores Um desconector tem por funo, atravs de um fecho hdrico prprio, vedar a passagem de gases oriundos das tubulaes de esgoto para o ambiente utilizado. Tal conteno ocorre atravs da manuteno do referido fecho hdrico por meio do controle das aes atuantes sobre o mesmo. Entre estas aes, vale citar a auto-sifonagem, a sifonagem induzida, a sobrepresso e a evaporao. Exemplos de desconectores so a caixa sifonada, o ralo sifonado e os sifes. Observar Figuras 2 e 3. Figura 2: Bloqueio de gases no desconector. Fonte: Gonalves et al., 2000. Nota: h = altura do fecho hdrico Figura 3: Tipologias dos desconectores. Fonte: Gonalves et al., 2000. </li> <li> 6. 6 As caixas sifonadas recebem o esgoto de vrios ramais de descarga, encaminhando-os para o tubo de queda, atravs de um ramal de esgoto (estas definies so apresentadas a seguir) Anteriormente, dispunha-se apenas de caixas sifonadas onde as entradas (3 para a caixa 100x100x50 e 7 para a caixa 150x150x50) estavam dispostas seguindo um determinado ngulo (45 ou 90), conforme lista a Figura 4. Atualmente, existe no mercado uma caixa sifonada que permite ngulos diferenciados entre as entradas e a sada da mesma, o que evita uma patologia bastante comum nos SPES no Brasil, o aquecimento das tubulaes para a obteno de desvios. Na Figura 5 ilustrada a referida caixa sifonada. Figura 4: Caixas Sifonadas com ngulo de 45 ou 90. Figura 5: Caixas Sifonadas com ngulos diferenciados. </li> <li> 7. 7 c) Tubulaes As tubulaes do sistema predial de esgoto sanitrio compreendem os ramais de descarga e de esgoto, tubos de queda, subcoletores e coletores. Suas respectivas definies so as seguintes: - Ramal de Descarga: Tubulao que recebe diretamente os efluentes dos aparelhos sanitrios; - Ramal de Esgoto: Tubulao, usualmente horizontal, que recebe os efluentes dos ramais de descarga, diretamente, ou atravs de um desconector (caixa sifonada, por exemplo);. - Tubo de Queda: Tubulao vertical para a qual se dirigem os efluentes dos ramais de esgoto e de descarga; - Subcoletor: Tubulao horizontal que recebe efluentes dos tubos de queda e/ou dos ramais de esgoto; e - Coletor: a tubulao horizontal que se inicia a partir da ltima insero do subcoletor (ou ramal de descarga ou ramal de esgoto) e estende-se at o coletor pblico ou sistema particular de tratamento e disposio de esgoto. d) Conexes Elementos cuja funo interligar tubos, tubos e aparelhos sanitrios, tubos e equipamentos, alm de viabilizar mudanas de direo e dimetro da tubulao. So exemplos o T, o cotovelo, a juno simples, curvas, etc., nos mais variados dimetros, conforme ilustra a Figura 6. Figura 6: Conexes do sistema predial de esgoto sanitrio. </li> <li> 8. 8 Os desvios na horizontal das tubulaes do sistema de esgoto sanitrio devem ser efetuados com peas com ngulo central igual ou inferior a 45. Em funo disso, as conexes disponveis no mercado possibilitavam desvios a 45 ou a 90 (vertical ou horizontal). Atualmente, dispe-se de algumas conexes que permitem desvios em ngulos variveis, sempre inferiores a 45, tal como a representada na Figura 7. Este tipo de conexo evita o aquecimento de tubos para a obteno de desvios. Figura 7: Curvar. e) Caixas de Gordura Trata-se de um dispositivo complementar, cuja finalidade a reteno de substncias gordurosas contidas no esgoto. Na Figura 8 apresentado um esquema de uma caixa de gordura pr-fabricada, em material plstico e na Figura 9 ilustra-se uma caixa de gordura em argamassa. Figura 8: Caixa de gordura pr-fabricada em material plstico. </li> <li> 9. 9 Figura 9: Caixa de gordura em argamassa. f) Dispositivos de Inspeo So elementos complementares, atravs dos quais tem-se acesso ao interior do sistema, de maneira a possibilitar inspees e desobstrues eventuais. A caixa de inspeo e as conexes com uma das derivaes com um plug ou com um cap so dispositivos de inspeo bastante usados. A Figura 10 ilustra uma juno simples com um plug. Figura 10: Juno simples com plug. </li> <li> 10. 10 A Figura 11 mostra uma caixa de inspeo em argamassa e a Figura 12 mostra uma caixa de inspeo pr-fabricada, em material plstico. Figura 11: Caixa de inspeo em argamassa. Figura 12: Caixa de inspeo pr-fabricada em material plstico 2.2.2.2 Subsistema de Ventilao O subsistema de ventilao pode ser composto apenas de ventilao primria ou pelo conjunto de ventilao primria e secundria. A ventilao primria constitui-se no prolongamento do tubo de queda alm da cobertura do prdio, denominado tubo ventilador primrio, enquanto que a ventilao secundria consiste de ramais e colunas de ventilao ou de apenas colunas de ventilao. No obstante, a ventilao secundria pode ser configurada tambm pela utilizao de dispositivos de admisso de ar, os quais podem substituir ramais e colunas de ventilao, conforme FERNANDES (1993). A eficincia deste subsistema ser satisfatria na medida em que os fechos hdricos sejam preservados. As definies destes componentes so as seguintes (ver Figura 13): </li> <li> 11. 11 - Tubo Ventilador Primrio: o prolongamento do tubo de queda alm da cobertura do prdio, cuja extremidade deve ser aberta atmosfera; - Ramal de Ventilao: Tubulao que conecta o desconector, ramal de descarga ou ramal de esgoto coluna de ventilao; - Coluna de Ventilao: Tubulao vertical que abrange um ou mais andares, com a extremidade superior aberta ou conectada a um barrilete de ventilao; - Barrilete de Ventilao: Consta de uma tubulao horizontal aberta atmosfera, na qual so conectadas as colunas de ventilao, quando necessrio; - Dispositivos de Admisso de Ar: Elementos cuja finalidade a atenuao das flutuaes das presses pneumticas desenvolvidas no interior das tubulaes. </li> <li> 12. 12 Figura 13: Componentes do subsistema de ventilao. 3. TIPOS DE ESCOAMENTOS NO SPES Os tipos de escoamentos que se estabelecem em um sistema predial de esgoto sanitrio variam por trechos da configurao. Com relao ao subsistema de coleta e transporte do esgoto sanitrio, nos trechos horizontais (ramais de descarga e de esgoto, subcoletores e coletores) admite-se que o escoamento seja em canal (ver Figura 14). Nos trechos verticais (tubo de queda), o escoamento anular, isto , uma lmina de gua escoa pelas paredes do tubo em forma de anel e, no interior deste, h escoamento de ar (ver Figura 15). Quanto ao subsistema de ventilao, admite-se que o escoamento de ar desenvolva-se sob regime permanente e forado. </li> <li> 13. 13 Figura 14: Trechos horizontais. Figura 15: Trechos verticais. 4. FENMENOS OCORRENTES NO SISTEMA PREDIAL DE ESGOTO SANITARIO 4.1 Estabelecimento da Velocidade Terminal Conforme j comentado no item anterior, o escoamento de esgoto no tubo de queda considerado anular, isto , o esgoto escoa no formato de um cilindro oco, aderido parede do tubo. A velocidade de escoamento deste cilindro crescente at atingir um valor mximo e constante, a qual denominada velocidade terminal. A distncia ao longo do eixo do tubo de queda, entre o ramal mais a jusante que est contribuindo (de cima para baixo) e o ponto onde o escoamento atinge a velocidade terminal denominado comprimento terminal. Este comprimento relativamente curto, situando-se normalmente entre 3,0 e 4,0 m. A determinao da velocidade e comprimento terminais importante para a estimativa das vazes de ar no ncleo do tubo de queda, conforme ser abordado posteriormente. A Figura 16 apresenta o perfil de distribuio de velocidades na seo transversal. </li> <li> 14. 14 Figura 16: Perfil de distribuio de velocidades. 4.2 Aes sobre os Fechos Hdricos 4.2.1 Aes Decorrentes do Escoamento O escoamento do esgoto nas tubulaes horizontais deve ser a conduto livre e nos trechos verticais deve ser anular, uma vez que deve ser evitado o desenvolvimento de cargas hidrostticas no interior das tubulaes, conforme WILY; EATON (1965). Estas restries tambm podem evitar distrbios excessivos das presses pneumticas no interior do sistema, que podem ter origem nos fenmenos de auto-sifonagem, sifonagem induzida e sobrepresso, de acordo com a AMERICAN SOCIETY OF PLUMBING ENGINEERS (ASPE, 1991). A auto-s...</li></ul>