6- Previso de consumo

Aula 12 Hidrulica dos coletores

2. Sistemas de esgotos sanitrios

Com a implantao de um sistema de abastecimento de gua, torna-se necessrio tambm o sistema de esgotos sanitrios, que tem como objetivos sanitrios:

- coleta e remoo rpida e segura das guas residurias;

- eliminao da poluio do solo;

- disposio sanitria dos efluentes;

- eliminao dos aspectos ofensivos aos sentidos (esttica, odor) e,

- conforto dos usurios.

2.2.1- Sistemas de esgotamento

a) Sistema unitrio

Sistemas unitrios so aqueles, onde as canalizaes coletam e conduzem as guas servidas juntamente com as guas pluviais.

Tem como inconvenientes:

- sees de escoamento relativamente grandes;

- maior volume de investimentos e reduo da possibilidade de construo em etapas e,

- maior poluio das guas receptoras, e maior dificuldade no controle da mesma.

b) Sistema misto ou separador parcial

A coleta abrange as guas residurias e as guas pluviais internas (de ptios, telhados, etc), visando a reduo das dimenses do sistema, por diminuio do volume da descarga de guas pluviais.

Apesar das dimenses dos coletores serem menores e os investimentos tambm menores, este sistema apresenta desvantagens porque durante o perodo de chuva a variao da vazo nos coletores, elevatrias e estaes de tratamento, acentuada, dificultando a operao.

c) Sistema separador absoluto

Este sistema concebido para receber exclusivamente, esgotos domsticos e industriais. As guas pluviais so esgotadas em outro sistema independente.

No Brasil, este sistema usado desde o incio do sculo, e apresenta uma srie de vantagens:

- as tubulaes so menores favorecendo o emprego de tubos pr-moldados;

- pode-se fazer a implantao do sistema por partes, construindo-se inicialmente a rede de maior importncia, e ampliando-se posteriormente;

- as condies de operao das elevatrias e estaes de tratamento so melhores, no sofrendo alteraes significativa de vazo por ocasio dos perodos chuvosos;

- afastamento das guas pluviais facilitado, admitindo-se lanamentos mltiplos em locais mais prximos.

2.2.2- Partes constituintes dos sistemas de esgotos

Entende-se por sistemas de esgotos sanitrios o conjunto de canalizaes e obras destinadas ao afastamento das guas residurias.

Entende-se por rede de esgotos o conjunto de canalizaes constitudo por ligaes prediais, coletores de esgoto e seus rgos acessrios (PV - poo de visita; TIL - tubo de inspeo e limpeza; TL terminal de limpeza; CP caixa de passagem).

a) Coletor predial: o coletor de propriedade particular, que conduz os esgotos de um ou mais edifcios rede coletora.

Figura 2.2.2 (a) Corte esquemtico de uma ligao domiciliar ao coletor pblico de esgoto sanitrio.

Figura 2.2.2 (b) Ligaes tpicas dos coletores. (a) Conexo em coletor profundo. (b) Conexo em coletor raso.

SABESP Companhia de Saneamento Bsico do Estado de So Paulo d instrues tcnicas quanto ao coletor predial, cuja execuo atribuio do proprietrio do imvel:

- usar manilha (tubo cermico), com declividade longitudinal mnima de 2% para dimetro mnimo DN 100, na execuo at o alinhamento predial. Caso seja do interesse do proprietrio do imvel, pode-se deixar mais 10 a 20 cm para fora do alinhamento;

- para facilidade de localizao, pode-se deixar a tubulao descoberta na soleira, no alinhamento predial, devidamente protegida. A profundidade recomendvel do coletor predial, no alinhamento de 0,90 m;

- terminantemente proibida a interligao dos ralos de guas pluviais no ramal interno de esgotos;

- o tanque de lavar roupas deve ser coberto e, somente neste caso, permitida a interligao do mesmo ao ramo interno de esgotos;

- utilizar de preferncia, uma ou mais caixas de inspeo que facilitam eventuais desobstrues sem a quebra de pisos. Estas podem ser construdas em concreto, alvenaria ou cimento amianto e devem ter as seguintes dimenses mnimas: 0,45 x 0,60 m e profundidade varivel. A tampa da caixa de inspeo deve ser de material resistente e facilmente removvel.

b) Coletor de esgoto ou coletor: a tubulao que, funcionando como conduto livre, recebe contribuio em qualquer ponto ao longo de seu comprimento.

c) Coletor principal: todo coletor cujo dimetro superior ao mnimo estabelecido para a rede.

d) Coletor tronco: canalizao de maior dimetro, que recebe apenas as contribuies de vrios coletores de esgoto, conduzindo-os a um interceptor ou emissrio.

e) Interceptor: a canalizao que recebe a contribuio dos coletores tronco e de alguns emissrios.

f) Emissrio: conduto final de um sistema de esgoto sanitrio, destinado ao afastamento dos efluentes da rede para o ponto de lanamento (descarga) ou de tratamento, recebendo contribuies apenas na extremidade de montante.

g) Estao elevatria: toda instalao construda e equipada de forma a poder transportar o esgoto do nvel de suco ou de chegada, ao nvel de recalque ou sada, acompanhando aproximadamente as variaes das vazes afluentes.

h) Poo de visita: uma cmara visitvel, atravs de abertura em sua parte superior, que permite a reunio de duas ou mais canalizaes, e a realizao de servios de manuteno dessas canalizaes.

De maneira geral, devem ser previstos poos de visita nas seguintes situaes:

- incio de coletores;

- mudanas de direo (curvas);

- reunio de coletores (junes);

- mudanas de declividade, de material ou de dimetro (degraus);

- mudanas de seo transversal.

- Nos trechos longos, de modo que a distncia entre dois poos consecutivos no exceda valores que impossibilitam a manuteno dos mesmos. A P-NB- 567, recomenda as seguintes distncias mximas:

- 100 m para tubulaes de 0,15 m de dimetro;

- 120 m para tubulaes de 0,20 m a 0,60 m de dimetros;

- 150 m para tubulaes de dimetro superior a 0,60 m.

Os poos de visita podem ser executados em alvenaria de tijolos (com revestimento), em concreto moldado no local ou em concreto pr-moldado. Geralmente so constitudos de duas partes principais: cmara de acesso (Pescoo) e cmara de trabalho (Balo), vide Figura 2.2.2 (c ). As dimenses mnimas dessas partes, em funo da profundidade e do dimetro (do) da maior tubulao ligada ao poo, so mostradas na Tabela 2.2.2 (a).

Tabela 2.2.2 (a) Dimenses internas mnimas de poos de visita

Profundidade

(m)Dimetro da maior

Tubulao (m)Dimetro do

pescoo(m)Menor dimenso em planta do balo (m)

At 1,5At 0,301,01,0

De 1,5 a 2,2At 0,300,61,0

De 0,30 a 0,500,61,5

Alm de 0,500,6(do + 1,0)

Acima de 2,2At 0,300,601,0

De 0,30 a 0,500,601,5

Alm de 0,500,60(do + 1,0)

Sempre que possvel, a altura do balo dever ser maior que 2,0 m.

A pea que constitui o fundo do poo, chamada comumente de almofada, deve apresentar calhas para conduzir os esgotos at a canalizao de sada. recomendvel que essas calhas sejam constitudas de modo que as arestas superiores (em quina viva) estejam no mesmo nvel da geratriz superior da canalizao de sada.

Quando houver diferena relativamente grande entre as cotas de uma canalizao de chegada e da canalizao de sada, deve ser previsto tubo de queda, pois caso contrrio, as guas residurias afluentes dificultariam os trabalhos de inspeo e reduziriam a durabilidade da almofada. A altura mnima do tubo de queda fixada geralmente em funo das peas necessrias para se construir convenientemente esse tipo de ligao. Para tubulao de 150 mm, um tubo de queda semelhante ao mostrado na Figura 2.2.2 (d) exige altura mnima igual a 0,75 m; no entanto, mediante o uso de outras peas, a construo de tubos de queda de altura at 0,40 m.

Figura 2.2.2 ( c) Poo de visita de alvenaria. Figura 2.2.2 (d) Tubo de queda

Quando a canalizao afluente apresentar dimetro muito grande (no existindo as peas necessrias para construo do tubo de queda), deve-se projetar um complemento do poo de visita, denominado poo de queda.

i) Tanque fluxvel: dispositivos destinados a darem descargas peridicas de gua para limpeza de coletores (atualmente em desuso).

j) Sifo invertido: canalizaes rebaixadas funcionando sob presso, destinadas travessia de canais, obstculos, etc.

Emprega-se sifo invertido quando h necessidade de se vencer um obstculo que interfere na declividade e/ou na profundidade de uma canalizao condutora de esgotos.

Um sifo invertido constitudo basicamente, por canalizaes que contornam o obstculo, por baixo, e por duas cmaras de acesso; uma em cada extremidade. A Figura 2.2.2 (f) mostra esquematicamente um exemplo de sifo invertido.

Figura 2.2.2. (f) Planta e perfil de um sifo invertido

Geralmente os sifes invertidos apresentam trs canalizaes (mnimo: duas canalizaes) para que ocorram condies de funcionamento. O projeto dessa unidade deve ser bastante cuidadoso para atender s seguintes condies bsicas:

- a velocidade nas canalizaes deve ser tal que impea a deposio de partculas (V 1,0 m/s);

- como as vazes so muito variveis, as canalizaes devem ser projetadas de maneira que uma delas seja suficiente para conduzir as guas no perodo de baixa vazo e, as demais, para atender escalonadamente, as vazes maiores;

- a cmara de entrada deve ser projetada de maneira a encaminhar a vazo mnima para a canalizao correspondente e, to logo a vazo atinja o valor limitado para essa canalizao, atravs de vertedor lateral (calculado convenientemente) comea a alimentao da segunda linha e posteriormente, de maneira semelhante, da terceira linha;

- a cmara de sada deve dispor de acessrios que impeam o refluxo para as canalizaes que no estiverem sendo utilizadas;

- devem ser previstas instalaes que permitam a limpeza das canalizaes e cmaras de acesso.

k) Estao de tratamento de esgotos (ETE): so instalaes destinadas a purificao ou depurao dos efluentes, para que tenham qualidade compatvel com o corpo receptor.

l) Obras de lanamento final: canalizaes destinadas a conduzir o efluente final das estaes de tratamento de esgotos, ou esgoto bruto, ao ponto de lanamento em rios, oceanos ou lagos.

2.3- Vazes de projeto

No desenvolvimento do projeto observa-se seguinte seqncia:

- determinao do perodo do projeto;

- previso do crescimento populacional e da populao de projeto;

- clculo das vazes de escoamento;

- dimensionamento das partes componentes do sistema.

O clculo das vazes de escoamento pode ser feito pela tcnica convencional ou pela tcnica moderna, que se baseia na avaliao de rea edificada existente e contribuinte, bem como do seu crescimento at que atinja uma situao urbanstica especificada pela legislao que regula o seu crescimento.

Na tcnica convencional que ser aqui desenvolvida no clculo da rede, a contribuio de uma rea determinada funo do consumo de gua e expressa em termos de vazo por unidade de rea (hectare) ou de extenso contribuinte (quilmetro).

claro que existe a necessidade de se determinarem as reas a esgotar das bacias e sub-bacias contribuintes, bem como dos comprimentos dos trechos da rede que ser projetadas.

As vazes a serem adotadas so as referentes ao incio e final do funcionamento do sistema.

Para o clculo da vazo do incio do perodo do projeto, adota-se a equao (1):

...........................................................(1)

Onde:

Qi = vazo mxima contribuinte da poca inicial de projeto, expressa em L/s;

= 1,2 coeficiente de mxima vazo diria de consumo de gua;

= 1,5 coeficiente de mxima vazo horrio de consumo de gua.

......................................................................................................................(2)

= vazo mdia contribuinte da poca inicial de projeto, expressa em L/s;

C = coeficiente de retorno gua-esgoto = 0,80

- Coeficiente de retorno (C ) a relao mdia entre os volumes de esgoto produzido e a gua efetivamente consumida. Entende-se por consumo efetivo aquele registrado na micromedio da rede de distribuio de gua descartando-se, portanto, as perdas do sistema de abastecimento. Parte desse volume efetivo no chega aos coletores de esgoto, pois conforme a natureza de consumo perde-se por evaporao, infiltrao ou escoamento superficial por exemplo, lavagem de roupas, regas de jardins, lavagem de pisos ou de veculos. Alm disso, conveniente a investigao a respeito de outras fontes de abastecimento de gua, poos freticos, por exemplo, que podem elevar o volume de esgoto produzido at mesmo acima do volume registrado nos hidrmetros, caso de indstrias, hospitais e outros contribuintes singulares. A norma brasileira NBR 9649 (ABNT, 1986), recomenda o valor de C = 0,8 quando inexistem dados locais oriundos de pesquisas.

= rea esgotada na poca inicial de projeto, em h a;

= densidade populacional na poca inicial de projeto, em habitantes por hectare (hab/h a); determinada no relatrio preliminar do sistema;

= taxa per-capita da gua de abastecimento na poca inicial de projeto (L/hab.dia).

I = TI .L ..............................................................................................................................(3)

Onde:

I = vazo de infiltrao em L/s da poca inicial do perodo de projeto;

TI = taxa de contribuio de infiltrao em L/s . km;

L = extenso da rede da rea contribuinte na poca inicial do projeto, expresso em km;

Qci = vazo mdia concentrada num ponto na poca do projeto;

A vazo concentrada corresponde lanamentos industriais ou comerciais de valor significativo.

..............................................................................................................................(4)

Txi = taxa de contribuio linear para uma rea esgotada de ocupao homognea na poca inicial de projeto, expressa em L/s . km, sendo:

.........................................................................................................(5)

que corresponde ao valor de Qi, do qual se excluem as contribuies concentradas por , em L/s.

.............................................................................................................................(6)

Tai = taxa de contribuio por superfcie esgotada na poca inicial de projeto, expressa em L/s. h a.

...............................................(7)

Qf = vazo mxima contribuinte da poca final do projeto, expressa em L/s;

................................................................................................................(8)

= vazo mdia contribuinte da poca final de projeto, expressa em L/s;

af = rea esgotada na poca final de projeto, expressa em h a;

df = densidade populacional da rea esgotada na poca final de projeto, em hab/ h a;

qf = taxa per-capita diria de gua de abastecimento na poca final de projeto, expressa em L/hab.dia;

= vazo mdia concentrada na poca do perodo de projeto;

= vazo de infiltrao em L/s na poca final de projeto;

L= extenso da rede da rea contribuinte na poca final de projeto, expressa em km.

....................................................................................................................(9)

Txf = taxa de contribuio linear para uma rea de ocupao homognea na poca final de projeto, expressa em L/s . km, sendo:

.......................................................................................(10)

....................................................................................................................(11)

Taf = taxa de contribuio por superfcie esgotada na poca final de projeto, expressa em L/s.

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