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Page 1: Dissertacao sistemas de esgoto

Sistemas Prediais de Drenagem de Águas

Pluviais e Freáticas

Eduardo João Vindeirinho Rino

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Civil

Júri

Presidente: Professor Augusto Martins Gomes

Orientadores: Professor Albano Luís Rebelo da Silva das Neves e Sousa

Professora Maria Cristina de Oliveira Matos Silva

Vogal: Professora Filipa Maria Santos Ferreira

Outubro de 2011

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III

Resumo

A presente dissertação pretende reunir informação sobre sistemas prediais de drenagem de

águas pluviais e freáticas. Para tal, foi efectuada uma pesquisa de bibliografia, legislação e

normalização nacional e internacional relativa ao tema, a qual permitiu descrever a evolução

histórica destes sistemas de drenagem, identificar os diversos sistemas de drenagem

actualmente disponíveis, avaliar as exigências de cada componente dos sistemas, e definir

os métodos de dimensionamento mais adequados a cada situação. A título ilustrativo, os

diferentes métodos de dimensionamento analisados foram aplicados a um caso de estudo

fictício.

A presente dissertação pretende ainda constituir um documento de apoio ao projecto de

redes prediais de drenagem de águas pluviais e freáticas, no qual podem ser encontradas

recomendações relativas à escolha dos traçados e materiais da canalização, bem como um

conjunto de regras de boa prática relativas ao conforto dos ocupantes dos edifícios e às

condições de funcionamento e manutenção dos sistemas. O controlo do ruído, a fixação das

canalizações às estruturas e as condições de acesso à canalização para operações de

manutenção e limpeza são problemas recorrentes que aqui se abordam.

Palavras-chave: instalações prediais; drenagem de água pluviais e freáticas;

dimensionamento; traçado; materiais; tubagens.

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V

Abstract

The present thesis aims to gather information on building drainage systems for rain and

ground water. A review of bibliography, legislation and national and international standards on

the subject was made and then historical evolution of such drainage systems was described,

the available drainage systems were identified, the requirements of each system components

were assessed, and the most adequate design methods for each situation were defined.

Illustratively, the different analysed design methods were applied to a fictitious case study.

The present dissertation also aims to constitute a document to support the design of building

drainage systems for rain and ground water, in which recommendations relative to pipe

location or materials can be found, as well as a set of good practice rules relative to the

comfort of building users and the working and maintenance conditions. Noise control, fixation

of pipes to structures and access conditions for maintenance and cleaning operations are

recurring problems which are discussed in this thesis.

Keywords: building services; rain and ground water drainage; design; location; materials;

pipes.

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VII

Simbologia

Símbolo Grandeza Unidades

! Peso volúmico N/m3

! Viscosidade m2/s

! Rendimento de uma bomba %

A Área da secção de passagem do fluxo escoado m2

Ac Área de contribuição m2

Acal Área de secção da caleira mm2

Acrp

Área de secção transversal de uma câmara retentora de pesados m2

Adesc Área de secção do descarregador mm2

Aw Área de superfície de uma câmara de bombagem m2

C Coeficiente de escoamento Adimensional

c Coeficiente de vazão Adimensional

CMDD Capitação média diária l

D Diâmetro da tubagem mm

di Diâmetro interno da tubagem mm

Ed Espaçamento entre drenos tubulares m

f Grau de enchimento Adimensional

FL Factor de capacidade Adimensional

Fs Factor de forma Adimensional

g Aceleração gravítica m/s2

H Altura manométrica m.c.a.

h Altura de água mm

Ha Altura manométrica de aspiração m

Hatm Altura manométrica representativa da pressão atmosférica m

Hc Altura manométrica de compressão m

hk Altura de precipitação em cada dia mm

HMA Altura máxima de aspiração m

Hn Altura da napa acima os drenos m

I Intensidade de precipitação l/min.m2

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VIII

Símbolo Grandeza Unidades

i Inclinação m/m

Ja Perda de carga na tubagem de aspiração m

Jc Perda de carga na tubagem de compressão m

K Rugosidade da tubagem m1/3.s-1

k Coeficiente de perda de carga Adimensional

k0 Coeficiente de saída Adimensional

Kf Permeabilidade m/s

Lw Comprimento do descarregador sobre o qual a água pode escoar mm

N Número horário de arranques de um elemento de bombagem Adimensional

Nest Número de pessoas numa habitação Adimensional

NPSH Net positive suction head – capacidade de aspiração m

NS Dimensão nominal de um separador de hidrocarbonetos Adimensional

p Pressão Pa

P Potência de uma bomba W

Psub,pl Percentagem do consumo de água pluvial %

Q Caudal escoado m3/s

Qa Caudal afluente numa câmara de bombagem l/s

Qb Caudal escoado por um elemento de bombagem l/s

Qc Caudal de cálculo m3/s

Qcal Capacidade de uma caleira l/s

Qeq Capacidade de uma caleira rectangular equivalente l/s

Qramal Capacidade de um ramal de descarga l/s

QTQ Capacidade de um tubo de queda l/s

Rh Raio hidráulico m

S Diferença entre volume de água pluvial consumido e captado m3

Svd Secção de uma vala drenante m2

v Velocidade de escoamento m/s

Vcons,pl Volume de água pluvial consumido m3

Vpl,anual Volume anual de água pluvial m3

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Símbolo Grandeza Unidades

VRippl Volume do reservatório segundo o método de Rippl m3

Vut Volume útil de uma câmara de bombagem m3

z Cota geométrica m

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XI

Índice

1.   INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 1  1.1.   Motivação e objectivos ............................................................................................. 1  1.2.   Estrutura geral ........................................................................................................... 1  

2.   CONTEXTO HISTÓRICO .................................................................................................. 3  2.1.   Redes urbanas ........................................................................................................... 3  2.2.   Redes Prediais ........................................................................................................... 7  

3.   INSTALAÇÃO E TRAÇADO DA REDE DE DRENAGEM PLUVIAL ................................ 9  3.1.   Introdução .................................................................................................................. 9  3.2.   Lançamento de águas na rede pública ................................................................. 10  3.3.   Sistemas básicos de drenagem de águas pluviais .............................................. 11  

3.3.1.   Drenagem gravítica ............................................................................................. 11  3.3.2.   Drenagem com elevação .................................................................................... 12  3.3.3.   Sistema misto ..................................................................................................... 12  

3.4.   Constituição dos Sistemas ..................................................................................... 12  3.4.1.   Regras de instalação e traçado .......................................................................... 13  

3.4.1.1.   Componentes lineares (de tubagem) do sistema ......................................... 14  3.4.2.   Acessórios .......................................................................................................... 16  

3.4.2.1.   Ralos ............................................................................................................ 16  3.4.2.2.   Sifões ........................................................................................................... 17  3.4.2.3.   Câmaras de inspecção ................................................................................. 17  3.4.2.4.   Câmara de ramal de ligação ........................................................................ 18  3.4.2.5.   Descarregadores e orifícios ......................................................................... 18  

3.4.3.   Instalações complementares ao sistema ............................................................ 19  3.4.3.1.   Sistemas elevatórios .................................................................................... 19  3.4.3.2.   Câmaras de retenção ................................................................................... 21  

4.   DIMENSIONAMENTO DA REDE DE DRENAGEM PLUVIAL ........................................ 25  4.1.   Introdução ................................................................................................................ 25  4.2.   Noções básicas de hidráulica ................................................................................ 25  

4.2.1.   Tipos de escoamento .......................................................................................... 25  4.2.2.   Caudal ................................................................................................................. 25  4.2.3.   Teorema de Bernoulli .......................................................................................... 26  4.2.4.   Escoamentos com superfície livre ...................................................................... 26  4.2.5.   Escoamento por orifícios e descarregadores ..................................................... 28  

4.3.   Caudal de cálculo .................................................................................................... 30  4.3.1.   Regulamento Geral ............................................................................................. 30  

4.3.1.1.   Curvas de Intensidade – Duração – Frequência da precipitação ................ 30  4.3.2.   Norma Brasileira – NBR 10844 ........................................................................... 32  

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XII

4.3.3.   EN 12056-3 ......................................................................................................... 34  4.4.   Caleiras e algerozes ................................................................................................ 35  

4.4.1.   Regulamento Geral ............................................................................................. 35  4.4.2.   Norma Brasileira ................................................................................................. 37  4.4.3.   EN 12056-3 ......................................................................................................... 37  

4.4.3.1.   Eaves Gutters – Algerozes ........................................................................... 37  4.4.3.2.   Parapet gutters - Caleiras com platibanda ................................................... 40  

4.4.4.   Métodos alternativos ........................................................................................... 41  4.4.4.1.   Torres ........................................................................................................... 41  

4.5.   Ramais de descarga ................................................................................................ 43  4.5.1.   Regulamento Geral ............................................................................................. 43  

4.6.   Descarga de caleiras e algerozes .......................................................................... 44  4.6.1.   Regulamento Geral ............................................................................................. 45  4.6.2.   Norma brasileira .................................................................................................. 45  4.6.3.   EN 12056-3 ......................................................................................................... 45  

4.7.   Tubos de queda ....................................................................................................... 47  4.7.1.   Norma brasileira .................................................................................................. 48  4.7.2.   EN 12056-3 ......................................................................................................... 48  4.7.3.   Métodos alternativos ........................................................................................... 48  

4.8.   Colectores prediais ................................................................................................. 50  4.8.1.   Regulamento Geral ............................................................................................. 50  4.8.2.   Norma brasileira .................................................................................................. 50  4.8.3.   EN 12056-3 ......................................................................................................... 50  

4.9.   Ramais de ligação ................................................................................................... 51  4.10.   Acessórios ............................................................................................................. 51  

4.10.1.   Ralos ................................................................................................................. 51  4.10.2.   Sifões ................................................................................................................ 51  

4.11.   Câmaras de retenção de materiais pesados ....................................................... 51  4.12.   Câmaras de retenção de hidrocarbonetos – EN 858-1 ...................................... 52  

4.12.1.   EN 858-1 ........................................................................................................... 52  4.12.2.   Métodos alternativos ......................................................................................... 54  

4.13.   Sistemas elevatórios ............................................................................................. 55  4.13.1.   Câmara de bombagem ..................................................................................... 55  4.13.2.   Instalação elevatória ......................................................................................... 56  

4.13.2.1.   Potência da bomba .................................................................................... 56  4.13.2.2.   Altura manométrica - Htotal .......................................................................... 56  

5.   CONFORTO E QUALIDADE NOS SISTEMAS ............................................................... 59  5.1.   Controle de ruído ..................................................................................................... 59  5.2.   Controle de odores .................................................................................................. 60  

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XIII

5.3.   Acessibilidade dos sistemas .................................................................................. 60  5.4.   Autolimpeza dos sistemas – “Siphonic Drainage System” ................................ 60  

5.4.1.   Considerações gerais ......................................................................................... 60  5.4.2.   Dimensionamento ............................................................................................... 63  

5.4.2.1.   Noções básicas ............................................................................................ 63  5.4.2.2.   Influência da presença de ar nos sistemas .................................................. 63  5.4.2.3.   Sucção ......................................................................................................... 64  5.4.2.4.   Determinação do número de pontos de descarga ....................................... 66  

5.4.3.   Disposições construtivas .................................................................................... 67  5.5.   Sistemas de aproveitamento de águas pluviais (SAAP) ..................................... 68  

5.5.1.   Considerações gerais ......................................................................................... 68  5.5.2.   Constituição do sistema ...................................................................................... 70  5.5.3.   Dimensionamento do sistema ............................................................................. 71  

5.5.3.1.   Volume anual de água pluvial ...................................................................... 71  5.5.3.2.   Consumos médios ........................................................................................ 71  5.5.3.3.   Reservatório ................................................................................................. 72  

6.   SISTEMAS PREDIAIS DE DRENAGEM DE ÁGUAS FREÁTICAS ............................... 73  6.1.   Introdução ................................................................................................................ 73  6.2.   Água no solo ............................................................................................................ 73  6.3.   Constituição dos sistemas de drenagem de águas freáticas ............................. 76  

6.3.1.   Colectores ........................................................................................................... 76  6.3.2.   Caleiras ............................................................................................................... 78  6.3.3.   Drenos colectores ............................................................................................... 78  6.3.4.   Câmaras de inspecção ....................................................................................... 79  6.3.5.   Camadas de impermeabilização ......................................................................... 79  6.3.6.   Cortinas ou membranas drenantes .................................................................... 81  6.3.7.   Instalação elevatória ........................................................................................... 82  

6.4.   Dimensionamento ................................................................................................... 82  6.4.1.   Caudal de cálculo ............................................................................................... 83  6.4.2.   Drenos colectores ............................................................................................... 83  6.4.3.   Valas drenantes (sem tubo) ................................................................................ 83  6.4.4.   Filtros .................................................................................................................. 83  

7.   TUBAGENS: MATERIAIS, INSTALAÇÃO E ACESSÓRIOS ......................................... 85  7.1.   Introdução ................................................................................................................ 85  7.2.   Tubagens metálicas ................................................................................................ 85  

7.2.1.   Aço galvanizado .................................................................................................. 85  7.2.2.   Ferro fundido ....................................................................................................... 86  7.2.3.   Alumíno ............................................................................................................... 87  

7.3.   Tubagens termoplásticas ....................................................................................... 88  

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XIV

7.3.1.   Policloreto de vinilo (PVC) .................................................................................. 88  7.3.2.   Polietileno ........................................................................................................... 89  7.3.3.   Polipropileno (PP) ............................................................................................... 90  

7.4.   Tubagens de grés cerâmico ................................................................................... 91  7.5.   Tubagens de Betão ................................................................................................. 92  7.6.   Acessórios ............................................................................................................... 92  

8.   CASO DE ESTUDO ......................................................................................................... 95  8.1.   Apresentação do edifício de estudo e das soluções adoptadas ........................ 95  8.2.   Dimensionamento ................................................................................................... 95  

8.2.1.   Drenagem de águas pluviais .............................................................................. 95  8.2.1.1.   Dimensionamento de caleiras ...................................................................... 97  8.2.1.2.   Dimensionamento de tubos de queda .......................................................... 97  8.2.1.3.   Dimensionamento de ramais de descarga de varandas .............................. 98  8.2.1.4.   Dimensionamento de colectores prediais .................................................... 99  

8.2.2.   Águas de infiltração e lavagens ........................................................................ 100  8.2.2.1.   Dimensionamento de drenos colectores .................................................... 100  8.2.2.2.   Dimensionamento de ramais de descarga (águas de lavagem) ................ 101  8.2.2.3.   Dimensionamento da instalação elevatória ................................................ 101  

8.3.   Ramal de ligação ................................................................................................... 102  

9.   CONCLUSÕES .............................................................................................................. 103  

Bibliografia ........................................................................................................................... 105  

Anexo A1 – Regiões pluviométricas de Portugal ............................................................. 109  

Anexo A2 – Camadas de impermeabilização ................................................................... 111  

Anexo A3 Simbologia ......................................................................................................... 113  

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1. INTRODUÇÃO

1.1. Motivação e objectivos

No panorama nacional, observa-se uma escassez de bibliografia especializada dirigida ao

dimensionamento e instalação de redes prediais de drenagem de águas pluviais e freáticas.

Assim, a presente dissertação tem como objectivo primordial disponibilizar, de uma forma

concisa e clara, os fundamentos essenciais para a execução de projectos de instalações

desta natureza.

Pretende-se discutir as metodologias de cálculo e dimensionamento com base em

regulamentação e normalização aplicável, a qual não se restringe ao actual regulamento

português em vigor [N1]. A discussão de metodologias de cálculo e dimensionamento

propostas por vários autores, não sendo de aplicação obrigatória, tem como objectivo

fornecer aos projectistas um número significativo de referências e ferramentas que

possibilitem a resolução optimizada e fundamentada de qualquer problema ou dificuldade

que possa vir a surgir no decurso do projecto.

A presente dissertação pretende ainda alertar os projectistas para a necessidade de incluir

no projecto medidas que visem a melhoria ao nível de qualidade e conforto da instalação.

1.2. Estrutura geral

A estrutura deste documento procura ser a mais adequada com vista aos estabelecimento de

uma sequência lógica das matérias abordadas.

O Capítulo 2 tem como finalidade apresentar, de forma breve, a evolução histórica dos

sistemas de drenagem.

O Capítulo 3 aborda todas as questões a ter em conta na instalação e traçado da rede de

drenagem de águas pluviais, apresentando separadamente cada componente do sistema.

São apresentadas, fundamentadamente, todas as regras, obrigatórias e facultativas.

No Capítulo 4 é abordado o dimensionamento de todo o sistema de drenagem de águas

pluviais e componentes. É apresentada uma base teórica de hidráulica para facilitar a

compreensão dos métodos de cálculo. A principal referência será naturalmente o

regulamento que se encontra actualmente em vigor em Portugal [N1], acompanhado de

outros regulamentos e normas nacionais ou internacionais que o complementam. São

apresentadas outras metodologias de cálculo que, não sendo de aplicação obrigatória a nível

regulamentar, introduzem questões e detalhes de dimensionamento que se enquadram no

objectivo da presente dissertação de fornecer aos projectistas a maior quantidade de

informação possível sobre o tema, de forma breve e organizada.

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O Capítulo 5 aborda a questão do conforto e qualidade dos sistemas de drenagem de águas

pluviais, apresentando medidas que visam a sua melhoria em relação aos sistemas

tradicionais. São abordados factores como a sustentabilidade, o ruído e a acessibilidade,

muitas vezes esquecidos e que, por vezes, estão na origem de problemas difíceis de resolver.

No Capítulo 6 é discutido o tema da drenagem de águas freáticas, tendo-se considerado

vantajoso apresentar separadamente a metodologia de dimensionamento por ser diferente e

não regulamentada. A drenagem de águas freáticas é conseguida através da cooperação de

sistemas de impermeabilização e de um conjunto de tubagens e drenos discutidos em

detalhe neste capítulo.

O Capítulo 7 contempla os materiais e acessórios utilizados nas tubagens de sistemas de

drenagem pluvial e freática. Serão apresentados os materiais mais utilizados no mercado,

sendo apresentadas as suas principais características e discutidas as vantagens e

desvantagens de cada um, com o objectivo de fornecer aos projectistas a informação

necessária para escolher a solução que melhor se adequa a cada situação.

No Capítulo 8 é apresentado um caso de estudo com um edifício fictício onde se pretende

implementar um sistema de drenagem de águas pluviais e freáticas. O caso de estudo

permite ilustrar a aplicação das metodologias de cálculo apresentadas, clarificando os

procedimentos de cálculo.

Finalmente, serão apresentadas, no Capítulo 9, as conclusões mais relevantes que resultam

da elaboração da presente dissertação. São também identificados os aspectos que ainda

carecem de maior aprofundamento e que, eventualmente, poderão ser objecto de mais

estudos.

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2. CONTEXTO HISTÓRICO

“Os problemas com que nos deparamos hoje, não podem ser resolvidos com o mesmo

pensamento que, em primeira instância, ajudou a criar esses problemas.”

Albert Einstein

2.1. Redes urbanas

Embora as primeiras construções relacionadas com a drenagem de águas residuais tenham

sido executadas há cerca de 5000 anos, a verdade é que desde então até há menos de 300

anos não houve avanços significativos nessa matéria. Durante grande parte da Idade Média

pode mesmo dizer-se que houve um retrocesso na área. Nessa época, as pessoas tinham

poucas preocupações com a higiene, ignorando que a disseminação de grande parte das

doenças que caracterizaram o período decorriam precisamente de ausência de cuidados de

higiene básica.

Segundo Webster (citado por Matos Silva [1]), as primeiras obras conhecidas de drenagem

de águas residuais são as ruínas do sistema constituído por colectores principais e drenos do

aglomerado de Mohengo-Doro. Este sistema encontra-se no ocidente do actual Paquistão e

a sua obra é atribuída à Civilização Hindu por volta do ano de 3000 A.C. Este sistema de

drenagem aparenta ter servido para as escorrências das vias, espantando pelos detalhes e

pormenores que apresenta para a altura em que foi concebido.

Maner (citado por Matos Silva [1]) sublinha a actividade da Civilização Mesopotâmica

desenvolvida nos anos 2500 A.C. As construções nas cidades de Ur e Babilónia de

estruturas de drenagem e saneamento, com o recurso a tijolo e asfalto, já incluíam sarjetas e

sumidouros para a recolha de águas de superfície.

O famoso palácio da cidade de Irakliano, em Cnossos na ilha de Creta, é um exemplo dos

sistemas utilizados na Época Egeia (3000 a 1000 A.C.) [1]. As ruínas revelam a utilização de

pedra e terra-cota nos sistema de drenagem, com um colector que descarregava o efluente a

uma larga distância da origem.

Já no ano de 600 A.C., na Península Itálica, a Civilização Etrusca foi responsável pela

construção planeada de grandes cidades. Marzobotto, situada na actual região de Bolonha, é

exemplo de uma dessas cidades, cujo sistema de drenagem foi bem adaptado às condições

topográficas [1].

No oriente também existem exemplos de referência, tais como algumas ruínas da Civilização

Chinesa, datadas de 200 A.C., que mostram também a preocupação em drenar águas

pluviais [1].

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Desde então e até ao século XIX, a abordagem dos sistemas de drenagem como infra-

estruturas condicionantes do desenvolvimento das cidades pode mesmo considerar-se

exclusiva dos romanos, apelidados de pais da “obra pública”. A “Cloaca Máxima” de Roma

aparenta ser a primeira obra de dimensão relevante ligada a motivações de qualidade e

higiene urbana [2].

“Cloaca” é um termo latino que significa “condutor de drenagem urbana”. Paralelamente, o

termo colector provém do latim “co-lego”, que significa juntar, reunir, traduzindo então o

conceito da formação da rede de drenagem através da interligação de colectores [2].

A “Cloaca Máxima” foi construída nos finais do século XI A.C. sob ordem do rei Tarquínio

Prisco, com o objectivo de drenar águas residuais e lixo da cidade de Roma. Este colector

era constituído por troços a céu aberto, recebendo todo o tipo de resíduos que lhe eram

lançados e encaminhando-os para o rio Tibre. Posteriormente, estes troços foram cobertos,

pelo que, hoje em dia, apenas se conhecem alguns troços que se encontram soterrados [2].

A Figura 2.1 mostra um mapa da cidade de Roma, indicando o desenvolvimento da “Cloaca

Máxima” a vermelho.

Figura 2.1 – “Cloaca Máxima” integrada na cidade de Roma (adaptado de “Nordisk familjebok”, em [I1]).

Em Portugal, temos de avançar até ao século XV, em pleno Renascimento, sob o reinado de

D. João II, para encontrar os primeiros elementos históricos que existem sobre o tema.

Segundo Matos e Silva [2], em resposta à peste que assombrava o país, D. João II ordenou

uma limpeza dos “canos”, destinados originariamente para receber as águas das chuvas,

mas que já continham todo o tipo de resíduos.

O “Livro dos Pregos”, da Câmara Municipal de Lisboa, segundo [2], contém um relato

extremamente pormenorizado da situação em que se encontrava a canalização da cidade no

século XVI. Nesse relato, realça-se o facto de as canalizações existentes, em muito mau

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estado, conduzirem todo o tipo de águas residuais para as praias e linhas de água existentes

na cidade de Lisboa.

Do século XVI até ao terramoto de 1755, o vasto crescimento populacional que se fez sentir

na cidade veio adensar os problemas relacionados com a salubridade da cidade. As

constantes inundações que se faziam sentir encontram-se bem relatadas nas obras de Júlio

Castilho publicadas [3], onde se pode verificar que a área correspondente hoje à Praça da

Figueira era vítima dessas “medonhas inundações” que originavam charcos em plena cidade.

Na obra “Lisboa Antiga – O Bairro Alto” [3] podem mesmo ler-se descrições da imundice que

assolava a cidade, onde para se andar teria que se recorrer a um “capote que nos cobrisse

da cabeça ao joelho”, assim como as acções recorrentes das pessoas “conservarem consigo

focos de infecção, ou de os despejarem da janela abaixo, com pasmo e vergonha da Europa

Civilizada”. Segundo o barão de Lahontan (citado por Castilho [3]), “Lisboa seria umas das

mais belas cidades da Europa, pela sua situação e diversidade de aspectos, se fosse menos

imunda”.

Estas condições precárias de higiene não eram exclusivas de Portugal. Um pouco por toda a

Europa se repetiam estas situações que geraram as condições para que se desse origem a

inúmeras pestes que assolaram a Europa no início da segunda metade do século XIX [2]. Em

resposta a uma situação insustentável a que se tinha chegado, surgiu o aparecimento da

corrente higienista, claramente responsável, a nível europeu, pela chamada de atenção para

a necessidade de infra-estruturas de drenagem como garantia de saúde das populações.

Nas grandes cidades europeias começam-se a desenhar os princípios gerais da planificação

das infra-estruturas urbanas, respondendo assim à ameaça do aparecimento de cada vez

mais doenças infecciosas e ao aumento da mortalidade. Em Lisboa, esse papel coube a

Frederico Ressano Garcia, que tendo estudado em Paris, aproveitou as influências europeias

e foi o principal responsável pela renovação da rede de esgoto de Lisboa, entre muitas

outras coisas [2].

No entanto, houve um acontecimento marcante no planeamento e construção de infra-

estruturas urbanas. Tal facto deveu-se a grandes descobertas no domínio da bacteriologia de

doenças como a lepra, a malária, a tuberculose e a cólera, que deram origem à corrente

etiopatológica. Esta corrente defendia que as construções de drenagem deveriam ser menos

onerosas e “não visíveis”, contrariando assim as grandes infra-estrutruras baseadas numa

arquitectura de aparato e monumentalidade [2].

O uso do betão, no final do século XIX, veio promover a substituição dessas grandes infra-

estruturas normalmente construídas em tijolo ou pedra, as quais passaram a dar lugar a

tubagens de menores dimensões feitas em betão ou grés cerâmico, conferindo a

possibilidade de aplicar uma inclinação adequada ao sistema de auto-limpeza que até então

não era possível. Por esta altura, começaram a aplicar-se ramais de descarga individuais nas

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6

edificações, dando uma alternativa aos famosos “canecos” que as pessoas depositavam à

porta de casa com os resíduos que posteriormente seriam lançados na rede pública por

agentes municipais. É por esta altura que os canais destinados exclusivamente a águas

pluviais passam a receber também as águas residuais (sistema de drenagem unitário) [1].

Figura 2.2 – Secção-tipo de colectores implantados em Lisboa em 1884 [1].

No entanto, em meados do século XX, o conceito exclusivo de sistema separativo no Reino

Unido, torna-se universal e começa a implantar-se um pouco por toda a Europa. O facto de

as águas pluviais conterem materiais pesados como o zinco, o chumbo, e hidrocarbonetos foi

crucial para o aparecimento deste conceito [1].

Outra preocupação crescente durante a segunda metade do século XX foi o tratamento das

águas residuais. Antes despejadas sem qualquer tipo de preocupação nos rios e praias,

contribuíram para um aumento significativo da poluição ambiental, pondo em riso a fauna

existente. Começou então a construção de estações de tratamento de águas residuais

(ETAR), que, além de evitarem problemas de poluição, procedem ao tratamento das águas

para serem reutilizadas.

Em 1990, ao nível do atendimento de saneamento básico, apenas 55% da população

portuguesa era servida por sistemas de drenagem e 21% por sistemas de tratamento de

águas residuais, percentagens significativamente afastadas da média europeia que se

situava, respectivamente, em 83% e 69% [I2].

Em 1997, a média nacional cifrava-se em 68% no que respeita à drenagem e em 40%

relativamente ao tratamento de águas residuais, enquanto que em 1999 os valores

aumentaram para, respectivamente, 75% e 55%, conforme se indica no Quadro 2.1.

Page 21: Dissertacao sistemas de esgoto

7

Quadro 2.1 – Níveis de atendimento de drenagem e tratamento de águas residuiais em Portugal Continental [I2].

Região Drenagem (%) Tratamento (%)

1990 1997 1999 1990 1997 1999

Norte 36 51 59 11 24 42

Centro 39 54 71 18 36 51

Lisboa e Vale do Tejo 79 86 89 26 53 64

Alentejo 69 84 85 32 59 74

Algarve 76 81 84 37 64 83

2.2. Redes Prediais

Aliada a esta evolução dos sistemas públicos surge também o conceito de rede privativa. Até

finais do séc. XIX as águas pluviais privativas eram exclusivamente recolhidas por

sumidouros e valetas construídas nos arruamentos. Em terraços de grandes dimensões, a

drenagem da água era feita com o recurso às famosas gárgulas de pedra que permitia o

escoamento da água para as ruas [I2]. No entanto, no início do século XX começaram a

utilizar-se algerozes e tubos de queda nas edificações para facilitar a recolha e o

encaminhamento das águas para a rede pública. Também estas soluções foram sujeitas a

uma evolução, neste caso mais centrada nos materiais utilizados. Mais uma vez a pedra foi o

primeiro material a ser utilizado, como foi referido para as gárgulas, sendo posteriormente

substituída pela madeira revestida a zinco, muito utilizada nos algerozes. Os tubos de queda

eram maioritariamente feitos em metal [1].

A evolução dos sistemas privativos prediais continuou e continua a sofrer alterações à

medida que novos estudos técnicos e científicos vão sendo realizados. Durante o século XX,

em Portugal, foram publicados regulamentos contendo linhas de orientação para uma boa

implementação deste tipo de sistemas [N2, N3, N4]. No entanto, estes regulamentos

continuavam a pecar pela falta de base teórica que possibilitasse um adequado

dimensionamento em cada caso, principalmente no que diz respeito à quantificação do

caudal de água a escoar consoante o edifício em causa, como é o caso do “Regulamento de

Salubridade das Edificações Urbanas” [N2], datado de 1902. O manual da Bibliotheca de

Instrucção Profissional [N3] revela uma evolução ao nível das instalações e métodos

construtivos em relação ao anterior, no entanto continua a faltar uma esperada evolução ao

nível de cálculo, o que se volta a repetir com a publicação dos Regulamentos Gerais das

Canalizações de Água e de Esgoto [N4], em 1974.

A evolução e a importância que a arquitectura foi ganhando nos últimos tempos na

construção de edificações foi também um marco significativo na necessidade em obter

métodos de dimensionamento adequados. A construção de edifícios com coberturas planas

e grandes terraços, assim como a opção de tornar invisíveis os sistemas prediais obrigou a

Page 22: Dissertacao sistemas de esgoto

8

engenharia a recorrer a novas soluções. A gama de materiais utilizados tornou-se

relativamente vasta procurando cobrir todo o tipo de opções que se pretenda.

Hoje em dia o Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água

e de Drenagem de Águas Residuais [N1] (daqui para a frente referido como Regulamento

Geral), aprovado em 1995, contém todos os elementos necessários para o dimensionamento

e instalação das redes prediais. Este regulamento será a principal referência desta

dissertação por pertencer à legislação actual, pelo que terá de ser obrigatoriamente

respeitado.

Page 23: Dissertacao sistemas de esgoto

9

3. INSTALAÇÃO E TRAÇADO DA REDE DE DRENAGEM PLUVIAL

3.1. Introdução

Os sistemas prediais de drenagem de águas pluviais têm como objectivo agrupar e

encaminhar as águas pluviais desde a área de captação, no edifício, até à rede pública. Para

uma instalação adequada há que ter em conta inúmeros factores, não só de natureza

regulamentar mas também outros que visam a optimização do sistema, quer

economicamente, quer na sua própria integração e interligação com os restantes sistemas

que operam num edifício.

A execução do projecto de um sistema de drenagem de águas pluviais divide-se, de uma

forma geral, em três partes distintas (Figura 3.1).

- Planta do edifício; - Escolha do traçado; - Diâmetros de tubagens;

- Projectos de outras especialidades: - Localização dos acessórios e - Dimensões:

- Estruturas; instalações complementares. - instalações;

- Abastecimento de água; - acessórios.

- Abastecimento de gás;

- AVAC.

Figura 3.1 – Etapas da execução do projecto de um sistema de drenagem de águas pluviais.

A primeira, corresponde à análise dos dados existentes, efectuada com o recurso à planta do

edifício e não desprezando a existência de projectos de outras especialidades. Torna-se,

portanto, útil e aconselhável a comunicação entre todos os projectistas e arquitectos

envolvidos na obra, de modo a evitar futuras incompatibilidades. A segunda parte consiste na

execução do traçado do sistema, o que engloba a definição de todos os troços de tubagens e

a localização de acessórios e instalações complementares. A terceira parte corresponde ao

dimensionamento, que tem como finalidade a obtenção dos diâmetros das canalizações,

dimensões de câmaras retentoras e dimensões e potência das bombas das instalações

elevatórias, por exemplo. É importante referir que o traçado e o dimensionamento estão

intimamente ligados e sujeitos a alterações durante a sua elaboração.

Etapas do projecto

2) Escolha do traçado 3) Dimensionamento 1) Avaliação dos

dados existentes

Page 24: Dissertacao sistemas de esgoto

10

Este capítulo aborda os aspectos que terão de ser levados em conta para a instalação e

traçado da rede. Para tal, irão ser apresentados todos os elementos constituintes da rede,

bem como alguns pressupostos indispensáveis à sua correcta instalação.

Um traçado correcto e rigoroso da rede de drenagem é tão importante como um adequado

dimensionamento, existindo linhas de orientação, umas obrigatórias impostas

regulamentarmente e outras baseadas em estudos científicos e na própria experiência de

campo, aconselhando medidas expeditas para a execução de um projecto consistente e

eficaz.

3.2. Lançamento de águas na rede pública

Existem algumas restrições no lançamento de águas na rede pública. Segundo o

Regulamento Geral [N1], nos sistemas públicos de drenagem de águas residuais pluviais só

é permitido o lançamento das águas provenientes de:

• Rega de jardins e espaços verdes, lavagem de arruamentos, pátios e parques de

estacionamento, ou seja, aquelas que, de um modo geral, são recolhidas pelas

sarjetas, sumidouros ou ralos;

• Circuitos de refrigeração e de instalações de aquecimento;

• Piscinas e depósitos de armazenamento de água;

• Drenagem do subsolo.

Está assim excluído o esgoto doméstico proveniente de instalações sanitárias ou cozinhas, o

qual se destina à rede pública de drenagem de águas residuais domésticas. Está também

estritamente proibido o lançamento em qualquer rede pública de drenagem de águas

residuais de:

• Matérias explosivas ou inflamáveis;

• Matérias radioactivas em concentrações consideradas inaceitáveis pelas entidades

competentes;

• Efluentes de laboratórios ou de instalações hospitalares que, pela sua natureza

química ou microbiológica, constituam um elevado risco para a saúde pública ou

para a conservação das tubagens;

• Entulhos, areias ou cinzas;

• Efluentes a temperaturas superiores a 30ºC;

• Lamas extraídas de fossas sépticas e gorduras ou óleos de câmaras retentoras ou

dispositivos similares, que resultem das operações de manutenção;

Page 25: Dissertacao sistemas de esgoto

11

• Quaisquer outras substâncias, nomeadamente sobejos de comida e outros resíduos,

triturados ou não, que possam obstruir ou danificar os colectores e os acessórios ou

inviabilizar o processo de tratamento;

• Efluentes de unidades industriais que contenham:

Compostos cíclicos hidroxilados e seus derivados halogenados; matérias

sedimentáveis, precipitáveis e flutuantes que, por si ou após mistura com outras

substâncias existentes nos colectores, possam pôr em risco a saúde dos

trabalhadores ou as estruturas dos sistemas; substâncias que impliquem a

destruição dos processos de tratamento biológico; substâncias que possam causar a

destruição dos ecossistemas aquáticos ou terrestres nos meios receptores;

quaisquer substâncias que estimulem o desenvolvimento de agentes patogénicos.

3.3. Sistemas básicos de drenagem de águas pluviais

Existem três tipos diferentes de drenagem de águas pluviais, consoante o método que é

utilizado para encaminhar as águas até à rede pública. Em qualquer caso, a ligação à rede

pública é efectuada através de um ramal de ligação com origem numa câmara de ramal de

ligação localizada no interior do lote a drenar [N1].

3.3.1. Drenagem gravítica

Como o próprio nome indica, a condução das águas residuais pluviais é feita apenas pela

acção da gravidade. Este sistema é utilizado nos casos em que as águas são recolhidas a

um nível superior ao do colector público de drenagem.

Figura 3.2 – Drenagem gravítica [4].

Page 26: Dissertacao sistemas de esgoto

12

3.3.2. Drenagem com elevação

Se, ao contrário do sistema anterior, as águas residuais pluviais forem recolhidas a um nível

inferior ao do colector público de drenagem, estas deverão ser elevadas por meios

mecânicos, no mínimo, até ao nível deste. Caso se tratem de caves, e mesmo que o colector

público se encontre abaixo do nível da recolha das águas, estas terão de ser bombadas na

mesma para evitar problemas de refluxo, o que poderia causar problemas na edificação.

3.3.3. Sistema misto

Nos casos em que a recolha das águas pluviais é efectuada quer acima quer abaixo da cota

do colector público, é utilizado um sistema misto com drenagem gravítica e com elevação

mecânica, consoante a cota do local de recolha.

Figura 3.3 – Sistema misto [4].

3.4. Constituição dos Sistemas

Os sistemas de drenagem de águas pluviais são constituídos por uma rede de colectores,

acessórios e dispositivos de descarga final que encaminham as águas pluviais para a rede

pública.

Page 27: Dissertacao sistemas de esgoto

13

Estes elementos são descritos, de forma genérica, no Quadro 3.1.

Quadro 3.1 – Componentes de um sistema de drenagem pluvial.

Constituintes Descrição

Caleiras e Algerozes

Condutas de pequena inclinação instaladas nas coberturas com a finalidade de recolha e condução das águas pluviais para os ramais de descarga ou tubos de queda. Na presente dissertação designam-se por algerozes as caleiras exteriores instaladas nos beirais.

Ramais de descarga

Canalizações que têm por finalidade a condução das águas pluviais provenientes dos dispositivos de recolha até aos tubos de queda, quando estes existem, ou para os colectores prediais, poços absorventes, valetas ou áreas de recepção apropriadas.

Tubos de queda Canalizações destinadas à recolha e consequente transporte das descargas provenientes dos ramais de descarga até aos colectores prediais ou valetas.

Colectores prediais Canalizações destinadas à recolha de águas provenientes de tubos de queda ou de ramais de descarga, caso os primeiros não existam, e à condução destas para o ramal de ligação.

Acessórios Dispositivos necessários ao sistema que possibilitam as operações de manutenção, retenção e garantia de boas condições de habitabilidade dos espaços.

Instalações complementares

Instalações que têm como finalidade melhorar o desempenho do sistema de drenagem. Nos sistemas prediais podem existir instalações elevatórias (drenagem com elevação ou sistema misto) e câmaras retentoras que impedem o lançamento de resíduos interditos na rede pública.

Ramal de ligação Os ramais de ligação são consideradas partes integrantes da rede pública. Cada edificação possui um ramal de ligação, podendo no entanto ter mais no caso de existirem estabelecimentos comerciais ou industriais.

Colunas de ventilação

Canalizações cujo traçado apenas se encontra regulamentado para a drenagem de águas residuais domésticas. No que toca às águas pluviais, as colunas de ventilação terão que existir apenas em sistemas de drenagem elevatórios ou mistos, onde existirá um poço de bombagem que necessitará de ventilação independente.

3.4.1. Regras de instalação e traçado

A instalação e traçado da rede pressupõe a aplicação do Regulamento Geral [N1], onde se

definem todas as regras e recomendações relativas às diferentes componentes do sistema.

Devem ainda ser consideradas limitações impostas por outras especialidades, de forma a

observar uma adequada compatibilização entre projectos.

Para facilitar a consulta de todos os pormenores a ter em conta na execução do traçado e na

instalação da rede de drenagem de águas pluviais, serão apresentadas, para um conjunto de

componentes dos sistemas, um resumo das regras obrigatórias indicadas no Regulamento

Geral [N1] e de outras regras, que não sendo obrigatórias, constituem recomendações com

vista à optimização e melhoramento dos sistemas de drenagem de água pluviais.

Page 28: Dissertacao sistemas de esgoto

14

3.4.1.1. Componentes lineares (de tubagem) do sistema

Nos Quadros 3.2 a 3.6 são apresentadas as regras e recomendações aplicáveis às

componentes de tubagem dos sistemas de drenagem de águas residuais pluviais.

Quadro 3.2 – Regras aplicáveis a ramais de descarga.

Objecto Tipo Descrição

Instalação

Obrigatórias (fonte: [N1])

• A ligação de vários acessórios ao mesmo ramal de descarga deverá ser feita por meio de forquilhas ou caixas de reunião;

• A ligação dos ramais de descarga aos tubos de queda deve ser feita através de forquilhas, e aos colectores prediais, através de forquilhas ou câmaras de inspecção;

• Os ramais de descarga podem ser embutidos, colocados à vista, visitáveis em tectos falsos e galerias, ou enterrados;

• A colocação dos ramais de descarga não pode afectar a resistência mecânica dos elementos estruturais do edifício nem das canalizações.

Recomendáveis (fontes: [4] a [6])

• Os ramais de descarga deverão ser instalados a profundidades tais que permitam atenuar a transmissão de ruídos para as zonas habitáveis.

Traçado

Obrigatórias (fonte: [N1])

• O traçado deve ser constituído por troços rectilíneos unidos por curvas de concordância, que permitam a sua desobstrução sem necessidade de se proceder à sua desmontagem, ou por caixas de reunião;

• Os troços que constituem o traçado nunca poderão exceder os 2 m de altura.

Recomendáveis (fontes: [4] a [6])

• Sempre que possível e, desde que tal não ponha em causa o seu correcto desempenho do sistema, deve-se tentar reduzir a dimensão dos percursos a seguir esgoto, reduzindo os custos e os tempos de retenção na canalização.

Quadro 3.3 – Regras aplicáveis a tubos de queda.

Objecto Tipo Descrição

Instalação

Obrigatórias (fonte: [N1])

• Os tubos de queda de águas pluviais podem descarregar em: a) Colectores prediais através de forquilhas ou câmaras de

inspecção com curvas de concordância entre os troços verticais e de fraca pendente;

b) Valetas de arruamentos, directamente ou através de caleiras ou tubos devidamente protegidos contra sobrecargas previsíveis.

Recomendáveis (fontes: [4] a [6])

• A inclusão dos tubos de queda nos colectores prediais deverá ser garantida através de forquilhas ou câmaras de inspecção;

• É aconselhável a instalação dos tubos de queda à vista ou em galerias, facilitando o seu acesso, e nunca em locais de difícil acesso ou estruturais;

• Caso atravessem elementos estruturais, deverá ser garantida a sua não ligação rígida a estes elementos, com o recurso a elementos que assegurem que isso não se verificará;

• Os tubos de queda, caso se tratem de telhados, podem ser ligados directamente a uma calha, ou receber um ralo quando se tratam de terraços onde se receia a sua obstrução por folhas e detritos diversos.

Page 29: Dissertacao sistemas de esgoto

15

Quadro 3.4 – Regras aplicáveis a tubos de queda (continuação).

Objecto Tipo Descrição

Traçado Obrigatórias

(fonte: [N1])

• O traçado dos tubos de queda deve ser vertical, constituído preferencialmente por um único alinhamento recto;

• Sempre que não seja exequível o ponto anterior, as mudanças de direcção devem ser efectuadas por curvas de concordância, não devendo o valor da translação exceder 10 vezes o diâmetro do tubo de queda. Quando não for possível manter a translacção dentro deste limite, o troço de fraca pendente deverá ser tratado como um colector predial;

• A concordância dos tubos de queda de águas residuais com troços de fraca pendente deverá ser feita por curvas de transição de raio não inferior ao triplo do seu diâmetro, tomando como referência o eixo do tubo, ou por duas curvas de 45º eventualmente ligadas por um troço recto.

Quadro 3.5 – Regras aplicáveis a colectores prediais.

Objecto Tipo Descrição

Instalação

Obrigatórias

(fonte: [N1])

• Quando os colectores prediais seguem enterrados, devem ser implantadas câmaras de inspecção no seu início do colector, em mudanças de direcção, de inclinação, de diâmetro e nas confluências;

• Quando os colectores prediais estiverem instalados à vista ou em locais facilmente visitáveis, garantindo assim o seu acesso, as câmaras de inspecção poderão ser substituídas por curvas de transição, reduções, forquilhas e por bocas de limpeza localizadas em pontos apropriados e em número suficiente, de modo a permitir um eficiente serviço de manutenção.

• Os colectores prediais poderão ser instalados à vista, enterrados, em caleiras, galerias ou tectos falsos.

Recomendáveis

(fontes: [4] a [6])

• Caso os colectores prediais atravessem elementos estruturais, deverá ser garantida a sua independência destes elementos, com o recurso a dispositivos elásticos adequados.

Traçado

Obrigatórias

(fonte: [N1])

• O traçado de colectores prediais deve ser constituído por troços rectilíneos, tanto em planta como em perfil;

• As câmaras ou bocas de limpeza consecutivas devem manter uma distância entre si nunca superior a 15 m.

Recomendáveis

(fontes: [4] a [6])

• O comprimento do percurso do esgoto deverá ser o menor possível com o intuito de reduzir os custos e os tempos de retenção da água pluvial nas tubagens, devendo ser sempre garantido o correcto desempenho do sistema;

• Deverá ser evitado o desenvolvimento da canalização sob elementos de fundação ou embutida em elementos estruturais, ou, em geral, em quaisquer locais inacessíveis.

Page 30: Dissertacao sistemas de esgoto

16

Quadro 3.6 – Regras aplicáveis a ramais de ligação.

Objecto Tipo Descrição

Instalação Obrigatórias (fonte: [N1])

• A inserção dos ramais de ligação na rede pública pode fazer-se nas câmaras de visita ou, directa ou indirectamente, nos colectores;

• A inserção directa dos ramais de ligação nos colectores só é admissível para diâmetros destes últimos superiores a 500 mm e deve fazer-se a um nível superior a dois terços de altura daquele;

• A inserção nos colectores pode fazer-se por meio de forquilhas simples com um ângulo de incidência igual ou inferior a 67º 30’, sempre no sentido do escoamento, de forma a evitar perturbações na veia líquida principal;

• A inserção dos ramais de ligação nos colectores domésticos pode ainda ser realizada por “tê”, desde que a altura da lâmina líquida do colector se situe a nível inferior ao da lâmina líquida do ramal;

• A inclinação não deverá ser inferior a 10 mm/m, sendo aconselhável que se situe entre 20 e 40 mm/m.

Traçado Obrigatórias (fonte: [N1])

• O traçado dos ramais de ligação deve ser rectilíneo, tanto em planta como em perfil.

Quadro 3.7 – Regras aplicáveis a colunas de ventilação.

Objecto Tipo Descrição

Instalação Recomendáveis (fontes: [4] a [6])

• Quando se recorre à abertura directa para o exterior esta deverá ser protegida contra a entrada de águas pluviais ou de detritos de qualquer tipo;

• Caso as colunas de ventilação atravessem elementos estruturais, deverá ser garantida a sua não ligação rígida a estes elemento, com o recurso a elementos que assegurem que isso não se verificará.

Traçado Recomendáveis (fontes: [4] a [6])

• O traçado das colunas de ventilação deve ser vertical, e as mudanças de direcção constituídas por troços rectilíneos ascendentes ligados por curvas de concordância;

• As colunas de ventilação deverão ter origem nos poços de bombagem;

• Evitar o desenvolvimento das tubagem em zonas de difícil acesso, bem como serem embutidas em elementos estruturais.

3.4.2. Acessórios

3.4.2.1. Ralos

Os ralos são dispositivos que têm como objectivo impedir a passagem de matérias sólidas

transportadas pelas águas residuais, devendo estas matérias ser removidas periodicamente

para evitar entupimentos.

O Regulamento Geral [N1] considera obrigatória a colocação de ralos nos locais de recolha

de águas pluviais e de lavagem de pavimentos, sendo aconselhável recorrer a dispositivos

retentores associados aos ralos onde se preveja grande acumulação de areias. Macintyre [5]

refere que a cada ralo deverá estar associada uma caixa de retenção quando se trate de

terraços ou garagens.

Page 31: Dissertacao sistemas de esgoto

17

Figura 3.4 – Ralo de pinha [I19].

Os ralos recebem a água proveniente de áreas de recolha, tubos de queda e de colectores,

encaminhando-a posteriormente, de acordo com as diferentes situações através de curvas

de concordância [4].

Figura 3.5 – Ralo de pavimento com caixa de retenção.

3.4.2.2. Sifões

Os sifões são dispositivos incorporados nos aparelhos sanitários ou inseridos nos ramais de

descarga que servem para impedir a passagem de gases para o interior das edificações.

Normalmente não se procede à sifonagem nos sistemas de drenagem de águas pluviais. No

entanto, o Regulamento Geral [N1] refere que os ralos de recolha de águas pluviais, ligados

a sistemas unitários ou parcialmente unitários, devem ser munidos de sifões caso se situem

em locais de permanência de pessoas ou nas suas imediações. Os sifões devem ser

instalados verticalmente, de modo a poder manter-se o seu fecho hídrico, e colocados em

locais acessíveis para facilitar operações de limpeza e manutenção. Está proibida a dupla

sifonagem [N1].

3.4.2.3. Câmaras de inspecção

A localização das câmaras de inspecção já foi referida a propósito da instalação dos

colectores prediais (ver Quadro 3.5). As câmaras de inspecção podem ser executadas em

vários materiais, como betão, alvenaria e PVC, sendo normalmente são constituídas por:

Page 32: Dissertacao sistemas de esgoto

18

• Soleira;

• Corpo, formado pelas paredes, assentes sobre a soleira, com disposição em planta

normalmente rectangular ou circular;

• Cobertura, plana ou tronco-cónica assimétrica, com uma geratriz vertical na

continuação do corpo para facilitar o acesso;

• Dispositivo de acesso, nos casos em que a altura excede 1,0 m [N1], formado por

degraus encastrados ou por escada fixa ou amovível, devendo esta última ser

utilizada somente para profundidades iguais ou inferiores a 1,7 m;

• Dispositivo de fecho resistente.

Figura 3.6 – Câmara de inspecção pré-fabricada (PVC) [I3]

A dimensão em planta das câmaras de inspecção, para altura inferiores a 1,00 m, não deve

ser inferior a 0,80 da sua altura, medida da soleira ao pavimento. Para alturas superiores a

1,00 m, as dimensões mínimas em planta de uma câmara rectangular ou circular não devem

ser menores do que 1,00 m ou 1,25 m, consoante a sua profundidade seja inferior a 2,50 m

ou igual ou superior a este valor [N1].

3.4.2.4. Câmara de ramal de ligação As câmaras de ramal de ligação são câmaras de inspecção que devem ser construídas na

extremidade jusante de sistemas prediais possibilitando a ligação destes aos respectivos

ramais de ligação. É preferível que estejam localizadas fora da edificação, no entanto, caso

não seja possível, poderão ser construídas no interior do edifício, desde tal ocorra em zonas

comuns [N1].

3.4.2.5. Descarregadores e orifícios

3.4.2.5.1. Descarregadores de superfície

Os descarregadores de superfície são dispositivos existentes nas caleiras e algerozes. Têm

como finalidade possibilitar que o transbordo da água se faça para o exterior do edifício,

salvaguardando os casos em que o caudal de precipitação possa ser superior ao previsto no

Page 33: Dissertacao sistemas de esgoto

19

projecto. É também útil em situações de entupimento, servindo de alarme, pelo que deverão

ser colocados em zonas onde possa ser facilmente detectada a sua actividade.

Figura 3.7 – Descarregador de superfície [4].

3.4.2.5.2. Orifícios de descarga

Em projectos onde o tipo de cobertura adoptada não permita a existência de

descarregadores de superfície, opta-se pela execução de orifícios de descarga, munidos de

um tubo (tubo-ladrão), que têm exactamente a mesma função dos anteriores. Deverão ser

feitos à média de um por tubo de queda e ter preferencialmente secção rectangular. Quando

tal não for possível, o tubo-ladrão associado a um grupo de tubos de queda deverá ter

secção igual ou maior a uma vez e meia a maior das secções do conjunto considerado [7].

Esta solução apesar de ser muito recorrente nas varandas, onde se aplica um tubo-ladrão no

orifício de descarga, não é obrigatória.

Figura 3.8 – Orifício de descarga [4].

3.4.3. Instalações complementares ao sistema

3.4.3.1. Sistemas elevatórios A necessidade de elevar as águas residuais pluviais subjacente aos sistemas de drenagem

mistos ou com elevação obriga à utilização dos denominados sistemas elevatórios. A

Page 34: Dissertacao sistemas de esgoto

20

utilização deste tipo de soluções tem vindo a crescer com a proliferação de edifícios com

caves.

Os sistemas elevatórios estão associados poços de bombagem, onde existem uma ou duas

câmaras, de recolha de águas residuais pluviais e uma instalação mecânica para elevação

dessas águas.

Existem dois tipos de sistemas de bombagem mais utilizados para a drenagem de águas

pluviais, os quais diferem na posição da bomba em relação ao caudal a drenar:

• Bombas submersíveis: sistema em que poço de bombagem possui apenas uma

câmara onde coabitam a bomba e o caudal a escoar;

• Bombas instaladas em câmara seca: sistema em que o poço de bombagem possui

duas câmaras distintas destinadas, respectivamente, a receber a bomba e as águas

pluviais.

Figura 3.9 – Bomba submersível [I3].

A localização da câmara de bombagem deverá permitir o seu fácil acesso para operações de

manutenção e inspecção e minimizar os efeitos dos eventuais ruídos, vibrações e cheiros.

A câmara de bombagem deverá possuir uma estrutura independente da do edifício e

impermeabilização através de um revestimento interior resistente à acção dos efluentes. A

geometria da câmara de bombagem dependerá naturalmente do equipamento escolhido.

É aconselhável que os sistemas de elevação sejam constituídos por grupos de bombas que

minimizem o risco de acumulação de água por falha do sistema.

Page 35: Dissertacao sistemas de esgoto

21

3.4.3.2. Câmaras de retenção

As câmaras de retenção têm como finalidade a retenção no seu interior de matérias que

ponham em causa o correcto desempenho dos sistemas prediais de drenagem de águas

pluviais, evitando assim obstruções, incrustações ou outros danos nas canalizações.

Existem vários tipos de câmaras de retenção consoante o tipo de material a separar. Na

drenagem de águas residuais pluviais, os tipos de câmaras mais utilizados são [4]:

• Câmaras de retenção de materiais pesados (areias): destinadas a reter no

seu interior as areias transportadas pelas águas;

• Câmaras de retenção de hidrocarbonetos: destinadas a reter no seu interior

os hidrocarbonetos, usualmente presentes em lubrificantes e produtos

existentes em postos de lavagem de viaturas (garagens), transportados

pelas águas.

Actualmente, a construção de raiz de câmaras de retenção em edifícios é pouco usual,

sendo corrente utilizar câmaras pré-fabricadas. Em geral, as câmaras de retenção incluem:

• Septo de entrada;

• Câmara de retenção/sedimentação;

• Filtro Coalescente (Câmaras de retenção de hidrocarbonetos);

• Septo de saída;

• By-Pass (Câmaras de retenção de hidrocarbonetos).

3.4.3.2.1. Câmaras de retenção de materiais pesados

A entrada de areias nas canalizações de drenagem de águas residuais é difícil de evitar

apenas com o recurso a ralos devido à granulometria muito fina destes materiais. As

câmaras retentoras de areias, dispostas de uma forma intercalada nas redes de drenagem,

servem assim para evitar a sua acumulação nas canalizações e os consequentes problemas

de mau desempenho e eventual entupimento.

O processo de retenção assenta no princípio básico da diferença de densidades das

partículas envolvidas. A água ao entrar na câmara perde velocidade, permitindo assim a

natural deposição das partículas mais densas (areias) no fundo da câmara. O fundo deverá

ser limpo periodicamente para garantir a capacidade da câmara de retenção.

As câmaras de retenção de materiais pesados devem localizar-se o mais próximo possível

da origem das águas pluviais, pelo que se aconselha a sua colocação na base dos tubos de

queda [4].

Page 36: Dissertacao sistemas de esgoto

22

3.4.3.2.2. Câmaras de retenção de hidrocarbonetos

As câmaras de retenção de hidrocarbonetos são intercaladas nos sistema de drenagem,

dependendo da necessidade, e servem para reter hidrocarbonetos existentes nas águas a

drenar. Existem normalmente em postos de lavagem, oficinas de lubrificação, venda de

combustíveis de automóveis, entre outros.

O processo de retenção tira, novamente, partido da diferença de densidades entre as

substâncias da mistura, funcionando, neste caso, por flutuação uma vez que a água é mais

densa que os hidrocarbonetos a reter (Figura 3.10).

As câmaras retentoras de hidrocarbonetos têm uma extrema importância na medida em que

estes são muito poluentes e altamente reactivos com o oxigénio, colocando em causa a

durabilidade dos sistemas de drenagem, principalmente se forem usadas tubagens metálicas.

No entanto, os problemas mais comuns correspondem à obstrução do sistema por gorduras

acumuladas.

Estas câmaras de retenção devem respeitar as especificações da norma EN 858-1 [N5], a

qual será analisada mais à frente.

Figura 3.10 – Câmara retentora de hidrocarbonetos pré-fabricada [I4].

Na Figura 3.11 pode-se observar, de uma forma esquemática, um sistema-tipo de drenagem

de águas pluviais com todos os constituintes que foram atrás descritos, e a sua própria

integração num edifício.

Page 37: Dissertacao sistemas de esgoto

23

Figura 3.11 – Sistema-tipo de drenagem pluvial [6].

Page 38: Dissertacao sistemas de esgoto

24

(Página em branco)

Page 39: Dissertacao sistemas de esgoto

25

4. DIMENSIONAMENTO DA REDE DE DRENAGEM PLUVIAL

4.1. Introdução

O processo de dimensionamento de uma rede de drenagem de águas residuais pluviais deve

ser rigoroso de modo a assegurar o bom funcionamento de todo o sistema.

O primeiro passo deste processo corresponde à quantificação dos caudais de cálculo.

Tratando-se de águas pluviais, o caudal de cálculo depende directamente da intensidade de

precipitação, a qual, por sua vez, depende da região em que se pretende implantar o edifício.

Uma vez determinados os caudais de cálculo, procede-se ao dimensionamento dos

constituintes do sistema, ou seja, determinam-se os diâmetros das tubagens, as áreas de

descarregadores e orifícios, os tipos de bomba a utilizar e as dimensões e tipos de câmaras

retentoras. Tudo isto assenta numa base teórica de hidráulica que convém apresentar para

justificar as expressões de cálculo utilizadas.

Dadas as noções básicas de hidráulica necessárias, apresentar-se-ão as diferentes

metodologias presentes em regulamentos e normas para a estimação do caudal de cálculo.

Será utilizada a mesma abordagem para apresentar o dimensionamento dos diferentes

constituintes de uma rede de drenagem pluvial.

4.2. Noções básicas de hidráulica

4.2.1. Tipos de escoamento

Podem considerar-se três tipos de escoamento: variável, permanente e uniforme. Num

escoamento variável, a velocidade num ponto é função das coordenadas do ponto e do

instante considerado [8]. Assim, em cada ponto, a velocidade das partículas que por ele

passam varia de instante para instante.

Num escoamento permanente, a velocidade é função das coordenadas, mas independente

do instante considerado, ou seja, a velocidade varia de ponto para ponto, mas em cada

ponto, mantém-se constante ao longo do tempo [8].

Num escoamento uniforme, a velocidade é constante ao longo de cada trajectória, sendo,

portanto, constante em módulo e direcção [8]. No escoamento uniforme as trajectórias são

rectilíneas.

4.2.2. Caudal

O caudal Q corresponde ao volume de fluido que atravessa uma dada superfície por unidade

de tempo, sendo dado por

Page 40: Dissertacao sistemas de esgoto

26

Q = v !A , (4.1)

onde: v (m/s) é a velocidade de escoamento; e A (m2) é a área da secção de passagem do

fluido escoado.

4.2.3. Teorema de Bernoulli

O teorema de Bernoulli estabelece que, para líquidos perfeitos (líquidos ideais de

compressibilidade e viscosidade nulas) e movimentos permanentes, a energia mecânica total

por unidade de peso de líquido é constante ao longo de cada trajectória. Segundo Quintela

[8], é possível admitir que os líquidos reais, em trechos curtos de escoamentos permanentes

partindo do repouso ou fortemente acelerados, se comportam como perfeitos e que a carga

total é constante, não só ao longo da trajectória, como também em todos os pontos do

líquido em movimento.

A energia mecânica total por unidade de peso de líquido, ou carga total em m.c.a., é dada

por

H = p

!+ z + v

2

2g, (4.2)

em que: ! (N/m3) é o peso volúmico do líquido; g (m/s2) é a aceleração da gravidade; e p

(Pa) é a pressão a que está submetido o líquido. O primeiro termo do trinómio é designado

por altura piezométrica e representa a energia de pressão da unidade de peso de líquido

submetido à pressão p. O segundo termo corresponde à cota geométrica em relação a um

plano horizontal de referência e representa a energia de posição da unidade de peso líquido

situada à cota z. O terceiro termo é designado por altura cinética e corresponde à energia

cinética por unidade de peso.

4.2.4. Escoamentos com superfície livre

Um escoamento com superfície livre ocorre quando um líquido percorre um canal com uma

parte do seu contorno em contacto com a atmosfera ou outro meio gasoso. Nesta

designação podem incluir-se cursos de água natural (rios) ou artificiais (canais).

Considerando escoamento uniforme em canais de secção constante ao longo do seu

percurso, o caudal escoado será igualmente constante. Em secções simples, a perda de

carga unitária considera-se igual à diminuição, na unidade de percurso, da cota do perfil

longitudinal, sendo, portanto, igual ao seno do ângulo que o leito forma com a horizontal.

Para declives pequenos, a perda de carga é aproximadamente igual ao declive do canal.

Page 41: Dissertacao sistemas de esgoto

27

!

O declive de um canal corresponde à tangente trigonométrica do ângulo que este forma com

a horizontal e representa-se por i.

Quando o líquido em movimento é a água, admite-se que o regime é turbulento, podendo

então utilizar-se a equação de Gauckler-Manning-Strickler,

Q =K !A !Rh

23 ! i

12, (4.3)

onde: Q (m3/s) é o caudal escoado; K (m1/3.s-1) é o coeficiente de rugosidade da tubagem; A

(m2) é a secção da tubagem ocupada pelo fluido; Rh (m) é o raio hidráulico; e i (m/m) é a

inclinação do canal.

Em secções fechadas, ao contrário do que possa parecer, a capacidade máxima de

transporte não corresponde à máxima altura líquida na secção. Tal facto pode ser explicado

pelo aumento da área de secção com a altura não compensar a redução do raio hidráulico,

que é consequência do acréscimo do perímetro molhado.

No dimensionamento de um canal de secção circular aceita-se como máximo de relação H/D

o valor de 0,80.

No Quadro 4.1, retirado de Quintela [8], apresentam-se os elementos necessários para o

cálculo de grandezas geométricas referentes a secções circulares, tendo em conta as

relações indicadas na Figura 4.1.

Raio R =D2

Altura da lâmina líquida h =R ! (1" cos#)

Área molhada Am =R2 ! ("# cos" !sen")

Perímetro molhado Pm = 2 !R ! "

Raio hidráulico Rh =R ! ("# cos" !sen")

2"

Figura 4.1 – Relações geométricas para secções circulares.

Page 42: Dissertacao sistemas de esgoto

28

Quadro 4.1 - Grandeza geométricas adimensionais para secções circulares [8].

h/D A/D2 R/D

0,10 0,04088 0,06352

0,15 0,07387 0,09288

0,20 0,11182 0,12059

0,25 0,15355 0,14663

0,30 0,19817 0,17094

0,35 0,24498 0,19349

0,40 0,29337 0,21423

0,45 0,34270 0,23309

0,50 0,39270 0,25000

0,55 0,44261 0,26489

4.2.5. Escoamento por orifícios e descarregadores

Aplicando o teorema de Bernoulli, chega-se à fórmula de Torricelli para a velocidade do jacto

na saída de um reservatório. Considerando o reservatório da Figura 4.2 e assumindo

escoamento permanente, é possível aplicar a equação (4.2) a qualquer ponto, obtendo-se

pA!+ zA +

vA2

2g=pP!+ zP +

vP2

29. (4.4)

Figura 4.2 – Escoamento por um orifício.

Como A e P estão em superfície livre, tem-se

. (4.5)

Sendo nula a velocidade no ponto A, a equação (4.4) simplifica-se para

. vp = 2gh. (4.6)

No entanto, vP é o valor teórico da velocidade, sendo o valor real da velocidade de saída um

pouco inferior. Este valor obtém-se introduzindo um coeficiente de velocidade, cv, que ronda

pP!=pA!= 0

Page 43: Dissertacao sistemas de esgoto

29

a unidade (entre 0,98 e 0,99). Além deste coeficiente, deve ainda ser considerado um

coeficiente de contracção da secção, o qual pode ser determinado experimentalmente [8].

Assim, para se calcular o caudal à saída do orifício, considera-se a equação (4.1) combinada

com a fórmula de Torricelli, afectando o resultado de um coeficiente de vazão c = cvcc , tal

que

Q = c !A ! 2gh. (4.7)

Quando se colocam tubos no prolongamento de orifícios, o valor do coeficiente de vazão

altera-se. Quando a veia líquida se mantém destacada da parede do tubo, o coeficiente de

vazão é de cerca de 0,60. Porém, se o tubo externo tiver um comprimento de 1,5 a 2,5 vezes

o diâmetro do orifício, a veia líquida poderá aderir à parede, o que irá aumentar o coeficiente

de vazão para 0,80 [8].

Quando se suprime a parte superior de um orifício colocado sobre a parede vertical de

reservatório, obtém-se um descarregador. Existem vários tipos de descarregadores, os quais

variam consoante a sua secção e largura da parede do reservatório.

Nos descarregadores de secção rectangular de largura b, com parede delgada, o caudal é

dado por

Q = c !b ! 2g !h

32, (4.8)

onde c assume o valor de 0,40 [10].

Para outras secções, o caudal é obtido por integração ao longo da altura líquida H de fatias

de secção rectangular de largura b variável,

Q = c ! b ! 2gh !dh." (4.9)

No caso de secções semi-circulares, a equação (4.9) pode ser resolvida para

b = 2 ! H ! (2R "H) , de acordo com as relações geométricas indicadas na Figura 4.1.

Segundo Quintela [8], c assume um valor de 0,62 para descarregadores circulares e

triangulares.

Nos descarregadores de soleira horizontal espessa, o caudal é dado por

Q = 0,385 !b ! 2g !h

32. (4.10)

Page 44: Dissertacao sistemas de esgoto

30

Quintela [8] apresenta ainda uma expressão para descarregadores de canais com queda

vertical. Neste tipo de estruturas, embora não constituam propriamente um descarregador, a

lei de vazão tem o interesse de permitir uma medição do caudal que não requer muita

precisão. O caudal é então dado por

Q =1,17 !b ! 2g !h

32. (4.11)

4.3. Caudal de cálculo

A quantificação do caudal de cálculo corresponde ao primeiro passo do dimensionamento da

rede pluvial. Existem várias metodologias para a sua obtenção, as quais apresentam

diferenças que importa analisar.

O caudal de cálculo dependerá da intensidade de precipitação, da área de contribuição a

drenar e do coeficiente de escoamento do terreno.

A área de contribuição a drenar corresponde em geral à área de colecção da água pluvial a

drenar.

O coeficiente de escoamento é a razão entre a precipitação útil, isto é, aquela que dá origem

a escoamento na rede, e a precipitação efectiva. Este coeficiente depende directamente da

inclinação e tipo de terreno. No caso de coberturas inclinadas ou terraços, os quais são

impermeáveis, o coeficiente é unitário.

4.3.1. Regulamento Geral

Segundo o Regulamento Geral [N1], a velocidade de escoamento terá que ser obtida com

base em curvas de intensidade, duração e frequência da precipitação (curvas I-D-F) que

fornecem valores médios das intensidades máximas de precipitação num dado período para

as diferentes regiões do país. O caudal de cálculo é dado por

Qc =C ! I !Ac, (4.12)

onde: Qc (l/min) é o caudal de cálculo; C (adimensional) é o coeficiente de escoamento; I

(l/min.m2) é a intensidade de precipitação; e Ac (m2) é a área de contribuição a drenar em

projecção horizontal.

4.3.1.1. Curvas de Intensidade – Duração – Frequência da precipitação

As curvas I-D-F são obtidas observações ou registos udográficos, abrangendo um intervalo

considerável de tempo. Através destes registos são retiradas séries de valores máximos da

intensidade de precipitação, para diferentes durações da precipitação, as quais serão objecto

de um tratamento estatístico. Segundo Matos [9], os períodos de retorno inferiores a um ano

Page 45: Dissertacao sistemas de esgoto

31

são pouco importantes. O Regulamento Geral [N1] considera um período de retorno mínimo

de 5 anos para uma duração de precipitação de 5 minutos.

De seguida, apresenta-se o algoritmo de cálculo da intensidade de precipitação I:

1. Identificação, a partir de séries de registo udográficos, de eventos

pluviométricos independentes. O critério de consideração de eventos

independentes corresponde à escolha de um intervalo de tempo mínimo de

clima seco entre precipitações. Este intervalo de tempo varia de estudo

para estudo.

2. Pesquisa do valor médio da intensidade máxima de precipitação em cada

evento, correspondente a uma duração selecionada.

3. Ordenação, por ordem decrescente, da série de valores máximos anuais

para cada duração, e ajustamento de uma lei estatística de distribuição de

extremos. As distribuições mais utilizadas são as de Gumbel, Pearson tipo

III e log Pearson. Daqui resultam os valores das previsões das intensidades

média de precipitação máxima para as diversas durações e períodos de

retorno.

4. Ajustamento das provisões estastísticas das intensidades médias de

precipitação máxima a curvas exponenciais do tipo I = a ! tb, onde I

representa a intensidade média da precipitação máxima (em l/h.m2), t a

duração da precipitação considerada; e a e b são parâmetros de

ajustamento.

O Quadro 4.2 apresenta os valores obtidos para as constantes a e b para diferentes períodos

de retorno e para três regiões pluviométricas (A, B e C) que cobrem a totalidade do território

nacional [N1]. No Anexo A1 é apresentada a distribuição geográfica das regiões A, B e C.

Em geral, o dimensionamento de sistemas de drenagem de águas pluviais poderá ser

efectuado com base no Quadro 4.2, podendo, para casos de maior complexidade ou risco,

ser aplicado o algoritmo acima descrito para zonas particulares do território.

Quadro 4.2 – Valores dos parâmetros a, b [2].

Período de retorno

(anos)

Regiões pluviométricas

A B C

a b a b a b

5 259,26 -0,562 207,41 -0,562 311,11 -0,562

10 290,26 -0,549 232,21 -0,549 348,82 -0,549

20 317,74 -0,538 254,19 -0,538 381,29 -0,538

50 349,54 -0,524 279,63 -0,524 419,45 -0,524

100 365,62 -0,508 292,50 -0,508 438,75 -0,508

Page 46: Dissertacao sistemas de esgoto

32

Para precipitações com duração de 5 minutos e período de retorno mínimo de 5 a 20 anos,

os valores médios de intensidade máxima da precipitação para cada região pluviométrica são

indicados no Quadro 4.3.

Quadro 4.3 – Valores de precipitação (l/min.m-2) para as diferentes regiões pluviométricas.

Período de retorno (anos)

Regiões pluviométricas

A B C

5 1,75 1,40 2,10

10 2,00 1,60 2,35

20 2,23 1,78 2,67

A área de contribuição a drenar corresponde à projecção horizontal da cobertura em metros

quadrados.

4.3.2. Norma Brasileira – NBR 10844

A NBR 10844 [N6] é a norma brasileira que regulamenta os sistemas prediais de drenagem

de águas pluviais. Segundo esta, o caudal de cálculo deverá ser dado por

Qc =

I !Ac60

, (4.13)

onde: Qc (l/min) é o caudal de cálculo; I (mm/h = l/h.m2) é a intensidade pluviométrica; e Ac

(m2) é a área de contribuição.

A determinação da intensidade pluviométrica deve ser feita a partir da fixação de valores

adequados para a duração de precipitação e o período de retorno. Tomam-se como base

dados pluviométricos locais. Os períodos de retorno variam consoante a situação, devendo

adoptar-se:

• T=1 ano - para áreas pavimentadas onde o alagamento pode ser tolerado;

• T=5 anos - para coberturas e/ou terraços em geral;

• T=25 anos - para coberturas e áreas onde o alagamento não pode ser tolerado.

Caso não existam dados referentes à precipitação, para áreas até 100 m2, poderá ser

adoptada um valor de 150 l/h.m-2.

Esta norma não refere o coeficiente de escoamento por se aplicar exclusivamente a

coberturas impermeáveis.

Quanto à área de contribuição, a norma brasileira cobre mais casos do que o Regulamento

Geral, pois tem em conta o efeito do vento na inclinação da chuva, o que influencia a

quantidade de água que poderá cair nas coberturas.

Page 47: Dissertacao sistemas de esgoto

33

No Quadro 4.4 são apresentadas expressões de cálculo da área de contribuição para

diferentes configurações de cobertura.

Quadro 4.4 - Superfícies de contribuição (Ac), tendo em conta a acção do vento (adaptado de [N6]).

Superfície plana horizontal

Ac = A = a !b

Superfície inclinada

Ac = a+ d2

!

"#

$

%& 'b

Superfície plana vertical única

Ac = A +a !b2

Duas superfícies planas verticais opostas

Ac = A +a !b2

Duas superfícies planas verticais opostas

Ac = A +a !b" c !d

2#

$%

&

'(

Duas superfícies planas verticais adjacentes e perpendiculares

Ac = A +A12 + A2

2

2

Três superfícies planas verticais adjacentes e perpendiculares, sendo as duas opostas idênticas

Ac = A +a !b2

Quatro superfícies planas verticais, sendo uma com maior altura

Ac = A +a !b2

d

Page 48: Dissertacao sistemas de esgoto

34

4.3.3. EN 12056-3

A EN 12056-3 [N7] é a norma europeia aplicável a sistemas gravíticos de drenagem de

águas pluviais em coberturas de edifícios de habitação, comércio e indústria. Aplica-se na

União Europeia apesar de fazer referência aos países que possuem a sua própria legislação.

O caudal de cálculo deve ser estimado com base na equação (4.12). Esta metodologia é

idêntica à do Regulamento Geral [N1], salvaguardando também os casos em que não

existam dados fiáveis sobre a precipitação do local. Nesses casos os valores da intensidade

de precipitação deverão situar-se entre 36 e 216 l/h.m-2, tendo em conta a localização do

edifício que se pretende construir e a legislação local.

Estes valores de intensidade pluviométrica terão que ser multiplicados por um factor de risco,

o qual é definido no Quadro 4.5.

Quadro 4.5 – Factores de risco [N7].

Situação Factor de risco

Caleiras 1,0

Caleiras onde o transbordo de água possa ser prejudicial, p.e. entradas de edifícios públicos 1,5

Circunstâncias que possam causar transbordo de água para o interior do edifício 2,0

Casos que necessitem de um grau elevado de protecção: - Salas de operações; - Meios de comunicação críticos; - Armazéns de substâncias tóxicas e inflamáveis; - Galerias de arte.

3,0

O cálculo da área de contribuição também segue um procedimento específico. Existem duas

metodologias distintas, assentando a diferença entre ambas na avaliação do efeito do vento.

A EN 12056-3 [N7] refere que o efeito do vento poderá ser desprezado a não ser que a

regulamentação local indique o contrário.

Desprezando o efeito do vento, a área de contribuição e dada por

Ac = a !b, (4.14)

onde: Ac (m2) é a área de contribuição efectiva da cobertura; b (m) é o comprimento da

cobertura a ser drenada; e a (m) é a largura da cobertura desde a caleira até à cumeeira.

Quando for necessário ter em conta o efeito do vento, o cálculo da área de contribuição

efectua-se com base no Quadro 4.6.

Page 49: Dissertacao sistemas de esgoto

35

Quadro 4.6 – Áreas de contribuição efectivas da cobertura tendo em conta o efeito do vento [N7].

Situações onde o efeito do vento deve ser considerado

Área de contribuição impermeável efectiva

Chuva conduzida pelo vento formando um ângulo igual ou superior a 26º com vertical

Ac = b ! a+d2

"

#$

%

&'

Chuva perpendicular à cobertura Ac = !a "b

A Figura 4.3 ilustra todas as dimensões necessárias ao cálculo da área de contribuição

efectiva de uma cobertura.

Figura 4.3 – Dimensões da cobertura [N7].

4.4. Caleiras e algerozes

4.4.1. Regulamento Geral

Os caudais de cálculo serão determinadas de acordo com a equação (4.12). O

dimensionamento de caleiras e algerozes deverá ser efectuado com base na equação (4.3),

de Gauckler-Manning-Strickler, considerando que a altura da lâmina líquida não deverá

exceder 70% da altura da secção. De acordo com Pedroso [7], esta exigência poderá ser

contornada se for assegurado que, em caso de transbordo, este não se dará para o interior

do edifício.

Para secções semicirculares (Figura 4.4), o raio hidráulico Rh e a área ocupada pelo fluido

poderão ser determinados em função do quociente entre a altura da lâmina líquida (h) e o

diâmetro da caleira ou algeroz (D), considerando as relações apresentadas na Figura 4.1.

Page 50: Dissertacao sistemas de esgoto

36

Figura 4.4 – Caleira de secção semicircular [4].

Considerando que a altura da lâmina líquida é a máxima permitida, tem-se h/D=0,35,

obtendo-se, a partir da equação (4.3),

D =Qc

K !0,08195 ! i12

"

#

$$$

%

&

'''

38

(4.15)

Procedendo de forma análoga para secções rectangulares (Figura 4.5), tem-se h=0,7a,

obtendo-se, a partir da equação (4.3),

Q =K ! b ! 710a

"

#$

%

&'!

A

b+1410a

"

#

$$$$

%

&

''''

23

! i12 . (4.16)

Figura 4.5 – Caleira de secção rectangular [5].

Page 51: Dissertacao sistemas de esgoto

37

As expressões (4.15) e (4.16) aplicam-se para inclinações superiores ou iguais a 0,5% em

conformidade com as exigências indicadas no Quadro 3.2.

4.4.2. Norma Brasileira

A NBR 10844 [N6] propõe também a utilização da fórmula de Gauckler-Manning-Strickler

(4.3) para o dimensionamento de caleiras e algerozes, a qual deverá ser aplicada para uma

altura da lâmina líquida de 0,5D.

4.4.3. EN 12056-3

No dimensionamento de caleiras, a EN 12056-3 [N7] distingue-se do regulamento português

pela distinção que faz de dois tipos de caleiras. Segundo o Regulamento Geral [N1], a

definição de caleira corresponde a condutas de pequena inclinação que têm por finalidade a

recolha e condução das águas pluviais para os ramais de descarga ou tubos de queda. Na

Norma Europeia existe um distinção entre algerozes (eaves gutters) e caleiras (parapet

gutters), definindo-se para cada uma delas uma metodologia de cálculo diferente. Na figura

são ilustrados os dois tipos de caleiras.

a) b)

Figura 4.6 – Condutores de águas pluviais: a) algeroz; b) caleira.

Em qualquer dos casos, o caudal de cálculo é dado por

Qc = 0,9 !Qcal, (4.17)

onde Qcal (l/s) é a capacidade do algeroz.

4.4.3.1. Eaves Gutters – Algerozes

Tal como efectuado na secção anterior, podemos distinguir algerozes com diferentes

geometrias da secção de escoamento: semicircular, rectangular ou trapezoidal.

Para secções semicirculares, a capacidade do algeroz é dada por

int int ext

Page 52: Dissertacao sistemas de esgoto

38

Qcal = 2.78!10"5 #Acal

1,25 #FL, (4.18)

onde: Acal (mm2) é a área do algeroz tal como o indicado na Figura 4.7; e FL é um factor de

capacidade dado no Quadro 4.7.

Quadro 4.7 – Valores do factor de capacidade, FL, em função da relação entre o comprimento do algeroz (L) e a altura da lâmina líquida (h) [N7].

L/h

Factor de capacidade

Inclinação Inclinação Inclinação Inclinação Inclinação

< 3mm/m 4 mm/m 6 mm/m 8 mm/m 10 mm/m

50 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

75 0,97 1,02 1,04 1,07 1,09

100 0,93 1,03 1,08 1,13 1,18

125 0,90 1,05 1,12 1,20 1,27

150 0,86 1,07 1,17 1,27 1,37

175 0,83 1,08 1,21 1,33 1,46

200 0,80 1,10 1,25 1,40 1,55

225 0,78 1,10 1,25 1,40 1,55

250 0,77 1,10 1,25 1,40 1,55

275 0,75 1,10 1,25 1,40 1,55

300 0,73 1,10 1,25 1,40 1,55

325 0,72 1,10 1,25 1,40 1,55

350 0,70 1,10 1,25 1,40 1,55

375 0,68 1,10 1,25 1,40 1,55

400 0,67 1,10 1,25 1,40 1,55

425 0,66 1,10 1,25 1,40 1,55

450 0,63 1,10 1,25 1,40 1,55

475 0,62 1,10 1,25 1,40 1,55

500 0,60 1,10 1,25 1,40 1,55

Caso os algerozes contenham uma ou mais mudanças de direcção com ângulos superiores

a 10º ao longo do seu desenvolvimento, a sua capacidade deverá ser multiplicada por um

factor de redução igual a 0,85.

Figura 4.7 – Algerozes de secção semicircular ou similar [N7].

Page 53: Dissertacao sistemas de esgoto

39

Para secções rectangulares ou trapezoidais (Figura 4.8), a capacidade do algeroz é dada por

Qcal = 3,48!10

"5 #Acal1,25 #FL #Fd #Fs, (4.19)

onde: Fd é um factor adimensional de profundidade, dado pela Figura 4.9; e Fs é um factor

adimensional de forma, dado pela Figura 4.10.

Figura 4.8– Caleiras de secção rectangular ou trapezoidal [N7].

As Figuras 4.9 e 4.10 permitem determinar os factores de profundidade e de forma em

função de parâmetros geométricos da secção, de acordo com a Figura 4.11.

a – factor de profundidade, Fd b – h/T (Ver Figura 4.11)

Figura 4.9 – Factor de profundidade, Fd (Depth factor) [N7].

a – factor de forma, Fs b – S/T (Ver Figura 4.11)

Page 54: Dissertacao sistemas de esgoto

40

Figura 4.10 – Factor de forma, Fs (Shape factor) [N7].

Figura 4.11 – Geometria de algerozes de secção trapezoidal [N7].

A Figura 4.9 mostra que para secções de grande altura, a capacidade do algeroz é

aumentada. A Figura 4.10 mostra que a máxima capacidade do algeroz é obtida para

secções quadradas.

Tal como para secções semicirculares, a existência de mudanças de direcção em ângulos

iguais ou superiores a 10º deve ser tida em conta reduzindo a capacidade do algeroz em

15%.

4.4.3.2. Parapet gutters - Caleiras com platibanda

A EN 12056-3 [N6] impõe um valor mínimo do bordo da caleira, a em função da sua

profundidade Z, (Figura 4.11), tal como se apresenta no Quadro 4.8.

Quadro 4.8 – Valores mínimos a [N7].

Profundidade da calha Z (mm)

Bordo livre a (mm)

inferior a 85 25

de 85 a 250 0,3 Z

superior a 250 75

A capacidade das caleiras de secção rectangular, trapezoidal ou similar é dada por

Qcal = 3,89!10"5 #Acal

1,25 #FL #Fd #Fs, (4.20)

Para outras secções, a norma EN 12056-3 [N7] permite recorrer a um método experimental

para a determinação da capacidade das caleiras, de acordo com a metodologia definida no

seu Anexo A.

h

Page 55: Dissertacao sistemas de esgoto

41

4.4.4. Métodos alternativos

4.4.4.1. Torres Segundo Torres [6], o caudal de cálculo dos algerozes deve ser majorado em 1,35, pois a

sua capacidade de transporte pode diminuir devido a factores como a entrada não adoçada

do fluxo de queda. Quanto à sua secção, esta deverá apresentar uma altura total excedendo

no mínimo 1/3 da altura líquida máxima.

Este autor também diferencia os algerozes (eaves gutters) com descargas livres nos tubos

de queda das caleiras (parapet gutters).

4.4.4.1.1. Algerozes de beiral (pequena largura)

Segundo Torres [6], a capacidade de transporte dos algerozes é dada por uma expressão

análoga à equação (4.18), em que

Qcal = 2,78!10"5 !60! A1,25, (4.21)

onde: Qcal (l/min) é a capacidade do algeroz; e A (mm2) é a secção máxima líquida e não a

secção do algeroz.

Torres [6] não faz uma distinção de geometria da secção, apresentando a mesma expressão

para algerozes em meia cana ou em segmentos circulares, rectangulares, trapezoidais ou

em V. Torres [6] indica que a equação (4.21) é válida para h!L" 0.2 , onde L’ é a largura

máxima líquida.

No Quadro 4.9 são apresentadas das capacidades obtidas através da equação (4.21).

Quadro 4.9 - Capacidade de algerozes em meia cana com tubo de queda na extremidade [6].

Algerozes (mm)

Caudais (l/min)

75 20

100 40

125 66

150 110

Os valores indicados no Quadro 4.9 correspondem a valores médios para alturas da lâmina

líquida entre 0,35D e 0,50D. Os mesmos valores podem também ser obtidos com a equação

(4.18) para FL=0.77, ou seja para a altura máxima da lâmina líquida em algerozes com

inclinação nula ou menor do que 3 mm/m. De acordo com o Quadro 4.7, o factor de

capacidade igual a 0.77 corresponde a uma situação intermédia de relação L/h, ou seja,

L/h=150.

Page 56: Dissertacao sistemas de esgoto

42

Outro factor a ter em conta são as mudanças de direcção de 90º nos tubos de queda.

Quando isso acontece, admite-se uma influência negativa na capacidade de transporte dos

algerozes. Para corrigir esse facto, deverá multiplicar-se o caudal de cálculo por um factor de

segurança que varia com as distâncias dos topos dos tubos de queda às mudanças de

direcção. São ainda diferenciadas as entradas em aresta viva e aresta boleada. Esse factor

pode ser consultado no Quadro 4.10.

Quadro 4.10 – Influência de curvas de 90º nos tubos de queda na capacidade de transporte dos algerozes para entradas no tubo de queda em: a) aresta viva; b) aresta boleada [6].

Distâncias mínimas (m) entre as secções de topo dos tubos de queda e a mudança

de direcção de 90º

Tipos de entrada no tubo de queda

Factor de multiplicação pelo caudal

0 a 2 a) b)

1,10 1,20

2 a 4 a) b)

1,05 1,10

O Quadro 4.11 faz a correspondência entre as dimensões nominais de algerozes e os

diâmetros dos tubos de queda.

Quadro 4.11 – Correspondências entre dimensões de algerozes e tubos de queda [6]

Algerozes Tubos de queda (mm)

(meia cana) Na extremidade No desenvolvimento

(mm) do algeroz do algeroz

75 50 (a) 50 (a)

50 (b) 50 (b)

100 63 (a) 63 (a)

50 (b) 50 (b)

125 75 (a) 89 (a)

63 (b) 75 (b)

150 89 (a) 100 (a)

75 (b) 100 (b)

4.4.4.1.2. Caleiras de soleira larga e secção trapezoidal

As caleiras de soleira larga deverão ter, no mínimo, uma largura de 300 mm, sendo a sua

capacidade dada por

Qcal = 0,0058 A3

T (l / min), (4.22)

onde: A (mm2) é a secção líquida na descarga; T (mm) é a largura da superfície livre na

secção de descarga (Figura 4.11).

Page 57: Dissertacao sistemas de esgoto

43

Na Figura 4.12 é apresentado um ábaco construído para precipitações de 2 l/min.m-2,

relacionando A, T e Qcal [6]. O ábaco deve ser utilizado de forma iterativa, definindo h,

calculando T e A, e encontrando a área de cobertura Sc a drenar.

Figura 4.12 – Ábaco para dimensionamento de algerozes (Nota: precipitação de 120 mm/h) [6].

4.4.4.1.3. Algerozes (fórmula geral)

Torres [6] apresenta uma fórmula geral para qualquer caleira ou algeroz, a qual é dada por

Qc = 0,0015 !A1,25 (l / min), (4.23)

a qual é muito próxima da equação (4.21).

4.5. Ramais de descarga

4.5.1. Regulamento Geral

Tal como no caso das caleiras e algerozes, os ramais de descarga deverão ser

dimensionados com base na equação de Gauckler-Manning-Strickler, sendo o caudal de

cálculo determinado pela equação (4.12). Para escoamentos em secção cheia ou meia

secção, o raio hidráulico é Rh=D/4, pelo que a equação (4.3) toma a forma:

(4.24) Dsecção cheia =4

53

!"

Qc

K2 " i12

#

$

%%%

&

'

(((

38

;

Page 58: Dissertacao sistemas de esgoto

44

Dmeia secção =2! 4

53

"#

Qc

K2 # i12

$

%

&&&

'

(

)))

38

; (4.25)

respectivamente para escoamentos em secção cheia e em meia secção.

Os ramais de descarga deverão ser dimensionados para inclinações superiores a 5 mm/m,

sendo aconselháveis entre 10 e 40 mm/m [7].

O diâmetro mínimo dos ramais de descarga é de 40 mm, passando a 50 mm quando forem

aplicados ralos de pinha.

4.6. Descarga de caleiras e algerozes

A descarga de caleiras e algerozes pode ser efectuada através de descarregadores de

superfície ou de orifícios de descarga. A descarga pode ser efectuada por um ramal de

descarga, tubo de queda, ou directamente para o exterior em descarregador de superfície ou

através de um tubo-ladrão.

Nos dois primeiros casos, a descarga pode ser efectuada em extremidade ou ao longo do

desenvolvimento da caleira ou algeroz. Poderão existir ainda caixas receptoras tal como

ilustrado na Figura 4.13.

No caso das descargas directas para o exterior aplicam-se as recomendações indicadas em

3.4.2.5.

a) b)

Figura 4.13 – Descarregadores com caixa receptora: a) em extremidade; b) no desenvolvimento da caleira ou algeroz [N7].

Page 59: Dissertacao sistemas de esgoto

45

4.6.1. Regulamento Geral

No Regulamento Geral [N1] não existem requisitos aplicáveis a estes elementos.

4.6.2. Norma brasileira

Na NBR 10844 também não há nenhuma referência a estes elementos.

4.6.3. EN 12056-3

A norma EN 12056-3 [N7] apresenta métodos de dimensionamento de dispositivos de

descarga para ramais de descarga e tubos de queda.

Para caleiras ou algerozes com secções de soleira horizontal (trapezoidas ou rectangulares),

a capacidade do descarregador é dada pelo Quadro 4.12 para saídas circulares e não

circulares. O funcionamento do descarregador dependerá da altura da lâmina líquida,

considerando-se descarga em superfície para pequenas alturas da lâmina líquida na caleira

e descarga por orifício para valores mais elevados da altura da lâmina líquida.

Quadro 4.12 – Capacidade dos descarregadores de caleiras ou algerozes para ramais de descarga e tubos de queda [N7].

Descarga Secção circular Secção não circular

Descarregador

Qdesc =k0 !D !h

1,5

7500 Qdesc =

k0 !Lw !h1,5

24000

válido para

válido para h !2AdescLw

Orifício

válido para

válido para

onde: Qdesc (l/s) é o caudal total do descarregador; D (mm) é o diâmetro efectivo do ramal de descarga

ou tubo de queda (Figura 4.14); h = h.Fh (mm) é a altura de água onde Fh é dado pelo gráfico da

(Figura 4.15); k0 é um coeficiente adimensional de saída, valendo 1,0 para casos em que a descarga é

desobstruída e 0,5 para casos onde se aplicam grelhas ou ralos; Lw (mm) é a largura do descarregador

ou orifício; e Adesc (mm2) é a área de secção do descarregador.

As expressões indicadas no Quadro 4.12 decorrem da expressão (4.7) para descarga

através de orifício e (4.8) para descarga de superfície. A título ilustrativo, indica-se que as

expressões do Quadro 4.12 para descarga por orifícios correspondem aproximadamente à

equação (4.9) com coeficiente de vazão igual a 0,6.

h ! D2

Qdesc =k0 !D

2 !h0,5

15000

h > D2

Qdesc =k0 !Adesc !h

0,5

12000

h !2AdescLw

Page 60: Dissertacao sistemas de esgoto

46

a) Entrada cónica: b) Entrada bordos circulares: c) Entrada com aresta viva:

;

;

Diâmetro efectivo: D=D0

Diâmetro efectivo: D=0,9D0 Diâmetro efectivo:D=D0=di

Figura 4.14 – Dimensões de descarregadores: D0 é o diâmetro do descarregador; e D é o diâmetro do ramal de descarga ou tubo de queda [N7].

a – Fh b – S/T (Ver Figura 4.11)

Figura 4.15 – Factor Fh [N7].

Para caleiras e algerozes com secção de soleira não horizontal, a área do descarregador

(abertura na caleira) deverá ser o dobro da área da secção do tubo de queda de. Tal como

anteriormente, a introdução de ralos e grelhas reduz a capacidade do descarregador em 50%.

No caso de existirem caixas receptoras (Figura 4.13), a capacidade do descarregador é dada

por

Q =Lw !h

32

2400 (l / s), (4.26)

D0 !1,5 "di LT !D0 D0 !1,5 "di R !D06

Page 61: Dissertacao sistemas de esgoto

47

onde: Lw (mm) pode ser considerado igual ao perímetro de abertura.

4.7. Tubos de queda

De acordo com Pedroso [4], podem ser consideradas duas situações de cálculo

correspondentes a precipitação corrente e acidental. No primeiro caso, com alturas baixas de

lâmina líquida nas caleiras ou algerozes, a descarga para o tubo de queda deverá ser de

superfície. No segundo caso, com maior altura da lâmina líquida, a descarga será por orifício.

O Regulamento Geral [N1] considera apenas a situação de precipitação normal, em que a

capacidade do tubo de queda é dada por

Q = ! +"

hD

#

$%

&

'( ) * )D )h ) 2gh, (4.27)

onde: H (m) é a carga no tubo de queda; D (m) é o diâmetro interior do tubo de queda; α é

uma constante que depende da entrada no tubo de queda, valendo 0,453 para entrada em

aresta viva e 0,578 para entrada cónica; e β é uma constante igual a 0,350.

A equação (4.27) pode ser escrita na forma

D =Qc !

" # $ # 2g #h52

U

% # $ #D # 2g #h32

U

, (4.28)

em que U é uma constante de conversão de unidades, a qual vale 1 para unidades do

Sistema Internacional, e 6!10"72 para Qc em l/min e D e H em mm.

Pedroso [4] refere que a equação (4.28) não se aplica quando L<0,04D ou L<1 m, onde: L

(m) corresponde ao comprimento do tubo de queda e D (m) é o diâmetro do tubo de queda;

ou para casos onde a precipitação é acidental, o caudal no tubo de queda é dado pela

equação (4.7), a qual pode ser escrita na forma

Q =

c4!Dh

"

#$

%

&' ( ) (D (h ( 2gh, (4.29)

que é comparável com a equação (4.27). No Quadro 4.13 comparam-se os resultados

fornecidos pelo primeiro factor de ambas as expressões para diferentes relações h/D e

diferentes valores de coeficiente de vazão. Constata-se que a aproximação entre as

expressões é maior para relações h/D próximas de 0,20 a 0,30 para valores de C inferiores

ou iguais a 0,6 e para relações h/D próximas de 0,35 para valores de C superiores a 0,6.

Page 62: Dissertacao sistemas de esgoto

48

Quadro 4.13 – Valores dos primeiros termos das expressões para tubos de queda para precipitações correntes e acidentais.

h/D ! +"

HD

C4+DH

! = 0,453 ! = 0,578 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

0,1 0,49 0,61 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25

0,2 0,52 0,68 0,63 0,75 0,88 1,00 1,13

0,3 0,56 0,79 0,42 0,50 0,58 0,67 0,75

0,4 0,59 0,93 0,31 0,38 0,44 0,50 0,56

0,5 0,63 1,10 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45

0,6 0,66 1,31 0,21 0,25 0,29 0,33 0,38

0,7 0,70 1,56 0,18 0,21 0,25 0,29 0,32

0,8 0,73 1,84 0,16 0,19 0,22 0,25 0,28

4.7.1. Norma brasileira

A NBR 10844 [N6] disponibiliza dois ábacos para o dimensionamento de tubos de queda de

águas pluviais. Um para tubos com entrada em aresta viva, o outro para tubos cuja caleira

adjacente possui um funil de descarga (Figura 4.16).

4.7.2. EN 12056-3

Segundo a norma europeia EN 12056-3 [N7], a capacidade dos tubos de queda é dada pela

expressão de Wyly-Eaton,

(4.30)

onde: K (mm) é a rugosidade do tubo de queda, assume-se 0,25 mm; D (mm) é o diâmetro

interno do tubo de queda; e ts é a taxa de ocupação do tubo de queda.

A expressão acima é idêntica à utilizada para o dimensionamento de tubos de queda de

esgoto doméstico pelo Regulamento Geral [N1], considerando as taxas de ocupação do tubo

de queda de 1/5 e 1/3.

Os tubos de queda que possuam troços com inclinação menor a 10º deverão ser tratados

como colectores e, como tal, serão dimensionados de uma forma diferente.

4.7.3. Métodos alternativos

Segundo Torres [6], o critério a adoptar para o dimensionamento dos tubos de queda poderá

ser o de fazer corresponder a cada cm2 de secção do tubo um valor de 300/h, sendo h a

altura da lâmina líquida.

Qc = 2,5!104 "K

#16 "D

83 " ts

53,

Page 63: Dissertacao sistemas de esgoto

49

Figura 4.16 – Dimensionamento de tubos de queda [N6]

Page 64: Dissertacao sistemas de esgoto

50

4.8. Colectores prediais

4.8.1. Regulamento Geral

De acordo com o Regulamento Geral [N1], o dimensionamento dos colectores prediais

deverá obedecer às seguintes regras:

• O caudal de cálculo resulta do somatório dos caudais de cálculo de tubos de queda e

ramais de descarga que lhe estão directamente ligados, e cujo dimensionamento já

foi referido;

• A inclinação dos colectores prediais deve estar compreendida entre 5 e 40 mm/m

[N1], recomendando-se, no entanto, um limite mínimo de 10 mm/m [7];

• O diâmetro deverá ser calculado com base na equação (4.3) (fórmula de Gauckler-

Manning-Strickler), considerando escoamento em secção cheia.

4.8.2. Norma brasileira

Segundo a norma NBR 10844 [N6], o dimensionamento dos colectores de secção circular

deverá ser efectuado com base na equação de Gauckler-Manning-Strickler (4.3)

considerando escoamento com altura igual a 2/3 do diâmetro interno, tal que

Qc = 0,244 !K !D

83 ! i

12. (4.31)

Deverão ser instaladas caixas de inspecção sempre que houver ligações com outras

tubagens, mudança de inclinação e a cada 20 m de troço. A ligação entre estes e os tubos

de queda deverá ser assegurada por uma curva de raio longo e com uma caixa de inspecção.

4.8.3. EN 12056-3

Segundo a EN 12056-3 [N7], os colectores são dimensionados com o recurso à equação de

Colebrook-White, considerando uma altura da lâmina líquida igual a 0,7D, rugosidade

efectiva de kb=1,0 mm e viscosidade de m2/s.

A equação de Colebrooke-White é dada por

v = !2 " 2g "D " i " log

kb3,7 "D

+2,51" #

D " 2g "D " i

$

%&&

'

()), (4.32)

a qual, para H=0,7D, pode ser resolvida recursivamente através da expressão

Dn+1 =Qc

!1,1745 " 2 "g " i" log!1

kb3,7 "Dn

+2,51" #

Dn " 2 "g "Dn " i

$

%

&&

'

(

))

*

+

,,

-

.

//

25

. (4.33)

! =1,31!10"6

Page 65: Dissertacao sistemas de esgoto

51

4.9. Ramais de ligação

O cálculo do diâmetro interior dos ramais de ligação é efectuado de forma análoga à descrita

em 4.8 para os colectores prediais. O diâmetro do ramal de ligação não deverá ser inferior ao

maior dos diâmetros das canalizações que para ele confluem respeitando o mínimo de

125 mm [N1].

4.10. Acessórios

4.10.1. Ralos

Os ralos instalados no topo de tubos de queda de águas pluviais devem ter uma área útil

igual ou superior a 1,5 vezes a área da secção daqueles tubos. De acordo com a EN 12056-

3 [N7], esta relação poderá ir até 2,0 no caso de algerozes com secção de soleira não

horizontal.

4.10.2. Sifões

O fecho hídrico dos sifões não deve ser inferior a 50 mm nem superior a 75 mm para águas

pluviais.

4.11. Câmaras de retenção de materiais pesados

Como se referiu em 3.4.3.2.1, o dimensionamento das câmaras de retenção de areias

assenta no princípio básico da diferença de densidades entre elementos, água e os materiais

mais pesados (areias).

Segundo Pedroso [4], para se obter um desempenho adequado, há que garantir velocidades

de escoamento no interior da câmaras de retenção entre 0,25 m/s a 0,30 m/s. Para

velocidades inferiores a 0,15 m/s poderá ocorrer uma deposição elevada de areias. Para

velocidades superiores a 0,40 m/s, a retenção poderá não ocorrer de todo.

Assim, fixando a velocidade num valor próximo de 0,30 m/s, é possível determinar a área de

secção transversal da câmara de retenção através de

Acrp =

Qc

v (m2), (4.34)

onde Qc (m3/s) é o caudal de cálculo, correspondente ao somatório dos caudais de descarga

que afluem à câmara de retenção.;

Muitas vezes a retenção de areias é efectuada em câmaras de retenção de hidrocarbonetos.

Esta opção é justificada pelo facto de as câmaras retentoras de hidrocarbonetos possuírem,

como se verá adiante, uma primeira zona onde pequenas quantidades de lamas e areias

podem ser acumuladas, conseguindo-se assim reter os dois tipos de materiais com a

utilização de um só sistema. Esta situação é frequente em oficinas e postos de lavagem,

Page 66: Dissertacao sistemas de esgoto

52

onde a quantidade de hidrocarbonetos é muito elevada. Em edifícios habitacionais, é mais

comum o uso das câmaras retentoras de pesados (areias).

4.12. Câmaras de retenção de hidrocarbonetos – EN 858-1

O dimensionamento das câmaras de retenção de hidrocarbonetos (líquidos leves, com

densidade inferior a 0,95 g/cm3 praticamente insolúveis em água e não saponificáveis)

também denominados separadores de hidrocarbonetos, deverá respeitar a EN 858-1 [N5],

cujas recomendações mais importantes são apresentadas em seguida.

4.12.1. EN 858-1

Existem duas classes de câmaras retentoras de hidrocarbonetos, as quais diferem nas

quantidades máximas de material residual que conseguem reter e na técnica de separação

dos resíduos (Quadro 4.14).

Quadro 4.14 – Classes de separadores de hidrocarbonetos [N5].

Classe Teor de óleo residual máximo permitido (mg/l) Técnica de separação Tipo de separador

I 5,0 Química Coalescente

II 100 Mecânica Gravítico

Os separadores podem ser de plena retenção passando as águas residuais, na sua

totalidade, através do tubo de entrada para a câmara de separação, onde os

hidrocarbonetos com densidade inferior a 0,85 g/cm3 são facilmente separados da água,

graviticamente, subindo à superfície. A capacidade de retenção é determinada pelo tamanho

das partículas, temperatura da água, caudal e duração do tempo de retenção. Os

separadores podem também apresentar um descarregador instalado a um nível superior à

soleira do tubo de entrada, permitindo que, quando se atingir um nível de água, os caudais

saiam directamente sem qualquer tratamento. Assume-se que os caudais iniciais são os que

contêm os níveis mais elevados de hidrocarbonetos.

A Figura 4.17 representa esquematicamente uma câmara retentora de hidrocarbonetos.

1. Descarregador;

2. Nível da água;

3. Depósito de partículas pesadas;

4. Separador de hidrocarbonetos.

Figura 4.17 – Câmara retentora de hidrocarbonetos [N5].

Page 67: Dissertacao sistemas de esgoto

53

Os materiais utilizados nas câmaras retentoras de hidrocarbonetos são os seguintes:

• Betão: simples, armado ou reforçado com fibras;

• Metal: ferro fundido, aço inoxidável ou aço;

• Plásticos: plástico reforçado com fibra de vidro, polietileno.

A norma EN 858-1 [N5] estabelece exigências particulares em função do tipo de material

adoptado. De qualquer forma, qualquer material, incluindo os que forem utilizados no

revestimento, terá que ser quimicamente testado [N5] e deverá ser garantida a sua

resistência ao contacto com óleos minerais, gasolina, gasóleo, petróleo, etc.

De acordo com a norma EN 858-1 [N5], os separadores de hidrocarbonetos são

caracterizados pela sua dimensão nominal, a qual se designa por NS #, onde # é um número

adimensional equivalente ao máximo caudal (em l/s) que aflui do separador. Estes caudais

variam entre 1,5 e 500 l/s.

A determinação da dimensão nominal e da classe do separador varia consoante este seja

pré-fabricado ou construído in situ. Os separadores fabricados in situ têm funcionamento

gravítico e dimensão nominal inferior a NS 150. No caso dos separadores pré-fabricados, a

determinação da dimensão nominal e da sua classe é obtida através do seu desempenho

quando sujeitos ao conjunto de ensaios descritos na norma. Os separadores pré-fabricados

disponíveis no mercado têm, obrigatoriamente, que respeitar a norma europeia EN 858-1

[N5]. Uma vez que os separadores mais pequenos são pré-fabricados, este tipo de unidades

é mais adequado para as situações mais correntes. Os separadores fabricados in situ

aplicam-se a instalações do tipo oficinal ou industrial.

No caso dos separadores de hidrocarbonetos pré-fabricados, a capacidade de separação

(em litros) deve ser, pelo menos, dez vezes a dimensão nominal, incluindo sempre

dispositivos de fecho automático tal como indicado na Figura 4.17.

• Os separadores construídos in situ devem obedecer ainda às seguintes regras:

• A relação entre a largura e a altura deverá ser entre 1:1,15 e 1:5;

• A distância entre o fundo do separador e o tubo de saída deverá ser de 20% da

profundidade da água;

• A profundidade mínima da água deverá ser 2,5 m incluindo uma profundidade de

0,15 m para líquidos de baixa densidade e outra de 0,35 m para a deposição de

possíveis sedimentos.

Finalmente, a norma EN 858-1 [N5] estabelece ainda valores mínimos da superfície de

água no separador fabricado in situ, Amin (m2), bem como do volume total, Vmin (m3), e da

capacidade de armazenamento de hidrocarbonetos, V1,min (m3), os quais são dados por

Page 68: Dissertacao sistemas de esgoto

54

Amin = 0,2 !NS; (4.35)

Vmin =Hs !A = 0,5 !NS; (4.36)

V1,min = 0,03 !NS; (4.37)

onde Hs (m) é a altura total do separador.

No Quadro 4.15 apresentam-se as dimensões obtidas para separadores com dimensão

nominal NS 150 a NS 500, incluindo também o diâmetro nominal mínimo (DNmin) dos tubos

de entrada e saída no separador.

Quadro 4.15 – Dimensões de separadores construídos in situ [N5].

NS Amin(m2) Vmin (m3) V1min (m3) DNmin (mm)

150 30 75 4,5 400

200 40 100 6 400

300 60 150 9 500

400 80 200 12 500

500 100 250 15 600

4.12.2. Métodos alternativos

Pedroso [4] apresenta um método de dimensionamento diferente, o qual se baseia na

definição de superfícies específicas de separação, Se (m2), de acordo com o Quadro 4.16.

Quadro 4.16 – Superfícies específicas de separação [4].

Tipo de produto Massa volúmica (g/cm3)

Superfície específica de separação correspondente ao caudal escoado de

1 l/s (m2)

Factor de correcção Fc

Gasolina 0,75 0,16 1,0

Petróleo 0,8 0,20

Mazute 0,85 0,27 1,5

Óleo 0,9 0,40 2,0

O Quadro 4.16 inclui um factor de correcção (Fc) aplicável ao caudal a drenar. Assim, umas

vez definido o caudal a drenar, Qc (l/s), a superfície de água, Amin, será

Amin = Se !Qc !Fc. (4.38)

No Quadro 4.17 são apresentados os volumes mínimos do tempo de retenção para

separação, Tret.

Page 69: Dissertacao sistemas de esgoto

55

Quadro 4.17 – Tempos mínimos de retenção para separação [4].

Tipo de produto Tempo mínimo de retenção Tret (s) Factor de correcção Fc

Gasolina 120 1,0

Petróleo 120

Mazute 180 1,5

Óleo 240 2,0

O volume da câmara de separação, Vsep (litros), será dado por

Vsep =Qc !Fc.Tret. (4.39)

Na Figura 4.18 são indicadas algumas recomendações geométricas para câmaras de

separação de hidrocarbonetos.

Valores recomendados (mm):

B ≥ 100;

C/L > 1;

D ≥ 50;

E ≥ 150;

F ≥ 350;

G ≥ 200;

H ≥ 200;

J ≥ 150;

K ≥ 200;

d > 100.

Figura 4.18 – Câmara de retenção de hidrocarbonetos fabricada in situ [4].

4.13. Sistemas elevatórios

Os sistemas elevatórios de águas residuais são, em geral, constituídos por uma câmara de

bombagem e pelas bombas.

4.13.1. Câmara de bombagem

O volume útil, Vut (m3), da câmara de bombagem é dimensionado em função do caudal

afluente de cálculo, Qa (l/s), e do número horário de arranques, N (h-1), admitido para o

elemento de bombagem, tendo-se

Page 70: Dissertacao sistemas de esgoto

56

Vut =

0,9 !Qa

N. (4.40)

Caso a câmara de bombagem possua duas células, esta metodologia só será adoptada para

a célula destinada à recolha dos afluentes.

O cálculo do volume do poço de bombagem poderá ser substituído pelo cálculo da sua área

de superfície [I3], tendo-se

Aw =

Qb

20, (4.41)

onde: Qb (l/s) é o caudal escoado pela bomba.

O volume total do poço de bombagem resulta assim da multiplicação de Aw por uma altura de

1 m, para estações pequenas, e de 2 m para estações grandes.

4.13.2. Instalação elevatória

4.13.2.1. Potência da bomba A potência de uma bomba é dada por

P =

! "Qb "Htotal

# (W), (4.42)

onde: ! (N/m3) é o peso volúmico; Qb (m3/s) é o caudal bombado, o qual pode ser majorado

em 20%; Htotal (m) é a altura total; e ! é o rendimento da bomba.

4.13.2.2. Altura manométrica - Htotal A altura manométrica, ou altura total de elevação, representa o ganho de pressão do

escoamento na passagem pela bomba.

A Figura 4.19 ilustra uma instalação elevatória, servindo de base para a determinação da

altura manométrica.

1) Câmara de bombagem;

2) Bomba;

3) Altura a que se pretende elevar a água.

Figura 4.19 – Instalação elevatória.

Page 71: Dissertacao sistemas de esgoto

57

Tendo em conta a equação (4.2), a perda de carga entre dois pontos x e y é dada por

!Hxy =Hx "Hy. (4.43)

Para o cálculo da altura manométrica da bomba é necessário estimar as perdas de carga

entre 1 e 2 (troço de aspiração) e entre 2 e 3 (troço de compressão). As perdas de carga

podem ser divididas em perdas contínuas e singulares (ou localizadas). Frequentemente,

opta-se por considerar as perdas localizadas em derivações e mudanças de direcção ou de

diâmetro como perdas contínuas em troços de tubagem rectilíneas de comprimento

equivalente. Uma forma simples de estimar os comprimentos equivalentes de tubagem é

majorar os comprimentos reais em 20 a 30%. Podem também ser consultadas tabelas de

comprimentos equivalentes, as quais são disponíveis para a generalidade dos materiais

utilizados em canalizações. A perda de carga, ΔH (mca), será então dada por

!H = J "Leq, (4.44)

onde: J (mca/m) é a perda de carga unitária e Leq é o comprimento equivalente total de

tubagem (comprimento real somado dos comprimentos equivalentes de cada singularidade).

A perda de carga unitária pode ser dada por diversas expressões, sendo frequente utilizar-se

a fórmula de Flamant [5], aplicável em regime turbulento, para tubos lisos, tal que

J = 4 !b ! v

74 !D

"54, (4.45)

onde: b é uma constante que caracteriza a rugosidade do material da tubagem, variando

entre 1,3x10-4 (fórmula de Blasius) e 2,3x10-4 [4]; v (m/s) é a velocidade do escoamento; e D

(mm) é o diâmetro interior do tubo.

A altura manométrica de aspiração, Ha (mca), é então dada por aplicação do teorema de

Bernoulli ao troço de aspiração entre 1 e 2 (Figura), tendo-se

Ha =

p1!+"Ha

#

$%%

&

'((+ z2 +

v22

2g

)

*++

,

-../p1!+ z1 +

v12

2g

#

$%%

&

'(( 0 za +"Ha, (4.46)

onde: p1 (Pa) é a pressão em 1; z1 e z2 (m) são as cotas dos pontos 1 e 2, respectivamente,

sendo z2-z1=za; v1 e v2 (m/s) são as velocidades de escoamento em 1 e 2, respectivamente,

sendo v22 ! v1

2

2g" 0 ; e ΔH (mca) é a perda de carga no troço de aspiração.

Uma vez que a bomba não deverá aspirar água de uma profundidade superior à sua

capacidade, será necessário conhecer o valor da altura máxima de aspiração da bomba, a

qual depende da carga hidráulica líquida positiva de sucção da bomba (ou carga absoluta útil

Page 72: Dissertacao sistemas de esgoto

58

na aspiração ou ainda, no original em língua inglesa, “Net Positive Suction Head” - NPSH).

Este parâmetro, que deve ser disponibilizado pelo fabricante da bomba, mostra a diferença

entre a pressão disponível à entrada da bomba e a pressão de vapor de água. Quando a

pressão disponível é inferior à pressão de vapor, o líquido vaporiza dando origem a

fenómenos de cavitação com rebentamento de ar cujas ondas de choque podem danificar a

tubagem e a bomba.

Tendo em conta a Figura 4.19, a carga líquida positiva de sucção é dada por

NPSH =

p1!" za " #Ha

$

%&&

'

())"pv!, (4.47)

onde pv (Pa) é a pressão de vapor, a qual depende da temperatura da água, situando-se a

altura equivalente, pv!

, entre 0,13 e 0,29 mca para temperaturas entre 10 e 20ºC [4].

Introduzindo a altura manométrica de aspiração na equação (4.47), tem-se,

conservativamente, o seu valor máximo,

Ha,máx =

p1!" NPSH+

pv!

#

$%%

&

'((. (4.48)

Para a determinação da altura manométrica de compressão, Hc (mca), procede-se de forma

análoga, tendo-se

Hc =

p3!+"Hc

#

$%%

&

'((+ z3 +

v32

2g

)

*++

,

-../p2!+ z2 +

v22

2g

#

$%%

&

'(( 0 zc +"Hc, (4.49)

onde: p2 (Pa) é a pressão em 2; z3 (m) é a cota do ponto 3, sendo z3-z2=zc; v3 (m/s) é a

velocidade de escoamento no ponto 3, sendo v32 ! v2

2

2g" 0 ; e ΔHc (mca) é a perda de carga no

troço de compressão.

Finalmente, a altura manométrica total da bomba é dada por

Ht =Ha +Hc = za + zc +!Ha +!Hc. (4.50)

Page 73: Dissertacao sistemas de esgoto

59

5. CONFORTO E QUALIDADE NOS SISTEMAS

Além dos aspectos relacionados com o dimensionamento de sistemas de drenagem de

águas pluviais, os quais são maioritariamente, normalizados ou regulamentados, há que

considerar outros aspectos relacionados com o conforto e a sustentabilidade dos sistemas,

tais como:

• Controle de ruído;

• Controle de odores;

• Acessibilidade dos sistemas;

• Autolimpeza do sistemas;

• Aproveitamento de águas pluviais.

5.1. Controle de ruído

O ruído é um dos factores que mais perturba o conforto dos utentes dos edifícios. Entre as

fontes de ruído encontram-se os sistemas de drenagem de águas pluviais.

Em geral, o ruído nos sistemas de drenagem de águas pluviais decorre do funcionamento de

bombas em troços com escoamento em pressão ou de impactos na canalização que se

propagam ao longo da estrutura para finalmente darem origem a radiação sonora de paredes

e pavimentos.

Estes impactos ou choques podem resultar da queda de água na transição de tubos de

queda para colectores prediais, principalmente quando não existem câmaras de inspecção. A

ligação não sifonada de dispositivos interiores que, pela qualidade do esgoto (exemplo:

águas de condensação em sistemas de ar condicionado) ligam directamente à rede de

drenagem de águas pluviais pode traduzir-se na redução de isolamento sonoro da

envolvente face a ruídos exteriores, tendo particular importância nos dias de chuva.

Uma vez que o ruído em canalizações de drenagem de águas pluviais é, essencialmente,

ruído de percussão, as medidas a tomar para reduzir a ocorrência de ruído são as seguintes:

• Utilização de tubagens de material pouco rugoso e com alguma flexibilidade;

• Opção por traçados pouco sinuosos;

• Instalação das tubagens com ligações flexíveis aos elementos de suporte (Figura 5.1);

• Atravessamento de elementos estruturais com interposição de material elástico e

resiliente (Figura 5.1);

• Instalação de bombas em locais isolados da restante estrutura do edifício;

• Controle da velocidade de escoamento em pressão.

Page 74: Dissertacao sistemas de esgoto

60

O Regulamento dos Requisitos Acústicos dos Edifícios (RRAE) [N8] estipula limites do

valor preconizado do nível sonoro equivalente ponderado A, LAr,nt, em locais receptores

tendo como fonte sonora as instalações de drenagem de águas pluviais, entre outras

canalizações dos edifícios.

.

Figura 5.1 – Isolamento para prevenção de ruídos [6].

5.2. Controle de odores

Normalmente as águas pluviais não constituem um problema em relação à emanação de

odores desagradáveis. No entanto, em locais onde o sistema público de drenagem for

unitário, deverá ter-se o cuidado de dotar os colectores prediais de águas pluviais que

conduzem a água à câmara de ramal de ligação de sifões de modo a evitar a passagem de

odores do sistema de esgoto doméstico para o sistema pluvial.

5.3. Acessibilidade dos sistemas

A fácil acessibilidade aos sistemas de drenagem de águas pluviais poderá evitar muitos

transtornos. De facto, facilitando a actuação, por parte das entidades competentes, em

intervenções de reparação e inspecção dos sistemas, reduz-se o tempo destas operações.

Uma boa acessibilidade também evita que possíveis anomalias possam interditar espaços

comuns ou privados durante períodos excessivamente longos.

No Capítulo 3 foram discutidos os cuidados a ter para garantir a adequada acessibilidade dos

sistemas de drenagem de águas pluviais.

5.4. Autolimpeza dos sistemas – “Siphonic Drainage System”

5.4.1. Considerações gerais

Os sistemas de drenagem pluvial tradicionais asseguram o escoamento pela via gravítica.

Para tal, torna-se necessário tomar algumas medidas como a aplicação de troços com uma

inclinação mínima evitando assim possíveis entupimentos e a própria estagnação da água no

sistema. Como forma de combater os problemas que o sistema tradicional apresenta,

consoante os casos, desenvolveu-se, há cerca de 40 anos, um sistema sifónico que, tirando

Page 75: Dissertacao sistemas de esgoto

61

partido da indução de vácuo nas tubagens, permite a drenagem das águas pluviais de um

forma mais eficaz.

Este sistema de drenagem de coberturas, designado por “Siphonic Drainage System” - SDS),

foi desenvolvido pelo Engenheiro finlandês Olavi Ebeling no final dos anos 60 [I5]. Desde

então espalhou-se pela Europa, com maior incidência nos países nórdicos. Durante os anos

80, o sistema SDS chegou ao Reino Unido pelas mãos da empresa suíça Geberit, que ainda

hoje é líder no mercado deste tipo de sistemas.

Nos anos 90 observou-se um crescimento significativo da implementação dos sistemas

sifónicos em Portugal.

O sistema SDS assenta no príncipio de que a água, ao descer pelas tubagens, cria uma

pressão negativa no topo do tubo de queda, a qual será, posteriormente, aproveitada para

sugar a água. A pressão negativa, à semelhança do que ocorre nos sifões, é garantida pela

falta de ar no interior da tubagem.

Nos sistemas tradicionais, a água ao entrar nos tubos de queda forma um vórtice que reduz

significativamente a capacidade do sistema. O componente mais significativo num sistema

tradicional é o descarregador da cobertura, cuja capacidade determina o escoamento nos

tubos de queda, os quais são dimensionados para operar à pressão atmosférica. A Figura

5.2 esquematiza a passagem da água do descarregador para o tubo de queda num sistema

gravítico.

Figura 5.2 – Entrada da água no tubo de queda (Sistema tradicional) [I6].

Os ralos utilizados no sistema sifónico são os elementos chave do sistema porque controlam

a entrada de água e ar, criando o vácuo necessário. Na Figura 5.3 está representada a

constituição de um ralo sifónico.

Page 76: Dissertacao sistemas de esgoto

62

Figura 5.3 – Ralo “sifónico” [I6].

A utilização deste sistema de drenagem traz um número significativo de vantagens, das

quais se destacam:

• Redução do número de tubos de queda associados a cada caleira;

• A rede de colectores subterrâneos poderá ser substituída por uma rede muito mais

acessível, o que reduzirá significativamente os custos;

• Redução das dimensões das tubagens;

• Melhor integração da rede de tubagens no edifício;

• Redução da quantidade de água nas coberturas durante grandes chuvadas, devido à

velocidade de escoamento que é imposta quando isso acontece;

• A velocidade a que se dá o escoamento, em chuvadas intensas, permite a sua auto-

limpeza.

A Figura 5.4 ilustra a simplicidade de um sistema SDS relativamente ao sistema tradicional

de drenagem de águas pluviais.

a) b)

Figura 5.4 – Sistemas de drenagem de águas pluviais: a) tradicional; b) SDS [I6].

Page 77: Dissertacao sistemas de esgoto

63

5.4.2. Dimensionamento

5.4.2.1. Noções básicas Tendo em conta o teorema de Bernoulli, a perda de carga hidráulica entre dois pontos x e y

que contabiliza as perdas devidas à resistência das paredes interiores das tubagens (perdas

de carga contínuas) e as perdas adicionais devidas a acessórios (perdas de carga

singulares) é dada por

!Hx,y =

px"+Q2

2gA+ zx

#

$%%

&

'(()

py"+Q2

2gA+ zy

#

$%%

&

'(( =k*2

2g, (5.1)

onde: ! (N.s/m2) é a viscosidade do fluido; e k é um coeficiente de perda de carga. As

restantes variáveis assumem o significado atribuído no Capítulo 4.

Esta abordagem de cálculo foi usada para estimar a capacidade de escoamento e a

distribuição de pressões em plataformas de sistemas de drenagem sifónicos [10]. Existem

diferenças significativas nas pressões calculadas ao longo do sistema, as quais dependem

directamente do atrito causado pelos acessórios. As discrepâncias existentes nos resultados

são explicadas pela variação de ar contido na tubagem e pelas imprecisões na estimativa

das perdas de carga singulares, incluindo no ralo sifónico. Apesar de se considerar que a

imprecisão no cálculo de cada perda de carga singular é reduzida, o erro acumulado

resultante da soma de todas as parcelas que compõem o sistema pode ser significativo. Para

contrariar esta situação, têm sido desenvolvidos vários estudos em para determinação das

perdas de carga singulares relativas a acessórios específicos deste tipo de sistema [10], os

quais indicam que:

• O erro associado ao coeficiente de perda k poderá ser superior a 5%;

• O coeficiente de perda de carga do ralo varia entre 0,287 e 0,339.

Este tipo de sistemas é dimensionado para funcionar a pressões até 80 kPa abaixo da

pressão atmosférica. Contudo, essas pressões podem variar e aumentar devido a (Slater et

al, em [10]):

• Interacção com o sistema subterrâneo;

• Bloqueio total ou parcial dos ralos;

• Inconformidades no traçado do sistema resultante da instalação;

• Volume de ar que entra no sistema.

5.4.2.2. Influência da presença de ar nos sistemas

A maior parte dos sistemas são dimensionados para funcionar ligeiramente acima da

condição de dimensionamento. À medida que a intensidade de precipitação aumenta, ocorre

Page 78: Dissertacao sistemas de esgoto

64

uma despressurização parcial instável do sistema que, segundo testes laboratoriais têm

mostrado, resulta no deslocamento de quantidades substanciais de ar no sistema. A

natureza instável do escoamento, aliada a estes deslocamentos de ar que poderão aumentar

significativamente o escoamento, aumenta o risco de causar ruídos e vibrações no sistema

que poderão fazer com que ele falhe. Tudo isto faz com que o ar seja tratado como um

elemento essencial no dimensionamento do sistema. Para tal são consideradas três tipos de

entrada do ar no sistema de drenagem:

1) Ar presente no sistema antes do início da precipitação;

2) Ar que entra acompanhando a água no início da precipitação;

3) Ar que entra por intermédio da abertura dos ralos.

A primeira via de entrada do ar ocorre durante o tempo em que o sistema se encontra em

repouso, isto é, no intervalo de tempo entre precipitações. Durante este período, o sistema é

exclusivamente preenchido por ar.

A segunda via de entrada de ar é causada durante a descarga nos tubos de queda. Devido à

natureza turbulenta dessa descarga, grandes quantidades de ar contidas no escoamento

poderão ser introduzidas no sistema. Para limitar este problema, os ralos utilizados devem

impedir a formação de vórtices na entrada dos descarregadores, o que, na maioria das vezes,

é conseguido por uma obstrução de geometria variável colocada na entrada do sistema (ralo).

No entanto, existirá sempre uma quantidade de ar que entra no sistema devido a pequenos

vórtices e à redução da altura de escoamento.

Sistemas bem dimensionados permitem a saída do ar por uma de duas maneiras possíveis:

através do ralo da cobertura à medida que a afluência de água começa a aumentar ou

através de um ponto de descarga associado ao sistema subterrâneo. Contudo, em qualquer

dos casos, a presença de ar será sempre inevitável, alterando constantemente as condições

hidráulicas do escoamento durante a fase de sucção.

5.4.2.3. Sucção

O conceito de sucção é de extrema importância nos sistemas sifónicos de drenagem de

águas pluviais. Se, por alguma razão, a sucção falhar, todo o sistema irá falhar, o que não é

admissível. A descrição da ocorrência do fenómeno de sucção será efectuada considerando

que as condições hidráulicas do sistema sifónico prevalecem ao longo do seu funcionamento,

isto é, a afluência de água para o sistema aumentará rapidamente até se verificarem as

condições de dimensionamento, podendo mesmo exceder-se estas condições.

O fenómeno de sucção pode ser divido em quatro etapas, tal como mostra a Figura 5.5.

Page 79: Dissertacao sistemas de esgoto

65

Figura 5.5 - Etapas do fenómeno de sucção num sistema sifónico de drenagem de águas pluviais [10].

A primeira etapa (A) corresponde a intensidades de precipitação até 10% da capacidade

para a qual o sistema foi dimensionado. Neste momento, o sistema funciona como um

sistema tradicional, onde a secção não é totalmente preenchida pela água. O escoamento

nos tubos de queda aparenta ser quase nulo e no troço horizontal é considerado sub-crítico.

Direcção do escoamento

Figura 5.6 – Primeira etapa do fenómeno de sucção em SDS (Sistema ravítico) [I6].

Com o aumento da intensidade de precipitação, a altura da lâmina de água sobre o ralo

aumenta. Durante esse período, o prato anti-vórtice do ralo começa a submergir, evitando a

entrada de ar no sistema de tubagem e aumentando o escoamento. Este aumento do

escoamento produz uma interface entre dois tipos de movimento, um lento, da água que já

se encontrava no sistema, e o novo, bem mais rápido. Esta interface irá permitir a formação

de uma cortina de água que irá percorrer o sistema e que permitirá o início da acção sifónica.

Note-se que deverá existir sempre um troço horizontal entre o descarregador e o tubo de

queda, para permitir o preenchimento total do descarregador, dando assim início ao

fenómeno de sucção. O descarregador terá de ser correctamente dimensionado, pois de

acordo com estudos feitos no Reino Unido (Arthur & Swaffield (1999); Sommerhein (1999)

em [10]), se o descarregador for sobredimensionado o risco de o sistema falhar aumenta.

Page 80: Dissertacao sistemas de esgoto

66

Direcção do escoamento

Figura 5.7 – Segunda etapa (B) do fenómeno de sucção em SDS [I6].

Eventualmente, a intensidade de precipitação aumentará até um ponto onde a água entrará

através dos ralos com uma taxa que fará com que o ressalto hidráulico seja deslocado do

início do troço horizontal para o fim deste, fazendo com que a água ocupe praticamente a

totalidade da tubagem. Ao mesmo tempo uma bolsa de ar fica presa a meio da tubagem à

medida que as condições de secção cheia se vão propagando até ao tubo de queda.

Direcção do escoamento

Figura 5.8 – Terceira etapa (C) do fenómeno de sucção em SDS (ressalto hidráulico) [I6].

Quando a intensidade de precipitação atinge o seu pico, o sistema funciona com eficiência

máxima. Neste momento, as condições de escoamento em secção cheia propagam-se ao

tubo de queda, fazendo com que ocorra uma despressurização do escoamento na sua

entrada que reduz a pressão para níveis inferiores à pressão atmosférica. Isto provocará um

aumento da velocidade de escoamento e fará com que a bolsa de ar se desloque ao longo

do sistema até ser expulsa, permitindo que, agora sim, o sistema funcione na sua

capacidade máxima.

Direcção do escoamento

Figura 5.9 – Quarta etapa (D) do fenómeno de sucção em SDS (escoamento em secção cheia) [I6].

5.4.2.4. Determinação do número de pontos de descarga

Para se determinar o número de pontos de descarga necessários para drenar uma certa área

é necessário calcular a quantidade de água a drenar, utilizando o método preconizado na EN

12056-3 [N7] e que, de resto, já foi apresentado em 4.3.3. Dividindo o caudal total a drenar

pela capacidade de cada descarregador, obtém-se o número de descarregadores

necessários.

Page 81: Dissertacao sistemas de esgoto

67

O volume de água a drenar pode também ser calculado por [I12]

V = I ! "!µ !A

1000, (5.2)

onde: I (l/s/ha) é a intensidade de precipitação; A (m2) é a área a drenar; e η e µ são factores

de redução que dependem, respectivamente do tipo de cobertura e da superfície da

cobertura.

Em qualquer dos casos, a capacidade dos descarregadores deverá ser reduzida em 85%

para garantir o seu total preenchimento e o bom funcionamento da sucção. A distância entre

descarregadores não deverá exceder os 20 m.

5.4.3. Disposições construtivas

No desenvolvimento do sistema convém ter sempre presente alguns pormenores

construtivos de maneira a evitar problemas de funcionamento. De seguida serão

apresentados alguns exemplos de disposições construtivas.

O aumento do diâmetro do descarregador poderá fazer com que este não atinja o seu

preenchimento total o que fará com que o sistema falhe. O alargamento poderá ser opção

caso se garanta que não influenciará o seu preenchimento total. No que diz respeito aos

troços horizontais, esse problema não se coloca, pelo que é possível adoptar essa solução.

Correcto

Incorrecto

Figura 5.10 – Aumento de diâmetro no descarregador [I5].

A opção por um descarregador com uma determinada inclinação está completamente

vedada. A inclinação iria fazer com que a velocidade de escoamento aumentasse, havendo o

risco de este se processar sempre pela via gravítica, e pondo em risco o preenchimento total

das tubagens.

Correcto

Incorrecto

Figura 5.11 – Descarregador inclinado [I5].

Page 82: Dissertacao sistemas de esgoto

68

Pela mesma razão, os troços horizontais não devem conter nenhuma inclinação. No entanto,

caso se opte por essa solução terá que se aplicar uma redução de diâmetro no tubo de

queda por forma a garantir o preenchimento das tubagens.

Correcto Incorrecto

Figura 5.12 – Inclinação do troço horizontal [I5].

Apesar de não ser desigual, é possível proceder ao aumento do diâmetro nos tubos de

queda. Para tal é necessário fazer o alargamento num local que não evite que o escoamento

se continue a processar a secção cheia. É uma tarefa de difícil resolução, pois é

praticamente impossível de garantir que isso não venha a acontecer, pondo em causa o

processo de sucção.

Correcto

Incorrecto

Figura 5.13 – Aumento do diâmetro no tubo de queda [I5].

5.5. Sistemas de aproveitamento de águas pluviais (SAAP)

5.5.1. Considerações gerais

Apesar de ter tido um grande desenvolvimento nas últimas décadas, o aproveitamento de

águas pluviais, especialmente para fins não potáveis, não é novo, tendo milhares de anos de

utilização. Existem vestígios de estruturas construídas para esse efeito em várias civilizações

como a Inca, Maia, Grega e Romana. Em Portugal são exemplos os castelos de Sesimbra e

Ourém que possuíam um sistema de armazenamento da água pluvial que servia de reserva

em situações de cerco, abastecendo todo o castelo [11].

Hoje em dia, se se tiver em conta o mapa da precipitação anual no mundo (Figura 5.14), é

possível concluir que, na maioria dos casos, existe uma relação entre a pluviosidade e o

desenvolvimento dos países. Este facto leva a que a água pluvial seja encarada como um

factor de desenvolvimento e que, como tal, possa e deva ser cada vez mais aproveitada e

reutilizada.

Page 83: Dissertacao sistemas de esgoto

69

Figura 5.14 - Precipitação mundial anual (adaptado de [I7]).

Um factor importante a ter em conta no aproveitamento das águas pluviais corresponde ao

transporte de contaminantes presentes no ar que estas águas efectuam. Estes

contaminantes alteram as características da água tornando-a não potável. Segundo

Annecchini [12], o sódio, o magnésio, o potássio e o cloro são alguns exemplos de

constituintes detectados em águas pluviais recolhidas em zonas próximas do oceano,

enquanto a sílica, o alumínio e o ferro podem-se encontrar em zonas mais interiores. As

zonas industriais constituem outro factor de risco na contaminação das águas pluviais, assim

como as zonas urbanas de grande desenvolvimento industrial.

Assim, as águas pluviais devem ser consideradas não potáveis, pelo que a sua reutilização

terá fins não potáveis. Estudos realizados mostram que a maior parte da água utilizada em

edifícios de habitação se destina a fins não potáveis, como as regas, descargas sanitárias e

postos de lavagem [12]. Na Figura 5.15 é ilustrada a distribuição do consumo de água em

habitações na Alemanha, mostrando-se que cerca de 60% da água consumida tem fins não

potáveis. Este indicador dá enfâse à importância da reutilização de águas pluviais, permitindo

poupança da água potável indispensável à sobrevivência humana. O maior problema destes

sistemas prende-se com o perigo de esta água poder ser consumida involuntariamente, o

que poderá trazer problemas para a saúde pública.

Figura 5.15 – Consumo de água em residências na Alemanha (adaptado de [12]).

Lavagem de carros e jardins (6%)

Lavagem de pratos (6%)

Beber e cozinhar (4%)

Chuveiro (36%)

Descargas sanitárias (27%)

Lavagem de roupa (12%)

Page 84: Dissertacao sistemas de esgoto

70

5.5.2. Constituição do sistema

O sistema de aproveitamento de águas pluviais (SAAP) tem como principal objectivo a

captação das águas pluviais para poderem ser reutilizadas, reduzindo assim o consumo de

água potável. A colecta da água é normalmente efectuada nas coberturas ou através dos

solos, sendo a primeira forma bastante mais simples.

A Figura 5.16 mostra a constituição de um SAAP e o caminho percorrido pela água desde a

sua captação, até à sua reutilização.

Figura 5.16 – Constituição de um SAAP [12].

Como se pode verificar, a água recolhida na cobertura é conduzida através de caleiras e

tubos de queda até um reservatório de armazenamento (Figura 5.16). Antes da entrada no

reservatório, terá de passar por sistema de filtragem que desvie as primeiras águas,

consideradas mais poluídas. O reservatório está equipado com um sistema de bombagem

que posteriormente encaminhará a água para a rede não potável onde se inserem máquinas

de lavar roupa, autoclismos e sistemas de rega. O reservatório deverá ter uma torneira de

segurança, que servirá de apoio caso este se apresente um nível de água reduzido,

alimentando-o com água potável.

Existem quatro tipos distintos de sistemas de aproveitamento de água [13]:

• Sistema de fluxo total: toda a água captada é encaminhada para o reservatórios,

passando por um sistema de filtragem. Caso este exceda a sua capacidade, a água

é conduzida para o sistema de drenagem;

• Sistema com derivação: é colocado um elemento que desvia as primeiras águas da

chuva directamente para o sistema de drenagem. A restante segue o mesmo

caminho do sistema anterior;

• Sistema com volume adicional de retenção: o sistema é reforçado com um

reservatório de maiores dimensões destinado a evitar inundações;

Page 85: Dissertacao sistemas de esgoto

71

• Sistema com infiltração no solo: em tudo idêntico ao primeiro, residindo a única

diferença no facto de o excesso de água ser direcionado para uma zona de

infiltração no solo.

Figura 5.17 – Reservatório de águas pluviais [I18].

5.5.3. Dimensionamento do sistema

O dimensionamento dos sistemas de aproveitamento de águas pluviais é muito semelhante

ao das redes de drenagem, tendo de respeitar o Regulamento Geral [N1]. No fundo, um

SAAP não é mais do que um sistema de drenagem que em vez de encaminhar a água para a

rede pública, encaminha-a para um reservatório para que esta possa ser reutilizada.

Assim, a grande diferença no dimensionamento resulta da necessidade da quantificação de

volume anual de água pluvial e da estimativa da capacidade do reservatório, que terão de ser

ajustados às necessidades de consumo dos dispositivos associados.

5.5.3.1. Volume anual de água pluvial

O volume anual de água pluvial que pode ser armazenado é calculado:

Vpl,anual =C !A ! hk

i=1

365

" , (5.3)

onde: C é o coeficiente de escoamento; A (m2) é a área de captação; e hk (mm) é a altura de

precipitação em cada dia do ano.

O volume de água anual deverá ser reduzido em 10% devido ao sistema de filtragem que faz

com que alguma quantidade de água não seja aproveitada.

5.5.3.2. Consumos médios

O cálculo do consumo total numa habitação pode ser, entre outros métodos, baseado na

Capitação Média Diária Doméstica (CMDD) [15]. O consumo de água que se pretende ser de

Page 86: Dissertacao sistemas de esgoto

72

origem pluvial será assim uma percentagem estimada do consumo de água total. A CMDD

encontra-se fixada para as diferentes zonas do país, como indicado no Quadro 5.1.

Quadro 5.1 – CMMD de Portugal [15].

Regiões hidrográficas CMDD (l/habitante)

Minho e Lima 127

Cavado, Ave e Leça 148

Douro (RH3) 109

Vouga, Mondego, Lis e Ribeiras do Oeste 149

Tejo 174

Sado e Mira 201

Guadiana 169

Ribeiras do Algarve 298

Açores 166

Madeira 163

O volume de água pluvial consumido é então dado por

Vcons,pl =Nest !

CMDD !Psub,pl100

(5.4)

onde: Nest é o número de pessoas; e Psub,pl é a percentagem do consumo de águas pluviais.

O número de pessoas consideradas depende do número de quartos que a habitação

possui.Consideram-se duas pessoas por quarto e mais uma pessoa por cada outra divisão.

5.5.3.3. Reservatório

O volume do reservatório deverá ser calculado tendo em conta o volume de água captado e

o consumo associado ao edifício em causa. O método de Rippl [15] é um dos mais simples e

mais utilizados, no entanto existem muitos outros. Este método considera que o reservatório

está inicialmente cheio e os períodos de seca futuros não serão piores do que os anteriores.

O primeiro passo desta metodologia consiste na determinação da diferença entre o volume

consumido e o volume de água captado num dado mês j,

Sj = Vcons,pl,j !Vpl,j. (5.5)

De seguida, calcula-se o volume do reservatório através do somatório das diferenças

positivas registadas para cada mês,

Vreservatório = Sj

j=1

12

! , para Sj > 0. (5.6)

Finalmente, terá que se garantir que

Vcons,pl,j

j=1

12

! < Vpl,jj=1

12

! . (5.7)

Page 87: Dissertacao sistemas de esgoto

73

6. SISTEMAS PREDIAIS DE DRENAGEM DE ÁGUAS FREÁTICAS

6.1. Introdução

As águas freáticas resultam da infiltração no terreno da água proveniente da precipitação, a

qual, ao atingir camadas profundas e impermeáveis do terreno, forma toalhas de água que

ficam depositadas em profundidade.

A construção de edifícios com pisos subterrâneos, usualmente utilizados como garagens, é,

actualmente, muito freguente. Essa opção, justificada pela racionalização do espaço

disponível, leva a que tenha de se levar em conta a possível, e quase certa, presença deste

tipo de águas o que poderá originar patologias se não forem tomados os devidos cuidados.

Talvez porque a construção de edifícios com um número elevado de pisos subterrâneos seja

relativamente recente, em Portugal, ainda não existe um regulamento destinado a garantir a

qualidade dos sistemas de drenagem de águas freáticas. Podem-se mesmo encontrar

inúmeros edifícios que nem sequer dispõem qualquer sistema que possibilite a drenagem

deste tipo de águas.

O sistema de drenagem de águas freáticas tem como finalidade receber e encaminhar as

águas freáticas até ao poço de bombagem. Como estas poderão ser lançadas na rede

pública de drenagem de águas pluviais, este poço poderá ser comum aos dois tipos de

águas. Caso o sistema pluvial seja gravítico, o poço de bombagem receberá apenas as

águas freáticas encaminhando-as para a rede predial pluvial, sendo posteriormente

conduzidas até à rede pública.

Neste capítulo, além de se fazer uma breve discussão sobre as águas subterrâneas e as

características dos solos, é também efectuada uma apresentação dos constituintes dos

sistemas de drenagem correntes, tentando-se definir o procedimento de dimensionamento e

instalação dos sistemas de drenagem de águas freáticas, sempre com o objectivo de evitar

assim patologias e problemas que coloquem em causa a habitabilidade e funcionamento do

edifício.

A impermeabilização da envolvente, tal como em coberturas e varandas, apesar de nem

sempre ser considerada parte integrante do sistema de drenagem, deverá ser especificada

criteriosamente. No presente capítulo são apresentadas soluções construtivas para

impermeabilização, sendo discutida a sua integração com os sistemas de drenagem.

6.2. Água no solo

A água existente no nosso planeta encontra-se sujeita a uma constante mudança de estado

físico, percorrendo um ciclo ininterrupto. Quando proveniente da precipitação, que poderá

ocorrer em vários estados (chuva, neve, nevoeiro ou mesmo orvalho): infiltra-se no solo;

Page 88: Dissertacao sistemas de esgoto

74

evapora-se parcialmente da superfície terrestre, corre sob ou sobre ela em cursos de água,

sendo conduzida até ao mar; é absorvida pelas plantas; fica retida nos poros do solo; etc.

A Figura 6.1 mostra a relação entre a precipitação e a água no solo, a qual se traduz em

curvas de evolução da precipitação, da evaporação, da infiltração e da humidade do solo.

Observa-se, mesmo nos meses de Verão, a saturação do solo o que reforça a necessidade

da impermeabilização dos elementos de construção que se encontram em contacto com este.

Figura 6.1 – Evolução da precipitação, da evaporação, da infiltração e da humidade do solo [16].

A água no solo surge em diferentes formas, sendo retida por diferentes forças físicas [16]:

• Água de infiltração: água que, movimentando-se no solo no sentido descendente

por acção da gravidade, se vai infiltrando nos poros, aí se

mantendo durante poucos dias no caso dos solos bastante

permeáveis, ou conduzindo à saturação hídrica em solos

pouco permeáveis.

• Água acumulada: água que resulta do encontro da água de infiltração com uma

camada de solo impermeável ou de difícil penetração,

conduzindo à saturação hídrica dos solo. sobrejacentes.

• Água suspensa: água que resulta da possibilidade da água acumulada

atravessar o solo impermeável através de estratos permeáveis.

• Água de capilaridade: água que se movimenta no sentido ascendente por efeito de

capilaridade, em poros de pequenas dimensões, sendo, por

isso, inexistente em solos com granulometria elevada. A

velocidade de capilaridade diminui com o aumento da

Page 89: Dissertacao sistemas de esgoto

75

distância ao nível freático e aumenta se o ar não estiver

saturado de vapor de água, compensando uma evaporação

mais elevada. Esta água é a principal responsável pelos danos

causados pela humidade em pavimentos.

• Água de condensação: água resultante da condensação do vapor de água existente

nos poros do solo.

• Água freática: água que se infiltra nas camadas mais profundas, formando aí

toalhas de água interligadas, designando-se por água

acumulada se ficar limitada localmente.

• Água adsorvida: água retida sob a forma de uma película muito delgada na

superfície dos corpos, devido a forças de ligação de origem

molecular e electrostática entre as superfícies dos grãos de

solo e as gotas de água.

Para melhor se perceber a relação da água com o solo, e a consequente ascensão desta,

desde o subsolo, até à superfície, pondo em causa os elementos de construção, torna-se

imperativo ter algumas noções das propriedades dos solos.

A permeabilidade, avaliada segundo Darcy pelo coeficiente de permeabilidade kf, é

directamente dependente da porosidade wf. [16]. Quanto menor for a permeabilidade, maior

será a retenção das águas infiltradas no solo, aumentando assim o risco de os edifícios

serem negativamente afectados pelas águas acumuladas após um período de chuvas.

No Quadro 6.1 encontram-se apresentados os valores de kf em função da granulometria e as

alturas de ascensão capilar para diferentes tipos de solos classificados segundo a norma DIN

4023 [16]. O Quadro 6.1 mostra que a ascensão capilar aumenta com a diminuição da

permeabilidade.

Quadro 6.1 – Altura de ascensão capilar e permeabilidade de diferentes tipos de solos [16].

Tipos de solos Designação Granulometria Ascensão Permeabilidade

(mm) capilar (cm) kf (cm/s)

Pedras X 60 0 muito permeável

Blocos

Seixo

grosso gC 20-60 ~ 0 permeável

médio mG 6-20 ~ 0 permeável

fino fG 2-6 5 1x10-2

Areia

grossa gS 0,6-2 10 1,0x10-2-1,5x10-3

média mS 0,2-0,6 25 1,5x10-3-1,5x10-4

fina fS 0,06-0,2 50-100 1,0x10-4-5,5x10-6

Silte U 0,002-0,06 200-1000 5,5x10-6-1,0x10-7

Argila T <0,002 >1000 1,0x10-7-1,0x10-9

Page 90: Dissertacao sistemas de esgoto

76

A Figura 6.2 mostra a variação da ascensão capilar com o tempo, para três tipos de solos

(areia, silte e argila).

Figura 6.2 – Variação da ascensão capilar no solo ao longo do tempo (adaptado de [6]).

Para completar a caracterização do solo, é necessário classificar a sua estrutura

dependendo do tipo e disposição das respectivas partículas sólidas, bem como da

configuração dos espaços vazios por elas limitados. Existem três tipos de estruturas:

• Estrutura incoerente: quando as partículas sólidas repousam lado a lado, não se

formando assim um bloco estrutural (areias).

• Estrutura coerente: quando as partículas se encontram ligadas entre si, formando

uma massa mais ou menos compacta (terra vegetal, argila).

• Estruturas agregadas: quando as partículas se encontram ligadas entre si com

estruturas características (calcários).

Para simplificar a caracterização dos solos existem ainda métodos alternativos como é o

caso do diagrama de Laatsch e o diagrama de classificação de solos segundo a

especificação do LNEC (Figura 6.3). Estes diagramas permitem uma classificação

relativamente simples e directa dos solos tendo em conta a sua granulometria.

6.3. Constituição dos sistemas de drenagem de águas freáticas

A constituição de um sistema de drenagem de águas freáticas pode variar consoante o caso

que se apresente. No entanto, é possível identificar os constituintes mais comuns.

6.3.1. Colectores

Os colectores são canalizações responsáveis pela condução das águas freáticas,

provenientes dos drenos colectores, até ao poço de bombagem. Estes colectores devem

apresentar características idênticas às referidas a propósito dos colectores utilizados em

sistemas de drenagem de águas pluviais. Os materiais utilizados podem ser de diversos tipos,

tal como se descreve no Capítulo 7.

Silte

Argila

Areia

Page 91: Dissertacao sistemas de esgoto

77

a)

b)

Figura 6.3 – Diagrama de classificação dos solos: a) baseado nas coordenadas de Laatsch; b) segundo a especificação LNEC E219-1968 [16].

Page 92: Dissertacao sistemas de esgoto

78

6.3.2. Caleiras

As caleiras permitem o encaminhamento das águas freáticas para os colectores.

Normalmente, as caleiras são utilizadas para remediar situações em edificações construídas

sem as necessárias protecções na contenção periférica, sendo colocadas entre duas

paredes, uma exterior (contenção periférica) e outra interior. As caleiras (e base de

assentamento) devem ser impermeáveis até à altura dos seus diâmetros correspondentes.

6.3.3. Drenos colectores

Os drenos colectores são canalizações onde afluem as águas do subsolo, através de juntas

abertas, furos ou por permeabilidade da superfície exterior dos tubos. Os drenos devem estar

protegidos por filtros que impeam a passagem de materiais pesados. O diâmetros dos furos

e o espaçamento entre elementos de tubagem deve ser tal que não permita a passagem de

componentes dos filtros para o seu interior. Os tubos porosos oferecem uma maior

capacidade de transporte, devido à gama de diâmetros disponível.

Os elementos de drenagem, deverão dispor-se relativamente à fundação, estrutura e soleira

da cave de forma a garantir o escoamento total da água que se possa vir a acumular. No

caso particular de pavimentos de caves de grande superfície, é aconselhável, se as

condições do solo o permitirem, instalar os elementos de drenagem, formando um anel

periférico juntamente com uma rede de drenagem de superfície em “espinha” constituída por

troços distanciados entre si de 2,0 a 3,5 m. A Figura 6.5 ilustra esta solução.

Figura 6.4 – Dreno de superfície [4].

Page 93: Dissertacao sistemas de esgoto

79

Na maior parte das vezes, é suficiente efectuar-se o escoamento da água acumulada para a

conduta anelar por intermédio de tubos de pequeno diâmetro que atravessem a fundação. A

Figura 6.6 representa este tipo de solução

6.3.4. Câmaras de inspecção

As câmaras de inspecção são dispostas ao longo da rede de drenagem em mudanças de

inclinação, direcção, diâmetro, ou em confluências, servindo para facilitar a manutenção do

sistema de drenagem. As características das câmaras de inspecção usadas na drenagem de

águas freáticas são idênticas às usadas nos sistemas de drenagem pluviais.

Figura 6.5 – Sistema de drenagem com dreno tubular [16].

6.3.5. Camadas de impermeabilização

Para proteger pavimentos ou paredes contra o ataque da humidade ascensional ou de

infiltração é necessário proceder à sua impermeabilização. As camadas de

impermeabilização são aplicadas quer nas paredes, quer nos pavimentos de piso

subterrâneos e podem ser fabricadas em vários materiais, sendo frequente a utilização de

telas asfálticas.

a) Tela asfáltica alumínio b) Tela asfáltica poliéster c) Tela asfáltica mineral

Figura 6.6 – Telas asfálticas [I8].

Page 94: Dissertacao sistemas de esgoto

80

Podem ainda ser utilizados outros materiais os quais se indicam no Anexo A2 juntamente

com a sua representação simbólica em peças desenhadas [16].

A Figura 6.7 apresenta algumas soluções correntes impermeabilização aplicáveis quando for

possível a escavação em talude. A Figura 6.8-a representa o percurso feito pela água

segundo as curvas de humidade, desde a sua infiltração na fundação até à chegada às

paredes interiores através da ascensão por capilaridade. A Figura 6.8-b refere-se a um

pavimento com desvão. As Figuras 6.8-c e 6.8-d referem-se a caves, sendo a primeira não

habitável.

Figura 6.7 – Camadas de impermeabilização segundo a norma DIN 4117 (adaptado de [15]).

As camadas de impermeabilização horizontais, visíveis na Figura 6.8 (soluções c e d) são

dispensáveis em paredes interiores, tal como acontecerá com a camadas de

impermeabilização horizontal inferior se as paredes interiores forem em betão hidrófugo.

Quando existe a necessidade absoluta de manter seco o pavimento dos pisos subterrâneos,

torna-se obrigatória a sua impermeabilização de acordo a Figura 6.8-d. Caso não se

disponha de uma camada especial de impermeabilização, à parede interior terá que ser

aplicada uma impermeabilização vertical complementar. As esquinas, cantos e reentrâncias

deverão possuir um arredondamento com um raio na ordem dos 4 cm. Em solos coerentes,

deve-se ainda optar pela aplicação de uma camada de seixo grosso sob as camadas

impermeabilizantes com o intuito de reduzir a probabilidade da existência de ascensão

capilar. Esta medida poderá ser descartada caso se tratem de espaços onde a humidade

poderá ter um papel favorável, como acontece no caso das adegas.

Na Figura 6.9 é ilustrado um sistema de impermeabilização de pavimentos.

Page 95: Dissertacao sistemas de esgoto

81

1) Construção da estrutura.

2) Revestimento com emulsão betuminosa.

3) Colocação da tela asfáltica.

4) Aplicação do isolamento térmico específico para o piso.

5) Aplicação da betonilha armada.

6) Finalização com o revestimento final (cerâmica, madeira,

alcatifa, etc).

Figura 6.8 – Impermeabilização de pavimentos de cave [I9].

Os trabalhos de impermeabilização só devem ser efectuados a temperaturas superiores a

4ºC e com tempo seco, caso contrário, terão de ser tomadas medidas especiais. Na

aplicação de demãos de recobrimento aplicadas há que ter alguns cuidados, principalmente

no que diz respeito ao intervalo de tempo de aplicação entre camadas. Se forem aplicados

materiais frios, a cada demão deverá ser aplicada após a secagem completa da anterior. Nos

casos em que se utilizem materiais quentes, tem que se esperar que a demão anterior

arrefeça.

As superfícies impermeabilizadas só estão preparadas para receber as terras de

acompanhamento quando a camada de impermeabilização estiver completamente seca ou

com presa. Os trabalhos de aterro deverão ser feitos com todo o cuidado, de forma a não

danificar as superfícies. Para garantir a qualidade da superfície, poderá optar-se pela

aplicação de camadas de protecção constituídas por: tijolos furados colocados ao alto; perfis

de estacas-pranchas ou chapa ondulada de fibrocimento; mantas de lã mineral; placas

filtrantes em betão. As camadas de protecção desempenham também um papel fundamental

na condução das águas para as zonas drenantes.

6.3.6. Cortinas ou membranas drenantes

As estruturas enterradas e, consequentemente, os sistemas de impermeabilização, estão

normalmente sob grande pressão da água que circula nos terrenos. As cortinas drenantes

procuram contrariar este fenómeno, protegendo as camadas de impermeabilização e

permitindo drenar grandes quantidades de água, obtendo, desta forma, uma adequada

circulação da água nas estruturas enterradas.

Estas membranas são normalmente em polietileno de alta densidade (PEAD), sendo

comercializadas em rolos com nódulos granulares (Figura 6.10), os quais devem ficar em

contacto com as paredes para facilitar a evaporação e circulação do ar (Figura 6.10.).

Figura 6.9 – Membrana drenante em polietileno de alta densidade (PEAD) [I8].

Page 96: Dissertacao sistemas de esgoto

82

As membranas drenantes também podem ser aplicadas em pavimentos, devendo, nesse

caso, os nódulos contactar com o betão de limpeza sob o pavimento, de forma a melhorar a

distribuição de cargas e também a estanqueidade.

Figura 6.10 – Aplicação de uma membrana drenante [I10].

As membranas drenantes podem ser utilizadas em combinação com geotêxteis, tal como

ilustrado na Figura 6.12.

1) Construção do muro ou parede.

2) Revestimento com emulsão betuminosa.

3) Colocação da tela asfáltica.

4) Fixação da membrana drenante.

5) Aplicação do geotêxtil e do tubo de drenagem.

6) Colocação da terra.

Figura 6.11 – Impermeabilização de paredes enterradas [I9].

6.3.7. Instalação elevatória

As intalações elevatórias de sistemas de drenagem de águas freáticas permitem a condução

destas águas ao exterior, sendo em geral idênticas às utilizadas na drenagem de águas

pluviais.

6.4. Dimensionamento

Para se dimensionar um sistema de drenagem de águas freáticas é indispensável conhecer

a ordem de grandeza do caudal a escoar. A estimativa deste caudal é complicada visto que a

quantidade das águas subterrâneas depende de muitos factores.

Em seguida descrevem-se as metodologias de determinação do caudal de cálculo e de

dimensionamento das constituintes do sistema de drenagem.

Page 97: Dissertacao sistemas de esgoto

83

6.4.1. Caudal de cálculo

A base de cálculo para o caudal de águas subterrâneas deverá ser a precipitação local [16].

Admitindo que 50% do caudal precipitado se infiltra no solo, considera-se que o tempo de

escoamento do mesmo será de 1 hora para um tempo de precipitação de 5 minutos. A

aplicação destas hipóteses às quantidades de precipitação verificadas na Alemanha, levam à

consideração de caudais no solo de 1 l/s por cada 1000 m2 de bacia de infiltração [16].

Outros autores [6], admitem caudais subterrâneos entre 0,8 e 1,2 l/s por 1000 m2 de bacia

contribuinte. Nas zonas urbanas, essa bacia terá, no entanto, uma área muito menor,

enquanto em zonas periféricas, esse valor poderá ser maior.

6.4.2. Drenos colectores

Os drenos tubulares devem ser dimensionados, com base na fórmula de Gauckler-Manning-

Strickler, para um escoamento em superfície livre até secção cheia, com pendentes que

conduzam a velocidades não superiores a 1,5 m/s.

Em geral, para o escoamento das águas, são suficientes drenos de 100 mm de diâmetro

cujas inclinações deverão situar-se entre 0,5 e 2,0% [16].

Em relação aos drenos colocados no exterior do edifício, Torres [6] refere que é suficiente

considerar apenas o caudal previsível, enquanto que para os drenos colocados sob os piso

térreos deverá ser estimado um espaçamento entre eles, evitando assim que a cota máxima

freática ultrapasse o agregado poroso colocado sob o pavimento. Esse espaçamento, Ed (m),

poderá ser dado por

Ed = 2Hn

Kf

Q

!

"##

$

%&&

12

(6.1)

onde: Hn (m) é a altura acima dos drenos; Kf (m/s) é a permeabilidade do agregado sobre os

drenos; e Q (m3/s.m-2) é o caudal por unidade de área.

Os espaçamentos obtidos pela equação (6.1) estão sujeitos a ajustamentos consoante as

fundações do edifício, mas, em geral, rondam os 5 m.

6.4.3. Valas drenantes (sem tubo)

Segundo Torres [6], a secção, Svd (m2) de valas drenantes que não disponham de tubo

deverá ser dimensionada segundo a lei de Darcy para escoamentos em meios porosos [8],

tendo-se em unidades do Sistema Internacional,

Svd =

Qc

Kf ! i. (6.2)

6.4.4. Filtros

O dimensionamento do material a usar nos filtros de valas perimetrais poderá ser efectuado

recorrendo às curvas granulométricas do terreno e do filtro.

Page 98: Dissertacao sistemas de esgoto

84

Na Figura 6.13 é apresentado um ábaco de dimensionamento onde ∅p é o diâmetro da

malha de peneiro pelo qual passa uma percentagem de material. Considerando os pontos A

e A’, correspondentes, respectivamente a 4∅15 no filtro e a 4∅85 no solo, situa-se, segundo a

regra de Terzaghi, a curva granulométrica do filtro à esquerda de A’ e à direita de A, devendo

ser respeitadas as seguintes relações:

!15filtro

!85solo

" 4 ; !50filtro

!50solo

" 25 ; !15filtro

!15solo

" 4 ; !60filtro

!10solo

= 20 .

Figura 6.12 – Ábaco para dimensionamento de filtros, segundo Terzaghi [6].

Page 99: Dissertacao sistemas de esgoto

85

7. TUBAGENS: MATERIAIS, INSTALAÇÃO E ACESSÓRIOS

7.1. Introdução

Nos sistemas de drenagem pluviais e freáticos, os principais factores de escolha do material

a adoptar são de ordem económica e de facilidade de instalação das tubagens, não existindo,

em geral, as preocupações relativas à reacção material com a água drenada. Note-se que a

água pluvial ou freática recolhida não se destina ao consumo. Note-se ainda que, uma vez

que a água a drenar não é aquecida, também não existem preocupações com o

comportamento mecânico dos tubos face a solicitações térmicas.

Os materiais mais utilizados nos sistemas pluviais e freáticos são praticamente os mesmos,

diferindo apenas nas tubagens metálicas que normalmente não são usadas nos sistemas

freáticos devido à agressividade do meio (solo) envolvente. Os materiais mais utilizados para

estes dois sistemas de drenagem são:

• Metais;

• Termoplásticos;

• Grés cerâmico;

• Betão.

Consoante o material escolhido para as tubagens a instalar no sistema de drenagem predial

de águas pluviais ou freáticas, há diferentes tipos de acessórios e regras a cumprir para

garantir a sua adequada instalação no edifício. Neste capítulo, serão analisadas as

características de cada material, os acessórios existentes e os cuidados a ter na sua

instalação.

Para garantir a qualidade, as tubagens deverão ser portadoras de certificado de ensaio por

uma entidade acreditada, bem como identificadas para que se possa saber a classe a que

pertencem.

7.2. Tubagens metálicas

As tubagens metálicas são as menos utilizadas nos sistemas pluviais devido ao seu elevado

custo comparativamente com as restantes, não sendo utilizadas nos sistemas freáticos. Os

metais mais utilizados são: o aço galvanizado e o ferro fundido. Actualmente o alumínio tem

vindo a ganhar uma maior importância, pelo que existem algumas empresas que

disponibilizam soluções com uma variada gama de secções e acabamentos.

7.2.1. Aço galvanizado

O aço galvanizado surge de um processo electroquímico que confere ao aço uma maior

resistência à oxidação. Este processo consiste na imersão do aço em zinco fundido, que

posteriormente o revestirá. Este processo tem a desvantagem de encarecer o material, mas

também tem a vantagem de conferir uma maior resistência e durabilidade quando

Page 100: Dissertacao sistemas de esgoto

86

comparado a outros. Não é aconselhável que esteja sujeito a velocidades de escoamento

muito baixas. Outro aspecto relevante é o facto de não se poderem ligar a jusante de

tubagens de cobre, ligação esta que permite o transporte, pela água, de iões de cobre que

provocam a corrosão do aço galvanizado. Tal problema não se coloca nos sistemas de

drenagem de águas pluviais, visto não ser prática corrente a utilização do cobre.

A ligação entre troços pode ser assegurada por acessórios de ligação, soldadura ou até

mesmo por encaixe (Figura 7.1).

Figura 7.1 – Tubagens em aço galvanizado unidas por encaixe.

Os diâmetros mais usuais neste tipo de material variam entre 8 e 150 mm, sendo

comercializados normalmente em varas de 6 m.

No Quadro 7.1 são resumidas as características principais deste material, tal como as formas

de ilustração, sendo também apontadas as suas principais vantagens e desvantagens.

Quadro 7.1 – Resumo das propriedades do aço galvanizado.

Características principais Rigidez, elevada densidade; baixo coeficiente de dilatação; boa condutibilidade térmica; elevada resistência ao desgaste; rugosidade de grau médio.

Instalação Elementos livres (tectos falsos, galerias, caleiras); embutidas; e à vista.

Vantagens Boa resistência à corrosão; grande durabilidade; boa resistência a produtos químicos; ao choque; e a temperaturas elevadas.

Desvantagens Custo elevado; incompatibilidade com outros metais (principalmente ao nível dos acessórios).

7.2.2. Ferro fundido

O ferro fundido é bastante utilizado nas tubagens de sistemas de drenagem de águas

residuais, domésticas e pluviais. A protecção das tubagens é conferida através da deposição

de revestimentos betuminosos, tintas de zinco, tintas asfálticas, tintas epoxídicas, entre

outras, que lhe garantem maior durabilidade. Como tal, a sua escolha terá que ser baseada

no tipo de protecção e da água a drenar.

A utilização de tubagens de ferro fundido tem como principais vantagens o isolamento

acústico, durabilidade elevada e uma resistência elevada à corrosão.

Page 101: Dissertacao sistemas de esgoto

87

Geralmente, são comercializadas em varas de 0,5 a 3,0 m, caso possuam abocardamento,

ou somente em varas de 3 m se não tiverem abocardamento. Os diâmetros normalmente

variam entre os 50 e os 300 mm.

A ligação entre os diversos troços da tubagem deverá ser assegurada por elementos do

mesmo material, variando o processo caso se trate de tubagens com ou sem abocardamento.

Nas tubagens com abocardamento, a ligação é executada através do encaixe de juntas de

elastómetro, as quais deverão ser lubrificadas com um produto adequado para receber o

elemento macho a introduzir. Estas juntas são muito importantes, na medida em que

garantem a absorção de deslocamentos causados pela dilatação. Nos casos em que não

exista abocardamento, a ligação é garantida normalmente pela sua colocação topo a topo,

unidos por juntas de elastómetros e fixadas através de abraçadeiras metálicas. É importante

referir que este procedimento é mais rígido que o anterior.

Na execução de cortes nas tubagens, há que se ter o cuidado de não danificar ao

revestimento de protecção da tubagem. Em ambos os processos de ligação anteriormente

descritos, uma vez efectuado o corte, é necessário remover as rebarbas provenientes do

processo de corte, evitando assim problemas como a danificação das borrachas que irão ser

posteriormente aplicadas.

As tubagens podem ser instaladas tanto à vista, como embutidas, em caleiras, tectos falsos

ou galerias. A sua fixação será assegurada por elementos de suporte ou amarração, as

abraçadeiras, elementos estes que também terão de permitir que eventuais contracções ou

dilatações, causadas pela temperarura, e que possam danificar a ligação. Caso se tratem de

tubagens verticais, estas deverão ter, no mínimo, um ponto de suporte na extremidade

superior; nas horizontais, esse número passa para um elemento a jusante e a montante das

uniões.

No Quadro 7.2 são resumidas as características principais deste material, tal como as formas

de ilustração, sendo também apontadas as suas principais vantagens e desvantagens.

Quadro 7.2 – Resumo das propriedades do ferro fundido.

Características principais Fácil fusão e moldagem; boa resistência mecânica; boa resistência ao desgaste; boa capacidade de amortecimento.

Instalação Elementos livres (tectos falsos, galerias, caleiras); embutidas; e à vista.

Vantagens Isolamento acústico; durabilidade elevada; e uma resistência elevada à corrosão.

Desvantagens Incompatibilidade com outros metais (principalmente ao nível dos acessórios).

7.2.3. Alumíno

O alumínio é ainda pouco utilizado em tubagens, devido ao seu elevado custo. No entanto,

note-se que o alumínio já é o segundo metal mais utilizado na construção a seguir ao aço.

Na Figura 7.2 ilustram-se alguns elementos em alumínio para a utilização em sistemas de

drenagem de águas pluviais.

Page 102: Dissertacao sistemas de esgoto

88

Figura 7.2 – Caleiras e tubos de queda em alumínio [I11].

No Quadro 7.3 são resumidas as características principais deste material, tal como as formas

de ilustração, sendo também apontadas as suas principais vantagens e desvantagens.

Quadro 7.3 - Resumo das propriedades do alumínio.

Características principais Peso reduzido; fácil fusão e moldagem; elevada resistência ao desgaste.

Instalação Elementos livres (tectos falsos, galerias, caleiras); embutidas; e à vista.

Vantagens Durabilidade elevada; custo reduzido de manutenção; flexibilidade; benefícios ecológicos (o alumínio não contém substâncias tóxicas).

Desvantagens Custo elevado.

7.3. Tubagens termoplásticas

As tubagens termoplásticas são as mais utilizadas nos sistemas de drenagem pluviais e

freáticos, sendo, nestes últimos, usadas praticamente em exclusividade. Existem vários tipos

de tubagens termoplásticas no mercado, como o policloreto de vinilo (PVC), o polietileno de

alta densidade (PEAD) e o polipropileno (PP). O mais utilizado é o PVC, talvez pelo seu

custo mais reduzido comparativamente com os outros. De qualquer forma, o factor

económico, bem como o facto de as águas a transportar neste tipo de sistemas serem frias,

simplifica o processo de escolha.

7.3.1. Policloreto de vinilo (PVC)

O PVC foi sintetizado pela primeira vez no séc. XIX. Desde então tem sido utilizado para

inúmeras finalidades, tendo, consequentemente, sofrido alterações na sua composição.

Devido ao seu coeficiente de dilatação térmica, não é aconselhável a sua utilização para

conduzir águas quentes (temperaturas superiores a 20º C), o que constitui um problema que

não se coloca na drenagem de águas pluviais e freáticas.

As tubagens (Figura 7.3) são normalmente comercializadas em varas de 6 m, com diâmetros

nominais que variam entre os 32 e os 400 mm, podendo apresentar ligeiras variações

consoante o fabricante.

Existem dois processos para assegurar a ligação entre troços de tubagem: ligação por anéis

de estanqueidade e ligação por colagem.

A primeira consiste na colocação de anéis de neoprene no abocardamento, seguida de

lubrificação adequada antes da introdução da peça macho, a qual deverá ser cortada

Page 103: Dissertacao sistemas de esgoto

89

previamente, deixando-se uma aresta na extremidade (chanfro) com cerca de 15º. Há que ter

em atenção que as rebarbas provenientes do processo de corte terão de ser removidas.

A ligação por colagem é assegurada pela utilização de uma cola à base de tetra-hidrofurano

que faz com que o PVC se funda, provocando a soldadura dos elementos. A colagem é

precedida de um polimento da superfície de contacto, que irá receber a cola, com uma lixa,

para melhorar as condições de aderência. As tubagens só poderão ser aplicadas após a

secagem da cola e da realização de um ensaio feito por uma entidade acreditada. O

processo de corte da peça macho é idêntico ao descrito para a ligação por anéis.

Tal como as tubagens metálicas, também as de PVC podem ser instaladas à vista ou não,

ficando então embutidas, em caleiras, tectos falsos ou galerias. Caso as tubagens se situem

à vista e na parte exterior do edifício, convém serem protegidas de modo a evitar problemas

resultantes da acção dos raios ultravioletas. Essa protecção é conferida pela impregnação de

uma tinta adequada.

Figura 7.3 – Tubagem em PVC [I12].

No Quadro 7.4 são resumidas as características principais deste material, tal como as formas

de ilustração, sendo também apontadas as suas principais vantagens e desvantagens.

Quadro 7.4 – Resumos das propriedades do PVC.

Características principais Rigidez, baixa densidade; elevado coeficiente de dilatação; baixa rugosidade; baixa condutibilidade térmica.

Instalação Elementos livres (tectos falsos, galerias, caleiras); embutidas; e à vista.

Vantagens Facilidade de instalação e de execução das ligações; boa resistência a produtos químicos; elevada resistência à oxidação; auto-extinção da chama.

Desvantagens Fraca resistência a temperaturas elevadas; ao choque; e aos raios ultravioleta.

7.3.2. Polietileno

Desde as décadas finais do séc. XX, o polietileno tem sido utilizado com frequência nas

redes de abastecimento de água fria. O etileno pode ser polimerizado de diferentes formas,

obtendo-se vários tipos deste composto. Em tubagens são utilizados o polietileno de baixa,

de média e de alta densidade, correspondendo respectivamente às siglas PEBD, PEMD,

PEAD. O PEAD é o mais correntemente utilizado.

O PEAD não suporta temperaturas extremas por grandes períodos de tempo, o que o torna

uma solução possível para as tubagens de drenagem de águas pluviais e freáticas. O PEAD

é frequentemente utilizado nos sistemas sifónicos.

Page 104: Dissertacao sistemas de esgoto

90

Existem soluções de tubos de PEAD com manta geotêxtil e de parede dupla para a

drenagem freática. Este tipo de tubos são normalmente comercializados em rolo com

diâmetros entre 50 a 200 mm.

As ligações entre troços poderão ser asseguradas, caso se trate de união entre troços do

mesmo material, com o recurso a soldadura topo a topo e união de electrossoldadura. Nas

ligações com mudanças de materiais, opta-se pela união com junta flangeada. Na Figura 7.4

ilustram-se os diferentes tipos de ligações.  

a) Soldadura topo a topo b) União de electrossoldadura c) União c/ junta flangeada

Figura 7.4 – Métodos de ligação de tubagens em PEAD [I13].

A dobragem destas peças, apesar de ser facilitada pela sua flexibilidade que permite a

manobra manual, pode também efectuada com recurso a uma pistola de ar quente, sendo

totalmente desaconselhável a utilização de objectos que emitam qualquer tipo de chama

para evitar o risco de danificar o tubo.

No Quadro 7.4 são resumidas as características principais deste material, tal como as formas

de ilustração, sendo também apontadas as suas principais vantagens e desvantagens.

Quadro 7.5 – Resumo das propriedades do PEAD.

Características principais Flexibilidade; baixa densidade; elevado coeficiente de dilatação; muito baixa rugosidade; baixa condutibilidade térmica; elevada resistência ao desgaste.

Instalação Embutidas ou encamisadas por mangas em elementos livres (pavimentos, tectos falsos, caleiras, entre outros); à vista.

Vantagens

Facilidade de manuseamento e aplicação; boa resistência ao choque e a produtos químicos; facilidade de reparação; elevada resistência à oxidação; boa resistência aos ácidos fracos e fortes não oxidantes, às base, e à maioria dos solventes orgânicos.

Desvantagens

Baixa resistência a temperaturas elevadas; grande dilatação; baixa resistência a pressões muito elevadas; vulnerabilidade aos raios ultravioletas; grande exigência na qualidade de instalação; preço elevado; intumescência em contacto com gorduras.

7.3.3. Polipropileno (PP)

O polipropileno é muito semelhante ao polietileno (Figura 7.5). No entanto, suporta

temperatura mais extremas, o que o leva a ser mais utilizado em sistemas de distribuição de

água quente e de aquecimento apesar de poder ser também utilizado em sistemas de

Page 105: Dissertacao sistemas de esgoto

91

drenagem. A sua produção tem sofrido nos últimos anos um acréscimo significativo pelo

facto de se tratar de um polímero que, modificado ou copolimerizado, permite obter

propriedades muito interessantes, quer para as aplicações comuns quer como material de

engenharia.

Figura 7.5 – Tubagem em polipropileno [I14].

Os diâmetros comercializados normalmente variam de 125 a 1200 mm, consoante a

disponibilidade do fabricante.

A ligação entre troços normalmente é assegurada com o sistema de ligação soldadura topo a

topo, podendo no entanto utilizar-se acessórios adequados.

No Quadro 7.6 são resumidas as características principais deste material, tal como as formas

de ilustração, sendo também apontadas as suas principais vantagens e desvantagens.

Quadro 7.6 – Resumo das propriedades do polipropileno.

Características principais Rigidez; baixa densidade; elevado coeficiente de dilatação; muito baixa rugosidade; baixa condutibilidade térmica; peso reduzido.

Instalação Elementos livres (tectos falsos, galerias, caleiras, entre outros); embutidas; e à vista.

Vantagens Facilidade de instalação; boa resistência a produtos químicos e a temperaturas elevadas; elevada resistência à oxidação; bom comportamento a baixas temperaturas.

Desvantagens Baixa resistência ao choque e aos raios ultravioletas; grande dilatação; obrigatoriedade de construção de uma rede linear de canalização; exigência de mão de obra especializada nas uniões.

7.4. Tubagens de grés cerâmico

O grés cerâmico é usado exclusivamente em tubagens enterradas, o que, geralmente,

corresponde a colectores prediais e ramais de ligação.

A ligação entre os vários troços, ou entre troços e acessórios, é assegurada por anéis de

poliuretano que garantem a sua estanqueidade.

Page 106: Dissertacao sistemas de esgoto

92

Existem algumas regras de instalação que convém respeitar. As tubagens deverão ser

assentes num leito perfeitamente regularizado, permitindo assim que as tubagens disponham

de um apoio contínuo ao longo de toda a sua extensão. Após a sua colocação no leito, a vala

previamente aberta deverá ser coberta de areia até ao nível do plano axial horizontal. De

seguida procede-se à sua compactação. Feito isto, volta-se a colocar areia até uma altura de

0,15 m acima da geratriz do tubo, procedendo-se então a nova compactação. Para finalizar,

enche-se o que resta da vala com material de escavação em camadas de 0,30 m que serão

compactadas faseadamente até preencher a vala na totalidade.

No Quadro 7.7 são resumidas as características principais deste material, tal como as formas

de ilustração, sendo também apontadas as suas principais vantagens e desvantagens.

Quadro 7.7 – Resumo das propriedades do grés cerâmico.

Características principais Elevado peso; coeficiente de rugosidade muito reduzido; elevada porosidade.

Instalação Enterradas.

Vantagens Elevada resistência a ataques químicos.

Desvantagens Preço pouco competitivo; difícil manuseamento e aplicação; resistência estrutural reduzida; falta de estanqueidade nas juntas.

7.5. Tubagens de Betão

O betão é utilizado em redes subterrâneas, devendo ser observadas as regras de instalação

descritas para o grés cerâmico, tendo especial atenção ao recobrimento, o qual não deverá

ser muito reduzido.

No Quadro 7.8 são resumidas as características principais deste material, tal como as formas

de ilustração, sendo também apontadas as suas principais vantagens e desvantagens.

Quadro 7.8 – Resumo das propriedades do betão.

Características principais Elevado peso; coeficiente de rugosidade reduzido.

Instalação Enterradas.

Vantagens Preço competitivo comparado com os restantes materiais que normalmente se usam em tubagens enterradas.

Desvantagens Baixa resistência a ataques químicos; baixa resistência ao impacto; estanqueidade reduzida.

7.6. Acessórios

Os acessórios são elementos utilizados nas tubagens que possibilitam, além da união de

troços, as mudanças de direcção, as entradas e saídas de caixas de visita e as mudanças de

diâmetro necessárias ao desenvolvimento dos seus traçados.

No Quadro 7.9 são indicados alguns acessórios tipicamente utilizados em mudanças de

direcção ou redução de diâmetros.

Page 107: Dissertacao sistemas de esgoto

93

Quadro 7.9 - Acessórios de tubagens (fonte: [I15]).

Curva macho-fêmea 15º

Curva macho-fêmea 45º

Curva macho fêmea 87,5º

Forquilha de 45º

Forquilha dupla de 45º

Tê a 87,5º

Redução de diâmetro

Os acessórios indicados no Quadro 7.9 também podem ser fornecidos com outros ângulos.

No caso das curvas, podem ser comercializados ângulos de 20º, 30º e 67,5º. As forquilhas

encontram-se também com ângulo de 67,5º.

A utilização de acessórios em tubagens metálicas é assegurada pela união de extremidades

macho-fêmea através de um sistema de rosca. As extremidades devem ser munidas de uma

anel de borracha que garanta a estanqueidade da ligação. No caso das tubagens em PVC, é

mais comum a colagem com ou sem abocardamento, tal como se descreveu anteriormente.

A fixação das tubagens à estrutrura dos edifícios é efectuada, em instalações à vista ou

embutidas em tecto falso, com recurso a abraçadeiras metálicas (Figura 7.6).

a) Abraçadeira de fixação b) Abraçadeira de suspensão

Figura 7.6 – Tipos de abraçadeiras em aço inox [I15].

Estas abraçadeiras devem possuir um material isolante que, além de proteger a própria

tubagem face a vibrações externas, desempenha um papel importante no que diz respeito ao

isolamento sonoro e permite que eventuais movimentos térmicos se processem sem

introdução de esforços exagerados.

Page 108: Dissertacao sistemas de esgoto

94

(Página em branco)

Page 109: Dissertacao sistemas de esgoto

95

8. CASO DE ESTUDO

8.1. Apresentação do edifício de estudo e das soluções adoptadas

Com o objectivo de ilustrar a aplicação das regras de dimensionamento apresentadas nos

capítulos anteriores, efectuou-se o projecto de drenagem de águas pluviais e freáticas de um

edifício fictício de estudo.

O edificío, localizado no distrito de Lisboa, é composto por 5 pisos sendo um deles

subterrâneo e destinado a garagens e arrecadações. Considera-se que o edifício possui uma

cobertura inclinada de duas águas e um terraço no terceiro piso (Figura 8.1). Os cálculos

apresentados referem-se à drenagem de águas pluviais da cobertura, terraço e varandas,

bem como à drenagem das águas de infiltração e de lavagem do piso de garagem.

Na cobertura, a água será captada por caleiras e encaminhada para tubos de queda munidos

de ralos de pinha na sua extremidade superior. Como se observa na Figura 8.1, as caleiras

encaminharão a água até aos quatro cantos da cobertura, onde se encontram os tubos de

queda. Na entrada da garagem, será instalada uma caleira para receber as águas

provenientes da rampa de entrada e que posteriormente serão encaminhadas para uma

estação elevatória (ver Figura 8.5).

Nos terraços e varandas, a opção será garantir uma pendente para o exterior, onde existirão

caleiras que estão ligadas a ramais de descarga que encaminharão a água até aos tubos de

queda. Os ramais de descarga serão aplicados sob as varandas ou terraços no plano de um

tecto falso, sendo posteriormente ligados aos tubos de queda. Existirão tubos ladrão ao nível

da soleira como forma de protecção, evitando o transbordo da água para o interior da

edificação em caso de obstrução ou falha do sistema.

No piso subterrâneo será aplicado um sistema de impermeabilização nas paredes e

pavimento, de acordo com as recomendações já referidas anteriormente. Este piso terá seis

torneiras de lavagem com um caudal de descarga de 1,25 l/s (75 l/min). A drenagem da água

de lavagem será assegurada por seis ralos de pavimento, ligados a ramais de descarga que

encaminharão a água até um poço de bombagem, o qual receberá também as águas de

infiltração. O sistema de elevação é responsável pelo encaminhamento da água até uma

caixa de inspecção comum às águas pluviais provenientes da cobertura, terraços e varandas,

de onde será lançada para o sistema público.

8.2. Dimensionamento

8.2.1. Drenagem de águas pluviais

Tendo em conta a localização do edifício (Lisboa) e o período de retorno de 5 anos indicados

pelo Regulamento Geral [N1], obtém-se uma intensidade de precipitação de 1,75 l/min.m2, tal

como apresentado no Quadro 8.1.

Page 110: Dissertacao sistemas de esgoto

96

Figura 8.1 – Planta de arquitectura da cobertura e corte geométrico AB.

Quadro 8.1– Critérios de dimensionamento.

Região pluviométrica A

Período de retorno, T (anos) 5

Parâmetro a 259,26

Parâmetro b -0,562

Duração t (min) 5

Intensidade de precipitação I (l/min.m2) 1,75

Coeficiente de escoamento C (%) 100

Page 111: Dissertacao sistemas de esgoto

97

Em seguida, efectua-se o dimensionamento das diferentes componentes do sistema de

drenagem de águas pluviais, sendo o cálculo apoiado em peças desenhadas de projecto

representando esquematicamente o traçado da rede de acordo com a simbologia

apresentada no Anexo A3.

8.2.1.1. Dimensionamento de caleiras

No Quadro 8.2 apresentam-se os resultados obtidos para os diferentes métodos de cálculo.

Uma vez que a EN 12056-3 [N7] não considera caleiras de secção circular, optou-se por

calcular a área para secção rectangular, sendo o diâmetro equivalente calculado para essa

área. Considerou-se para todas as caleiras (Figura 8.2) uma pendente de 0,7% constituídas

por PVC, para o qual se considerou K=120 m1/3.s-1. Considerou-se uma altura da lâmina

líquida igual a 35% do diâmetro.

Quadro 8.2 – Dimensionamento de caleiras.

Caleiras Regulamento Geral EN 12056-3 NBR 10844

Ac (m2)

Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

Ac (m2)

Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

Ac (m2)

Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

Ca1 186,5 0,0054 152,3 160 198,6 0,0058 187,1 200 198,6 0,0058 155,9 160

Ca2 71,0 0,0021 106,0 110 74,3 0,0022 126,3 125 74,3 0,0022 107,8 110

Ca3 10,9 0,0003 52,5 50 10,9 0,0003 58,5 63 18,6 0,0005 64,1 63

Ca4 51,8 0,0015 94,2 90 51,8 0,0015 109,3 110 59,5 0,0017 99,2 110

Ca5 108,8 0,0032 124,4 125 108,8 0,0032 147,1 160 108,75 0,0032 124,4 125,0

O Quadro 8.2 mostra que a EN 12056-3 [N7] conduz, em geral, a maiores diâmetros de

caleiras, o que pode ser consequência da aproximação efectuada. O Regulamento Geral

[N1] e a norma NBR 10844 [N6] conduzem, em geral, a diâmetros semelhantes.

8.2.1.2. Dimensionamento de tubos de queda

No Quadro 8.3 apresentam-se os resultados obtidos pela aplicação dos diferentes métodos

de cálculo para os tubos de queda do caso de estudo. Consideraram-se tubos de queda em

PVC com entrada cónica de caleiras e ramais de descarga. No caso dos tubo de queda P3 e

P4, os quais servem várias varandas e terraços, considerou-se a altura de lâmina líquida na

varanda ou terraço mais elevados para o dimensionamento pelo método do Regulamento

Geral [N1].

Quadro 8.3 – Dimensionamento de tubos de queda.

Tubos Regulamento Geral EN 12056-3 NBR 10844

de queda Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

P1 0,0054 22,7 50 0,0058 36,4 50 0,0058 50 50

P2 0,0021 13,6 50 0,0022 25,2 50 0,0022 50 50

P3 0,0019 84,1 90 0,0019 24,0 50 0,0032 50 50

P4 0,0043 69,2 75 0,0043 32,6 50 0,0056 50 50

Page 112: Dissertacao sistemas de esgoto

98

O Quadro 8.3 mostra que o EN 12056-3 [N7] e a NBR 10844 [N6] conduzem a resultados

semelhantes. O Regulamento Geral [N1] relaciona-se mais directamente com o caudal,

conduzindo nalguns casos a diâmetros bastante superiores aos obtidos pelos outros dois

métodos.

Figura 8.2 – Planta de arquitectura da cobertura (caleiras e tubos de queda).

8.2.1.3. Dimensionamento de ramais de descarga de varandas

No Quadro 8.4 apresentam-se os resultados obtidos pela aplicação dos diferentes métodos

de dimensionamento para os ramais de descarga. Consideraram-se ramais de descarga em

PVC (K=120 m1/3.s-1) com pendente de 2% (Figura 8.3).

Quadro 8.4 – Dimensionamento de ramais de descarga.

Ramais de descarga

Regulamento Geral EN 12056-3 NBR 10844

Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

Ra1 0,0006 33,9 50 0,0006 40,1 50 0,0011 45,3 50

Ra2 0,0030 60,8 63 0,0030 74,8 75 0,0035 70,2 75

O Quadro 8.4 mostra que o cálculo pelo método do Regulamento Geral [N1] é menos

conservativo do que os restantes métodos.

Page 113: Dissertacao sistemas de esgoto

99

8.2.1.4. Dimensionamento de colectores prediais

Na Figura 8.4 é apresentada uma planta com os colectores ao nível do piso térreo.

Consideram-se colectores em PVC (K=120 m1/3.s-1) com 2% de inclinação. No Quadro 8.5 é

apresentam-se os resultados obtidos por aplicação dos diferentes métodos de cálculo.

Figura 8.3 – Pormenor tipo da drenagem de águas pluviais e de lavagem das varandas (escala 1:20).

Quadro 8.5 – Dimensionamento de colectores.

Colectores Regulamento Geral EN 12056-3 NBR 10844

Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

CI1-CI2 0,0043 69,3 110,0 0,0043 125,9 125 0,0056 84,2 110

CI2-CI3 0,0086 89,9 110,0 0,0086 157,7 160 0,0113 109,2 110

CI3-CI4 0,0107 97,5 110,0 0,0108 169,8 160 0,0134 116,6 110

CI4-CI5 0,0161 113,8 110,0 0,0165 196,0 200 0,0192 133,4 140

CI5-CI6 0,0180 118,7 125,0 0,0184 203,3 200 0,0225 141,4 140

CI6-CI7 0,0199 123,3 125,0 0,0204 210,1 200 0,0257 148,8 140

CI8-CI7 0,0117 101,0 110,0 0,0084 156,8 160 0,0084 97,9 110

Page 114: Dissertacao sistemas de esgoto

100

O Quadro 8.5 mostra que, em geral, o método da norma europeia EN 12056-3 [N7] é mais

conservativo do que os restantes.

Figura 8.4 – Planta de arquitectura do piso 0 (traçado dos colectores).

8.2.2. Águas de infiltração e lavagens

8.2.2.1. Dimensionamento de drenos colectores

Para o cálculo do caudal de infiltração foi considerado o valor de 1 l/s para cada 1000 m2 de

superfície em contacto com o solo. Admite-se que o edifício em estudo se encontra isolado

numa área de bacia contribuinte de 2000 m2, pelo que o caudal de infiltração será de 2,05 l/s.

O sistema de drenagem de águas de infiltração será assegurado por uma rede de drenos

colectores, dispostos conforme indicado na Figura 8.5, os quais recebem e encaminham as

águas de infiltração até ao poço de bombagem.

No Quadro 8.6 são apresentados os resultados obtidos considerando drenos colectores em

PVC (K=120 m1/3.s-1) com pendente de 0,5%.

Quadro 8.6 – Dimensionamento do dreno colector.

Dreno colector

Método proposto por Pedroso [4]

Qc (m3/s) D (mm) Dn (mm)

DC1 0,00004 21,0 110

DC2 0,00075 60,6 110

DC3 0,00031 43,7 110

DC4 0,0013 73,4 110

Page 115: Dissertacao sistemas de esgoto

101

Figura 8.5 – Planta de arquitectura do piso de garagens (drenos colectores).

8.2.2.2. Dimensionamento de ramais de descarga (águas de lavagem)

Foram consideradas seis torneiras com um caudal de 1,25 l/s que será escoado por seis

ralos de pavimento e encaminhado para o poço de bombagem por seis ramais de descarga

em PVC (K = 120 m1/3.s-1) com 2% de inclinação. No Quadro 8.7 são apresentados os

resultados obtidos pelo método preconizado pelo regulamento português [N1] para ramais de

descarga de águas residuais, pelo qual não se apresentam resultados para os outros dois

métodos. Os diâmetros foram obtidos com o recurso à fórmula de Manning-Gauckler-Strickler,

para secção cheia.

Quadro 8.7 – Dimensionamento dos ramais de descarga.

Ramais de

descarga

Regulamento Geral

Qc (m3/s) D (mm) Dn (mm)

Ra3 0,0013 43,7 50

8.2.2.3. Dimensionamento da instalação elevatória

O caudal de cálculo da instalação elevatória corresponde à soma aritmética do caudal de

infiltração e do caudal de lavagem, aplicando-se um factor de segurança de 20%. No Quadro

8.8 são apresentados os resultados obtidos por aplicação do método de cálculo descrito em

4.12.2, considerando-se tubagens em PVC (b=0,000134 na fórmula de Flamant).

Page 116: Dissertacao sistemas de esgoto

102

Quadro 8.8 – Dimensionamento da bomba.

Caudal de cálculo, Qc (m3/s) 0,0063

Diâmetro nominal Dn (mm) 63

Velocidade v (m/s) 2

Perda de carga contínua J (m/m) 0,0574

Comprimento de tubagem L (m) 2,5

Comprimento equivalente de tubagem Leq (m) = 1,20L 3

Diferença de cotas Δz (m) 3

Altura manométrica total Htotal (m.c.a.) 3,81

Potência P (kW) 0,334

O volume do poço de bombagem foi dimensionado para oito arranques por hora, obtendo-se

0,7 m3.

8.3. Ramal de ligação

Considerou-se o ramal de ligação em PVC (K=120 m1/3.s-1) com 2% de inclinação, obtendo-

se os resultados indicados no Quadro 8.9 para os diferentes métodos de cálculo.

Quadro 8.9 – Dimensionamento do ramal de ligação.

Ramal de Regulamento Geral EN 12056-3 NBR 10844

ligação Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

Qc (m3/s)

D (mm)

Dn (mm)

RL 0,0316 146,6 160 0,0288 236,2 315 0,0342 165,5 200

O Quadro 8.9 mostra que, mais uma vez, o método de cálculo preconizado pela norma

europeia EN 12056-3 [N7] conduz a maiores diâmetros.

Page 117: Dissertacao sistemas de esgoto

103

9. CONCLUSÕES

A presente dissertação tinha como principal objectivo, agrupar e disponibilizar de uma forma

rigorosa, o maior volume de informação possível relativo ao projecto de sistemas de

drenagem de águas pluviais e freáticas.

Foi efectuada uma pesquisa baseada, fundamentalmente em normas e regulamentos,

nacionais e internacionais, com o intuito de identificar várias abordagens de

dimensionamento. Foram ainda consultadas publicações de vários autores, o que permitiu

completar a dissertação com medidas que, não sendo regulamentares nem obrigatórias,

devem ser tidas em conta na optimização dos sistemas. Entre estas recomendações

encontram-se algumas relacionadas com a qualidade dos sistemas e com o conforto dos

utilizadores, bem como medidas visando a maior durabilidade dos materiais.

Em Portugal, o dimensionamento é feito de acordo o regulamento português [N1]. Entre os

métodos de dimensionamento considerados na dissertação incluem-se a norma europeia EN

12056-3 [N7] e a norma brasileira NBR-10844 [N6]. Os métodos de cálculo baseiam-se

sempre nos conceitos teóricos de escoamentos com superfície livre, residindo as maiores

diferenças na estimativa da área de contribuição para avaliação do caudal de cálculo da

precipitação. O regulamento português [N1] não tem em conta o efeito do vento nem a

configuração das coberturas, varandas ou terraços. Também foram identificadas diferenças

importantes no dimensionamento de tubos de queda.

Apesar de os sistemas de drenagem freática se considerarem parte integrante dos sistemas

pluviais, a instalação, traçado e dimensionamento destes sistemas não se encontram

regulamentados em Portugal. Foram consultadas algumas publicações sobre o tema,

concluindo que a informação existente sobre a matéria é escassa comparativamente com a

informação que está disponível relativamente à drenagem de águas pluviais. Conclui-se que

uma parte importante do projecto de sistemas de drenagem de águas freáticas assenta em

medidas de carácter prático tais como aplicações de membranas drenantes e de

impermeabilização, acompanhadas de redes de drenos e filtros. Seria interessante

aprofundar mais o tema, no sentido de definir com maior rigor o caudal de cálculo a

considerar, o qual estará na base de todo o dimensionamento.

Para ilustrar os métodos de dimensionamento estudados e clarificar eventuais dúvidas foi

considerado um caso de estudo fictício bastante simples. Neste caso de estudo considerou-

se sempre uma inclinação do pavimento das varandas para o exterior, onde uma caleira

capta a água, a qual é drenada por um ramal de descarga instalado na parte inferior da

consola, sendo escondido por um tecto falso. A inclinação para o interior facilitava a ligação

para o tubo de queda, no entanto em caso de obstrução poderia trazer outros problemas que

esta solução evita em casos de chuva mais intensa. Esta solução evita a descarga para o

exterior, o que é recomendável. O caso de estudo permitiu comparar os resultados obtidos

Page 118: Dissertacao sistemas de esgoto

104

pelos principais métodos estudados, concluindo-se que a norma europeia [N7] conduz, em

geral, a soluções mais conservativas. Apenas no caso dos tubos de queda se têm, por vezes,

soluções mais conservativas pelo método português [N1]. Seria útil efectuar análises deste

tipo para outros casos de estudo com o objectivo de verificar as conclusões acima indicadas

se mantêm.

De qualquer forma, considera-se que os objectivos propostos para esta dissertação foram

alcançados e espera-se que a dissertação possa construir um documento útil para o

dimensionamento de redes de drenagem de águas pluviais e freáticas.

Page 119: Dissertacao sistemas de esgoto

105

Bibliografia

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[I2] https://dspace.ist.utl.pt/bitstream/2295/.../1/4%20Capitulos%201-2-3.pdf.

[I3] Site da empresa GRUNDFOS - “The sewage pumping handbook”

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[I4] Site da empresa Sobopram (http://www.sobopram.com).

[I5] SIPHONIC ROOF DRAINAGE ASSOCIATION – “The shiponic guide: a guide to

siphonic roof drainage.”, 2011 (www.siphonic-roof-drainage.co.uk).

[I6] Site da empresa FULLFLOW – Syphonic rainage specialists – “Syphonic drainage

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[I7] http://maps.howstuffworks.com/world-annual-precipitation-map.htm.

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[I8] Site da empresa Casa Passos – Materiais de Construção (www.casapassos.pt).

[I9] Site da empresa Fibrosom (www.fibrosom.com).

[I10] Site: www.magatzemcurtina.com/productos/.

[I11] Site: www.guttersupply.com/m-aluminum.gstml.

[I12] Site da empresa Termequip (www.termequip.pt).

[I13] Site da empresa Geberit (www.geberit.pt).

[I14] Site da empresa Redebras (www.redebras.br).

[I15] Site: www.blucher.com.

[I16] Site da empresa Politejo (http://www.politejo.com).

[I17] Site da empresa Akatherm (http://www.akatherm.com).

[I18] All-aqua (www.all-aqua.pt).

[I19] Centro torneiras (www.centrotorneiras.pt).

Page 122: Dissertacao sistemas de esgoto

108

(página em branco)

Page 123: Dissertacao sistemas de esgoto

109

Anexo A1 – Regiões pluviométricas de Portugal

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(página em branco)

Page 125: Dissertacao sistemas de esgoto

111

Anexo A2 – Camadas de impermeabilização

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(página em branco)

Page 127: Dissertacao sistemas de esgoto

113

Anexo A3 – Simbologia

Canalização de águas residuais pluviais (A. R. P.)

Canalização de drenagem de subsolo

Tubo de queda de A. R. P. (nº. n, de diâmetro ! )

Sentido de escoamento (i – inclinação da tubagem)

Sifão

Caixa de pavimento

Ralo

Ralo de pinha

Câmara de inspecção

Câmara retentora

Instalação elevatória

Válvula de seccionamento

Válvula de retenção


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