dimensionamento da rede esgotos

Dimensionamento de uma Rede de Esgotos

Elaborado pelo Prof. Paulo T. Nakayama para o curso de Eng. Civil da FESP

13-1

13 DIMENSIONAMENTO DE UMA REDE DE ESGOTOS

O traçado e o dimensionamento da rede de esgotos exigem uma planta topográfica

atualizada da área a ser esgotada. Essa planta deverá estar desenhada em escala 1:2.000 e

ter as curvas de nível equidistantes de 1 m, de preferência. Além disso, devem fazer parte

dos trabalhos topográficos e nivelamentos dos pontos onde se localizarão poços de visita

(cruzamentos de vias públicas, mudanças de direção ou declividade, etc.).

13.1 Traçado de uma rede

Para o traçado de uma rede de esgotos, são necessários os seguintes procedimentos:

- Delimitar a área a ser esgotada traçando os limites da bacia hidrográfica;

- Representar por meio de pequenos círculos os poços de visita (PV) a serem

construídos;

- Ligar os PVs com um traço e indicar, por meio de pequenas setas, o sentido de

escoamento;

- Na fixação dos sentidos de escoamento, procurar seguir, tanto quanto possível, os

sentidos de escoamento natural no terreno;

- Indicar o sentido de escoamento dentro dos PVs;

- Determinar o comprimento de cada trecho, medindo-se na escala de planta, a distância

entre o centro dos poços de visita;

- Numerar os coletores de tal forma que cada um deles receba sempre a contribuição de

outro de numeração superior;

- Numerar os trechos de cada coletor, de acordo com o sentido crescente das vazões.

12.2 Dimensionamento – exemplo

Seguindo a orientação dada no item anterior, foi traçada a rede de esgotos de uma

cidade conforme mostra a figura em anexo. O dimensionamento da rede foi feito,

preenchendo-se ao mesmo tempo a folha de cálculo anexa.

Dados do projeto:

- População no início do plano: Pi = 20.000 hab.

- População no final do plano: Pf = 30.000 hab.

- Extensão da rede coletora no início do plano: Li = 35.000 m

- Extensão da rede coletora no final do plano: Lf = 40.000 m

- Consumo per capita: q = 200 l/hab.dia

- Coeficiente do dia de maior consumo: K1 = 1,2

- Coeficiente da hora de maior consumo: K2 = 1,5

- Taxa de infiltração: TI = 0,5 l/s x km

- Diâmetro mínimo: Dmin = 150 mm.



13-2

Memorial de cálculo:

- Cálculo do coeficiente de contribuição linear

Coeficiente de contribuição linear inicial

- Vazão doméstica inicial

6,55400.86

200000.205,18,0

86400

2, =

×××=

⋅⋅⋅=

qPKCQ i

id l/s

- Extensão da rede coletora inicial: Li = 35.000 m

- Coeficiente de contribuição linear inicial:

0021,00005,00016,00005,0000.35

6,55,=+=+=+= TI

L

QT

i

id

xi l/s x m

Coeficiente de contribuição linear final

- Vazão doméstica final

0,100400.86

200000.305,12,18,0

86400

21

, =××××

=⋅⋅⋅⋅

=qPKKC

Qf

fd l/s

- Extensão da rede coletora final: Lf = 40.000 m

- Coeficiente de contribuição linear final:

0030,00005,00025,00005,0000.40

0,100,=+=+=+= TI

L

QT

f

fd

xf l/s x m

Profundidade mínima nos coletores: 1,20 m



13-3

Preenchimento da planilha de cálculo da rede de esgotos:

Trecho 1-1

Vazão a montante • Qi = 0 l/s

• Qf = 0 l/s

Vazão no trecho • Qi = 0,0021 x 100 = 0,21 l/s

• Qf = 0,0030 x 100 = 0,30 l/s

Vazão a jusante • Qi = 0,21 l/s

• Qf = 0,30 l/s

Qi e Qf < 1,5 l/s ∴ será adotado Qi = Qf = 1,5 l/s

- Declividade do terreno (It):

014,0100

60,79800,800=

−=tI m/m

- Declividade mínima do coletor:

47,0

min 0055,0 −⋅= iQI = 0,0055 x 1,5-0,47

= 0,0045 m/m

It > Imin ∴ adotar I = It = 0,014 m/m

- Cálculo do diâmetro:

=

×=

⋅=

375,0375,0

014,0

0015,00463,00463,0

I

QD

f0,061 m < Dmin ∴ D = Dmin = 150

mm

- Cálculo das lâminas e velocidades:

0127,0014,0

0015,0==

I

Q → tabela para dimensionamento

Para D = 150 mm → Y/D = 0,195 e IV / = 5,22

22,5=I

V � === 014,022,5I5,22V 0,62 m/s

Portanto, Yi /D = Yf /D = 0,195

Vi = Vf = 0,62 m/s

- Cálculo da tensão trativa (σ)

Para Yi/D = 0,195 � (Tabela 13.1) � β = 0,118 � RH = 0,118 x 0,15 = 0,0177 m

σ = γ.RH.I = 1000 x 0,0177 x 0,014 = 0,248 kgf /m2 > 0,10 kgf /m

2 OK!



13-4

- Cálculo da velocidade crítica

=×⋅=⋅= 0177,081,966 HC RgV 2,50 m/s

Trecho 2-2

Vazão a montante • Qi = 0,21 l/s

• Qf = 0,30 l/s


• Qf = 0,0030 x 100 = 0,30 l/s


• Qf = 0,60 l/s

Qi e Qf < 1,5 l/s ∴ será adotado Qi = Qf = 1,5 l/s

- Declividade do terreno:

0035,0100

85,79820,799=

−=tI m/m


47,0

min 0055,0 −⋅= iQI = 0,0055 x 1,5-0,47

= 0,0045 m/m

It < Imin ∴ adotar I = Imin = 0,0045 m/m


=

×=

⋅=

375,0375,0

0045,0

0015,00463,00463,0

I

QD

f0,076 m < Dmin ∴ D = Dmin = 150

mm

- Cálculo das lâminas e velocidades

0224,00045,0

0015,0==

I

Q → tabela para dimensionamento

Para D = 150 mm → Y/D = 0,258 e IV / = 6,15

15,6=I

V � =×== 0045,015,6I6,15V 0,41 m/s

Portanto, Yi/D = Yf/D = 0,258

Vi = Vf = 0,41 m/s


Para Yi/D = 0,258 � (Tabela 13.1) � β = 0,151 � RH = 0,151 x 0,15 = 0,0227 m



13-5


2 OK!


=××=⋅= 0227,081,966 HC RgV 2,83 m/s

Trecho 1-2

No trecho 1-2 há contribuição de 7 trechos. Dessa forma, tem-se:

Vazão a montante • Qi = 0,0021 x 7 = 1,47 l/s

• Qf = 0,0030 x 7 = 2,10 l/s


• Qf = 0,0030 x 100 = 0,30 l/s


• Qf = 2,40 l/s

- Declividade do terreno:

005,0100

10,79860,798=

−=tI m/m


47,0

min 0055,0 −⋅= iQI = 0,0055 x 1,68-0,47

= 0,0043 m/m

It > Imin ∴ adotar I = It = 0,005 m/m


=

×=

⋅=

375,0375,0

005,0

0024,00463,00463,0

I

QD

f0,089 m < Dmin ∴ D = Dmin = 150

mm

- Cálculo das lâminas e velocidades

Vazão inicial:

0238,0005,0

00168,0==

I

Qi → tabela para dimensionamento

Para D = 150 mm → Yi /D = 0,265 e IVi / = 6,24

24,6=I

Vi � =×== 005,024,6I6,24Vi 0,44 m/s

Vazão final:



13-6

0339,0005,0

0024,0==

I

Q f

→ tabela para dimensionamento

Para D = 150 mm → Yf /D = 0,321 e IV f / = 6,90

90,6=I

V f � =×== 005,090,6I6,90Vf 0,49 m/s


Para Yi/D = 0,265 → (Tabela 13.1) � β = 0,154 → RH = 0,154 x 0,15 = 0,0231 m


2 OK!


Para Yf /D = 0,321 → (Tabela 13.1) � RH = 0,321 x 0,15 = 0,048 m

m/s RgV HC 12,4048,081,966 =×⋅=⋅=

Representação na planta:

Tabela 13.1 – Tabela auxiliar para determinação do raio hidráulico em função de Y/D.



13-7



13-8

dimensionamento da rede esgotos

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