BOCAS COLETORAS

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PROF MSc CARLOS SPARTACUS 5/6/12

V.1. Definio uma estrutura hidrulica destinada a interceptar as guas pluviais que escoam pela sarjetas para, em seguida, encaminh-las s canalizaes subterrneas. So tambm frequentemente denominadas de bocas-de-lobo. V.2. Classificao

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Figura V.1 - Boca coletora simples ou lateral

b) quanto a localizao ao longo das sarjetas - intermedirias; - de cruzamentos; - de pontos baixos. c) quanto ao funcionamento - livre; - afogada.5/6/12

Comentrios:

a) quanto localizao - as intermedirias so aquelas que situam-se em pontos ao longo das sarjetas onde a capacidade destas atingem o limite mximo admissvel; as de cruzamento situam-se imediatamente a montante das sees das sarjetas, nas esquinas dos quarteires, nascendo da necessidade 5/6/12

V. 3. Escolha do Tipo de Boca Coletora

a) Boca coletora lateral (Figura V.1)

- pontos intermedirios em sarjetas com pequena declividade longitudinal ( I e 5%); - presena de materiais obstrutivos nas sarjetas; - vias de trfego intenso e rpido; - montante dos cruzamentos.5/6/12

b) Boca coletora com grelha (Figura V.2)

- sarjetas com limitao de depresso; - inexistncia de materiais obstrutivos; - em pontos intermedirios em ruas com alta declividade longitudinal (I 10%).Figura V.2 - Boca coletora com grelha

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c) Combinada (Figura V.3)

- pontos baixos de ruas; - pontos intermedirios da sarjeta com declividade mdia entre 5 e 10%; - presena de detritos.

Figura V.3 - Boca coletora combinada5/6/12

d) Mltipla (Figura V.4)

- pontos baixos; - sarjetas com grandes vazes

Figura V.4 - Boca coletora lateral mltipla5/6/12

V.4. Dimensionamento Hidrulico

Como providncia inicial no dimensionamento das bocas coletoras deve-se observar que as de ponto baixo devem ser dimensionadas com uma folga adicional, considerando a possibilidade de obstrues em bocas coletoras situadas montante, caso existam, nas sarjetas contribuintes.5/6/12

V.4.1. Boca Coletora Simples Intermediria e de Cruzamento So bocas coletoras situadas sob passeios e com cobertura na guia, em geral dotadas de depresso como mostrado a Figura V.1. De posse da vazo de projeto a ser captada e da lmina de gua junto guia, procurase uma vazo, por metro linear, para uma depresso adequada, de modo que o comprimento da abertura no seja inferior a 0,60 m e nem superior 5/6/12 a 1,50 m.

Determina-se o valor de "E" atravs da equao

e "y" pela Figura V.7 em funo de E e Qo

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V.4.2. Boca Coletora Intermediria e de Cruzamento com Grades e sem Depresso

Estudos realizados pelo Prof. WenHsiung-Li, na Universidade Johns Hopkins, Baltimore, E.U.A., indicaram para o clculo das dimenses de ralo grelhado a equao:

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L = 0,326 (z . I 1/2/n)3/4.

Calculada a extenso pode-se agora verificar que tipo de gradeamento pode ou deve ser utilizado. Para isto empregam-se as seguintes equaes: a) Lo = 4.vo.(yo/g)1/2, para barras longitudinais e b) Lo' = 2.Lo, para barras transversais, onde,5/6/12 Figura V.5 - Boca lateral com depresso "a"

Figura V.7 - Boca Coletora Intermediria e de Cruzamento com Grades e sem Depresso

Figura V.6 - "y" em funo de E e Qo 5/6/12

A determinao do tipo de grade feita atravs da seguintes comparaes:

a) caso Lo seja menor que L pode-se empregar barras longitudinais b) se Lo' menor que L 5/6/12

a) para cargas correspondentes a "y e h", o funcionamento tido como de vertedor e dimensiona-se atravs da expresso

b) para cargas onde "y 2h" o comportamento da entrada de orifcio e a expresso de clculo 5/6/12

V.4.3.2. Bocas com grades

Q - vazo de projeto a ser captada, em m3/s, P - permetro da rea com abertura, em metros, A - rea total das aberturas, em m2 (Figura V.9), y - altura da gua sobre a grade, em metros e e - espaamento entre barras consecutivas ( mximo de 2,5 cm ) tem-se que

a) para cargas de at 12 cm, grade como vertedor,5/6/12

b)para cargas iguais ou superiores a 42 cm, grades funcionando como orifcio,

onde, em ambos os casos deve-se tomar um coeficiente de segurana igual a 2,00, ou seja, uma folga sobre a capacidade terica de uma vez mais. c)se 12 < y < 42 cm, a situao dita de 5/6/12 transio entre vertedor e orifcio ficando o

c)se 12 < y < 42 cm, a situao dita de transio entre vertedor e orifcio ficando o projetista com a opo de escolher e justificar a hiptese de clculo que o mesmo julgar mais adequada.

Figura V.8 - Permetro e rea de uma B.C. com grades5/6/12

V.4.3.3. Bocas combinadas

Normalmente indicadas para captao de vazes em pontos baixos, as equaes seriam as indicadas no V.4.3.2 para as situaes similares, sem aplicao dos coeficientes de segurana.

V.5 Espaamento entre Coletoras Consecutivas5/6/12

Bocas

V.6. Coeficientes de Segurana Como toda obra de engenharia a boca coletora no deve ser dimensionada para funcionamento com sua capacidade de captao limite igual a vazo de chegada, isto , a vazo de definio de suas dimenses deve ser um pouco superior a vazo de projeto da sarjeta que a abastecer. Alguns fatores podem ser citados como

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Tabela V.I - Coeficientes de Segurana para Sarjetas Localizao Tipo Fator de Correosimples Ponto baixo com grelha combinada simples grelha longitudinal Ponto intermedirio grelha transversal combinada com longit. combinada com transv. 1,65 2,00 1,50 1,80 1,25 2,00 1,50 1,25

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V.7.1. Boca lateral intermediria

Calcular uma boca coletora intermediria com depresso

a = 10,5 cm,

sob as seguintes condies:

w = 8a = 84 cm5/6/12

d) vo e yo

yo= {80 / [375 x (112 / 0,016) x 0,0251/2]}3/8= 0,093 m vo = 0,08 / [(0,932 / 2 ) x 12]= 1,54 m/s e) Energia "E" E = [1,542 (2 x 9,81)]+ 0,093 + 0,105 5/6/12 = 0,32 m

h) Parcela "C" A expresso de M exige um valor para "L" e como este ainda no conhecido admite-se L = 1,0 m (= 100 cm) como valor inicial para posteriormente ser feita uma verificao deste valor. Assim, para L=1 tem-se:

M = {(100 x 2,92) / (10,5 x 4,8)}= 5,79, logo C = 0,45 / 1,125,79 = 0,23 m

i) Vazo por metro linear 5/6/12

V.7.2. Boca com grades

Dimensionar uma grade para coletar uma vazo de projeto igual a 80 l/s, tomando-se como largura mxima de gradeamento 0,60 m. So conhecidas ainda: I = 0,04 m/m n = 0,020 z = 20.

Soluo: a) clculo de L5/6/12

clculo de wo

wo= 20 x 0,08 = 1,6 m; - clculo de L L= 0,326x(20x0,041/2/0,02)3/4x[0,081/2(1 ,60-0,60)/20]1/2 = 2,0 m b) escolha da grade 5/6/12