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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.
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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
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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!
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- 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
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 = 0,42 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
- 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 = Imin = 0,0045 m/m
- Cálculo do diâmetro:
=
×=
⋅=
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
- Cálculo da tensão trativa (σ)
Para Yi/D = 0,258 � (Tabela 13.1) � β = 0,151 � RH = 0,151 x 0,15 = 0,0227 m
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σ = γ.RH.I = 1000 x 0,0227 x 0,0045 = 0,102 kgf /m2 > 0,10 kgf /m
2 OK!
- Cálculo da velocidade crítica
=××=⋅= 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
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 = 1,68 l/s
• Qf = 2,40 l/s
- Declividade do terreno:
005,0100
10,79860,798=
−=tI m/m
- Declividade mínima do coletor:
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
- Cálculo do diâmetro:
=
×=
⋅=
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:
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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
- Cálculo da tensão trativa (σ)
Para Yi/D = 0,265 → (Tabela 13.1) � β = 0,154 → RH = 0,154 x 0,15 = 0,0231 m
σ = γ.RH.I = 1000 x 0,0231 x 0,005 = 0,116 kgf /m2 > 0,10 kgf /m
2 OK!
- Cálculo da velocidade crítica
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.
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