Instalações Hidráulicas - Rede de Esgoto

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Trabalho sobre Redes de Esgoto

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FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SO PAULO FATEC SP ALLAN C. CRUZ MATHEUS N. PACHECO PROJETO DE INSTALAES HIDRULICAS COM NFASE EM DIMENSIONAMENTO E PROJETO DE ESGOTO SO PAULO 2014 2 ALLAN CUNHA DA CRUZ - 12211278 MATHEUS NERY PACHECO - 12209654 PROJETO DE INSTALAES HIDRULICAS COM NFASE EM DIMENSIONAMENTO E PROJETO DE ESGOTO SO PAULO 2014 Trabalho apresentado disciplina de Tcnicas Construtivas de Edifcios ministrada pelo Prof Me. Kendi Sanbonsuge, referente ao quarto semestre do curso de Movimento de Terra e Pavimentao da Faculdade de Tecnologia de So Paulo como contedo complementar de conceito. 3 CONTEDO 1. INTRODUO .............................................................................................................................. 4 2. DOCUMENTOS DE REFERNCIA, PARMETROS E DIRETRIZES TCNICAS ........... 5 3. INSTALAES DE ESGOTO SANITRIO ............................................................................. 8 4. DIMENSIONAMENTO DE ESGOTO ........................................................................................ 9 4.1. Dimensionamento dos Ramais de Descarga ................................................................. 10 4.2. Dimensionamento dos Ramais de Esgoto ..................................................................... 11 4.3. Dimensionamento da Tubulao de Ventilao ............................................................ 12 4.4. Dimensionamento dos Sub-coletores ............................................................................. 14 5. CAMINHO DO ESGOTO ........................................................................................................... 15 5.1. Sistemas de Tratamento Individual ................................................................................. 16 5.2. Sumidouro ou poo absorvente ....................................................................................... 17 5.3. Irrigao sub superficial ..................................................................................................... 19 5.4. Tincheiras Filtrantes ........................................................................................................... 22 5.5. Sistema de Tratamento Coletivo ...................................................................................... 24 6. CONCLUSO ............................................................................................................................. 25 7. ANEXOS ...................................................................................................................................... 26 8. BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................... 27 4 1. INTRODUO Neste trabalho, procuramos sintetizar os processos e tcnicas utilizados para a elaborao de projetos de instalaes hidrulicas, enfatizando projetos e dimensionamento de esgoto. Entendemos que projetos de hidrulica devem apresentar solues para os sistemas de abastecimento, reserva e distribuio de gua fria, aquecimento, reserva e distribuio de gua quente, reserva e distribuio de gua fria para combate a incndios, coleta, conduo e destinao de esgotos sanitrios e de guas pluviais para as edificaes. Estes projetos devem ser desenvolvidos visando atender aos sistemas prediais, sejam eles de unidades habitacionais trreas, como sobrados ou verticais, equipamentos comunitrios, edificaes para fins comerciais e demais edificaes. nossa proposta demonstrar o processo supracitado, atravs do desenvolvimento desta pesquisa e seminrio para enriquecimento deste contedo e para torn-lo o mais claro possvel do ponto de vista tcnico. 5 2. DOCUMENTOS DE REFERNCIA, PARMETROS E DIRETRIZES TCNICAS Os projetos de instalaes hidrulicas dependem de outros projetos e elementos para serem executados, estes projetos devem atender toda a legislao especfica nos nveis federal, estadual e municipal, assim como s Normas das Concessionrias de Servios Pblicos locais. No mesmo sentido os projetos devem obedecer s normas tcnicas pertinentes da ABNT. Abaixo citamos normas, regulamentos e leis aplicveis execuo de projetos de hidrulica: NBR 5626 Instalao predial de gua fria; NBR 8160 Sistemas prediais de esgoto sanitrio Projeto e execuo; NBR 10844 Instalaes prediais de guas pluviais; NBR 7198 Projeto e execuo de instalaes de gua quente; NBR 7229 Projeto, construo e operao de sistemas de tanques spticos; NBR 13969 Tanques Spticos Unidades de tratamento complementar e disposio final dos efluentes lquidos Projeto, construo e operao; NBR 12269 Execuo de instalaes de sistemas de energia solar que utilizam coletores solares planos para aquecimento de gua; Decreto Estadual n 46.076/2001 Segurana contra Incndios; Lei n 13.276 (PMSP) Reteno de guas Pluviais; Lei n 12.526 (Estado de So Paulo) Reteno de guas Pluviais; Por se tratar do nosso foco neste trabalho, segue tambm abaixo as normas, regulamentos e leis aplicveis execuo de projetos de esgoto: NBR 7968 Tubulao de saneamento nas reas de rede de distribuio, adutoras, redes coletoras de esgoto e interceptores - dimetros nominais; NBR 9648 Estudo de concepo de sistemas de esgoto sanitrio; NBR 9649 Projeto de redes coletoras de esgoto sanitrio; NBR 12207 Projeto de Interceptores de esgoto sanitrio; NBR 12208 Projeto de estaes elevatrias de esgotos sanitrios; NBR 12587 Cadastro de sistemas de esgotamento sanitrio; 6 Cdigo Sanitrio do Estado de So Paulo; Outros dispositivos legais e normativos oficiais de mbito municipal, estadual e federal; Regulamentos e normas dos departamentos, autarquias ou companhias concessionrias responsveis pela operao do servio de esgotamento sanitrio no local; Instrues para Apresentao de Projetos de Sistemas de Coleta, Tratamento e Disposio Final dos Esgotos Sanitrios das Concessionrias de Servios Pblicos local. Alm das normas, regulamentos e leis supracitados, a elaborao de projetos de hidrulica depende tambm da pr-elaborao e disponibilizao do projeto bsico de urbanismo, das diretrizes fornecidas pelas Concessionrias de Servios Pblicos local de abastecimento de gua e coleta de esgoto e fundamentalmente do projeto de arquitetura. Deve ser realizada vistoria da rea de implantao e de suas adjacncias. Neste ato deve-se observar, registrar e cadastrar as caractersticas de importncia para o desenvolvimento do projeto. Citam-se, entre outros, os seguintes aspectos: a) evidncia de lenol fretico alto e existncia de regies alagadas ou facilmente alagveis e solos brejosos; b) evidncia de configurao topogrfica e arruamento existente ou em fase de estudo preliminar que implique em coleta atravs de ramais prediais de esgoto utilizando faixas de servido em lotes residenciais ou outras dificuldades da mesma natureza; c) identificao de eventuais pontos baixos que impliquem em soluo de elevao de esgotos ou solues locais; d) identificao de alternativas de pontos de conexo da rede a ser projetada com sistemas existentes ou eventuais pontos de lanamento; 7 e) existncia de sistemas de esgotamento sanitrio e seus dispositivos na rea objeto de implantao e no seu entorno; f) em reas urbanizadas a situao do arruamento, tipos de pavimentos e dispositivos relativos a outras infra-estruturas existentes; g) em reas urbanizadas os tipos de ocupao e a situao quanto ao trfego de veculos e pessoas; h) existncia de outros tipos de infra-estrutura e formaes naturais que venham a se constituir em interferncia previsvel s obras da rede coletora; Aps executado o projeto, deve-se utilizar para a apresentao do mesmo a Planta de Implantao da edificao com a indicao das cotas dos patamares e sistema virio, bem como, a representao dos taludes e demais informaes que venham a contribuir para melhor entendimento do projeto. O projeto deve explicitar em memorial descritivo todos os materiais, componentes, equipamentos e eventuais servios adotados em projeto. Da mesma maneira, recomendado que se elabore uma lista de quantidades para que, caso necessrio, seja elaborado um futuro oramento da parte de hidrulica da edificao a ser executada constando todos os materiais, componentes, equipamentos e eventuais servios adotados em projeto. 8 3. INSTALAES DE ESGOTO SANITRIO O esgoto, ou guas residurias, so os despejos lquidos de casas, edifcios, estabelecimentos comerciais, instituies e indstrias. Para cada tipo de edificao o projeto de arquitetura definir os aparelhos sanitrios a serem instalados (pia, lavatrio, bacia sanitria, tanque, mquina de lavar roupa, chuveiros, etc.), bem como, o padro de linha e acabamento para louas sanitrias, pias e metais. Adaptaes para portadores de necessidades especiais tambm deve ser definidas pelo projeto de arquitetura. Todo o sistema de esgoto deve ser instalado de forma que o acesso a ele seja garantido, bem como ser de fcil localizao, mesmo quando embutidas nos elementos da edificao. Sempre devero ser previstas caixas de inspeo/poos de visita para receber os efluentes do esgoto, sempre considerando que as normas das concessionrias de esgoto quanto posio das caixas de inspeo destinadas interligao com a rede pblica devero ser observadas. Para ramais provenientes de pias de cozinha sempre recomendado que seja prevista caixa de gordura, esta que dever ser posicionada em local ventilado, de fcil acesso e ter tampa removvel para inspeo e limpeza peridicas. tambm recomendado que os efluentes de fossas spticas sejam encaminhados para filtros anaerbios e o destino final para sumidouro, rede pblica ou outro local previamente definido pela concessionria local. Geralmente a contribuio de guas pluviais no sistema de esgoto sanitrio deve ser evitada. Pode ser exigido projeto para reaproveitamento de parte das guas servidas. 9 4. DIMENSIONAMENTO DE ESGOTO As quantidades (ou vazes) de esgoto que escoam pela instalao predial (tubulaes, caixas sifonadas, caixas de inspeo) variam em funo das contribuies de cada um dos aparelhos desta instalao. Para esclarecer este aspecto e demonstrar as etapas de dimensionamento das instalaes de esgotos, exemplificaremos uma instalao predial de uma residncia onde iremos calcular o dimetro dos ramais de descarga, ramais de esgoto, tubos de ventilao e subcoletores. Dimensionaremos o sistema de esgoto e ventilao de uma residncia que possui, 1 vaso sanitrio; 1 lavatrio; 1 chuveiro; uma banheira; 1 pia de 2 cubas na cozinha; 1 tanque de 2 cubas; 1 mquina de lavar roupas. Conforme demonstrado na ilustrao a seguir: 10 4.1. Dimensionamento dos Ramais de Descarga Para determinarmos os dimetros dos ramais de descarga dos diversos aparelhos, devemos consultar a seguinte tabela: 01 - Dimetros mnimos dos ramais de descarga Assim sendo, para a instalao de nosso exemplo, teremos os seguintes ramais de descarga para cada aparelho: Banheiro: 1 vaso sanitrio DN 100 1 lavatrio DN 40 1 chuveiro DN 40 1 banheira DN 40 Cozinha: 1 pia de 2 cubas DN 50 Lavanderia: 1 tanque de 2 cubas DN 40 1 mquina de lavar roupas DN 50 11 4.2. Dimensionamento dos Ramais de Esgoto Quando dois ou mais ramais de descarga se encontram, formando uma nica tubulao, essa tubulao passa a se chamar ramal de esgoto. Nos banheiros, por exemplo, os ramais de descarga (exceto o do vaso sanitrio) podem ser conectados a uma caixa sifonada, de cuja sada deriva o ramal de esgoto. Veja que em nosso exemplo os ramais de descarga do lavatrio, do chuveiro e da banheira esto conectados a uma caixa sifonada, e a partir da segue o ramal de esgoto. Para determinarmos os dimetros dos ramais de esgoto do banheiro, da cozinha, da rea de servio e a caixa sifonada ideal para o banheiro, podemos utilizar a tabela seguinte: 02 - Dimetros mnimos dos ramais de esgoto 12 Em nosso exemplo o banheiro possui 1 lavatrio, 1 chuveiro e 1 banheira. Verificando a tabela, todos estes aparelhos se encaixam no item "com banheira mais aparelhos". Logo, o dimetro do ramal de esgoto do banheiro ser DN 75. Assim, a caixa sifonada dever possuir tambm uma sada de DN 75, garantindo assim o adequado escoamento do esgoto. Na cozinha teremos 1 pia com 2 cubas. Olhando este item na tabela acima, o dimetro do ramal de esgoto ser DN 50. Sabemos que o ramal que sai da pia da cozinha no despejado em uma caixa sifonada, pois segundo a norma NBR 8160, este ramal deve ser conectado a uma caixa de gordura. Na lavanderia teremos 1 tanque de 2 cubas e 1 mquina de lavar roupas. Na tabela, identificamos que estes aparelhos correspondem ao item "com mquina de lavar roupas e tanque". Ou seja, o dimetro ser DN 75, com uma caixa sifonada de sada DN 75. 4.3. Dimensionamento da Tubulao de Ventilao Para que o pargrafo a seguir fique mais claro, note que, fecho hdrico a camada de gua que permanece constantemente nos desconectores, que por sua vez, so os aparelhos como o vaso sanitrio, sifes e caixas sifonadas, o fecho hdrico tem como funo vedar a passagem dos gases. A ventilao em uma instalao de esgoto extremamente importante, uma vez que impede o rompimento dos fechos hdricos dos desconectores, alm de impedir a sada dos gases do esgoto para a atmosfera. Em nosso exemplo, por se tratar de uma residncia, no ser necessria uma coluna de ventilao. Teremos apenas o ramal e o tubo de ventilao no mesmo dimetro. Antes de iniciarmos os clculos necessrio conhecer um conceito importante: a Unidade Hunter de Contribuio (UHC). A UHC um nmero que representa a contribuio de esgoto dos aparelhos sanitrios em funo da sua utilizao habitual. Cada aparelho sanitrio possui um 13 valor de UHC especfico, conforme poder ser visto na prxima tabela, fornecida pela norma NBR 8160. Para o nosso exemplo, ser necessria 1 tubulao de ventilao para atender ao ramal de esgoto do banheiro.Vamos iniciar fazendo o somatrio em UHC de cada aparelho. Tomando os valores fornecidos pela tabela abaixo, temos: Lavatrio: 1 UHC Chuveiro: 2 UHC Banheira: 2 UHC Vaso sanitrio: 6 UHC Fazendo o somatrio, obtemos o valor de 11 UHC. Este valor utilizado para encontrar o dimetro do ramal de ventilao atravs da tabela 04, fornecida pela norma NBR 8160. A situao de nosso exemplo se encaixa na coluna "grupos de aparelhos com bacias sanitrias". Como o valor encontrado no ultrapassa 17 UHC, o dimetro do ramal de ventilao do banheiro ser DN 50. 03 - Unidade Hunter de Contribuio dos Aparelhos Sanitrios e Dimetro Nominal Mnimo dos Ramais de Descarga: 14 04 - Dimensionamento de ramais de ventilao importante saber que para a ventilao funcionar com eficincia, a distncia de qualquer desconector (caixa sifonada, vaso sanitrio) at a ligao do tubo ventilador que o serve dever ser de no mximo 1,80m. 4.4. Dimensionamento dos Sub-coletores Os sub-coletores so tubulaes que levam o esgoto da residncia para a rede coletora pblica ou para a fossa sptica. Devem possuir dimetro mnimo de 100 mm, intercalados por caixas de inspeo. Deve-se prever tambm uma declividade mnima de 1% para os tubos sub-coletores, para o perfeito funcionamento do esgoto. Explicando melhor, 1% significa 1cm de desnvel para cada 1m de tubulao. 15 5. CAMINHO DO ESGOTO O esgoto, ou guas residurias, como j explicamos, so os despejos lquidos de casas, edifcios, estabelecimentos comerciais, instituies e indstrias, estes resduos podem ser divididos conforme o tipo de efluente. Veja o esquema: Os componentes de um sistema de esgoto so definidos conforme a quantidade de lquido escoado, nmero de pessoas, custos, tipo de efluentes, solo, entre outros. Daremos aqui maior ateno aos efluentes de esgoto domstico e nas solues para instalaes prediais de esgoto sanitrio. No esquema abaixo resumimos de forma clara as possibilidades existentes quanto ao encaminhamento dos esgotos domsticos (guas imundas e servidas). 16 Como podemos ver no esquema anterior, os esgotos podem ser levados ao seu destino final com ou sem transporte hdrico, utilizando a gua para transporte dos dejetos. O transporte hdrico usado em locais onde h abastecimento de gua em quantidade suficiente para isto. Onde no possvel o transporte hdrico, utilizado normalmente a fossa negra, ou fossa seca. 5.1. Sistemas de Tratamento Individual O sistema individual aquele onde cada uma das casas das cidades possui o seu prprio sistema de coleta, afastamento e tratamento dos esgotos domsticos. Neste sistema, os esgotos so encaminhados a uma fossa sptica, que uma espcie de caixa que recebe todo o esgoto domstico, onde existe a ao de bactrias chamadas anaerbias (micro-organismos que vivem em ambientes onde o ar no circula). 17 Estas bactrias transformam parte da matria orgnica slida em gases, que saem pela tubulao de ventilao. Durante o processo, depositam-se no fundo da fossa as partculas slidas, que formam o lodo. Na superfcie do lquido tambm se forma uma camada de crosta, ou espuma, que contribui para evitar a circulao do ar, facilitando a ao das bactrias. Uma fossa sptica com 1500 litros de capacidade est apta a atender uma residncia de at 7 pessoas, prevendo-se a sua limpeza a cada 2 anos. No recomendvel a instalao de uma fossa com capacidade menor que 1250 litros. O material que permanece diludo no lquido do esgoto segue pela tubulao at ser distribudo no terreno por um dos seguintes sistemas: Sumidouro ou poo absorvente Irrigao sub superficial Trincheiras filtrantes 5.2. Sumidouro ou poo absorvente Ainda muito utilizado no Brasil, trata-se de um buraco aberto no solo cujas dimenses variam de acordo com a quantidade de esgoto eliminada e com a porosidade do solo. O fundo do poo deve estar a 1,5 metros acima do lenol d'gua, para evitar a poluio da gua subterrnea. 18 Para evitar desmoronamentos, as paredes laterais so feitas em alvenaria, utilizando-se tijolos em crivo que so juntas abertas para permitir a infiltrao no terreno. 19 5.3. Irrigao sub superficial Forma utilizada quando o lenol subterrneo est muito prximo da superfcie do solo. composto basicamente por tubos de drenagem que permanecem enterrados, com certo espaamento entre si. Veja o esquema abaixo. Para a sua construo, podem ser utilizados tubos de PVC rgidos para drenagem, de dimetro 100 mm, instalados no fundo das valas conforme esquema da figura: 20 A declividade dos tubos enterrados deve ser entre 0,25% e 0,5%. Se tenho uma linha com 10 metros de comprimento, com uma declividade de 0,5%, teremos o seguinte valor de declividade: (10 x 0,5) : 100 = 0,05 metros = 5 cm O afastamento mnimo recomendado entre as valas de 1 metro, e o comprimento das linhas no dever ser maior que 30 metros. Um critrio aproximado para se dimensionar esse tipo de sistema o estimado, comprimento total da linha em funo do tipo de solo do local onde ser instalado o sistema e do nmero total de pessoas a utilizarem a habitao considerada. Neste caso consultamos a tabela abaixo: O valor de C representa a taxa de infiltrao do solo. Quanto maior o valor, mais facilidade o lquido ter para se infiltrar no solo. 21 Com o valor de C tirado da tabela, calculamos o valor do comprimento das linhas (L) com a seguinte frmula: Onde: L: Comprimento das linhas (metros) N: Nmero de pessoas da residncia C: Taxa de infiltrao do solo Para exemplificar, suponhamos uma residncia de 5 pessoas, com solo do tipo 2 (argila de cor vermelha), onde teremos: Para se obter um melhor desempenho, recomendado que a linha tenha no mximo 30 metros de comprimento. Sendo assim, em nosso exemplo, poderemos construir o sistema com 4 linhas de 12,5 metros. 22 5.4. Tincheiras Filtrantes Este sistema utilizado quando o solo local no consegue absorver o esgoto atravs dos dois sistemas anteriores. formado por duas linhas de tubulao, uma sobre a outra, com uma camada de areia entre elas. A linha superior faz a irrigao e a inferior coleta. Quando o esgoto passa por esta camada de areia, praticamente eliminam-se as bactrias existentes, permitindo o lanamento posterior em um curso d'gua, ou sarjeta, conforme o local. Quanto maior a camada de areia e mais fino o gro de areia (granulometria), melhor a filtragem. Para a sua construo, podem ser utilizados tubos de PVC rgidos para drenagem, de dimetro 100 mm, dispostos conforme figura: 23 A declividade dos tubos enterrados entre 0,25% e 0,3%. As valas devero ter uma profundidade de 1,20 a 1,50 metros, com largura de 0,50 metros. A extenso mnima das linhas dever ser de 6 metros por pessoa. No recomendado menos de 2 valas para atender uma fossa sptica. Em uma residncia com 4 pessoas, por exemplo, teremos um sistema com 4 linhas de 6 metros cada uma. 24 5.5. Sistema de Tratamento Coletivo A outra soluo adotada para coleta, afastamento e tratamento do esgoto com transporte hdrico o SISTEMA COLETIVO. o mais recomendado por no despejar no solo qualquer tipo de resduo de esgoto, visto que coletado diretamente por uma rede de tubulaes, que o encaminha para um adequado tratamento. Os esgotos das casas e comrcios em geral so encaminhados pelo coletor predial at uma rede coletora chamada de coletor pblico. Este passa pelas ruas da cidade, enterrado, encaminhando-se at um local onde se efetua o tratamento do esgoto: A ESTAO DE TRATAMENTO DE ESGOTO ETE. 25 6. CONCLUSO Acreditamos que a pesquisa apresentada, complementada pela apresentao do seminrio elaborada em slides explana e esclarece de forma sucinta o processo para o dimensionamento e obteno de um projeto de esgoto que atenda todas as normas e leis vigentes para este tipo de obra. Agradecemos a oportunidade e a solicitao da pesquisa, que nos agregou maior conhecimento sobre o tema e indicao para explanarmos um assunto que complementa grandiosamente nossa formao. Apetecemos que o contedo apresentado seja suficiente para uma explanao sucinta da disciplina de pesquisa e agradecemos o tempo dedicado leitura desta pesquisa. 26 7. ANEXOS Disco compacto contendo apresentao de slides e pesquisa em formato digital. 27 8. BIBLIOGRAFIA CDHU Companhia de Desenvolvimento habitacional e Urbano / Diretoria Tcnica / Superintendncia de Projetos. Manual Tcnico de Projetos. 1998 rev. 2008. FDE Fundao para o Desenvolvimento da Educao. Normas e Relatrios de Hidrulica. REIS, Ricardo P. Abreu. UFG Universidade Federal de Gois / Escola de Engenharia Civil. Sistemas Prediais de Esgoto Sanitrio. 2007. JUNIOR, Gersina N. R. C.. Engenharia Ambiental. Dimensionamento da Rede Coletora de Esgotos. Enciclopdia Tigre. Acesso em 28/02/2014.