ETAR DECONCEPO / CONSTRUO

l- CONSIDERAES PRVIAS O estudo que se desenvolve seguidamente, diz respeito concepo de uma soluo de tratamento de guas residuais domsticas, para servir a povoao delamas por filtro-prensa.

tendo optado

por E T A R, com o tratamento secundrio, por BIODISCOS, com decantao secundria e tratamento de Este esquema de tratamento assegurar um grau de tratamento adequado sendo o efluente lanado posteriormente numa linha de gua. So asseguradas as caractersticas finais do efluente de acordo com a legislao em vigor. No presente estudo prev-se a demolio dos leitos de secagem e,no seu lugar, constroi-se o referido decantador secundrio. 2- EVOLUO HISTRICA DO PROCESSO DE TRATAMENTO PRECONIZADO Apesar de se considerar o processo de tratamento biolgico por bodiscos suficientemente conhecido e os seus resultados reconhecidos no rnbito dos tcnicos de engenharia sanitria quer no Pas ,quer no Estrangeiro parece no entanto que o reduzido de instalaes existentes,tem apresentado algumas deficincias ao nivel dos equipamentos que veio a dar uma imagem negativa deste tipo de tratamento. Se formos recuar um pouco no tempo, e referir a sua evoluo, sobretudo a nvel da Europa, tambem so relatados insucessos , que agora esto completamente ultrapassados pois os equipamentos foram sendo melhorados e,hoje em dia, so muito fiveis. Embora as primeiras referncias sobre o tratamento de guas residuais por- d i s c o s b i o l g i c o s fossem feitas por Doman no ano de 1927, ao publicar um trabalho

relativo operao e mostrando os resultados duma experincia j realizada em 1925, acontece que os primeiros ensaios sobre esta tcnica foram realizados em finais do sculo passado. Efectivamente por essa altura Weigand constatou que as algas e outros micro-organismos que se desenvolviam nas rodas dos moinhos, cuja fora motriz eram as guas dos rios e ribeiros, possuam uma importante capacidade de depurao no

que dizia respeito s impurezas que se encontravam nessas guas. O fenmeno foi nessa altura logo interpretado como resultado da arejamento com a aco dos micro-organismos. A ideia no pode no entanto ser devidamente desenvolvida na altura, combinao do

fundamentalmente devido ao facto de no ser possvel dispor de um suporte slido mvel inerte e de pouco peso que pudesse suportar essa colnia bacteriana em forma de filme fixo. Mais tarde, por volta de 1925, os estudos de Weigand foram continuados/ sistema a vindo o

implantar-se progressivamente, com alguma dificuldade, devido sobretudo

ao desenvolvimento de outros sistemas de tratamento mais energticos,como as lamas activadas. S praticamente cerca de trinta anos mais tarde este sistema de tratamento viria a ser novamente abordado com interesse significativo, na Alemanha, tendo em 1960, o Dr Hartmann, desenvolvido experincias demonstrando as suas reais vantagens e resultados de diversas aplicaes. Pela mesma altura o Prof Popel , ainda na Alemanha, desenvolvia estudos que levaram comercializao do sistema o qual veio a estabelecer-se definitivamente na Europa a partir de 1965. Assim, investigadores e cientistas de varias nacionalidades tm vindo a estudar a aplicao do sistema, sobretudo do sistema. Em Portugal, os trabalhos desenvolvidos, tanto na Universidade Nova de Lisboa, no domnio das guas residuais industriais, dado que a nivel das guas residuais domesticas esto perfeitamente conhecidas as vantagens

Departamento do Ambiente, como na Universida de Aveiro, representam a investigao

nesta matria. Curiosamente este trabalho foi realizado em Pernes, no Concelho de Santarem e essa ETAR foi,recentemente,objecto de remodelao. As guas, residuais provenientes do decantador secundrio, so conduzidas ao meio receptor final, que em linha de gua. O sistema funciona de forma a que toda a matria orgnica biodegradvel e sedimentvel, existente nas guas residuais,constituir o substracto que as diferentes comunidades de micro-organismos actuantes na biozona vo oxidar e sintetizar. O oxignio necessrio aos fenmenos referidos obtido durante o perodo em que os discos ,quando rodam se expem ao ar atmosferico. dada a eficincia do tratamento levam a que efluente final apresente caractersticas compatveis com o que a legislao impe,para as regeies

Os discos constituem o suporte onde adere a pelicula mucilaginosa, na qual se desenvolvem comunidades de micro-organismos., produzindo-se ento fenmenos de anaerobiose na inter-face disco-biofilme que provocam os despreendimentos de farrapos de biofilme velhoque vo sendo sedimentados, dando origem a novo filme biolgico. As lamas formadas e sujeitas a um tempo de reteno apresentam-se suficientemente

mineralizadas, de forma a poderem ser retiradas, em condies sanitrias adequadas, e sofrerem o respectivo tratamento,que,neste caso, se prev a desidratao em filtro prensa.

3-MEIO RECEPTOR E LIMITES DE EMISSO O efluente tratado, a nvel secundrio, ser descarregado na linha de gua que corre junto ao terreno onde est a ETAR actual. Alis o ponto de descarga previsto o mesmo que j serve a ETAR actualmente em

servio. Como opo futura entende esta empresa que se justifica a adopo de um tratamento tercirio pelo facto de as guas do meio receptor serem previstas ser utilizadas para rega de espaos verdes e s deste modo se poder garantir os requisitos de gua para rega conforme o Art 60 do Anexo XVI do Decreto-Lei 236/98. todavia uma opo que se deixa em aberto para que,posteriomente a Cmara Municipal possa decidir sobre esta possibilidade. Estes valores so os que se apresentam no quadro seguinte: Parmetro de Qualidade CB05 CQO SST NT PT Valor limite de emisso Concentrao % de reduo 25 70-90 125 75 35 70 15 70 10 70-80

Alm dos parmetros previstos na legislao referida, ter-se- que efectuar tambm ao nvel da remoo de Coliformes Fecais, de forma a garantir nveis microbiolgicos compatveis com o uso referido para o meio receptor.

4- CONCEPO DA SOLUO PROPOSTA A soluo considerada neste ante-projecto, e que ser desenvolvida no projecto de execuo,considera um esquema de tratamento que inclui as seguintes etapas das quais se referem as caractersticas principais:

- Gradagem mecnizada e medio de caudal - Decantao primria

- Tratamento secundrio por biodiscos - Decantao secundria com ponte mecnizada - Armazenamento e digesto das lamas biolgicas em excesso -Secagem das lamas por meios mecnicos ,em filtro-prensa -Secagem de sobrenadantes do decantador em leito de secagem

5- HORIZONTE DO PROJECTO O horizonte do projecto das estaes de tratamento de guas residuais dever corresponder ao nmero de anos durante os quais as estruturas e os equipamentos que a constituam se mantm a nveis aceitveis de funcionamento. Para este tipo de ETARs,inseridas em redes unitrias, podemos considerar como adequado um horizonte de 20 anos sendo ainda verificado o funcionamento da ETAR para o inicio da explorao e ainda para o final do perodo correspondente aos primeiros 10 anos. Todavia, cabea da ETAR ser realizado um descarregador de cheias de molde a que o caudal a tratar fique dentro dos limites impostos no projecto,mesmo em periodos anormais de chuvas.

6 - ELEMENTOS BASE DISPONVEIS Como elementos base,contantes no projecto original, temos : Populao inicial ........... 1.120 hab. final ...... 2.500 hab Capitao inicial .............. 80 l/hab. d i a final ........ 125 l/hab. Dia

Coeficiente de afluncia................ 0,80 Coeficiente de ponta inicial ............3 ,0 f i n al..............3,0 teremos ento:

Caudal mdio dirio inicial ......... 89,60 m3/dia. final ......... 312,50 m3/di a Caudal mdio horrio inicial......... 3,73 m 3/h final .......... 13,00 m3/h Caudal de ponta horrio inicial...... 11,20 m 3/hora final ........ 39,00 m3/hora Carga orgnica,unitria,...CB05 ....... 54,00 g/hab/dia Carga slida SST,unitria ................. 90,00 g/hab/dia Ainda como bases de clculo teremos, nos aspectos qualitativos: Concentrao do efluente em CB05 inicial ............... 675 g/m3 final .................. 432 g/rn3 Concentrao SST inicial ...........................................1.125 g/m3 Final............................................ 720 g/m3 Cargas orgnicas dirias: -CB05 inicial ................................................. 60,50 Kg/dia final ................................................ 135,00 Kg/dia Cargas orgnicas dirias: - SST inicial................................................. 100,00 kg/dia - final ........................................................... 225,00 Kg/dia

7 - DIMENSIONAMENTO DOS ORGOS DA ETAR

Passa-se seguidamente ao dimensionamento dos rgos da ETAR, constituda por varias operaes unitrias de tratamento de guas residuais domsticas por Discos Biolgicos, possibilitando o tratamento de 2.500 habitantes no horizonte do projecto, O actual estudo ser posteriormente mais detalhado aquando da elaborao do projecto de execuo , a entregar aps adjudicao e respectivo contrato.

7.1 - Obra de entrada Como obra de entrada considera-se,de acordo com as condies especiais do caderno de encargos, a construo de novo canal,a cu aberto,com um canal Parchall,munido de leitor-registador, e a instalao de uma grelha mecnica de limpeza automtica comando por perda de carga. a)- Grade mecnica de limpeza automtica com compactao dos gradados descarga em contentor b) Em by-pass,como emergncia prev-se um canal,de iguais dimenses,em paralelo com o canal principal e onde se instala uma grade de limpeza manual. 7.2- Decantador primrio Aproveita-se o decantador primrio, de planta rectangular,existente com uma altura total de 3,80m, dos quais 2,00 m correspondem ao troo paralelipipdico e 1,80 m ao troo prismtico e apresentando um comprimento de 5,85 m por 4,5m de largura.Os biodiscos existentes no seu interior so removidos de modo a que toda a volumetria seja consignada decantao. Ter um volume total de 93 m3, dos quais cerca de 35 m3 sero destinados ao armazenamento e digesto de lamas, o que, de acordo com as recomendaes de Fair and Moore, para as condies climatricas dessa regio nos leva a periodos de digesto de 50 dias no incio e 35 dias no futuro,o que est de acordo com o recomendvel, para esta operao unitria. Com esta geometria obtiveram-se como parmetros de projecto,em termos de tempos de reteno, os valores de: tri= 6,26 h com

e trf== 2,15 h respectivamente nos perodo inicial e final da obra.

Valores estes que se enquadram nos valores recomendados pela referida bibliografia, para decantadores primrios. Quanto carga hidrulica, teremos valores de: Ch =0,42 m 3 / m 2. h e C h =1,20 m 3 / m 2. h respectivamente no perodo inicial e final. Estes valores tambm se enquadram nos valores recomendados pelos autores

anteriormente referidos. A de : CB05 inicial.............................................................. 472mg/l Final ......................................................................... 302mg/l SST inicial................................................................ 450mg/l Final ......................................................................... 288mg/l As cargas orgnicas afluentes biozona so ento as seguintes: CB05 inicial......................................... 42,35 Kg/di a Final..................................................... 94,50 Kg/dia SST inicial........................................... 40,32 Kg/dia Final.................................................... 90,00 Kg/dia 7.3 Biozona o volume compreendido pelos discos biolgicos e constitui um reactor biolgico,prpriamente dito,e o fluxo das guas residuais passa atravz dela para remoo de CB05 e SST no decantador primrio, dever ser,respectivamente, da

ordem dos 30% e 60 %, o que levar a que as concentraes na biozona, sejam da ordem

se promover o contacto com a fauna biolgica existente no biofilme. A biozona , por vezes,compartimentada por forma a posi bilitar um circuito em chicane que proporcione um escoament o tipo pisto (p l u g - f l o w ) . A unidade dos Discos Biolgicos um sistema de fluxo contnuo constituido por um tanque de fundo cilndrico sobre o qual roda um conjunto de discos com dimetros geralmente situados entre os 2,5 a 3,5 m, espaados de cerca de 1 a 2 cm, montados sobre um eixo horizontal, mergulhando no efluente at cerca de 50 % do seu dimetro e rodando a uma velocidade entre 1 a 2 rpm. Na presente situao a velocidade ser de 1,50 rpm e a forma dos discos ser alveolar de patente ELICOS da Cosme-ITLIA.

Dimensionamento da rea a preverA=

313 x 0,022 x (302 30) 1,4 30 0,4

Com a correco temperatura a rea minima a utilizar,ser de : A = 5.340 m2 Prev-se o modelo RE 340, da Cosme-Itlia, de 6 mdulos com um total de 6.300 m2. Os valores encontrados para as cargas,quer hidrulicas,quer orgnicas, so dentro dos limites recomendados pela bibliografia da especialidade,nomeadamente o Prof. Edeline do Cebedoc,de Lige. Efectivamente teremos,no inicio uma carga hidrulica de 13,30 l/ m2.d e uma carga orgnica de 5,45 gr CBO 5/ m2.d e no horizonte de projecto a carga hidrulica ser de 46 l/ m2.d e a orgnica de 14,50 gr CBO 5/m2.d. A potncia necessria ao accionamento para este rtor ser de 3,00 Kw. As lamas biolgicas sero transferidas,por bombagem, para o decantador primrio, e ,em conjunto com as lamas primrias a retidas so elevadas para um digestor de lamas com um tempo de reteno elevado,da ordem dos 45/50 dias,e da seguem para o sistema de secagem de lamas em leitos de secagem.

As lamas secundrias so,tambem, elevadas para o referido digestor de lamas. 7.4 Decantador secundrio O decantador secundrio tem a funo de separar a fase slida da fase liquida e tambem de clarificador. O modelo previsto circular de 7.00 m de dimetro,com uma profundidade,na periferia,de 1,90 m, a que corresponde um volume til de 73,00 m3. Para esta geometria os parmetros de dimensionamento so: Carga hidrulica ................................... 1,00 m3/m2.h Tempo de reteno.............................. 1,90 h Valores estes dentro dos recomendados pela bibliografia da especialidade. 7.5 Produo de lamas Nestes sistemas,de discos biolgicos, a produo de lamas baixa,em comparao com outros processos de tratamento. Admite-se que a produo ser da ordem de 0,15 Kg de lamas/ Kg de CBO5 removido. Assim teremos uma produo mxima de lamas da ordem dos 20,00 kg/dia,o que equivale a cerca de 1.114 Kg,para os 55 dias de digesto. Para esta quantidade de lamas necessitaremos de um volume de cerca de 66m3 para o digestor o que significa que ,admitindo uma altura util de 6,00m,para este digestor obteremos o dimetro de 3,7 m. Para evitar a influncia das chuvas este digestor ser coberto com uma cobertura de fibra de vidro reforada com resina de poliester. As lamas aps digesto sero enviadas para a desidratao,em filtro-prensa,que se prev ser o modelo para 100 kg de matria slida por hora pois o menor que se fabrica. Esta fica num edificio apropriado, coberto, para funcionar tambem como apoio

desidratao de lamas de outras ETARs. As lamas secas,aps a desidratao, sero armazenadas num silo metlico de 10 m3 de capacidade at que sejam levadas para serem utilizadas, nomeadamente como fertilizante nos jardins publicos. Para a lavagem das telas da prensa aps o servio est previsto um reservatrio de gua de servio,com 10 m3 de capacidade,e um grupo hidropressor para garantir a presso de 4 kg/cm2,adequada a essa limpeza da prensa. 7.6- LEITO DE SECAGEM DE LAMAS Para a secagem dos sobrenadantes do decantador secundrio considerou-se como indispensvel construir 1 leito de secagem de lamas para esse fim especfico . 8 -EFICINCIA DO TRATAMENTO Tendo em considerao o disposto na legislao em vigor, bem como as caractersticas do meio receptor, foram tomados objectivos a atingir no dimensionamento os seguintes valores para os principais parmetros de qualidade do efluente sada da ETAR : CBO5 (20C) ..................................................................... 25 mgO2/l

CQO .................................................................................125 mgO2/l SST ................................................................................... 35 mg/l leos e gorduras ...............................................................15 mg/l Azoto total (N).....................................................................15 mg/l P Total (P) .......................................................................... 2mg/l Coliformes fecais ................................................................ 100 NMP/100ml

9 - CALCULOS de ESTABILIDADE e B.A.

9.1-Pr- dimensionamento de fundaes e estruturas

Na definio das aces e suas combinaes, seguiu-se o estipulado no Regulamento de Segurana e Aces para Estruturas de Edifcios e Pontes (RSA). No dimensionamento dos elementos em beto armado seguiram-se as disposies expressas no Regulamento de Estruturas de Beto Armado e Pr-esforado (REBAP). As estruturas metlicas foram dimensionadas com base nos critrios de segurana definidos no Regulamento de Estruturas de Ao para Edifcios (REAE).

9.1.1- Aces 9.1.1.1-Aces permanentes

As aces permanentes consideradas no dimensionamento das estruturas foram as seguintes:

Pesos prprios estruturais e no estruturais Peso volmico do beto armado Peso volmico do ao Yc = 25,0 kN/m3 Ys = 77,0 kN/m3

Peso vol. do enchimento da cobertura dos edifcios yc = 10,0 kN/m3

9.1.1.2-Impulso de terras

Estudou-se o terreno do local

e de acordo com essas observaes para concurso,

definiram-se as seguintes caracteristicas:

-Peso seco das terras .......................y = 18.00 kN/m3 - ngulo de atrito interno do terreno...... =30

9.1.1.3-Aces variveis As aces variveis consideradas foram as seguintes: -Sobrecarga em plataformas e pisos tcnicas 3,00 kN/m2

-Sobrecarga em lajes de cobertura de rgos -Sobrecarga em lajes de cobertura de edifcio

3,00 kN/m2 1,00 kN/m2

-Sobrecarga no acesso para efeitos de impulso terreno..10,00kN/m2 -Presso do liquido no interior dos rgos, varivel caso a caso -Peso volmico da gua ou do efluente y = 10,0 kN/m3

-Variao de temperatura tendo-se considerado na quantificao desta aco as variaes diferenciais de 15C entre o interior e o exterior dos orgos -Sismos tendo-se considerado zona A e um coeficiente de sismissidade de 1. -Vento tendo-se considerado a zona B e uma rugosidade do tipo II.

9.1.1.4- Combinaes de aces

As aces foram combinadas de acordo com o estipulado no RSA, sendo tido em ateno ao funcionalidade de cada rgo e as suas solicitaes. As combinaes de aces fundamentais foram consideradas para a quantificao dos estados limites ltimos.

Para a quantificao dos estados limites de utilizao foram consideradas as combinaes de aces quase-permanentes.

9.1.2-Esforos Os esforos nos diferentes elementos estruturais foram calculados considerando o esquema de funcionamento estrutural mais adequado a cada caso, recorrendo-se programas de clculo automtico de elementos finitos ou a outros mtodos mais simplificados, nomeadamente s tabelas do Bares para a determinao dos esforos em painis de laje e a modelos de vigas e prticos j tabelados. A geometria dos rgos foi simulada, em geral, com recurso a elementos lineares de forma mais aprximada possivel da geometria real. Nas estruturas de suporte de terras considerou-se o estado de impulso em repouso

para o dimensionamento das seces e das suas armaduras. Relativamente s aces do sismo e do vento no foram consideradas nos rgos, pois estas estruturas esto sujeitas a aces horizontais de maior intensidade, nomeadamente a presso da gua e o impulso do terreno. As variaes de temperatura apenas foram consideradas nos rgos circulares em que os seus efeitos no so desprezveis. De salientar que na verificao da segurana se considerou sempre a situao mais desfarorvel, que corresponder ao nvel mximo do lquido no interior do orgo, e se desprezou o efeito favorvel do terreno exterior.

Dado que,na sua essncia,se trata de uma construo tradicional os materiais a utilizar so os seguintes:

-Elementos metlicos: ao Fe360B em perfis, barras e chapas.

- Elementos de beto armado: -ao A235 NR em armaduras; -ao A500EL em malhas electro-soldadas; -beto C25/30 classe 2a nos restantes elementos;

9.1.3- Clculos do edificio I Cobertura Laje L.1 a) Caractersticas Vos de clculo

l1 = 4.90 m l2 = 6.25 m espessura da laje altura til li = 0.7 x 6.25 = 4.375 4.375/0.15 = 29.1 < 30 x 1 b) Solicitao p.p.da laje 1.00 x 1.00 x 0.15 x 25 = 3.75 1.20 5.55 sobrecarga 2.00 7.55 KN/m2 0.60 p. enchimento 1.00 x 1.0 x 0.05 x 24 =

l1/l2 = 0.8

e = 0.15 d = 0.125

revestimento 1.00 x 1.00 x 0.02 x 24 =

c) Esforos de flexo + + - Laje L2 a) Caractersticas Vos de clculo l1 = 4.15 m; l2 = 5.25 m; l1/l2 = 0.7 espessura altura til e = 15 d = 0.125 Msd.1 = 1.5 x 0.032 x 7.55 x 4.902 = 8.70 KN.m Msd.2 = 1.5 x 0.048 x 7.55 x 4.902 = 13.05 KN.m Msd.3 = 1.5 x 0.064 x 7.55 x 4.902 = 17.40 KN.m Msd.4 = 1.5 x 0.025 x 7.55 x 4.90 = 16.18 KN.m Msd.5 = 1.5 x 0.037 x 7.55 x 4.902 = 10.06 KN.m Msd.6 = 1.5 x 0.009 x 7.55 x 4.902 = 13.32 KN.m

li = 0.7 x 4.15/0.15 < 30 x 1

b) Solicitao

A mesma da laje anterior c) Esforo de flexo + + -

p + s = 7.55 KN/m2

Msd.1 = 1.5 x 0.062 x 7.55 x 4.152 = 13.11 KN.m Msd.2 = 1.5 x 0.047 x 7.55 x 4.152 = 9.94 KN.m Msd.3 = 1.5 x 0.062 x 7.55 x 4.152 = 13.11 KN.m Msd.4 = 1.5 x 0.021 x 7.55 x 4.152 = 4.44 KN.m Msd.5 = 1.5 x 0.031 x 7.55 x 4.152 = 6.56 KN.m Msd.6 = 1.5 x 0.041 x 7.55 x 4.152 = 8.67 KN.m

Laje 3 a) Caractersticas Vos de clculo l1 = 3.15 m; l2 = 6.25 m; l1/l2 = 0.50 espessura altura til b) Solicitao igual da laje L1 p + s = 7.55 K/m2 c ) Esforos de flexo + + Msd.1 = 1.5 x 0.090 x 7.55 x 3.152 = 10.11 KN.m Msd.2 = 1.5 x 0.068 x 7.55 x 3.152 = 7.64 KN.m Msd.3 = 1.5 x 0.045 x 7.55 x 3.152 = 5.06 KN.m Msd.4 = 1.5 x 0.025 x 7.55 x 3.152 = 2.81 KN.m Msd.5 = 1.5 x 0.037 x 7.55 x 3.152 = 4.16 KN.m Msd.6 = 1.5 x 0.049 x 7.55 x 3.152 = 5.51 KN.m e = 0.15 m d = 0.125

l1 = 0.7 x 3.15/0.15 < 30 x 1

d) Esforos Transversos (caso mais desvaforvel)

Vsd (max) = 1.5 x 1.15 x 7.55 x 4.90/2 = 31.91 Vcd = 650 x 1.00 x 0.125 x 0.6 x ( 1.6 0.125) = 71.91 Armaduras Em qualquer seco sero consideradas as seguintes armaduras: 6 mm // 0.125 (2.26 cm2) 8 mm // 0.125 (4.02 cm2) Para a altura til de 0.125 m, de acordo com as tabelas de Vitor Monteiro, para B25 e A400 ER ser: 6 mm = 2.26 x 100/ (12.5 x 100) = 0.180 600 KN/m2 Msd = 600 x 1.00 x 0.1252 = 9.38 KN/m 8 mm = 4.02 x 100/ (12.5 x 100) = 0.320 1050 KN/m2 Msd = 1050 x 1.00 x 0.1252 = 16.40 KN/m De acordo com os diversos momentos calculados e estes valores foram organizados os esquemas desenhados correspondentes.

- Vigas transversais a) Caractersticas

So continuas, de dois tramos desiguais, de acordo com a seguinte geometria:

Vos de clculo l1= 4.50 m; l2= 6.25 Largura do banzo bw = 0.25 m Altura total h = 0.50 m Altura util d = 0.48 m li = 0.8 x 6.25/0.50 < 20 x 1

Rigidezes: RAB/RBA = 1: 4.50 = 0.222 RBC/RCB = 1:6.25 = 0.160

b) Solicitao p.1 = p.p. da viga 1.00 x 0.25 x 0.35 x 25 = p.2 = da laje + sobrecarga c) Esforos de flexo Sero analisados pelo mtodo de CROSS 7.55 x 4.00 = 30.00 KN/m 2.20 KN/m

Coeficientes de distribuio:0.75 x 0.222 = 0.75 x 0.222 + 0.75 x 0.160 = 0.582

CBA

CBC

0.160 x 0.75 = 0.222 x 0.75 + 0.160 x 0.75 0.418 1.000 =

Momentos Iniciais Supostos os tramos encastrados:30 x 2.6 2 6 MAB = MBA = 2.20 x 4.502/12 + 30 x 4.52/12 + 30 x 2.03/12 x 4.5 -

-

= 38.77 KN.m 30 x 2.6 2 6 MBC = MCB = 2.20 x 6.252/12 + 30 x 6.252/12 + 30 x 2.03/2 x 6.25 -

B A = 88.01-KN 0.581 0.419 -38.77 88.01 -19.39 44.00 -58.16 -132.01 -42.90 30.94 101.01 101.01 - 88.01 + 88.01 0 C

- 38.77 - 38.77 0

Momentos positivos, aproximadamente a meio dos vos: Vo menor M = 2.20 x 4.52/8 + 30 x 4.52 30 x 22/6 101.01/2 = 11.01 KN.m Vo maior M = 2.20 x 6.252/8 + 30 x 6.252/8 30 x 22 101.01/2 = 86.72 KN.m

d) Armaduras

1 Vo 1.5 x 11.01/0.25 x 0.472 = 300 KN/m2 mi = 0.150 As = 0.150 x 25 x 47/100 = 5.87 cm2 3 16 mm (6.03 cm2)

2 vo 1.5 x 86.72/0.25 x 0.472 = 2355 KN/m2 = 0.769 As = 0.769 x 25 x 17/100 = 9.03 cm2 5 16 mm (10.00 cm2)

Apoio intermdio 1.5 x 101.01/1.25 x 0.172 = 2746 = 0.906 As = 0.906 x 0.25 x 47/100 = 10.65 cm2 5 16 mm (10.00 cm2)

e) Esforos Trasnversos30(2.25 + 2) 2 Vsd = 1.5 x (2.20 x 6.25/2 + ) = 105.95 KN

Vcd = 650 x 0.25 x 0.47 = 76.38 KN Vwd = 105.95 76.38 = 29.57 KN Asw = 29.17/0.9 x 0.47 x 348 x 1000 = 0.0002 m2/m KN s = 0.20 m Asw = 0.2 x 2 = 0.4 cm2 2R 6//20 (0.56 cm2)

- Viga longitudinal mdia a) Caractersticas Continua de 5 tramos desiguais, de acordo com o seguinte esquema.

Largura do banzo bw = 0.25

- 96.93 - 96.93

- 9.89 - 9.89

- 59.36 -59.36

- 9.89 - 9.89

- 26.40 - 26.40

Altura total Altura til

h = 0.50 m d= 0.47 m

0.07 x 4.90/0.50 < 20 x 1 b )Solicitao continua ao longo dos tramos p = 1.00 x 0.25 x 0.35 x 25 = 2.20/ KN/m triangular P1 = 2 x 4.90 x 4.90/2 x 7.55 = 181.28 KN P2 = 2 x 2.25 x 2.25/2 x 7.55 = 38.22 KN P3 / P4 = 2 x 4.15 x 4.15/2 x 7.55 = 130.02 KN P5 = 2 x 3.15 x 3.15/2 x 7.55 = 74.91 KN c) Esforos Foi utilizado o mtodo de Cross. Os momentos

Momentos positivos 1 Tramo100.83

M = 2.20 x 4.902/8 + 181.28 x 4.90/65 3 e 4 Tramos2

2

= 104.23 KN.m

(21.21 + 72.01) 2 M = 2.20 x 4.15 /8 + 130.02 x 4.15/6 = 47.75 KN.m

5 Tramo M = 2.20 x 3.152/8 + 74.91 x 3.15/6 46.28/2 = 18.91 KN.m

d) Armaduras

1 tramo e no apoio B 1.5 x 104.23/0.25 x 0.472 = 2.831 KN/m2 = 0.947 As = 0.947 x 25 x 47/100 = 11.13 cm2 220 + 316 (12.31 cm2) No apoio C e 5 tramo 1.5 x 21.81/0.25 x 0.472 = 592 KN/m2 = 0.180 As = 0.180 x 125 x 4/100 = 2.11 cm2 216 (4.02 cm2) No apoio D 1.5 x 72.01/0.25 x 0.472 = 1956 KN/m2 = 0.622 As = 0.622 x 25 x 47/100 = 7.30 4 16 mm (8.04 cm2) No apoio E 1.5 x 46.28/0.25 x 0.472 = 1257 KN/m2 = 0.384 As = 0.384 x 25 x 47/100 = 4.51 cm2 3 16 mm (6.03 cm2) No 3 e 4 Tramos 1.5 x 47.75/0.25 x 0.472 = 1297 KN/m2 = 0.401 As = 0.401 x 0.25 x 47/100 = 4.71 cm2 3 16 (6.03 cm2) c) Esforos transversos 1 tramo Vsd = 1.5 (2.20 x 4.90/2 + 181.28/2) = 144.05 KN Vcd = 650 x 0.25 x 0.47 = 70.38 KN Vwd = 144.05 76.38 = 67.67 KNAsw s = 67.67/0.9 x 0.47 x 348 x 103 = 0.00046 m2/m

s = 0.20 m

As = 4.6 x 0.2 = 0.92 cm2

4 R 6//0.20 (1.13 cm2)

3 e 4 tramos Vsd = 1.5 x (2.20 x 4.15/2 + 130.02/2) = 104.36 KN Vcd = 650 x 0.25 x 0.47 = 76.38 KN Vwd = 104.36 76.38 = 27.98 KNAsw s = 27.98/0.9 x 0.47 x 348 x 103 = 0.0002 m2/m

s = 0.20 m 5 tramo

As = 0.2 x 2 = = 0.4 cm2 2 R 6 (0.56 cm2)

Vsd = 1.5 x (2.20 x 3.15/2 + 74.91/2) = 61.40 KN Vcd = 650 x 0.25 x 0.47 = 76.36 KN Asmi = 0.1 x 0.25/100 = 0.00025 m2/2 s = 0.20 m As = 2.5 x 0.2 = 0.50 cm2 2 R 6 (0.56 cm2) - Vigas longitudinais extremas a) Caractersticas As mesmas da viga intermdia. b) Solicitao p.p.nervura p = 1.00 x 0.25 x 0.35 x 25 = p.p.platibanda 1.00 x 0.10 x 0.80 x 25 = 1.00 x 0.15 x 0.12 x 25 = triangulares P1 = 4.90/2 x 4.90 x 7.55 = P2 = 2.25/2 x 2.25 x 7.55 = P5 = 3.15 x 3.15/2 x 7.55 = 90.64 KN 19.11 KN 37.45 KN 2.00 45.00 4.64 KN/m 2.19

P3/ P4 = 4.15 x 4.15/2 x 7.55 = 65.01 KN

c) Esforos

Momentos iniciais (encastramento perfeito), dadas pelas expresses:p l2 5 e 12 48 . P x l

1 Vo5 4.64x4.90 2 12 + 48 x 90.64 x 4.90 = 55.54 KN.m

2 Vo5 4.64 x 2.25 2 12 48 x 19.11 x 2.25 = 6.44 KN.m +

3 e 4 Vos5 4.64 x 2.25 2 12 + 48 x 65.01 x 4.15 = 34.76 KN.m

5 Vo5 4.64 x 2.25 2 12 + 48 x 37.45 x 3.15 = 16.13 KN.m

Momentos finais, nos apoios (por comparao com a viga intermdia)100.83 MB = 55.54 x 96.93 21.81 MC =6.44 x 9.89 72.01 MD.E = 34.78 x 59.36 46.28 ME = 16.13 x 26.40

= 57.74 KN.m =14.20 KN.m = 42.19 KN.m = 28.28 KN.m

Momentos nos tramos 1 Tramo4.64 x 4.90 2 4.90 55.54 + 90.64 x = 8 6 2 M1 = 64.82 KN.m

3 e 4 Tramo4.64 x 4.90 2 14.20 + 42.15 + 65.01 x 15/6 8 2 M3/4= = 26.76 KN.m

5 Tramo4.64 x 3.15 2 28.28 + 37.45 x 3.15/6 8 2 M5 = = 11.28 KN.m

d) Armaduras Ponto B C D E 1 Tramos 3 e 4 Tramo 5 Tramo Msd 57.74 14.20 42.19 28.28 64.82 26.76 11.28 1.586 386 1.146 768 1.761 727 306 1.501 0.150 0.320 0.226 0.552 0.226 0.150 As (cm2) 5.89 1.76 3.76 2.66 6.49 2.66 1.76 Armaduras 2 12 + 16 2 12 4 12 3 12 2 12 + 2 16 3 12 2 12

e) Esforos Transversos (situao mais desfavorvel)4.90 90.64 + 2 ) = 85.00 KN Vsd = 1.5 (4.64 x 2

Vcd = 600 x 0.25 x 0.47 = 70.38 KN Vwd = 85.04 76.38 = 8.66 KNAsw = 0.66 x 0.9 x 0.47 x 3 48 x 10 3 = 0.000058 s m2/m

Asmi = 0.1 x 0.25/100 = 0.00025 s = 0.20 m As = 2.5 x 0.2 = 0.50 cm2

2

R 6 mm //0.20 (0.18 cm2)

10- Sistema de Automao Com vista a realizar um nmero elevado de tarefas, a Estao de Tratamento ser dotada de um Autmato Programvel, que controlar e comandar de uma forma automtica, todo equipamento de processo. A centralizao de toda a informao e o interface entre o campo e o operador ser feito a partir de um painel de comando, tctil, instalado no respectivo quadro elctrico, associado a uma impressora de registo. O presente sistema, permitir de uma forma automtica: Comandar o equipamento instalado na ETAR por forma a garantir-se um bom desempenho a nvel processual Recolher em tempo real informaes do campo tais como nveis, estado de funcionamento de cada equipamento e respectivas avarias, etc. Avisar o operador da ocorrncia de situaes de alarme e de avaria verificadas no campo Imprimir relatrios com as principais variveis do sistema Parametrizar as variveis associadas ao processo. A ordem para colocao da ETAR em funcionamento automtico ser dada pelo operador, atravs de uma botoneira instalada no Quadro Geral da ETAR. O reconhecimento e aceitao de anomalias ser feito atravs de uma botoneira instalada no Quadro Geral da ETAR. O equipamento avariado deixar de estar disponvel at que o operador informe o sistema da sua reparao, ou seja, pressionando duas vezes seguidas a botoneira de aceitao de avaria. O modo de funcionamento de cada um dos equipamentos electromecnicos instalados na ETAR ser definido atravs de um comutador de 3 posies (Manual - Desligado Remoto). O modo de funcionamento de cada um dos equipamentos electromecnicos instalados na ETAR ser definido atravs de um comutador de 3 posies (Manual - Desligado

Remoto). Em modo Remoto, o tipo e o perodo de funcionamento dos equipamentos ser definido pelo Autmato. A sequncia de arranque e o funcionamento dos equipamentos seguir o indicado no Descritivo de Funcionamento.a apresentar aquando do perojecto de execuo. Resume-se na seguinte tabela o nmero de entradas e sadas previstas para o autmato instalado no Q.G, sendo o dimensionamento dos autmatos com uma folga de 30% :

AUTMATO

ENTRADAS DIGITAIS

SADAS DIGITAIS 80

ENTRADAS ANALGICAS 8

SADAS ANALGICAS 4

AT01

80

As falhas de energia, todos os alarmes e outras anomalias sero registadas na impressora. A programao do autmato ser desenvolvida de acordo com as definies de funcionamento processual dos vrios equipamentos das reas associadas a cada rea de tratamento. .

10.1-PRINCPIOS GERAIS DE FUNCIONAMENTO O funcionamento da ETAR ser ser assegurado um sistema de controlo do processo de tratamento apropriado, o que constitui uma das ferramentas mais importantes na gesto da estao. Como tal, procedeu-se definio do controlo para a ETAR, tendo por principais objectivos a simplicidade e facilidade de utilizao do sistema. Refere-se, desde j, que o controlo das diferentes etapas de tratamento ser maioritariamente realizado por operaes de controlo manual local, manual remoto e automtico remoto. O controlo local ser realizado atravs dos comutadores existentes no campo junto dos equipamentos ou nos quadros elctricos locais, constituindo na seleco do modo de funcionamento local ou remoto e no accionamento manual dos equipamentos

(por exemplo, arranque e paragem de uma bomba). Genericamente, os equipamentos da ETAR podero ser operados: em modo local manual mesmo em situao de avaria do autmato. em modo manual remoto a partir da sala de comando central instalada no edifcio de explorao. A ETAR estar preparada com um sistema de superviso geral do funcionamento da ETAR que integrar um PLC (controlador lgico programvel) principal da ETAR, no qual residem todos os sistemas de automao e controlo da ETAR e um microcomputador (no qual est instalado o software de interface entre a operao e o PLC, do tipo SCADA, com visualizao ON-LINE do estado de funcionamento automtico ou manual de todos os equipamentos, atravs de diagramas processuais interactivos que constituem um interface amigvel com o operador).

Neste tipo de operao o funcionamento da estao gerido a partir do sistema de automao, estando os equipamentos encravados entre si em conformidade com a programao definida, mas podendo, no entanto, alguns equipamentos serem comandados unicamente a partir das respectivas caixas de comando locais. Este tipo de comando s ser possvel quando o equipamento em causa possuir o seu comutador de comando local em posio REMOTO. Nesta situao, cada equipamento poder ser comandado individualmente a partir do sistema de superviso. Em termos genricos e relativamente aos equipamentos elctricos, sero transmitidas e geridas vrios tipos de informaes no sistema de superviso central. I.Sinalizao do estado de funcionamento funcionamento, paragem ou avaria de cada motor posio de cada comutador de seleco do modo de funcionamento (MARCHA/PARAGEM/AVARIA); (LOCAL ou REMOTO). II.Sinalizao de segurana paragem de cada motor motivada pelo disparo do trmico respectivo ou por accionamento das paragens de emergncia; qualquer outra avaria;

activao dos limitadores de binrio; alarmes de indicao de necessidade de enchimento ou preparao de alarmes de nveis muito baixo de segurana; alarmes de nveis muito alto de segurana; alarmes de presso; avarias na instrumentao (pH, O2 dissolvido, medidor de caudal, medidor

reagentes;

de nvel de slidos, etc.). III.Indicao e Registo tempo de funcionamento de cada motor; para a instrumentao: valores instantneos, totalizaes horrias e dirias

e histrico de valores. Desde que o equipamento se encontre no modo REMOTO, perante a sinalizao de um alarme de segurana ou avaria de um determinado equipamento, o sistema de superviso permitir de uma forma clara a visualizao e sonorizao dessa ocorrncia na sala de controlo e adicionalmente, se se revelar necessrio no quadro elctrico local. A sequncia de sinalizao do aparecimento de uma avaria/alarme est em conformidade com a Norma ISA-S 18.1: ESTADO / ACES Ocorrncia de uma avaria/alarme Desaparecimento da avaria/alarme antes do SINALIZAO NO SISTEMA DE SUPERVISO Vermelho intermitente + alarme sonoro Vermelho intermitente + alarme sonoro

seu reconhecimento Reconhecimento da avaria/alarme no sistema Vermelho fixo de superviso Eliminao da avaria aps interveno Novo arranque Apagado Verde

Estando o equipamento em modo AUTOMTICO REMOTO, aps a ocorrncia de uma avaria, o respectivo arranque obrigatoriamente feito a partir do sistema de superviso.

10 - EDIFICIO DE EXPLORAO A soluo arquitectural estabelecda para o edifcio de explorao da ETAR

foi definida com o objectivo de obter uma geometria que fosse adaptvel ao desempenho das funes inerentes com a condicionante de proporcionar algum conforto ao pessoal de servio. Arquitectura geral de traa regional, com um piso. com cobertura por laje plana entrada principal atravs de hall situado na fachada orientada para o interior da ETAR. A soluo construtiva prevista para este edficio ser essencialmente caracterizada, no tosco, por uma estrutura porticada, constituda por pilares e vigas. As paredes exteriores do edifcio sero formadas por dois panos (paredes duplas) em alvenaria de tijolo cermico furado de 15 e 11 cm. Na caixa de ar formada entre os dois panos de tijolo ser incorporado um isolamento trmico e acstico de poliestireno extrudido, fabrico Dow , wallmate CW, com uma espessura de 3 cm. Alvenarias interiores Na zona de apoio, as paredes interiores sero em alvenaria de tijolo cermico furado de 11cm, formando apenas um pano. Na sala de laboratrio do edifcio , as paredes interiores sero formadas por dois panos (paredes duplas) em alvenaria de tijolo cermico furado de 11 cm. Por forma a minimizar o rudo gerado com o funcionamento dos equipamentos a instalados, na caixa de ar formada entre os dois panos que constituem a parede, ser incorporado isolamento trmico e acstico de poliestireno extrudido, tipo dow wallmate CW, com uma espessura de 3 cm. Cobertura A cobertura ser em beto armado,com revestimento a telha lusa ou de outro tipo a definir pela Fiscalizao,na altura. Acabamentos Revestimentos exteriores As paredes exteriores sero rebocadas colher, tipo rstico, sendo em seguida pintadas com tinta de esmalte aquoso, na cor branco, RAL: 9010. e

At uma altura de 1 m, ser executado ainda um soco em pedra da regio, bujardada a pico fino. Revestimentos interiores Na zona de trabalho, correspondente sala do laboratrio , o revestimento interior ser massa elstica, tipo Karapas, mais esmalte tambem Karapas, na cor cinzento claro. Na entrada, sala de controlo e corredor as paredes e tectos sero rebocados e pintados com tinta de esmalte aquoso, na cor branco. As portas exteriores sero em alumnio termolacado, na cor branco mate, com

quadrcula decorativa e vidro incolor e almofada lisa. As portas interiores sero do tipo Placarol, pintadas a tinta de esmalte, casca de ovo e tero, no mnimo, 0,80 m de largura, excepo das portas de acesso sala de desidratao, que sero do tipo pendular de dois batentes. -Janelas As janelas previstas sero em caixilharia de alumnio termolacado, na cor branco mate e com vidro incolor.As janelas sero de correr,com fecho da marca Sofi. 11 PLANO DE MANUTENO DA ETAR O facto do sistema de tratamento escolhido ser de fcil explorao e manuteno no quer significar que no haja necessidade de realizar,periodicamente verificaes e operaes de manuteno preventiva. O equipamento de oficina que se considerou,nesta proposta, , o seguinte: -1 Rebarbadeira pequena elctrica; -1 Berbequim elctrico; -1 Guincho manual; -1 Lanterna recarregvel com autonomia para uma hora; -1 Torno de bancada n2; Em relao ao equipamento de manuteno dos espaos e limpeza da ETAR h a considerar, o seguinte:

- 1 Mquina de corte de relva; - 1 Manguera-com 40 m de comprimento e 38 mm de dimetro com enrolador e agulheta de 8 mm; 1 Ancinho; 1 P; 1 Picareta;

12- Arranjos exteriores Como arranjos exteriores prev-se o ajardinamento de toda a rea envolvente aos orgos excepo do arruamento interior de acesso que ser em betuminoso com a espessura de 6 cm.

Lisboa 23 de Novembro de 2009