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Remoção de sedimentos em BMPs Capítulo 0- Preliminares Engenheiro Plínio Tomaz [email protected] 11/10/08 0-1 Livro: Remoção de sedimentos em BMPs 28 de maio de 2011 Engenheiro Plínio Tomaz

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Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPsCapiacutetulo 0- Preliminares

Engenheiro Pliacutenio Tomaz pliniotomazuolcombr 111008

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Livro Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs28 de maio de 2011

Engenheiro Pliacutenio Tomaz

Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPsCapiacutetulo 0- Preliminares

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Introduccedilatildeo

Os assuntos que iremos tratar se referem a poluiccedilatildeo difusa que eacute aquela gerada peloescoamento superficial da aacutegua em zonas urbanas e proveacutem de atividades que depositampoluentes de forma esparsa sobre a aacuterea de contribuiccedilatildeo da bacia hidrograacutefica

Os primeiros 10minutos de chuva lavam a rua e carregam poluentes que eacute odenominado first flush O dr Robert Pitt em 2004 em pesquisas de 21 paracircmetrosdemonstrou que este escoamento inicial carrega poluentes conforme Tomaz 2006 Asoluccedilatildeo para a melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais eacute fazer o tratamento eacute atraveacutes dasBMPs para aacutereas de bacias ateacute 2km2 (200ha) Assim devem ser tratadas as aacuteguas pluviaisproveniente do first flush e o restante ser lanccedilado diretamente ao curso de aacutegua ou lagoproacuteximo

ldquoBMP (Best Management Practices) traduz-se por melhor teacutecnica degerenciamento ou medidas oacutetimas para gerenciamento de cargas difusasrdquo As BMPs satildeomedidas e praacuteticas destinadas a melhorar a qualidade das aacuteguas pluviais

Apesar de inuacutemeros fenocircmenos que ocorrem nas BMPs a sedimentaccedilatildeo eacute o maisimportante pois estaacute provado que quando se depositam sedimentos menores que 100μmque satildeo o TSS (soacutelidos totais em suspensatildeo) os mesmos arrastam consigo uma grandeparte dos metais pesados nitrogecircnio foacutesforo e outros poluentes

Eacute importante em determinadas BMPs prever a porcentagem de sedimentosremovidos e retidos

Bacia de detenccedilatildeo seca que eacute aquela que deteacutem as aacuteguas pluviais e soacute deixa passara vazatildeo de pico do preacute-desenvolvimento

Bacia de detenccedilatildeo estendida que deteacutem por um periacuteodo de 24h o volumedenominado WQv para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais

Bacia de retenccedilatildeo que pode ser uma wetland ou uma bacia de retenccedilatildeo molhadaque natildeo tem vegetaccedilatildeo e ambas possuem um volume permanente denominado WQve um volume temporaacuterio tambeacutem WQv

Incluiacutemos tambeacutem a caixa de retenccedilatildeo de oacuteleos e sedimentos a teoria de Stokes osprinciacutepios de Allen Hazen sobre sedimentaccedilatildeo e o Meacutetodo Simples de Schueler

A teoria de Schueler feita em 1987 eacute usada para a determinaccedilatildeo do first flush isto eacute aaltura da lacircmina de aacutegua em miliacutemetros que eacute responsaacutevel por 90 das precipitaccedilotildees e queiraacute deter 80 do TSS (soacutelido total em suspensatildeo)

O depoacutesito de sedimentos pode ser feito durante as precipitaccedilotildees ou no intervalo dasmesmas chamando a primeira de condiccedilotildees dinacircmicas e a segunda de condiccedilotildeesquiescentes

Outra importacircncia da remoccedilatildeo dos sedimentos eacute que nas BMPs citadas devem possuir amontante o preacute-tratamento que eacute a remoccedilatildeo de sedimentos grosseiros ou sejam aquelesmaiores que 125μm

Neste trabalho temos como objetivo mostrar a facilidade dos caacutelculos de estimativa deremoccedilatildeo de sedimentos nas BMPs

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Dentre os vaacuterios meacutetodos existentes bem como softwares americanos todos possuemfalhas devido a dificuldade do conhecimento cientiacutefico sobre o problema A influecircncia daforma do reservatoacuterio da aacuterea da superfiacutecie do tempo de detenccedilatildeo do tamanho daspartiacuteculas existentes no local o problema da ressuspensatildeo de sedimentos tudo isto causaminuacutemeras dificuldades para se ter como exatidatildeo a eficiecircncia da sedimentaccedilatildeo

Uma maneira praacutetica e tambeacutem sujeita a erros eacute o meacutetodo de Akan que estaacute no Capiacutetulo3 deste livro pois eacute faacutecil de ser aplicado e o meacutetodo do Capiacutetulo 19 devido a Chen

As bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Stahre e Urbonas 1990 in Haan et al 1994remove 50 a 70 de soacutelidos totais em suspensatildeo (TSS) 10 a 20 de foacutesforo total 10a 20 de nitrogecircnio 20 a 40 de mateacuteria orgacircnica 75 a 90 de chumbo 30 a 60de zinco 50 a 70 de hidrocarbonetos e 50 a 90 de bacteacuterias

Os capiacutetulos foram feitos de maneira que possam ser lidos separadamenteO autor se desculpa pelos graacuteficos em inglecircsAgradeccedilo a Deus o Grande Arquiteto do Universo a oportunidade de poder contribuir

na procura do conhecimento com a publicaccedilatildeo deste livro

Guarulhos 10 de outubro de 2008

Engenheiro civil Pliacutenio Tomaz

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PLIacuteNIO TOMAZ

COMUNICACcedilAO COM O AUTOREngenheiro civil Pliacutenio Tomaz

e-mail pliniotomazuolcombr

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I Dream of Tahoe By Charles R Goldman

I dream of Tahoe wherever I may goI dream this dream of Tahoe in sunshine or in snowI see the cobalt waters in the alpine afterglowWhere pine and aspen forests take many years to growAnd Irsquoll return to Tahoe from wherever I may goYes Irsquoll return to Tahoe despite where winds may blowAnd although my travels wander across the land and seaMy memories of Tahoe will always stay with meThe air is clear and brilliant where Sierra meets the skyIt fills me with a sadness when I must say goodbyeBut if we keep its blueness this lake will never dieAnd the children of our children will never have to cry

Nota este poema foi escrito pelo dr Charles R Goldman que conheci num seminaacuteriointernacional de recursos hiacutedricos O dr Charles eacute o responsaacutevel pela recuperaccedilatildeo doLago Tahoe nos Estados Unidos e um dia recebeu o presidente Bill Clinton e o vice AlGore em seu barco de pesquisa

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PrefaacutecioOs aspectos espetaculares das sucessivas crises do petroacuteleo com a escassez

imediata e o aumento dos preccedilos fizeram com que grande parte da populaccedilatildeo mundialacreditasse que o esgotamento das reservas naturais do planeta era parte de uma questatildeoenergeacutetica que poderia ser resolvida atraveacutes do aporte tecnoloacutegico De forma silenciosacontudo uma outra escassez avanccedilava sem ser vislumbrada em toda sua ameaccedila a falta deaacutegua potaacutevel

Pela proacutepria natureza da Terra a aacutegua doce potaacutevel e de qualidade encontra-sedistribuiacuteda de forma bastante desigual As regiotildees setentrionais do planeta embora comgrandes rios ndash Tamisa Danuacutebio Reno Volgandash ou na Ameacuterica ndash o Satildeo LourenccediloMississipi Missouri ndash concentram grandes aglomeraccedilotildees demograacuteficas que consomemvolumes crescentes de aacutegua potaacutevel Aleacutem disso a generalizaccedilatildeo da agricultura moderna ndashsubsidiada com milhares e milhares de doacutelares tanto na Uniatildeo Europeacuteia quanto nos EUA ndashampliou tremendamente o consumo de aacutegua Muitas vezes a riqueza produzida por talagricultura subsidiada natildeo paga os imensos gastos de armazenamento dutos e limpezainvestidos no processo de sua proacutepria disponibilizaccedilatildeo

O consumo de aacutegua dobra a cada 20 anos 50 da aacutegua que vai para os grandescentros urbanos satildeo desperdiccediladas Mais de 25 da populaccedilatildeo da Terra natildeo tem acesso agraveaacutegua potaacutevel Em 70 regiotildees do planeta existem conflitos pelo controle da aacutegua potaacutevel

No Brasil cerca de 70 da aacutegua estaacute localizada na regiatildeo Norte onde vivemaproximadamente 75 da populaccedilatildeo

Os 30 restantes dos recursos hiacutedricos estatildeo nas demais regiotildees onde vivem 93da populaccedilatildeo brasileira

Consequumlentemente cada vez mais importante se torna promover o seu usoeficiente Isto significa que natildeo se pode desperdiccedilar o precioso liacutequido e que a suaqualidade deve ser adequada ao tipo de utilizaccedilatildeo Mesmo ao niacutevel domeacutestico haacuteutilizaccedilotildees como a limpeza por exemplo onde natildeo eacute exigiacutevel uma qualidade aos niacuteveis deportabilidade da aacutegua Neste contexto comeccedilam a ganhar mais popularidade soluccedilotildeesalternativas como o aproveitamento de aacuteguas das chuvas e de aacuteguas cinzentas

No entanto conveacutem notar que apoacutes um periacuteodo significativo sem chover eacute naturalque as superfiacutecies de captaccedilatildeo apresentem alguma sujidade podendo a mesma ser arrastadapela aacutegua Em princiacutepio para aplicaccedilotildees domeacutesticas conviraacute rejeitar essas primeiras aacuteguasde lavagem (ldquofirst-flushrdquo) para o que existem diversas soluccedilotildees

O presente trabalho - Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs - de autoria do insigneEngenheiro Pliacutenio Tomaz seu deacutecimo e-book trata dos vaacuterios meacutetodos existentes com afinalidade de quantificar esses sedimentos depositados pelas chuvas nas baciashidrograacuteficas melhorando a qualidade das aacuteguas para captaccedilatildeo e consumo

Honrou-nos o professor com a solicitaccedilatildeo de que prefaciaacutessemos o presentetrabalho

Quando no inicio de 2008 assumimos a Comissatildeo de Meio Ambiente do CREA SPfirmamos o compromisso de sociabilizar o maacuteximo possiacutevel informaccedilotildees de boas praacuteticasambientais Lembramos logo de Mestre Pliacutenio sempre nos brindando com seus trabalhosquando das reuniotildees de Cacircmara e Plenaacuteria

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Solicitado a colaborar com a Comissatildeo prontamente nos atendeu e hoje todospodem contar com seus livros digitais publicados no site da Comissatildeo no Portal do CREASP

Certamente esta seraacute apenas mais uma das publicaccedilotildees com que poderemos contarOutras estatildeo a caminho

Assim desejo que todos - profissionais alunos e militantes ambientais aproveitemao maacuteximo os ensinamentos de nosso caro professor

Santos outubro de 2008

Zildeacutete Teixeira F PradoEngordf Civ e Meio Ambiente

Coordenadora CMACREA-SP

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CapiacutetulosOrdem Assunto

0 Preliminares1 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Papa 19992 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 19863 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Akan4 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo seca conforme EPA 20045 Meacutetodo RUSLE (equaccedilatildeo revisada universal de perda de solo)6 Estimativa da carga do poluente pelo Meacutetodo Simples de Schueler7 Carga de soacutelidos devido ao runoff8 Lei de Stokes9 Principio de Allen Hazen sobre sedimentaccedilatildeo

10 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 200411 Remoccedilatildeo de sedimentos em preacute-tratamento12 Preacute-tratamento13 Cerca de sedimentos14 Caixa de retenccedilatildeo de oacuteleo e sedimentos15 Pesquisas efetuadas sobre TSS (soacutelidos totais em suspensatildeo)16 Meacutetodo de Brune17 Meacutetodo de Churchill19 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo conforme Chen197520 Remoccedilatildeo de sedimento em faixa de filtro gramada21 Canal gramado

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CURRICULUM VITAEO engenheiro civil Pliacutenio Tomaz nasceu em Guarulhos e estudou na Escola Politeacutecnica da

Universidade de Satildeo Paulo Fez cursos de poacutes-graduaccedilatildeo na Politeacutecnica e na Faculdade de SauacutedePuacuteblica

Foi superintendente e diretor de obras do SAAE onde se aposentou e depois trabalhou noMinisteacuterio de Minas e Energia

Fundador da Associaccedilatildeo de Engenheiros e Arquitetos e Agrocircnomos de Guarulhos em1967

Foi professor de Hidraacuteulica Aplicada na FATEC e na CETESB Atualmente eacute Diretor de Recursos Hiacutedricos Saneamento e Energia da FAEASP (Federaccedilatildeo das

Associaccedilotildees de Engenharia e Arquitetura do Estado de Satildeo Paulo) Diretor de Recursos Hiacutedricos e Meio Ambiente da ACE-Associaccedilatildeo Comercial e

Empresarial Membro da Academia Guarulhense de Letras Assessor especial de meio ambiente da OAB (Ordem dos Advogados do Brasil) de

Guarulhos Conselheiro do CADES- Conselho Municipal de Meio Ambiente e Desenvolvimento

Sustentaacutevel da PMSP representado o CREASP Coordenador do Grupo de Trabalho do CREASP sobre Fiscalizaccedilatildeo em Bacias

Hidrograacuteficas Membro do Sub-comitecirc de Bacia Alto Tietecirc-Cabeceiras Presidente do Conselho Deliberativo do Serviccedilo Autocircnomo de Aacutegua e Esgotos de

Guarulhos Ex-professor da FIG UNG FATEC e CETESB

Escreveu 6 livros de engenharia civil- ldquoConservaccedilatildeo da Aacuteguardquo- ldquoPrevisatildeo de consumo de aacuteguardquo- ldquoEconomia de aacuteguardquo- ldquoCaacutelculos hidroloacutegicos e hidraacuteulicos para obras municipaisrdquo- ldquoAproveitamento de aacutegua de chuvardquo- ldquoPoluiccedilatildeo difusardquo

Onze livros eletrocircnicos em acrobat reader disponiacutevel gratuitamente na Internet- Balanccedilo Hiacutedrico 237paacuteginas A4- BMPs-Best Management Practices 176 paacuteginas A4- Criteacuterio Unificado 327 paacuteginas A4-- Golpes de ariacuteete em casas de bombas 105 paacuteginas A4- Anaacutelise da qualidade da aacutegua de rios e impactos de nitrogecircnio e foacutesforo rios e coacuterregos 109paacuteginas A4- Curso de Manejo de aacuteguas pluviais 1019 paacuteginas A4- Aacutegua-pague menos tratamento de esgotos e reuacuteso 133 paacuteginas A4-Aproveitamento de aacutegua de chuva 250paacuteginas A4-Previsatildeo de consumo de aacutegua em gramados 168 paacuteginas A4-Curso de Redes de esgotos 591 paacuteginas A4-Curso de Redes de aacutegua 829 paacuteginas A4-Evapotranspiraccedilatildeo-Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs

Guarulhos 11 outubro de 2008Pliacutenio Tomaz

Consultor SeniorEngenheiro Civil

CREA-SP 0600195922

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Capiacutetulo 0-Preliminares

01 IntroduccedilatildeoHaacute uma grande dificuldade de se calcular com precisatildeo a remoccedilatildeo de sedimentos em

uma bacia de detenccedilatildeo estendidaA bacia de detenccedilatildeo estendida eacute aquela projetada para deter vazotildees de pico de

enchentes e soacute deixar passar a vazatildeo de preacute-desenvolvimento para melhorar a qualidade dasaacuteguas pluviais O reservatoacuterio se enche e depois esvazia num tempo determinado peloprojetista ficando depois vazio O tempo de detenccedilatildeo de modo geral estaacute entre 24h a 48h eo periacuteodo de retorno usado varia de 10 a 25anos

O reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido eacute uma das BMPs mais usadas nos Estados Unidose Europa motivo pelo qual se faz necessaacuterio estimar da melhor maneira possiacutevel aporcentagem de remoccedilatildeo de soacutelidos totais em suspensatildeo que eacute o chamado TSS

Salientamos que eacute reconhecido por todos os especialistas no assunto que a remoccedilatildeo dospoluentes eacute proporcional a remoccedilatildeo dos soacutelidos totais em suspensatildeo (TSS) nas aacuteguaspluviais pois os poluentes aderem as partiacuteculas soacutelidas e se depositam no fundo doreservatoacuterio Desta maneira eacute importante que quanto maior for a remoccedilatildeo de TSS maiorseraacute a remoccedilatildeo de foacutesforo nitrogecircnio e outros poluentes

Os reservatoacuterios de detenccedilatildeo estendido tem a funccedilatildeo de mitigar os impactos do runoffurbano nos corpos receptores de aacutegua que satildeo os rios coacuterregos e lagos

02 Criteacuterios de dimensionamento adotado para reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendidoO caacutelculo detalhado de reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido poderaacute ser visto no livro

Poluiccedilatildeo Difusa de Tomaz 2006No caacutelculo eacute aplicado o conceito de preacute e poacutes desenvolvimento de maneira a se ter

impacto zero

Volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviaisOs criteacuterios estatildeo baseados em Schueler 1987 com os seguintes paracircmetrosRv= coeficiente volumeacutetrico

Rv= 005 +0009 x AIAI= aacuterea impermeaacutevel em porcentagemO volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais eacute dado por

WQv= (P1000) x Rv x A (m2)SendoWQv= volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais (m3)P= 25mm= first flush para a Regiatildeo Metropolitana de Satildeo Paulo- RMSPA= aacuterea da bacia (m2)

A profundidade do reservatoacuterio varia de 100m a 150m e o tempo de esvaziamentogeralmente adotado eacute de 24h

A vazatildeo meacutedia Qm eacute o volume WQv dividido pelo nuacutemero de segundos em 24hQm= WQv86400s

Sendo a altura do reservatoacuterio h o caacutelculo eacute feito com orifiacutecioQ= Cd x Ao x (2gh)05

Cd=062

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Ao= aacuterea da seccedilatildeo transversal= π D24Na praacutetica costuma-se calcular de duas maneiras o valor de d

a) d=profundidade do reservatoacuterio h =altura na equaccedilatildeo do orifiacutecioh= d2 (usa-se como altura a metade)Q=Qm

b) Q= 2 x Qm (usa-se como vazatildeo o dobro da vazatildeo meacutedia mas usa-se a alturamaacutexima d)

h=d

Tempo de esvaziamentoGenericamente para qualquer seccedilatildeo transversal As o tempo de esvaziamento em

segundos de qualquer reservatoacuterio pode ser calculado pela Equaccedilatildeo (01) conformeMalaacutesia 2000

t=[1 Cd Ao (2g ) 05] y1 y2 As dy y 05 Equaccedilatildeo (01)Quando a superfiacutecie da aacutegua eacute constante isto eacute as paredes satildeo verticais entatildeo a

equaccedilatildeo acima fica

t= [2 As (y105 - y2

05 )] [Cd Ao (2g ) 05]

SendoAo= aacuterea da seccedilatildeo transversal do orifiacutecio (m2)Cd= 062 coeficiente de descargaAs= aacuterea transversal do reservatoacuterio na profundidade y (m2)t= tempo de esvaziamento (segundos)y1= altura da aacutegua no inicio (m)y2= altura do niacutevel de aacutegua no fim (m) eg= aceleraccedilatildeo da gravidade (g=981ms2)O orifiacutecio miacutenimo deve ter diacircmetro 50mm

03 Distribuiccedilatildeo das partiacuteculas e velocidade de sedimentaccedilatildeoTenho conhecimento de pesquisas nos Estados Unidos publicado pela EPA 1986 e no

Canadaacute publicada em 1994 pelo Ministeacuterio do Meio Ambiente e Energia de Ontaacuterio(MOEE)

Estas pesquisas mostram o comportamento da velocidade de sedimentaccedilatildeo das aacuteguaspluviais dependendo do tamanho das partiacuteculas Com a falta de pesquisas existentes emtodo o Brasil admitiremos como base as uacuteltimas pesquisas isto eacute aquelas feitas no Canadaacuteem 1994 portanto mais recente

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Tabela 01- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo noCanadaacute em 1999

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

(mm) (mh)le 20mm 20 000091420ltxle40 10 0046840ltxle 60 10 00914

60ltxle 013 20 0457013ltxle 040 20 213040ltxle 40 20 198

Total= 100Fonte Papa et al 1999

Aproveitamos a oportunidade para informar sobre os dados de partiacuteculas porcentagense velocidade de sedimentaccedilatildeo conforme EPA 1986 que usa cinco fraccedilotildees de 20 de massacada conforme Tabela (02)

Tabela 02- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo nosEstados Unidos

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

() () (mh)1 0 a 20 20 000092 20 a 40 20 0093 40 a 60 20 0454 60 a 80 20 215 80 a 100 20 195

Total= 100Fonte EPA 1986

Remoccedilatildeo de partiacuteculas das aacuteguas pluviaisConsiderando uma aacuterea urbana as precipitaccedilotildees que caem nas casas ruas avenidas e

estradas parques etc transportam soacutelidos variando desde argila ateacute agregados maiores Asvariaccedilotildees do diacircmetro das partiacuteculas dependem do local do vento das precipitaccedilotildees e deoutras variaacuteveis

Infelizmente natildeo temos pesquisas em todo o Brasil e mostraremos somente aspesquisas americanas que satildeo as seis curvas mostradas na Figura (01)

Conforme Rinker 2004 a primeira curva da distribuiccedilatildeo das partiacuteculas demonitoramento do Stormceptor refere-se a uma firma americana que faz produtos para adecantaccedilatildeo de soacutelidos usadas muito em estradas de rodagens

A segunda eacute da EPA 1986 devido ao trabalho coordenado por E DriscollA terceira curva de partiacuteculas eacute a do NURP 1986 que fez inuacutemeras pesquisasA quarta curva de partiacuteculas eacute do MRSC 2000- Municipal Researchamp Services de

Washington que fez pesquisa somente em um local

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A quinta curva eacute a do projeto Stormceptor que eacute uma firma americana deequipamentos baseada no MOE (Ministry of Environment Stormwater Practices Manualde 1994) de Ontaacuterio e que por sua vez eacute baseada na Usepa 1983

A sexta curva eacute J Sansolone e foi feita uma pesquisa somente em determinadolocal natildeo tendo portanto muita importacircncia

Figura 01- Comparaccedilatildeo da distribuiccedilatildeo do tamanho de partiacuteculas de aacuteguas pluviaisnos Estados Unidos conforme Rinker 2004

Rinker 2004 em suas pesquisas concluiu que para a melhoria da qualidade dasaacuteguas pluviais capturaando partiacuteculas lt100μm se depositaratildeo de 50 a 100 daspartiacuteculas Rinker 2004 salienta ainda que Walker 1997 associou a deposiccedilatildeo de metais eoutros poluentes em aacuteguas pluviais quando houver deposiccedilatildeo de partiacuteculas menores que100μm

Salientamos que adotamos para preacute-tratamento a deposiccedilatildeo de partiacuteculas maiores que125μm

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04 Bibliografia e livros consultados-HAAN CT et al Design Hydrology and sedimentology for small catachments AcademicPress 1994 588paacuteginas ISBN 13978-0-12-312340-4-PAPA FABIAN et al Detention time selection for stormwater quality control ponds31july1999 Can J Civ Eng 2672-82 (1999)-RINKER 2004 Particle size distribution (PSD) in stormwater runoffhttpwwwrinkermaterialscomProdsServicesdownloadsInfoBriefs_SeriesIS2060120Particle20Size20Distribution20_PSD_20in20Stormwater20Runpdf-TOMAZ PLINIO Poluiccedilatildeo Difusa Navegar Editora 2006-USEPA Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff qualityEPA 4405-87-001 setembro 1986 Coordenado por Eugene D Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M DeToro e Mitchell Small-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 2- Vegetativebiofilters EPA600R-04121A setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 3- Basin Bestmanagement practices EPA600R-04121B setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 1- GeneralConsiderations EPA600R-04121 setembro 2004

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Introduccedilatildeo

Os assuntos que iremos tratar se referem a poluiccedilatildeo difusa que eacute aquela gerada peloescoamento superficial da aacutegua em zonas urbanas e proveacutem de atividades que depositampoluentes de forma esparsa sobre a aacuterea de contribuiccedilatildeo da bacia hidrograacutefica

Os primeiros 10minutos de chuva lavam a rua e carregam poluentes que eacute odenominado first flush O dr Robert Pitt em 2004 em pesquisas de 21 paracircmetrosdemonstrou que este escoamento inicial carrega poluentes conforme Tomaz 2006 Asoluccedilatildeo para a melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais eacute fazer o tratamento eacute atraveacutes dasBMPs para aacutereas de bacias ateacute 2km2 (200ha) Assim devem ser tratadas as aacuteguas pluviaisproveniente do first flush e o restante ser lanccedilado diretamente ao curso de aacutegua ou lagoproacuteximo

ldquoBMP (Best Management Practices) traduz-se por melhor teacutecnica degerenciamento ou medidas oacutetimas para gerenciamento de cargas difusasrdquo As BMPs satildeomedidas e praacuteticas destinadas a melhorar a qualidade das aacuteguas pluviais

Apesar de inuacutemeros fenocircmenos que ocorrem nas BMPs a sedimentaccedilatildeo eacute o maisimportante pois estaacute provado que quando se depositam sedimentos menores que 100μmque satildeo o TSS (soacutelidos totais em suspensatildeo) os mesmos arrastam consigo uma grandeparte dos metais pesados nitrogecircnio foacutesforo e outros poluentes

Eacute importante em determinadas BMPs prever a porcentagem de sedimentosremovidos e retidos

Bacia de detenccedilatildeo seca que eacute aquela que deteacutem as aacuteguas pluviais e soacute deixa passara vazatildeo de pico do preacute-desenvolvimento

Bacia de detenccedilatildeo estendida que deteacutem por um periacuteodo de 24h o volumedenominado WQv para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais

Bacia de retenccedilatildeo que pode ser uma wetland ou uma bacia de retenccedilatildeo molhadaque natildeo tem vegetaccedilatildeo e ambas possuem um volume permanente denominado WQve um volume temporaacuterio tambeacutem WQv

Incluiacutemos tambeacutem a caixa de retenccedilatildeo de oacuteleos e sedimentos a teoria de Stokes osprinciacutepios de Allen Hazen sobre sedimentaccedilatildeo e o Meacutetodo Simples de Schueler

A teoria de Schueler feita em 1987 eacute usada para a determinaccedilatildeo do first flush isto eacute aaltura da lacircmina de aacutegua em miliacutemetros que eacute responsaacutevel por 90 das precipitaccedilotildees e queiraacute deter 80 do TSS (soacutelido total em suspensatildeo)

O depoacutesito de sedimentos pode ser feito durante as precipitaccedilotildees ou no intervalo dasmesmas chamando a primeira de condiccedilotildees dinacircmicas e a segunda de condiccedilotildeesquiescentes

Outra importacircncia da remoccedilatildeo dos sedimentos eacute que nas BMPs citadas devem possuir amontante o preacute-tratamento que eacute a remoccedilatildeo de sedimentos grosseiros ou sejam aquelesmaiores que 125μm

Neste trabalho temos como objetivo mostrar a facilidade dos caacutelculos de estimativa deremoccedilatildeo de sedimentos nas BMPs

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Dentre os vaacuterios meacutetodos existentes bem como softwares americanos todos possuemfalhas devido a dificuldade do conhecimento cientiacutefico sobre o problema A influecircncia daforma do reservatoacuterio da aacuterea da superfiacutecie do tempo de detenccedilatildeo do tamanho daspartiacuteculas existentes no local o problema da ressuspensatildeo de sedimentos tudo isto causaminuacutemeras dificuldades para se ter como exatidatildeo a eficiecircncia da sedimentaccedilatildeo

Uma maneira praacutetica e tambeacutem sujeita a erros eacute o meacutetodo de Akan que estaacute no Capiacutetulo3 deste livro pois eacute faacutecil de ser aplicado e o meacutetodo do Capiacutetulo 19 devido a Chen

As bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Stahre e Urbonas 1990 in Haan et al 1994remove 50 a 70 de soacutelidos totais em suspensatildeo (TSS) 10 a 20 de foacutesforo total 10a 20 de nitrogecircnio 20 a 40 de mateacuteria orgacircnica 75 a 90 de chumbo 30 a 60de zinco 50 a 70 de hidrocarbonetos e 50 a 90 de bacteacuterias

Os capiacutetulos foram feitos de maneira que possam ser lidos separadamenteO autor se desculpa pelos graacuteficos em inglecircsAgradeccedilo a Deus o Grande Arquiteto do Universo a oportunidade de poder contribuir

na procura do conhecimento com a publicaccedilatildeo deste livro

Guarulhos 10 de outubro de 2008

Engenheiro civil Pliacutenio Tomaz

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PLIacuteNIO TOMAZ

COMUNICACcedilAO COM O AUTOREngenheiro civil Pliacutenio Tomaz

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I Dream of Tahoe By Charles R Goldman

I dream of Tahoe wherever I may goI dream this dream of Tahoe in sunshine or in snowI see the cobalt waters in the alpine afterglowWhere pine and aspen forests take many years to growAnd Irsquoll return to Tahoe from wherever I may goYes Irsquoll return to Tahoe despite where winds may blowAnd although my travels wander across the land and seaMy memories of Tahoe will always stay with meThe air is clear and brilliant where Sierra meets the skyIt fills me with a sadness when I must say goodbyeBut if we keep its blueness this lake will never dieAnd the children of our children will never have to cry

Nota este poema foi escrito pelo dr Charles R Goldman que conheci num seminaacuteriointernacional de recursos hiacutedricos O dr Charles eacute o responsaacutevel pela recuperaccedilatildeo doLago Tahoe nos Estados Unidos e um dia recebeu o presidente Bill Clinton e o vice AlGore em seu barco de pesquisa

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PrefaacutecioOs aspectos espetaculares das sucessivas crises do petroacuteleo com a escassez

imediata e o aumento dos preccedilos fizeram com que grande parte da populaccedilatildeo mundialacreditasse que o esgotamento das reservas naturais do planeta era parte de uma questatildeoenergeacutetica que poderia ser resolvida atraveacutes do aporte tecnoloacutegico De forma silenciosacontudo uma outra escassez avanccedilava sem ser vislumbrada em toda sua ameaccedila a falta deaacutegua potaacutevel

Pela proacutepria natureza da Terra a aacutegua doce potaacutevel e de qualidade encontra-sedistribuiacuteda de forma bastante desigual As regiotildees setentrionais do planeta embora comgrandes rios ndash Tamisa Danuacutebio Reno Volgandash ou na Ameacuterica ndash o Satildeo LourenccediloMississipi Missouri ndash concentram grandes aglomeraccedilotildees demograacuteficas que consomemvolumes crescentes de aacutegua potaacutevel Aleacutem disso a generalizaccedilatildeo da agricultura moderna ndashsubsidiada com milhares e milhares de doacutelares tanto na Uniatildeo Europeacuteia quanto nos EUA ndashampliou tremendamente o consumo de aacutegua Muitas vezes a riqueza produzida por talagricultura subsidiada natildeo paga os imensos gastos de armazenamento dutos e limpezainvestidos no processo de sua proacutepria disponibilizaccedilatildeo

O consumo de aacutegua dobra a cada 20 anos 50 da aacutegua que vai para os grandescentros urbanos satildeo desperdiccediladas Mais de 25 da populaccedilatildeo da Terra natildeo tem acesso agraveaacutegua potaacutevel Em 70 regiotildees do planeta existem conflitos pelo controle da aacutegua potaacutevel

No Brasil cerca de 70 da aacutegua estaacute localizada na regiatildeo Norte onde vivemaproximadamente 75 da populaccedilatildeo

Os 30 restantes dos recursos hiacutedricos estatildeo nas demais regiotildees onde vivem 93da populaccedilatildeo brasileira

Consequumlentemente cada vez mais importante se torna promover o seu usoeficiente Isto significa que natildeo se pode desperdiccedilar o precioso liacutequido e que a suaqualidade deve ser adequada ao tipo de utilizaccedilatildeo Mesmo ao niacutevel domeacutestico haacuteutilizaccedilotildees como a limpeza por exemplo onde natildeo eacute exigiacutevel uma qualidade aos niacuteveis deportabilidade da aacutegua Neste contexto comeccedilam a ganhar mais popularidade soluccedilotildeesalternativas como o aproveitamento de aacuteguas das chuvas e de aacuteguas cinzentas

No entanto conveacutem notar que apoacutes um periacuteodo significativo sem chover eacute naturalque as superfiacutecies de captaccedilatildeo apresentem alguma sujidade podendo a mesma ser arrastadapela aacutegua Em princiacutepio para aplicaccedilotildees domeacutesticas conviraacute rejeitar essas primeiras aacuteguasde lavagem (ldquofirst-flushrdquo) para o que existem diversas soluccedilotildees

O presente trabalho - Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs - de autoria do insigneEngenheiro Pliacutenio Tomaz seu deacutecimo e-book trata dos vaacuterios meacutetodos existentes com afinalidade de quantificar esses sedimentos depositados pelas chuvas nas baciashidrograacuteficas melhorando a qualidade das aacuteguas para captaccedilatildeo e consumo

Honrou-nos o professor com a solicitaccedilatildeo de que prefaciaacutessemos o presentetrabalho

Quando no inicio de 2008 assumimos a Comissatildeo de Meio Ambiente do CREA SPfirmamos o compromisso de sociabilizar o maacuteximo possiacutevel informaccedilotildees de boas praacuteticasambientais Lembramos logo de Mestre Pliacutenio sempre nos brindando com seus trabalhosquando das reuniotildees de Cacircmara e Plenaacuteria

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Solicitado a colaborar com a Comissatildeo prontamente nos atendeu e hoje todospodem contar com seus livros digitais publicados no site da Comissatildeo no Portal do CREASP

Certamente esta seraacute apenas mais uma das publicaccedilotildees com que poderemos contarOutras estatildeo a caminho

Assim desejo que todos - profissionais alunos e militantes ambientais aproveitemao maacuteximo os ensinamentos de nosso caro professor

Santos outubro de 2008

Zildeacutete Teixeira F PradoEngordf Civ e Meio Ambiente

Coordenadora CMACREA-SP

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CapiacutetulosOrdem Assunto

0 Preliminares1 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Papa 19992 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 19863 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Akan4 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo seca conforme EPA 20045 Meacutetodo RUSLE (equaccedilatildeo revisada universal de perda de solo)6 Estimativa da carga do poluente pelo Meacutetodo Simples de Schueler7 Carga de soacutelidos devido ao runoff8 Lei de Stokes9 Principio de Allen Hazen sobre sedimentaccedilatildeo

10 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 200411 Remoccedilatildeo de sedimentos em preacute-tratamento12 Preacute-tratamento13 Cerca de sedimentos14 Caixa de retenccedilatildeo de oacuteleo e sedimentos15 Pesquisas efetuadas sobre TSS (soacutelidos totais em suspensatildeo)16 Meacutetodo de Brune17 Meacutetodo de Churchill19 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo conforme Chen197520 Remoccedilatildeo de sedimento em faixa de filtro gramada21 Canal gramado

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CURRICULUM VITAEO engenheiro civil Pliacutenio Tomaz nasceu em Guarulhos e estudou na Escola Politeacutecnica da

Universidade de Satildeo Paulo Fez cursos de poacutes-graduaccedilatildeo na Politeacutecnica e na Faculdade de SauacutedePuacuteblica

Foi superintendente e diretor de obras do SAAE onde se aposentou e depois trabalhou noMinisteacuterio de Minas e Energia

Fundador da Associaccedilatildeo de Engenheiros e Arquitetos e Agrocircnomos de Guarulhos em1967

Foi professor de Hidraacuteulica Aplicada na FATEC e na CETESB Atualmente eacute Diretor de Recursos Hiacutedricos Saneamento e Energia da FAEASP (Federaccedilatildeo das

Associaccedilotildees de Engenharia e Arquitetura do Estado de Satildeo Paulo) Diretor de Recursos Hiacutedricos e Meio Ambiente da ACE-Associaccedilatildeo Comercial e

Empresarial Membro da Academia Guarulhense de Letras Assessor especial de meio ambiente da OAB (Ordem dos Advogados do Brasil) de

Guarulhos Conselheiro do CADES- Conselho Municipal de Meio Ambiente e Desenvolvimento

Sustentaacutevel da PMSP representado o CREASP Coordenador do Grupo de Trabalho do CREASP sobre Fiscalizaccedilatildeo em Bacias

Hidrograacuteficas Membro do Sub-comitecirc de Bacia Alto Tietecirc-Cabeceiras Presidente do Conselho Deliberativo do Serviccedilo Autocircnomo de Aacutegua e Esgotos de

Guarulhos Ex-professor da FIG UNG FATEC e CETESB

Escreveu 6 livros de engenharia civil- ldquoConservaccedilatildeo da Aacuteguardquo- ldquoPrevisatildeo de consumo de aacuteguardquo- ldquoEconomia de aacuteguardquo- ldquoCaacutelculos hidroloacutegicos e hidraacuteulicos para obras municipaisrdquo- ldquoAproveitamento de aacutegua de chuvardquo- ldquoPoluiccedilatildeo difusardquo

Onze livros eletrocircnicos em acrobat reader disponiacutevel gratuitamente na Internet- Balanccedilo Hiacutedrico 237paacuteginas A4- BMPs-Best Management Practices 176 paacuteginas A4- Criteacuterio Unificado 327 paacuteginas A4-- Golpes de ariacuteete em casas de bombas 105 paacuteginas A4- Anaacutelise da qualidade da aacutegua de rios e impactos de nitrogecircnio e foacutesforo rios e coacuterregos 109paacuteginas A4- Curso de Manejo de aacuteguas pluviais 1019 paacuteginas A4- Aacutegua-pague menos tratamento de esgotos e reuacuteso 133 paacuteginas A4-Aproveitamento de aacutegua de chuva 250paacuteginas A4-Previsatildeo de consumo de aacutegua em gramados 168 paacuteginas A4-Curso de Redes de esgotos 591 paacuteginas A4-Curso de Redes de aacutegua 829 paacuteginas A4-Evapotranspiraccedilatildeo-Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs

Guarulhos 11 outubro de 2008Pliacutenio Tomaz

Consultor SeniorEngenheiro Civil

CREA-SP 0600195922

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Capiacutetulo 0-Preliminares

01 IntroduccedilatildeoHaacute uma grande dificuldade de se calcular com precisatildeo a remoccedilatildeo de sedimentos em

uma bacia de detenccedilatildeo estendidaA bacia de detenccedilatildeo estendida eacute aquela projetada para deter vazotildees de pico de

enchentes e soacute deixar passar a vazatildeo de preacute-desenvolvimento para melhorar a qualidade dasaacuteguas pluviais O reservatoacuterio se enche e depois esvazia num tempo determinado peloprojetista ficando depois vazio O tempo de detenccedilatildeo de modo geral estaacute entre 24h a 48h eo periacuteodo de retorno usado varia de 10 a 25anos

O reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido eacute uma das BMPs mais usadas nos Estados Unidose Europa motivo pelo qual se faz necessaacuterio estimar da melhor maneira possiacutevel aporcentagem de remoccedilatildeo de soacutelidos totais em suspensatildeo que eacute o chamado TSS

Salientamos que eacute reconhecido por todos os especialistas no assunto que a remoccedilatildeo dospoluentes eacute proporcional a remoccedilatildeo dos soacutelidos totais em suspensatildeo (TSS) nas aacuteguaspluviais pois os poluentes aderem as partiacuteculas soacutelidas e se depositam no fundo doreservatoacuterio Desta maneira eacute importante que quanto maior for a remoccedilatildeo de TSS maiorseraacute a remoccedilatildeo de foacutesforo nitrogecircnio e outros poluentes

Os reservatoacuterios de detenccedilatildeo estendido tem a funccedilatildeo de mitigar os impactos do runoffurbano nos corpos receptores de aacutegua que satildeo os rios coacuterregos e lagos

02 Criteacuterios de dimensionamento adotado para reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendidoO caacutelculo detalhado de reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido poderaacute ser visto no livro

Poluiccedilatildeo Difusa de Tomaz 2006No caacutelculo eacute aplicado o conceito de preacute e poacutes desenvolvimento de maneira a se ter

impacto zero

Volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviaisOs criteacuterios estatildeo baseados em Schueler 1987 com os seguintes paracircmetrosRv= coeficiente volumeacutetrico

Rv= 005 +0009 x AIAI= aacuterea impermeaacutevel em porcentagemO volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais eacute dado por

WQv= (P1000) x Rv x A (m2)SendoWQv= volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais (m3)P= 25mm= first flush para a Regiatildeo Metropolitana de Satildeo Paulo- RMSPA= aacuterea da bacia (m2)

A profundidade do reservatoacuterio varia de 100m a 150m e o tempo de esvaziamentogeralmente adotado eacute de 24h

A vazatildeo meacutedia Qm eacute o volume WQv dividido pelo nuacutemero de segundos em 24hQm= WQv86400s

Sendo a altura do reservatoacuterio h o caacutelculo eacute feito com orifiacutecioQ= Cd x Ao x (2gh)05

Cd=062

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Ao= aacuterea da seccedilatildeo transversal= π D24Na praacutetica costuma-se calcular de duas maneiras o valor de d

a) d=profundidade do reservatoacuterio h =altura na equaccedilatildeo do orifiacutecioh= d2 (usa-se como altura a metade)Q=Qm

b) Q= 2 x Qm (usa-se como vazatildeo o dobro da vazatildeo meacutedia mas usa-se a alturamaacutexima d)

h=d

Tempo de esvaziamentoGenericamente para qualquer seccedilatildeo transversal As o tempo de esvaziamento em

segundos de qualquer reservatoacuterio pode ser calculado pela Equaccedilatildeo (01) conformeMalaacutesia 2000

t=[1 Cd Ao (2g ) 05] y1 y2 As dy y 05 Equaccedilatildeo (01)Quando a superfiacutecie da aacutegua eacute constante isto eacute as paredes satildeo verticais entatildeo a

equaccedilatildeo acima fica

t= [2 As (y105 - y2

05 )] [Cd Ao (2g ) 05]

SendoAo= aacuterea da seccedilatildeo transversal do orifiacutecio (m2)Cd= 062 coeficiente de descargaAs= aacuterea transversal do reservatoacuterio na profundidade y (m2)t= tempo de esvaziamento (segundos)y1= altura da aacutegua no inicio (m)y2= altura do niacutevel de aacutegua no fim (m) eg= aceleraccedilatildeo da gravidade (g=981ms2)O orifiacutecio miacutenimo deve ter diacircmetro 50mm

03 Distribuiccedilatildeo das partiacuteculas e velocidade de sedimentaccedilatildeoTenho conhecimento de pesquisas nos Estados Unidos publicado pela EPA 1986 e no

Canadaacute publicada em 1994 pelo Ministeacuterio do Meio Ambiente e Energia de Ontaacuterio(MOEE)

Estas pesquisas mostram o comportamento da velocidade de sedimentaccedilatildeo das aacuteguaspluviais dependendo do tamanho das partiacuteculas Com a falta de pesquisas existentes emtodo o Brasil admitiremos como base as uacuteltimas pesquisas isto eacute aquelas feitas no Canadaacuteem 1994 portanto mais recente

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Tabela 01- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo noCanadaacute em 1999

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

(mm) (mh)le 20mm 20 000091420ltxle40 10 0046840ltxle 60 10 00914

60ltxle 013 20 0457013ltxle 040 20 213040ltxle 40 20 198

Total= 100Fonte Papa et al 1999

Aproveitamos a oportunidade para informar sobre os dados de partiacuteculas porcentagense velocidade de sedimentaccedilatildeo conforme EPA 1986 que usa cinco fraccedilotildees de 20 de massacada conforme Tabela (02)

Tabela 02- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo nosEstados Unidos

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

() () (mh)1 0 a 20 20 000092 20 a 40 20 0093 40 a 60 20 0454 60 a 80 20 215 80 a 100 20 195

Total= 100Fonte EPA 1986

Remoccedilatildeo de partiacuteculas das aacuteguas pluviaisConsiderando uma aacuterea urbana as precipitaccedilotildees que caem nas casas ruas avenidas e

estradas parques etc transportam soacutelidos variando desde argila ateacute agregados maiores Asvariaccedilotildees do diacircmetro das partiacuteculas dependem do local do vento das precipitaccedilotildees e deoutras variaacuteveis

Infelizmente natildeo temos pesquisas em todo o Brasil e mostraremos somente aspesquisas americanas que satildeo as seis curvas mostradas na Figura (01)

Conforme Rinker 2004 a primeira curva da distribuiccedilatildeo das partiacuteculas demonitoramento do Stormceptor refere-se a uma firma americana que faz produtos para adecantaccedilatildeo de soacutelidos usadas muito em estradas de rodagens

A segunda eacute da EPA 1986 devido ao trabalho coordenado por E DriscollA terceira curva de partiacuteculas eacute a do NURP 1986 que fez inuacutemeras pesquisasA quarta curva de partiacuteculas eacute do MRSC 2000- Municipal Researchamp Services de

Washington que fez pesquisa somente em um local

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A quinta curva eacute a do projeto Stormceptor que eacute uma firma americana deequipamentos baseada no MOE (Ministry of Environment Stormwater Practices Manualde 1994) de Ontaacuterio e que por sua vez eacute baseada na Usepa 1983

A sexta curva eacute J Sansolone e foi feita uma pesquisa somente em determinadolocal natildeo tendo portanto muita importacircncia

Figura 01- Comparaccedilatildeo da distribuiccedilatildeo do tamanho de partiacuteculas de aacuteguas pluviaisnos Estados Unidos conforme Rinker 2004

Rinker 2004 em suas pesquisas concluiu que para a melhoria da qualidade dasaacuteguas pluviais capturaando partiacuteculas lt100μm se depositaratildeo de 50 a 100 daspartiacuteculas Rinker 2004 salienta ainda que Walker 1997 associou a deposiccedilatildeo de metais eoutros poluentes em aacuteguas pluviais quando houver deposiccedilatildeo de partiacuteculas menores que100μm

Salientamos que adotamos para preacute-tratamento a deposiccedilatildeo de partiacuteculas maiores que125μm

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04 Bibliografia e livros consultados-HAAN CT et al Design Hydrology and sedimentology for small catachments AcademicPress 1994 588paacuteginas ISBN 13978-0-12-312340-4-PAPA FABIAN et al Detention time selection for stormwater quality control ponds31july1999 Can J Civ Eng 2672-82 (1999)-RINKER 2004 Particle size distribution (PSD) in stormwater runoffhttpwwwrinkermaterialscomProdsServicesdownloadsInfoBriefs_SeriesIS2060120Particle20Size20Distribution20_PSD_20in20Stormwater20Runpdf-TOMAZ PLINIO Poluiccedilatildeo Difusa Navegar Editora 2006-USEPA Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff qualityEPA 4405-87-001 setembro 1986 Coordenado por Eugene D Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M DeToro e Mitchell Small-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 2- Vegetativebiofilters EPA600R-04121A setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 3- Basin Bestmanagement practices EPA600R-04121B setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 1- GeneralConsiderations EPA600R-04121 setembro 2004

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Dentre os vaacuterios meacutetodos existentes bem como softwares americanos todos possuemfalhas devido a dificuldade do conhecimento cientiacutefico sobre o problema A influecircncia daforma do reservatoacuterio da aacuterea da superfiacutecie do tempo de detenccedilatildeo do tamanho daspartiacuteculas existentes no local o problema da ressuspensatildeo de sedimentos tudo isto causaminuacutemeras dificuldades para se ter como exatidatildeo a eficiecircncia da sedimentaccedilatildeo

Uma maneira praacutetica e tambeacutem sujeita a erros eacute o meacutetodo de Akan que estaacute no Capiacutetulo3 deste livro pois eacute faacutecil de ser aplicado e o meacutetodo do Capiacutetulo 19 devido a Chen

As bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Stahre e Urbonas 1990 in Haan et al 1994remove 50 a 70 de soacutelidos totais em suspensatildeo (TSS) 10 a 20 de foacutesforo total 10a 20 de nitrogecircnio 20 a 40 de mateacuteria orgacircnica 75 a 90 de chumbo 30 a 60de zinco 50 a 70 de hidrocarbonetos e 50 a 90 de bacteacuterias

Os capiacutetulos foram feitos de maneira que possam ser lidos separadamenteO autor se desculpa pelos graacuteficos em inglecircsAgradeccedilo a Deus o Grande Arquiteto do Universo a oportunidade de poder contribuir

na procura do conhecimento com a publicaccedilatildeo deste livro

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I Dream of Tahoe By Charles R Goldman

I dream of Tahoe wherever I may goI dream this dream of Tahoe in sunshine or in snowI see the cobalt waters in the alpine afterglowWhere pine and aspen forests take many years to growAnd Irsquoll return to Tahoe from wherever I may goYes Irsquoll return to Tahoe despite where winds may blowAnd although my travels wander across the land and seaMy memories of Tahoe will always stay with meThe air is clear and brilliant where Sierra meets the skyIt fills me with a sadness when I must say goodbyeBut if we keep its blueness this lake will never dieAnd the children of our children will never have to cry

Nota este poema foi escrito pelo dr Charles R Goldman que conheci num seminaacuteriointernacional de recursos hiacutedricos O dr Charles eacute o responsaacutevel pela recuperaccedilatildeo doLago Tahoe nos Estados Unidos e um dia recebeu o presidente Bill Clinton e o vice AlGore em seu barco de pesquisa

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PrefaacutecioOs aspectos espetaculares das sucessivas crises do petroacuteleo com a escassez

imediata e o aumento dos preccedilos fizeram com que grande parte da populaccedilatildeo mundialacreditasse que o esgotamento das reservas naturais do planeta era parte de uma questatildeoenergeacutetica que poderia ser resolvida atraveacutes do aporte tecnoloacutegico De forma silenciosacontudo uma outra escassez avanccedilava sem ser vislumbrada em toda sua ameaccedila a falta deaacutegua potaacutevel

Pela proacutepria natureza da Terra a aacutegua doce potaacutevel e de qualidade encontra-sedistribuiacuteda de forma bastante desigual As regiotildees setentrionais do planeta embora comgrandes rios ndash Tamisa Danuacutebio Reno Volgandash ou na Ameacuterica ndash o Satildeo LourenccediloMississipi Missouri ndash concentram grandes aglomeraccedilotildees demograacuteficas que consomemvolumes crescentes de aacutegua potaacutevel Aleacutem disso a generalizaccedilatildeo da agricultura moderna ndashsubsidiada com milhares e milhares de doacutelares tanto na Uniatildeo Europeacuteia quanto nos EUA ndashampliou tremendamente o consumo de aacutegua Muitas vezes a riqueza produzida por talagricultura subsidiada natildeo paga os imensos gastos de armazenamento dutos e limpezainvestidos no processo de sua proacutepria disponibilizaccedilatildeo

O consumo de aacutegua dobra a cada 20 anos 50 da aacutegua que vai para os grandescentros urbanos satildeo desperdiccediladas Mais de 25 da populaccedilatildeo da Terra natildeo tem acesso agraveaacutegua potaacutevel Em 70 regiotildees do planeta existem conflitos pelo controle da aacutegua potaacutevel

No Brasil cerca de 70 da aacutegua estaacute localizada na regiatildeo Norte onde vivemaproximadamente 75 da populaccedilatildeo

Os 30 restantes dos recursos hiacutedricos estatildeo nas demais regiotildees onde vivem 93da populaccedilatildeo brasileira

Consequumlentemente cada vez mais importante se torna promover o seu usoeficiente Isto significa que natildeo se pode desperdiccedilar o precioso liacutequido e que a suaqualidade deve ser adequada ao tipo de utilizaccedilatildeo Mesmo ao niacutevel domeacutestico haacuteutilizaccedilotildees como a limpeza por exemplo onde natildeo eacute exigiacutevel uma qualidade aos niacuteveis deportabilidade da aacutegua Neste contexto comeccedilam a ganhar mais popularidade soluccedilotildeesalternativas como o aproveitamento de aacuteguas das chuvas e de aacuteguas cinzentas

No entanto conveacutem notar que apoacutes um periacuteodo significativo sem chover eacute naturalque as superfiacutecies de captaccedilatildeo apresentem alguma sujidade podendo a mesma ser arrastadapela aacutegua Em princiacutepio para aplicaccedilotildees domeacutesticas conviraacute rejeitar essas primeiras aacuteguasde lavagem (ldquofirst-flushrdquo) para o que existem diversas soluccedilotildees

O presente trabalho - Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs - de autoria do insigneEngenheiro Pliacutenio Tomaz seu deacutecimo e-book trata dos vaacuterios meacutetodos existentes com afinalidade de quantificar esses sedimentos depositados pelas chuvas nas baciashidrograacuteficas melhorando a qualidade das aacuteguas para captaccedilatildeo e consumo

Honrou-nos o professor com a solicitaccedilatildeo de que prefaciaacutessemos o presentetrabalho

Quando no inicio de 2008 assumimos a Comissatildeo de Meio Ambiente do CREA SPfirmamos o compromisso de sociabilizar o maacuteximo possiacutevel informaccedilotildees de boas praacuteticasambientais Lembramos logo de Mestre Pliacutenio sempre nos brindando com seus trabalhosquando das reuniotildees de Cacircmara e Plenaacuteria

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Solicitado a colaborar com a Comissatildeo prontamente nos atendeu e hoje todospodem contar com seus livros digitais publicados no site da Comissatildeo no Portal do CREASP

Certamente esta seraacute apenas mais uma das publicaccedilotildees com que poderemos contarOutras estatildeo a caminho

Assim desejo que todos - profissionais alunos e militantes ambientais aproveitemao maacuteximo os ensinamentos de nosso caro professor

Santos outubro de 2008

Zildeacutete Teixeira F PradoEngordf Civ e Meio Ambiente

Coordenadora CMACREA-SP

Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPsCapiacutetulo 0- Preliminares

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CapiacutetulosOrdem Assunto

0 Preliminares1 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Papa 19992 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 19863 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Akan4 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo seca conforme EPA 20045 Meacutetodo RUSLE (equaccedilatildeo revisada universal de perda de solo)6 Estimativa da carga do poluente pelo Meacutetodo Simples de Schueler7 Carga de soacutelidos devido ao runoff8 Lei de Stokes9 Principio de Allen Hazen sobre sedimentaccedilatildeo

10 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 200411 Remoccedilatildeo de sedimentos em preacute-tratamento12 Preacute-tratamento13 Cerca de sedimentos14 Caixa de retenccedilatildeo de oacuteleo e sedimentos15 Pesquisas efetuadas sobre TSS (soacutelidos totais em suspensatildeo)16 Meacutetodo de Brune17 Meacutetodo de Churchill19 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo conforme Chen197520 Remoccedilatildeo de sedimento em faixa de filtro gramada21 Canal gramado

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CURRICULUM VITAEO engenheiro civil Pliacutenio Tomaz nasceu em Guarulhos e estudou na Escola Politeacutecnica da

Universidade de Satildeo Paulo Fez cursos de poacutes-graduaccedilatildeo na Politeacutecnica e na Faculdade de SauacutedePuacuteblica

Foi superintendente e diretor de obras do SAAE onde se aposentou e depois trabalhou noMinisteacuterio de Minas e Energia

Fundador da Associaccedilatildeo de Engenheiros e Arquitetos e Agrocircnomos de Guarulhos em1967

Foi professor de Hidraacuteulica Aplicada na FATEC e na CETESB Atualmente eacute Diretor de Recursos Hiacutedricos Saneamento e Energia da FAEASP (Federaccedilatildeo das

Associaccedilotildees de Engenharia e Arquitetura do Estado de Satildeo Paulo) Diretor de Recursos Hiacutedricos e Meio Ambiente da ACE-Associaccedilatildeo Comercial e

Empresarial Membro da Academia Guarulhense de Letras Assessor especial de meio ambiente da OAB (Ordem dos Advogados do Brasil) de

Guarulhos Conselheiro do CADES- Conselho Municipal de Meio Ambiente e Desenvolvimento

Sustentaacutevel da PMSP representado o CREASP Coordenador do Grupo de Trabalho do CREASP sobre Fiscalizaccedilatildeo em Bacias

Hidrograacuteficas Membro do Sub-comitecirc de Bacia Alto Tietecirc-Cabeceiras Presidente do Conselho Deliberativo do Serviccedilo Autocircnomo de Aacutegua e Esgotos de

Guarulhos Ex-professor da FIG UNG FATEC e CETESB

Escreveu 6 livros de engenharia civil- ldquoConservaccedilatildeo da Aacuteguardquo- ldquoPrevisatildeo de consumo de aacuteguardquo- ldquoEconomia de aacuteguardquo- ldquoCaacutelculos hidroloacutegicos e hidraacuteulicos para obras municipaisrdquo- ldquoAproveitamento de aacutegua de chuvardquo- ldquoPoluiccedilatildeo difusardquo

Onze livros eletrocircnicos em acrobat reader disponiacutevel gratuitamente na Internet- Balanccedilo Hiacutedrico 237paacuteginas A4- BMPs-Best Management Practices 176 paacuteginas A4- Criteacuterio Unificado 327 paacuteginas A4-- Golpes de ariacuteete em casas de bombas 105 paacuteginas A4- Anaacutelise da qualidade da aacutegua de rios e impactos de nitrogecircnio e foacutesforo rios e coacuterregos 109paacuteginas A4- Curso de Manejo de aacuteguas pluviais 1019 paacuteginas A4- Aacutegua-pague menos tratamento de esgotos e reuacuteso 133 paacuteginas A4-Aproveitamento de aacutegua de chuva 250paacuteginas A4-Previsatildeo de consumo de aacutegua em gramados 168 paacuteginas A4-Curso de Redes de esgotos 591 paacuteginas A4-Curso de Redes de aacutegua 829 paacuteginas A4-Evapotranspiraccedilatildeo-Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs

Guarulhos 11 outubro de 2008Pliacutenio Tomaz

Consultor SeniorEngenheiro Civil

CREA-SP 0600195922

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Capiacutetulo 0-Preliminares

01 IntroduccedilatildeoHaacute uma grande dificuldade de se calcular com precisatildeo a remoccedilatildeo de sedimentos em

uma bacia de detenccedilatildeo estendidaA bacia de detenccedilatildeo estendida eacute aquela projetada para deter vazotildees de pico de

enchentes e soacute deixar passar a vazatildeo de preacute-desenvolvimento para melhorar a qualidade dasaacuteguas pluviais O reservatoacuterio se enche e depois esvazia num tempo determinado peloprojetista ficando depois vazio O tempo de detenccedilatildeo de modo geral estaacute entre 24h a 48h eo periacuteodo de retorno usado varia de 10 a 25anos

O reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido eacute uma das BMPs mais usadas nos Estados Unidose Europa motivo pelo qual se faz necessaacuterio estimar da melhor maneira possiacutevel aporcentagem de remoccedilatildeo de soacutelidos totais em suspensatildeo que eacute o chamado TSS

Salientamos que eacute reconhecido por todos os especialistas no assunto que a remoccedilatildeo dospoluentes eacute proporcional a remoccedilatildeo dos soacutelidos totais em suspensatildeo (TSS) nas aacuteguaspluviais pois os poluentes aderem as partiacuteculas soacutelidas e se depositam no fundo doreservatoacuterio Desta maneira eacute importante que quanto maior for a remoccedilatildeo de TSS maiorseraacute a remoccedilatildeo de foacutesforo nitrogecircnio e outros poluentes

Os reservatoacuterios de detenccedilatildeo estendido tem a funccedilatildeo de mitigar os impactos do runoffurbano nos corpos receptores de aacutegua que satildeo os rios coacuterregos e lagos

02 Criteacuterios de dimensionamento adotado para reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendidoO caacutelculo detalhado de reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido poderaacute ser visto no livro

Poluiccedilatildeo Difusa de Tomaz 2006No caacutelculo eacute aplicado o conceito de preacute e poacutes desenvolvimento de maneira a se ter

impacto zero

Volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviaisOs criteacuterios estatildeo baseados em Schueler 1987 com os seguintes paracircmetrosRv= coeficiente volumeacutetrico

Rv= 005 +0009 x AIAI= aacuterea impermeaacutevel em porcentagemO volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais eacute dado por

WQv= (P1000) x Rv x A (m2)SendoWQv= volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais (m3)P= 25mm= first flush para a Regiatildeo Metropolitana de Satildeo Paulo- RMSPA= aacuterea da bacia (m2)

A profundidade do reservatoacuterio varia de 100m a 150m e o tempo de esvaziamentogeralmente adotado eacute de 24h

A vazatildeo meacutedia Qm eacute o volume WQv dividido pelo nuacutemero de segundos em 24hQm= WQv86400s

Sendo a altura do reservatoacuterio h o caacutelculo eacute feito com orifiacutecioQ= Cd x Ao x (2gh)05

Cd=062

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Ao= aacuterea da seccedilatildeo transversal= π D24Na praacutetica costuma-se calcular de duas maneiras o valor de d

a) d=profundidade do reservatoacuterio h =altura na equaccedilatildeo do orifiacutecioh= d2 (usa-se como altura a metade)Q=Qm

b) Q= 2 x Qm (usa-se como vazatildeo o dobro da vazatildeo meacutedia mas usa-se a alturamaacutexima d)

h=d

Tempo de esvaziamentoGenericamente para qualquer seccedilatildeo transversal As o tempo de esvaziamento em

segundos de qualquer reservatoacuterio pode ser calculado pela Equaccedilatildeo (01) conformeMalaacutesia 2000

t=[1 Cd Ao (2g ) 05] y1 y2 As dy y 05 Equaccedilatildeo (01)Quando a superfiacutecie da aacutegua eacute constante isto eacute as paredes satildeo verticais entatildeo a

equaccedilatildeo acima fica

t= [2 As (y105 - y2

05 )] [Cd Ao (2g ) 05]

SendoAo= aacuterea da seccedilatildeo transversal do orifiacutecio (m2)Cd= 062 coeficiente de descargaAs= aacuterea transversal do reservatoacuterio na profundidade y (m2)t= tempo de esvaziamento (segundos)y1= altura da aacutegua no inicio (m)y2= altura do niacutevel de aacutegua no fim (m) eg= aceleraccedilatildeo da gravidade (g=981ms2)O orifiacutecio miacutenimo deve ter diacircmetro 50mm

03 Distribuiccedilatildeo das partiacuteculas e velocidade de sedimentaccedilatildeoTenho conhecimento de pesquisas nos Estados Unidos publicado pela EPA 1986 e no

Canadaacute publicada em 1994 pelo Ministeacuterio do Meio Ambiente e Energia de Ontaacuterio(MOEE)

Estas pesquisas mostram o comportamento da velocidade de sedimentaccedilatildeo das aacuteguaspluviais dependendo do tamanho das partiacuteculas Com a falta de pesquisas existentes emtodo o Brasil admitiremos como base as uacuteltimas pesquisas isto eacute aquelas feitas no Canadaacuteem 1994 portanto mais recente

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Tabela 01- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo noCanadaacute em 1999

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

(mm) (mh)le 20mm 20 000091420ltxle40 10 0046840ltxle 60 10 00914

60ltxle 013 20 0457013ltxle 040 20 213040ltxle 40 20 198

Total= 100Fonte Papa et al 1999

Aproveitamos a oportunidade para informar sobre os dados de partiacuteculas porcentagense velocidade de sedimentaccedilatildeo conforme EPA 1986 que usa cinco fraccedilotildees de 20 de massacada conforme Tabela (02)

Tabela 02- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo nosEstados Unidos

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

() () (mh)1 0 a 20 20 000092 20 a 40 20 0093 40 a 60 20 0454 60 a 80 20 215 80 a 100 20 195

Total= 100Fonte EPA 1986

Remoccedilatildeo de partiacuteculas das aacuteguas pluviaisConsiderando uma aacuterea urbana as precipitaccedilotildees que caem nas casas ruas avenidas e

estradas parques etc transportam soacutelidos variando desde argila ateacute agregados maiores Asvariaccedilotildees do diacircmetro das partiacuteculas dependem do local do vento das precipitaccedilotildees e deoutras variaacuteveis

Infelizmente natildeo temos pesquisas em todo o Brasil e mostraremos somente aspesquisas americanas que satildeo as seis curvas mostradas na Figura (01)

Conforme Rinker 2004 a primeira curva da distribuiccedilatildeo das partiacuteculas demonitoramento do Stormceptor refere-se a uma firma americana que faz produtos para adecantaccedilatildeo de soacutelidos usadas muito em estradas de rodagens

A segunda eacute da EPA 1986 devido ao trabalho coordenado por E DriscollA terceira curva de partiacuteculas eacute a do NURP 1986 que fez inuacutemeras pesquisasA quarta curva de partiacuteculas eacute do MRSC 2000- Municipal Researchamp Services de

Washington que fez pesquisa somente em um local

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A quinta curva eacute a do projeto Stormceptor que eacute uma firma americana deequipamentos baseada no MOE (Ministry of Environment Stormwater Practices Manualde 1994) de Ontaacuterio e que por sua vez eacute baseada na Usepa 1983

A sexta curva eacute J Sansolone e foi feita uma pesquisa somente em determinadolocal natildeo tendo portanto muita importacircncia

Figura 01- Comparaccedilatildeo da distribuiccedilatildeo do tamanho de partiacuteculas de aacuteguas pluviaisnos Estados Unidos conforme Rinker 2004

Rinker 2004 em suas pesquisas concluiu que para a melhoria da qualidade dasaacuteguas pluviais capturaando partiacuteculas lt100μm se depositaratildeo de 50 a 100 daspartiacuteculas Rinker 2004 salienta ainda que Walker 1997 associou a deposiccedilatildeo de metais eoutros poluentes em aacuteguas pluviais quando houver deposiccedilatildeo de partiacuteculas menores que100μm

Salientamos que adotamos para preacute-tratamento a deposiccedilatildeo de partiacuteculas maiores que125μm

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04 Bibliografia e livros consultados-HAAN CT et al Design Hydrology and sedimentology for small catachments AcademicPress 1994 588paacuteginas ISBN 13978-0-12-312340-4-PAPA FABIAN et al Detention time selection for stormwater quality control ponds31july1999 Can J Civ Eng 2672-82 (1999)-RINKER 2004 Particle size distribution (PSD) in stormwater runoffhttpwwwrinkermaterialscomProdsServicesdownloadsInfoBriefs_SeriesIS2060120Particle20Size20Distribution20_PSD_20in20Stormwater20Runpdf-TOMAZ PLINIO Poluiccedilatildeo Difusa Navegar Editora 2006-USEPA Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff qualityEPA 4405-87-001 setembro 1986 Coordenado por Eugene D Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M DeToro e Mitchell Small-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 2- Vegetativebiofilters EPA600R-04121A setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 3- Basin Bestmanagement practices EPA600R-04121B setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 1- GeneralConsiderations EPA600R-04121 setembro 2004

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PLIacuteNIO TOMAZ

COMUNICACcedilAO COM O AUTOREngenheiro civil Pliacutenio Tomaz

e-mail pliniotomazuolcombr

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I Dream of Tahoe By Charles R Goldman

I dream of Tahoe wherever I may goI dream this dream of Tahoe in sunshine or in snowI see the cobalt waters in the alpine afterglowWhere pine and aspen forests take many years to growAnd Irsquoll return to Tahoe from wherever I may goYes Irsquoll return to Tahoe despite where winds may blowAnd although my travels wander across the land and seaMy memories of Tahoe will always stay with meThe air is clear and brilliant where Sierra meets the skyIt fills me with a sadness when I must say goodbyeBut if we keep its blueness this lake will never dieAnd the children of our children will never have to cry

Nota este poema foi escrito pelo dr Charles R Goldman que conheci num seminaacuteriointernacional de recursos hiacutedricos O dr Charles eacute o responsaacutevel pela recuperaccedilatildeo doLago Tahoe nos Estados Unidos e um dia recebeu o presidente Bill Clinton e o vice AlGore em seu barco de pesquisa

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PrefaacutecioOs aspectos espetaculares das sucessivas crises do petroacuteleo com a escassez

imediata e o aumento dos preccedilos fizeram com que grande parte da populaccedilatildeo mundialacreditasse que o esgotamento das reservas naturais do planeta era parte de uma questatildeoenergeacutetica que poderia ser resolvida atraveacutes do aporte tecnoloacutegico De forma silenciosacontudo uma outra escassez avanccedilava sem ser vislumbrada em toda sua ameaccedila a falta deaacutegua potaacutevel

Pela proacutepria natureza da Terra a aacutegua doce potaacutevel e de qualidade encontra-sedistribuiacuteda de forma bastante desigual As regiotildees setentrionais do planeta embora comgrandes rios ndash Tamisa Danuacutebio Reno Volgandash ou na Ameacuterica ndash o Satildeo LourenccediloMississipi Missouri ndash concentram grandes aglomeraccedilotildees demograacuteficas que consomemvolumes crescentes de aacutegua potaacutevel Aleacutem disso a generalizaccedilatildeo da agricultura moderna ndashsubsidiada com milhares e milhares de doacutelares tanto na Uniatildeo Europeacuteia quanto nos EUA ndashampliou tremendamente o consumo de aacutegua Muitas vezes a riqueza produzida por talagricultura subsidiada natildeo paga os imensos gastos de armazenamento dutos e limpezainvestidos no processo de sua proacutepria disponibilizaccedilatildeo

O consumo de aacutegua dobra a cada 20 anos 50 da aacutegua que vai para os grandescentros urbanos satildeo desperdiccediladas Mais de 25 da populaccedilatildeo da Terra natildeo tem acesso agraveaacutegua potaacutevel Em 70 regiotildees do planeta existem conflitos pelo controle da aacutegua potaacutevel

No Brasil cerca de 70 da aacutegua estaacute localizada na regiatildeo Norte onde vivemaproximadamente 75 da populaccedilatildeo

Os 30 restantes dos recursos hiacutedricos estatildeo nas demais regiotildees onde vivem 93da populaccedilatildeo brasileira

Consequumlentemente cada vez mais importante se torna promover o seu usoeficiente Isto significa que natildeo se pode desperdiccedilar o precioso liacutequido e que a suaqualidade deve ser adequada ao tipo de utilizaccedilatildeo Mesmo ao niacutevel domeacutestico haacuteutilizaccedilotildees como a limpeza por exemplo onde natildeo eacute exigiacutevel uma qualidade aos niacuteveis deportabilidade da aacutegua Neste contexto comeccedilam a ganhar mais popularidade soluccedilotildeesalternativas como o aproveitamento de aacuteguas das chuvas e de aacuteguas cinzentas

No entanto conveacutem notar que apoacutes um periacuteodo significativo sem chover eacute naturalque as superfiacutecies de captaccedilatildeo apresentem alguma sujidade podendo a mesma ser arrastadapela aacutegua Em princiacutepio para aplicaccedilotildees domeacutesticas conviraacute rejeitar essas primeiras aacuteguasde lavagem (ldquofirst-flushrdquo) para o que existem diversas soluccedilotildees

O presente trabalho - Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs - de autoria do insigneEngenheiro Pliacutenio Tomaz seu deacutecimo e-book trata dos vaacuterios meacutetodos existentes com afinalidade de quantificar esses sedimentos depositados pelas chuvas nas baciashidrograacuteficas melhorando a qualidade das aacuteguas para captaccedilatildeo e consumo

Honrou-nos o professor com a solicitaccedilatildeo de que prefaciaacutessemos o presentetrabalho

Quando no inicio de 2008 assumimos a Comissatildeo de Meio Ambiente do CREA SPfirmamos o compromisso de sociabilizar o maacuteximo possiacutevel informaccedilotildees de boas praacuteticasambientais Lembramos logo de Mestre Pliacutenio sempre nos brindando com seus trabalhosquando das reuniotildees de Cacircmara e Plenaacuteria

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Solicitado a colaborar com a Comissatildeo prontamente nos atendeu e hoje todospodem contar com seus livros digitais publicados no site da Comissatildeo no Portal do CREASP

Certamente esta seraacute apenas mais uma das publicaccedilotildees com que poderemos contarOutras estatildeo a caminho

Assim desejo que todos - profissionais alunos e militantes ambientais aproveitemao maacuteximo os ensinamentos de nosso caro professor

Santos outubro de 2008

Zildeacutete Teixeira F PradoEngordf Civ e Meio Ambiente

Coordenadora CMACREA-SP

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CapiacutetulosOrdem Assunto

0 Preliminares1 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Papa 19992 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 19863 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Akan4 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo seca conforme EPA 20045 Meacutetodo RUSLE (equaccedilatildeo revisada universal de perda de solo)6 Estimativa da carga do poluente pelo Meacutetodo Simples de Schueler7 Carga de soacutelidos devido ao runoff8 Lei de Stokes9 Principio de Allen Hazen sobre sedimentaccedilatildeo

10 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 200411 Remoccedilatildeo de sedimentos em preacute-tratamento12 Preacute-tratamento13 Cerca de sedimentos14 Caixa de retenccedilatildeo de oacuteleo e sedimentos15 Pesquisas efetuadas sobre TSS (soacutelidos totais em suspensatildeo)16 Meacutetodo de Brune17 Meacutetodo de Churchill19 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo conforme Chen197520 Remoccedilatildeo de sedimento em faixa de filtro gramada21 Canal gramado

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CURRICULUM VITAEO engenheiro civil Pliacutenio Tomaz nasceu em Guarulhos e estudou na Escola Politeacutecnica da

Universidade de Satildeo Paulo Fez cursos de poacutes-graduaccedilatildeo na Politeacutecnica e na Faculdade de SauacutedePuacuteblica

Foi superintendente e diretor de obras do SAAE onde se aposentou e depois trabalhou noMinisteacuterio de Minas e Energia

Fundador da Associaccedilatildeo de Engenheiros e Arquitetos e Agrocircnomos de Guarulhos em1967

Foi professor de Hidraacuteulica Aplicada na FATEC e na CETESB Atualmente eacute Diretor de Recursos Hiacutedricos Saneamento e Energia da FAEASP (Federaccedilatildeo das

Associaccedilotildees de Engenharia e Arquitetura do Estado de Satildeo Paulo) Diretor de Recursos Hiacutedricos e Meio Ambiente da ACE-Associaccedilatildeo Comercial e

Empresarial Membro da Academia Guarulhense de Letras Assessor especial de meio ambiente da OAB (Ordem dos Advogados do Brasil) de

Guarulhos Conselheiro do CADES- Conselho Municipal de Meio Ambiente e Desenvolvimento

Sustentaacutevel da PMSP representado o CREASP Coordenador do Grupo de Trabalho do CREASP sobre Fiscalizaccedilatildeo em Bacias

Hidrograacuteficas Membro do Sub-comitecirc de Bacia Alto Tietecirc-Cabeceiras Presidente do Conselho Deliberativo do Serviccedilo Autocircnomo de Aacutegua e Esgotos de

Guarulhos Ex-professor da FIG UNG FATEC e CETESB

Escreveu 6 livros de engenharia civil- ldquoConservaccedilatildeo da Aacuteguardquo- ldquoPrevisatildeo de consumo de aacuteguardquo- ldquoEconomia de aacuteguardquo- ldquoCaacutelculos hidroloacutegicos e hidraacuteulicos para obras municipaisrdquo- ldquoAproveitamento de aacutegua de chuvardquo- ldquoPoluiccedilatildeo difusardquo

Onze livros eletrocircnicos em acrobat reader disponiacutevel gratuitamente na Internet- Balanccedilo Hiacutedrico 237paacuteginas A4- BMPs-Best Management Practices 176 paacuteginas A4- Criteacuterio Unificado 327 paacuteginas A4-- Golpes de ariacuteete em casas de bombas 105 paacuteginas A4- Anaacutelise da qualidade da aacutegua de rios e impactos de nitrogecircnio e foacutesforo rios e coacuterregos 109paacuteginas A4- Curso de Manejo de aacuteguas pluviais 1019 paacuteginas A4- Aacutegua-pague menos tratamento de esgotos e reuacuteso 133 paacuteginas A4-Aproveitamento de aacutegua de chuva 250paacuteginas A4-Previsatildeo de consumo de aacutegua em gramados 168 paacuteginas A4-Curso de Redes de esgotos 591 paacuteginas A4-Curso de Redes de aacutegua 829 paacuteginas A4-Evapotranspiraccedilatildeo-Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs

Guarulhos 11 outubro de 2008Pliacutenio Tomaz

Consultor SeniorEngenheiro Civil

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01 IntroduccedilatildeoHaacute uma grande dificuldade de se calcular com precisatildeo a remoccedilatildeo de sedimentos em

uma bacia de detenccedilatildeo estendidaA bacia de detenccedilatildeo estendida eacute aquela projetada para deter vazotildees de pico de

enchentes e soacute deixar passar a vazatildeo de preacute-desenvolvimento para melhorar a qualidade dasaacuteguas pluviais O reservatoacuterio se enche e depois esvazia num tempo determinado peloprojetista ficando depois vazio O tempo de detenccedilatildeo de modo geral estaacute entre 24h a 48h eo periacuteodo de retorno usado varia de 10 a 25anos

O reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido eacute uma das BMPs mais usadas nos Estados Unidose Europa motivo pelo qual se faz necessaacuterio estimar da melhor maneira possiacutevel aporcentagem de remoccedilatildeo de soacutelidos totais em suspensatildeo que eacute o chamado TSS

Salientamos que eacute reconhecido por todos os especialistas no assunto que a remoccedilatildeo dospoluentes eacute proporcional a remoccedilatildeo dos soacutelidos totais em suspensatildeo (TSS) nas aacuteguaspluviais pois os poluentes aderem as partiacuteculas soacutelidas e se depositam no fundo doreservatoacuterio Desta maneira eacute importante que quanto maior for a remoccedilatildeo de TSS maiorseraacute a remoccedilatildeo de foacutesforo nitrogecircnio e outros poluentes

Os reservatoacuterios de detenccedilatildeo estendido tem a funccedilatildeo de mitigar os impactos do runoffurbano nos corpos receptores de aacutegua que satildeo os rios coacuterregos e lagos

02 Criteacuterios de dimensionamento adotado para reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendidoO caacutelculo detalhado de reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido poderaacute ser visto no livro

Poluiccedilatildeo Difusa de Tomaz 2006No caacutelculo eacute aplicado o conceito de preacute e poacutes desenvolvimento de maneira a se ter

impacto zero

Volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviaisOs criteacuterios estatildeo baseados em Schueler 1987 com os seguintes paracircmetrosRv= coeficiente volumeacutetrico

Rv= 005 +0009 x AIAI= aacuterea impermeaacutevel em porcentagemO volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais eacute dado por

WQv= (P1000) x Rv x A (m2)SendoWQv= volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais (m3)P= 25mm= first flush para a Regiatildeo Metropolitana de Satildeo Paulo- RMSPA= aacuterea da bacia (m2)

A profundidade do reservatoacuterio varia de 100m a 150m e o tempo de esvaziamentogeralmente adotado eacute de 24h

A vazatildeo meacutedia Qm eacute o volume WQv dividido pelo nuacutemero de segundos em 24hQm= WQv86400s

Sendo a altura do reservatoacuterio h o caacutelculo eacute feito com orifiacutecioQ= Cd x Ao x (2gh)05

Cd=062

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Ao= aacuterea da seccedilatildeo transversal= π D24Na praacutetica costuma-se calcular de duas maneiras o valor de d

a) d=profundidade do reservatoacuterio h =altura na equaccedilatildeo do orifiacutecioh= d2 (usa-se como altura a metade)Q=Qm

b) Q= 2 x Qm (usa-se como vazatildeo o dobro da vazatildeo meacutedia mas usa-se a alturamaacutexima d)

h=d

Tempo de esvaziamentoGenericamente para qualquer seccedilatildeo transversal As o tempo de esvaziamento em

segundos de qualquer reservatoacuterio pode ser calculado pela Equaccedilatildeo (01) conformeMalaacutesia 2000

t=[1 Cd Ao (2g ) 05] y1 y2 As dy y 05 Equaccedilatildeo (01)Quando a superfiacutecie da aacutegua eacute constante isto eacute as paredes satildeo verticais entatildeo a

equaccedilatildeo acima fica

t= [2 As (y105 - y2

05 )] [Cd Ao (2g ) 05]

SendoAo= aacuterea da seccedilatildeo transversal do orifiacutecio (m2)Cd= 062 coeficiente de descargaAs= aacuterea transversal do reservatoacuterio na profundidade y (m2)t= tempo de esvaziamento (segundos)y1= altura da aacutegua no inicio (m)y2= altura do niacutevel de aacutegua no fim (m) eg= aceleraccedilatildeo da gravidade (g=981ms2)O orifiacutecio miacutenimo deve ter diacircmetro 50mm

03 Distribuiccedilatildeo das partiacuteculas e velocidade de sedimentaccedilatildeoTenho conhecimento de pesquisas nos Estados Unidos publicado pela EPA 1986 e no

Canadaacute publicada em 1994 pelo Ministeacuterio do Meio Ambiente e Energia de Ontaacuterio(MOEE)

Estas pesquisas mostram o comportamento da velocidade de sedimentaccedilatildeo das aacuteguaspluviais dependendo do tamanho das partiacuteculas Com a falta de pesquisas existentes emtodo o Brasil admitiremos como base as uacuteltimas pesquisas isto eacute aquelas feitas no Canadaacuteem 1994 portanto mais recente

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Tabela 01- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo noCanadaacute em 1999

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

(mm) (mh)le 20mm 20 000091420ltxle40 10 0046840ltxle 60 10 00914

60ltxle 013 20 0457013ltxle 040 20 213040ltxle 40 20 198

Total= 100Fonte Papa et al 1999

Aproveitamos a oportunidade para informar sobre os dados de partiacuteculas porcentagense velocidade de sedimentaccedilatildeo conforme EPA 1986 que usa cinco fraccedilotildees de 20 de massacada conforme Tabela (02)

Tabela 02- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo nosEstados Unidos

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

() () (mh)1 0 a 20 20 000092 20 a 40 20 0093 40 a 60 20 0454 60 a 80 20 215 80 a 100 20 195

Total= 100Fonte EPA 1986

Remoccedilatildeo de partiacuteculas das aacuteguas pluviaisConsiderando uma aacuterea urbana as precipitaccedilotildees que caem nas casas ruas avenidas e

estradas parques etc transportam soacutelidos variando desde argila ateacute agregados maiores Asvariaccedilotildees do diacircmetro das partiacuteculas dependem do local do vento das precipitaccedilotildees e deoutras variaacuteveis

Infelizmente natildeo temos pesquisas em todo o Brasil e mostraremos somente aspesquisas americanas que satildeo as seis curvas mostradas na Figura (01)

Conforme Rinker 2004 a primeira curva da distribuiccedilatildeo das partiacuteculas demonitoramento do Stormceptor refere-se a uma firma americana que faz produtos para adecantaccedilatildeo de soacutelidos usadas muito em estradas de rodagens

A segunda eacute da EPA 1986 devido ao trabalho coordenado por E DriscollA terceira curva de partiacuteculas eacute a do NURP 1986 que fez inuacutemeras pesquisasA quarta curva de partiacuteculas eacute do MRSC 2000- Municipal Researchamp Services de

Washington que fez pesquisa somente em um local

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A quinta curva eacute a do projeto Stormceptor que eacute uma firma americana deequipamentos baseada no MOE (Ministry of Environment Stormwater Practices Manualde 1994) de Ontaacuterio e que por sua vez eacute baseada na Usepa 1983

A sexta curva eacute J Sansolone e foi feita uma pesquisa somente em determinadolocal natildeo tendo portanto muita importacircncia

Figura 01- Comparaccedilatildeo da distribuiccedilatildeo do tamanho de partiacuteculas de aacuteguas pluviaisnos Estados Unidos conforme Rinker 2004

Rinker 2004 em suas pesquisas concluiu que para a melhoria da qualidade dasaacuteguas pluviais capturaando partiacuteculas lt100μm se depositaratildeo de 50 a 100 daspartiacuteculas Rinker 2004 salienta ainda que Walker 1997 associou a deposiccedilatildeo de metais eoutros poluentes em aacuteguas pluviais quando houver deposiccedilatildeo de partiacuteculas menores que100μm

Salientamos que adotamos para preacute-tratamento a deposiccedilatildeo de partiacuteculas maiores que125μm

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04 Bibliografia e livros consultados-HAAN CT et al Design Hydrology and sedimentology for small catachments AcademicPress 1994 588paacuteginas ISBN 13978-0-12-312340-4-PAPA FABIAN et al Detention time selection for stormwater quality control ponds31july1999 Can J Civ Eng 2672-82 (1999)-RINKER 2004 Particle size distribution (PSD) in stormwater runoffhttpwwwrinkermaterialscomProdsServicesdownloadsInfoBriefs_SeriesIS2060120Particle20Size20Distribution20_PSD_20in20Stormwater20Runpdf-TOMAZ PLINIO Poluiccedilatildeo Difusa Navegar Editora 2006-USEPA Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff qualityEPA 4405-87-001 setembro 1986 Coordenado por Eugene D Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M DeToro e Mitchell Small-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 2- Vegetativebiofilters EPA600R-04121A setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 3- Basin Bestmanagement practices EPA600R-04121B setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 1- GeneralConsiderations EPA600R-04121 setembro 2004

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I Dream of Tahoe By Charles R Goldman

I dream of Tahoe wherever I may goI dream this dream of Tahoe in sunshine or in snowI see the cobalt waters in the alpine afterglowWhere pine and aspen forests take many years to growAnd Irsquoll return to Tahoe from wherever I may goYes Irsquoll return to Tahoe despite where winds may blowAnd although my travels wander across the land and seaMy memories of Tahoe will always stay with meThe air is clear and brilliant where Sierra meets the skyIt fills me with a sadness when I must say goodbyeBut if we keep its blueness this lake will never dieAnd the children of our children will never have to cry

Nota este poema foi escrito pelo dr Charles R Goldman que conheci num seminaacuteriointernacional de recursos hiacutedricos O dr Charles eacute o responsaacutevel pela recuperaccedilatildeo doLago Tahoe nos Estados Unidos e um dia recebeu o presidente Bill Clinton e o vice AlGore em seu barco de pesquisa

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PrefaacutecioOs aspectos espetaculares das sucessivas crises do petroacuteleo com a escassez

imediata e o aumento dos preccedilos fizeram com que grande parte da populaccedilatildeo mundialacreditasse que o esgotamento das reservas naturais do planeta era parte de uma questatildeoenergeacutetica que poderia ser resolvida atraveacutes do aporte tecnoloacutegico De forma silenciosacontudo uma outra escassez avanccedilava sem ser vislumbrada em toda sua ameaccedila a falta deaacutegua potaacutevel

Pela proacutepria natureza da Terra a aacutegua doce potaacutevel e de qualidade encontra-sedistribuiacuteda de forma bastante desigual As regiotildees setentrionais do planeta embora comgrandes rios ndash Tamisa Danuacutebio Reno Volgandash ou na Ameacuterica ndash o Satildeo LourenccediloMississipi Missouri ndash concentram grandes aglomeraccedilotildees demograacuteficas que consomemvolumes crescentes de aacutegua potaacutevel Aleacutem disso a generalizaccedilatildeo da agricultura moderna ndashsubsidiada com milhares e milhares de doacutelares tanto na Uniatildeo Europeacuteia quanto nos EUA ndashampliou tremendamente o consumo de aacutegua Muitas vezes a riqueza produzida por talagricultura subsidiada natildeo paga os imensos gastos de armazenamento dutos e limpezainvestidos no processo de sua proacutepria disponibilizaccedilatildeo

O consumo de aacutegua dobra a cada 20 anos 50 da aacutegua que vai para os grandescentros urbanos satildeo desperdiccediladas Mais de 25 da populaccedilatildeo da Terra natildeo tem acesso agraveaacutegua potaacutevel Em 70 regiotildees do planeta existem conflitos pelo controle da aacutegua potaacutevel

No Brasil cerca de 70 da aacutegua estaacute localizada na regiatildeo Norte onde vivemaproximadamente 75 da populaccedilatildeo

Os 30 restantes dos recursos hiacutedricos estatildeo nas demais regiotildees onde vivem 93da populaccedilatildeo brasileira

Consequumlentemente cada vez mais importante se torna promover o seu usoeficiente Isto significa que natildeo se pode desperdiccedilar o precioso liacutequido e que a suaqualidade deve ser adequada ao tipo de utilizaccedilatildeo Mesmo ao niacutevel domeacutestico haacuteutilizaccedilotildees como a limpeza por exemplo onde natildeo eacute exigiacutevel uma qualidade aos niacuteveis deportabilidade da aacutegua Neste contexto comeccedilam a ganhar mais popularidade soluccedilotildeesalternativas como o aproveitamento de aacuteguas das chuvas e de aacuteguas cinzentas

No entanto conveacutem notar que apoacutes um periacuteodo significativo sem chover eacute naturalque as superfiacutecies de captaccedilatildeo apresentem alguma sujidade podendo a mesma ser arrastadapela aacutegua Em princiacutepio para aplicaccedilotildees domeacutesticas conviraacute rejeitar essas primeiras aacuteguasde lavagem (ldquofirst-flushrdquo) para o que existem diversas soluccedilotildees

O presente trabalho - Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs - de autoria do insigneEngenheiro Pliacutenio Tomaz seu deacutecimo e-book trata dos vaacuterios meacutetodos existentes com afinalidade de quantificar esses sedimentos depositados pelas chuvas nas baciashidrograacuteficas melhorando a qualidade das aacuteguas para captaccedilatildeo e consumo

Honrou-nos o professor com a solicitaccedilatildeo de que prefaciaacutessemos o presentetrabalho

Quando no inicio de 2008 assumimos a Comissatildeo de Meio Ambiente do CREA SPfirmamos o compromisso de sociabilizar o maacuteximo possiacutevel informaccedilotildees de boas praacuteticasambientais Lembramos logo de Mestre Pliacutenio sempre nos brindando com seus trabalhosquando das reuniotildees de Cacircmara e Plenaacuteria

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Solicitado a colaborar com a Comissatildeo prontamente nos atendeu e hoje todospodem contar com seus livros digitais publicados no site da Comissatildeo no Portal do CREASP

Certamente esta seraacute apenas mais uma das publicaccedilotildees com que poderemos contarOutras estatildeo a caminho

Assim desejo que todos - profissionais alunos e militantes ambientais aproveitemao maacuteximo os ensinamentos de nosso caro professor

Santos outubro de 2008

Zildeacutete Teixeira F PradoEngordf Civ e Meio Ambiente

Coordenadora CMACREA-SP

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CapiacutetulosOrdem Assunto

0 Preliminares1 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Papa 19992 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 19863 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Akan4 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo seca conforme EPA 20045 Meacutetodo RUSLE (equaccedilatildeo revisada universal de perda de solo)6 Estimativa da carga do poluente pelo Meacutetodo Simples de Schueler7 Carga de soacutelidos devido ao runoff8 Lei de Stokes9 Principio de Allen Hazen sobre sedimentaccedilatildeo

10 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 200411 Remoccedilatildeo de sedimentos em preacute-tratamento12 Preacute-tratamento13 Cerca de sedimentos14 Caixa de retenccedilatildeo de oacuteleo e sedimentos15 Pesquisas efetuadas sobre TSS (soacutelidos totais em suspensatildeo)16 Meacutetodo de Brune17 Meacutetodo de Churchill19 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo conforme Chen197520 Remoccedilatildeo de sedimento em faixa de filtro gramada21 Canal gramado

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CURRICULUM VITAEO engenheiro civil Pliacutenio Tomaz nasceu em Guarulhos e estudou na Escola Politeacutecnica da

Universidade de Satildeo Paulo Fez cursos de poacutes-graduaccedilatildeo na Politeacutecnica e na Faculdade de SauacutedePuacuteblica

Foi superintendente e diretor de obras do SAAE onde se aposentou e depois trabalhou noMinisteacuterio de Minas e Energia

Fundador da Associaccedilatildeo de Engenheiros e Arquitetos e Agrocircnomos de Guarulhos em1967

Foi professor de Hidraacuteulica Aplicada na FATEC e na CETESB Atualmente eacute Diretor de Recursos Hiacutedricos Saneamento e Energia da FAEASP (Federaccedilatildeo das

Associaccedilotildees de Engenharia e Arquitetura do Estado de Satildeo Paulo) Diretor de Recursos Hiacutedricos e Meio Ambiente da ACE-Associaccedilatildeo Comercial e

Empresarial Membro da Academia Guarulhense de Letras Assessor especial de meio ambiente da OAB (Ordem dos Advogados do Brasil) de

Guarulhos Conselheiro do CADES- Conselho Municipal de Meio Ambiente e Desenvolvimento

Sustentaacutevel da PMSP representado o CREASP Coordenador do Grupo de Trabalho do CREASP sobre Fiscalizaccedilatildeo em Bacias

Hidrograacuteficas Membro do Sub-comitecirc de Bacia Alto Tietecirc-Cabeceiras Presidente do Conselho Deliberativo do Serviccedilo Autocircnomo de Aacutegua e Esgotos de

Guarulhos Ex-professor da FIG UNG FATEC e CETESB

Escreveu 6 livros de engenharia civil- ldquoConservaccedilatildeo da Aacuteguardquo- ldquoPrevisatildeo de consumo de aacuteguardquo- ldquoEconomia de aacuteguardquo- ldquoCaacutelculos hidroloacutegicos e hidraacuteulicos para obras municipaisrdquo- ldquoAproveitamento de aacutegua de chuvardquo- ldquoPoluiccedilatildeo difusardquo

Onze livros eletrocircnicos em acrobat reader disponiacutevel gratuitamente na Internet- Balanccedilo Hiacutedrico 237paacuteginas A4- BMPs-Best Management Practices 176 paacuteginas A4- Criteacuterio Unificado 327 paacuteginas A4-- Golpes de ariacuteete em casas de bombas 105 paacuteginas A4- Anaacutelise da qualidade da aacutegua de rios e impactos de nitrogecircnio e foacutesforo rios e coacuterregos 109paacuteginas A4- Curso de Manejo de aacuteguas pluviais 1019 paacuteginas A4- Aacutegua-pague menos tratamento de esgotos e reuacuteso 133 paacuteginas A4-Aproveitamento de aacutegua de chuva 250paacuteginas A4-Previsatildeo de consumo de aacutegua em gramados 168 paacuteginas A4-Curso de Redes de esgotos 591 paacuteginas A4-Curso de Redes de aacutegua 829 paacuteginas A4-Evapotranspiraccedilatildeo-Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs

Guarulhos 11 outubro de 2008Pliacutenio Tomaz

Consultor SeniorEngenheiro Civil

CREA-SP 0600195922

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Capiacutetulo 0-Preliminares

01 IntroduccedilatildeoHaacute uma grande dificuldade de se calcular com precisatildeo a remoccedilatildeo de sedimentos em

uma bacia de detenccedilatildeo estendidaA bacia de detenccedilatildeo estendida eacute aquela projetada para deter vazotildees de pico de

enchentes e soacute deixar passar a vazatildeo de preacute-desenvolvimento para melhorar a qualidade dasaacuteguas pluviais O reservatoacuterio se enche e depois esvazia num tempo determinado peloprojetista ficando depois vazio O tempo de detenccedilatildeo de modo geral estaacute entre 24h a 48h eo periacuteodo de retorno usado varia de 10 a 25anos

O reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido eacute uma das BMPs mais usadas nos Estados Unidose Europa motivo pelo qual se faz necessaacuterio estimar da melhor maneira possiacutevel aporcentagem de remoccedilatildeo de soacutelidos totais em suspensatildeo que eacute o chamado TSS

Salientamos que eacute reconhecido por todos os especialistas no assunto que a remoccedilatildeo dospoluentes eacute proporcional a remoccedilatildeo dos soacutelidos totais em suspensatildeo (TSS) nas aacuteguaspluviais pois os poluentes aderem as partiacuteculas soacutelidas e se depositam no fundo doreservatoacuterio Desta maneira eacute importante que quanto maior for a remoccedilatildeo de TSS maiorseraacute a remoccedilatildeo de foacutesforo nitrogecircnio e outros poluentes

Os reservatoacuterios de detenccedilatildeo estendido tem a funccedilatildeo de mitigar os impactos do runoffurbano nos corpos receptores de aacutegua que satildeo os rios coacuterregos e lagos

02 Criteacuterios de dimensionamento adotado para reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendidoO caacutelculo detalhado de reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido poderaacute ser visto no livro

Poluiccedilatildeo Difusa de Tomaz 2006No caacutelculo eacute aplicado o conceito de preacute e poacutes desenvolvimento de maneira a se ter

impacto zero

Volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviaisOs criteacuterios estatildeo baseados em Schueler 1987 com os seguintes paracircmetrosRv= coeficiente volumeacutetrico

Rv= 005 +0009 x AIAI= aacuterea impermeaacutevel em porcentagemO volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais eacute dado por

WQv= (P1000) x Rv x A (m2)SendoWQv= volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais (m3)P= 25mm= first flush para a Regiatildeo Metropolitana de Satildeo Paulo- RMSPA= aacuterea da bacia (m2)

A profundidade do reservatoacuterio varia de 100m a 150m e o tempo de esvaziamentogeralmente adotado eacute de 24h

A vazatildeo meacutedia Qm eacute o volume WQv dividido pelo nuacutemero de segundos em 24hQm= WQv86400s

Sendo a altura do reservatoacuterio h o caacutelculo eacute feito com orifiacutecioQ= Cd x Ao x (2gh)05

Cd=062

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Ao= aacuterea da seccedilatildeo transversal= π D24Na praacutetica costuma-se calcular de duas maneiras o valor de d

a) d=profundidade do reservatoacuterio h =altura na equaccedilatildeo do orifiacutecioh= d2 (usa-se como altura a metade)Q=Qm

b) Q= 2 x Qm (usa-se como vazatildeo o dobro da vazatildeo meacutedia mas usa-se a alturamaacutexima d)

h=d

Tempo de esvaziamentoGenericamente para qualquer seccedilatildeo transversal As o tempo de esvaziamento em

segundos de qualquer reservatoacuterio pode ser calculado pela Equaccedilatildeo (01) conformeMalaacutesia 2000

t=[1 Cd Ao (2g ) 05] y1 y2 As dy y 05 Equaccedilatildeo (01)Quando a superfiacutecie da aacutegua eacute constante isto eacute as paredes satildeo verticais entatildeo a

equaccedilatildeo acima fica

t= [2 As (y105 - y2

05 )] [Cd Ao (2g ) 05]

SendoAo= aacuterea da seccedilatildeo transversal do orifiacutecio (m2)Cd= 062 coeficiente de descargaAs= aacuterea transversal do reservatoacuterio na profundidade y (m2)t= tempo de esvaziamento (segundos)y1= altura da aacutegua no inicio (m)y2= altura do niacutevel de aacutegua no fim (m) eg= aceleraccedilatildeo da gravidade (g=981ms2)O orifiacutecio miacutenimo deve ter diacircmetro 50mm

03 Distribuiccedilatildeo das partiacuteculas e velocidade de sedimentaccedilatildeoTenho conhecimento de pesquisas nos Estados Unidos publicado pela EPA 1986 e no

Canadaacute publicada em 1994 pelo Ministeacuterio do Meio Ambiente e Energia de Ontaacuterio(MOEE)

Estas pesquisas mostram o comportamento da velocidade de sedimentaccedilatildeo das aacuteguaspluviais dependendo do tamanho das partiacuteculas Com a falta de pesquisas existentes emtodo o Brasil admitiremos como base as uacuteltimas pesquisas isto eacute aquelas feitas no Canadaacuteem 1994 portanto mais recente

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Tabela 01- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo noCanadaacute em 1999

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

(mm) (mh)le 20mm 20 000091420ltxle40 10 0046840ltxle 60 10 00914

60ltxle 013 20 0457013ltxle 040 20 213040ltxle 40 20 198

Total= 100Fonte Papa et al 1999

Aproveitamos a oportunidade para informar sobre os dados de partiacuteculas porcentagense velocidade de sedimentaccedilatildeo conforme EPA 1986 que usa cinco fraccedilotildees de 20 de massacada conforme Tabela (02)

Tabela 02- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo nosEstados Unidos

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

() () (mh)1 0 a 20 20 000092 20 a 40 20 0093 40 a 60 20 0454 60 a 80 20 215 80 a 100 20 195

Total= 100Fonte EPA 1986

Remoccedilatildeo de partiacuteculas das aacuteguas pluviaisConsiderando uma aacuterea urbana as precipitaccedilotildees que caem nas casas ruas avenidas e

estradas parques etc transportam soacutelidos variando desde argila ateacute agregados maiores Asvariaccedilotildees do diacircmetro das partiacuteculas dependem do local do vento das precipitaccedilotildees e deoutras variaacuteveis

Infelizmente natildeo temos pesquisas em todo o Brasil e mostraremos somente aspesquisas americanas que satildeo as seis curvas mostradas na Figura (01)

Conforme Rinker 2004 a primeira curva da distribuiccedilatildeo das partiacuteculas demonitoramento do Stormceptor refere-se a uma firma americana que faz produtos para adecantaccedilatildeo de soacutelidos usadas muito em estradas de rodagens

A segunda eacute da EPA 1986 devido ao trabalho coordenado por E DriscollA terceira curva de partiacuteculas eacute a do NURP 1986 que fez inuacutemeras pesquisasA quarta curva de partiacuteculas eacute do MRSC 2000- Municipal Researchamp Services de

Washington que fez pesquisa somente em um local

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A quinta curva eacute a do projeto Stormceptor que eacute uma firma americana deequipamentos baseada no MOE (Ministry of Environment Stormwater Practices Manualde 1994) de Ontaacuterio e que por sua vez eacute baseada na Usepa 1983

A sexta curva eacute J Sansolone e foi feita uma pesquisa somente em determinadolocal natildeo tendo portanto muita importacircncia

Figura 01- Comparaccedilatildeo da distribuiccedilatildeo do tamanho de partiacuteculas de aacuteguas pluviaisnos Estados Unidos conforme Rinker 2004

Rinker 2004 em suas pesquisas concluiu que para a melhoria da qualidade dasaacuteguas pluviais capturaando partiacuteculas lt100μm se depositaratildeo de 50 a 100 daspartiacuteculas Rinker 2004 salienta ainda que Walker 1997 associou a deposiccedilatildeo de metais eoutros poluentes em aacuteguas pluviais quando houver deposiccedilatildeo de partiacuteculas menores que100μm

Salientamos que adotamos para preacute-tratamento a deposiccedilatildeo de partiacuteculas maiores que125μm

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04 Bibliografia e livros consultados-HAAN CT et al Design Hydrology and sedimentology for small catachments AcademicPress 1994 588paacuteginas ISBN 13978-0-12-312340-4-PAPA FABIAN et al Detention time selection for stormwater quality control ponds31july1999 Can J Civ Eng 2672-82 (1999)-RINKER 2004 Particle size distribution (PSD) in stormwater runoffhttpwwwrinkermaterialscomProdsServicesdownloadsInfoBriefs_SeriesIS2060120Particle20Size20Distribution20_PSD_20in20Stormwater20Runpdf-TOMAZ PLINIO Poluiccedilatildeo Difusa Navegar Editora 2006-USEPA Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff qualityEPA 4405-87-001 setembro 1986 Coordenado por Eugene D Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M DeToro e Mitchell Small-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 2- Vegetativebiofilters EPA600R-04121A setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 3- Basin Bestmanagement practices EPA600R-04121B setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 1- GeneralConsiderations EPA600R-04121 setembro 2004

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PrefaacutecioOs aspectos espetaculares das sucessivas crises do petroacuteleo com a escassez

imediata e o aumento dos preccedilos fizeram com que grande parte da populaccedilatildeo mundialacreditasse que o esgotamento das reservas naturais do planeta era parte de uma questatildeoenergeacutetica que poderia ser resolvida atraveacutes do aporte tecnoloacutegico De forma silenciosacontudo uma outra escassez avanccedilava sem ser vislumbrada em toda sua ameaccedila a falta deaacutegua potaacutevel

Pela proacutepria natureza da Terra a aacutegua doce potaacutevel e de qualidade encontra-sedistribuiacuteda de forma bastante desigual As regiotildees setentrionais do planeta embora comgrandes rios ndash Tamisa Danuacutebio Reno Volgandash ou na Ameacuterica ndash o Satildeo LourenccediloMississipi Missouri ndash concentram grandes aglomeraccedilotildees demograacuteficas que consomemvolumes crescentes de aacutegua potaacutevel Aleacutem disso a generalizaccedilatildeo da agricultura moderna ndashsubsidiada com milhares e milhares de doacutelares tanto na Uniatildeo Europeacuteia quanto nos EUA ndashampliou tremendamente o consumo de aacutegua Muitas vezes a riqueza produzida por talagricultura subsidiada natildeo paga os imensos gastos de armazenamento dutos e limpezainvestidos no processo de sua proacutepria disponibilizaccedilatildeo

O consumo de aacutegua dobra a cada 20 anos 50 da aacutegua que vai para os grandescentros urbanos satildeo desperdiccediladas Mais de 25 da populaccedilatildeo da Terra natildeo tem acesso agraveaacutegua potaacutevel Em 70 regiotildees do planeta existem conflitos pelo controle da aacutegua potaacutevel

No Brasil cerca de 70 da aacutegua estaacute localizada na regiatildeo Norte onde vivemaproximadamente 75 da populaccedilatildeo

Os 30 restantes dos recursos hiacutedricos estatildeo nas demais regiotildees onde vivem 93da populaccedilatildeo brasileira

Consequumlentemente cada vez mais importante se torna promover o seu usoeficiente Isto significa que natildeo se pode desperdiccedilar o precioso liacutequido e que a suaqualidade deve ser adequada ao tipo de utilizaccedilatildeo Mesmo ao niacutevel domeacutestico haacuteutilizaccedilotildees como a limpeza por exemplo onde natildeo eacute exigiacutevel uma qualidade aos niacuteveis deportabilidade da aacutegua Neste contexto comeccedilam a ganhar mais popularidade soluccedilotildeesalternativas como o aproveitamento de aacuteguas das chuvas e de aacuteguas cinzentas

No entanto conveacutem notar que apoacutes um periacuteodo significativo sem chover eacute naturalque as superfiacutecies de captaccedilatildeo apresentem alguma sujidade podendo a mesma ser arrastadapela aacutegua Em princiacutepio para aplicaccedilotildees domeacutesticas conviraacute rejeitar essas primeiras aacuteguasde lavagem (ldquofirst-flushrdquo) para o que existem diversas soluccedilotildees

O presente trabalho - Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs - de autoria do insigneEngenheiro Pliacutenio Tomaz seu deacutecimo e-book trata dos vaacuterios meacutetodos existentes com afinalidade de quantificar esses sedimentos depositados pelas chuvas nas baciashidrograacuteficas melhorando a qualidade das aacuteguas para captaccedilatildeo e consumo

Honrou-nos o professor com a solicitaccedilatildeo de que prefaciaacutessemos o presentetrabalho

Quando no inicio de 2008 assumimos a Comissatildeo de Meio Ambiente do CREA SPfirmamos o compromisso de sociabilizar o maacuteximo possiacutevel informaccedilotildees de boas praacuteticasambientais Lembramos logo de Mestre Pliacutenio sempre nos brindando com seus trabalhosquando das reuniotildees de Cacircmara e Plenaacuteria

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Solicitado a colaborar com a Comissatildeo prontamente nos atendeu e hoje todospodem contar com seus livros digitais publicados no site da Comissatildeo no Portal do CREASP

Certamente esta seraacute apenas mais uma das publicaccedilotildees com que poderemos contarOutras estatildeo a caminho

Assim desejo que todos - profissionais alunos e militantes ambientais aproveitemao maacuteximo os ensinamentos de nosso caro professor

Santos outubro de 2008

Zildeacutete Teixeira F PradoEngordf Civ e Meio Ambiente

Coordenadora CMACREA-SP

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CapiacutetulosOrdem Assunto

0 Preliminares1 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Papa 19992 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 19863 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Akan4 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo seca conforme EPA 20045 Meacutetodo RUSLE (equaccedilatildeo revisada universal de perda de solo)6 Estimativa da carga do poluente pelo Meacutetodo Simples de Schueler7 Carga de soacutelidos devido ao runoff8 Lei de Stokes9 Principio de Allen Hazen sobre sedimentaccedilatildeo

10 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 200411 Remoccedilatildeo de sedimentos em preacute-tratamento12 Preacute-tratamento13 Cerca de sedimentos14 Caixa de retenccedilatildeo de oacuteleo e sedimentos15 Pesquisas efetuadas sobre TSS (soacutelidos totais em suspensatildeo)16 Meacutetodo de Brune17 Meacutetodo de Churchill19 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo conforme Chen197520 Remoccedilatildeo de sedimento em faixa de filtro gramada21 Canal gramado

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CURRICULUM VITAEO engenheiro civil Pliacutenio Tomaz nasceu em Guarulhos e estudou na Escola Politeacutecnica da

Universidade de Satildeo Paulo Fez cursos de poacutes-graduaccedilatildeo na Politeacutecnica e na Faculdade de SauacutedePuacuteblica

Foi superintendente e diretor de obras do SAAE onde se aposentou e depois trabalhou noMinisteacuterio de Minas e Energia

Fundador da Associaccedilatildeo de Engenheiros e Arquitetos e Agrocircnomos de Guarulhos em1967

Foi professor de Hidraacuteulica Aplicada na FATEC e na CETESB Atualmente eacute Diretor de Recursos Hiacutedricos Saneamento e Energia da FAEASP (Federaccedilatildeo das

Associaccedilotildees de Engenharia e Arquitetura do Estado de Satildeo Paulo) Diretor de Recursos Hiacutedricos e Meio Ambiente da ACE-Associaccedilatildeo Comercial e

Empresarial Membro da Academia Guarulhense de Letras Assessor especial de meio ambiente da OAB (Ordem dos Advogados do Brasil) de

Guarulhos Conselheiro do CADES- Conselho Municipal de Meio Ambiente e Desenvolvimento

Sustentaacutevel da PMSP representado o CREASP Coordenador do Grupo de Trabalho do CREASP sobre Fiscalizaccedilatildeo em Bacias

Hidrograacuteficas Membro do Sub-comitecirc de Bacia Alto Tietecirc-Cabeceiras Presidente do Conselho Deliberativo do Serviccedilo Autocircnomo de Aacutegua e Esgotos de

Guarulhos Ex-professor da FIG UNG FATEC e CETESB

Escreveu 6 livros de engenharia civil- ldquoConservaccedilatildeo da Aacuteguardquo- ldquoPrevisatildeo de consumo de aacuteguardquo- ldquoEconomia de aacuteguardquo- ldquoCaacutelculos hidroloacutegicos e hidraacuteulicos para obras municipaisrdquo- ldquoAproveitamento de aacutegua de chuvardquo- ldquoPoluiccedilatildeo difusardquo

Onze livros eletrocircnicos em acrobat reader disponiacutevel gratuitamente na Internet- Balanccedilo Hiacutedrico 237paacuteginas A4- BMPs-Best Management Practices 176 paacuteginas A4- Criteacuterio Unificado 327 paacuteginas A4-- Golpes de ariacuteete em casas de bombas 105 paacuteginas A4- Anaacutelise da qualidade da aacutegua de rios e impactos de nitrogecircnio e foacutesforo rios e coacuterregos 109paacuteginas A4- Curso de Manejo de aacuteguas pluviais 1019 paacuteginas A4- Aacutegua-pague menos tratamento de esgotos e reuacuteso 133 paacuteginas A4-Aproveitamento de aacutegua de chuva 250paacuteginas A4-Previsatildeo de consumo de aacutegua em gramados 168 paacuteginas A4-Curso de Redes de esgotos 591 paacuteginas A4-Curso de Redes de aacutegua 829 paacuteginas A4-Evapotranspiraccedilatildeo-Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs

Guarulhos 11 outubro de 2008Pliacutenio Tomaz

Consultor SeniorEngenheiro Civil

CREA-SP 0600195922

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Capiacutetulo 0-Preliminares

01 IntroduccedilatildeoHaacute uma grande dificuldade de se calcular com precisatildeo a remoccedilatildeo de sedimentos em

uma bacia de detenccedilatildeo estendidaA bacia de detenccedilatildeo estendida eacute aquela projetada para deter vazotildees de pico de

enchentes e soacute deixar passar a vazatildeo de preacute-desenvolvimento para melhorar a qualidade dasaacuteguas pluviais O reservatoacuterio se enche e depois esvazia num tempo determinado peloprojetista ficando depois vazio O tempo de detenccedilatildeo de modo geral estaacute entre 24h a 48h eo periacuteodo de retorno usado varia de 10 a 25anos

O reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido eacute uma das BMPs mais usadas nos Estados Unidose Europa motivo pelo qual se faz necessaacuterio estimar da melhor maneira possiacutevel aporcentagem de remoccedilatildeo de soacutelidos totais em suspensatildeo que eacute o chamado TSS

Salientamos que eacute reconhecido por todos os especialistas no assunto que a remoccedilatildeo dospoluentes eacute proporcional a remoccedilatildeo dos soacutelidos totais em suspensatildeo (TSS) nas aacuteguaspluviais pois os poluentes aderem as partiacuteculas soacutelidas e se depositam no fundo doreservatoacuterio Desta maneira eacute importante que quanto maior for a remoccedilatildeo de TSS maiorseraacute a remoccedilatildeo de foacutesforo nitrogecircnio e outros poluentes

Os reservatoacuterios de detenccedilatildeo estendido tem a funccedilatildeo de mitigar os impactos do runoffurbano nos corpos receptores de aacutegua que satildeo os rios coacuterregos e lagos

02 Criteacuterios de dimensionamento adotado para reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendidoO caacutelculo detalhado de reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido poderaacute ser visto no livro

Poluiccedilatildeo Difusa de Tomaz 2006No caacutelculo eacute aplicado o conceito de preacute e poacutes desenvolvimento de maneira a se ter

impacto zero

Volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviaisOs criteacuterios estatildeo baseados em Schueler 1987 com os seguintes paracircmetrosRv= coeficiente volumeacutetrico

Rv= 005 +0009 x AIAI= aacuterea impermeaacutevel em porcentagemO volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais eacute dado por

WQv= (P1000) x Rv x A (m2)SendoWQv= volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais (m3)P= 25mm= first flush para a Regiatildeo Metropolitana de Satildeo Paulo- RMSPA= aacuterea da bacia (m2)

A profundidade do reservatoacuterio varia de 100m a 150m e o tempo de esvaziamentogeralmente adotado eacute de 24h

A vazatildeo meacutedia Qm eacute o volume WQv dividido pelo nuacutemero de segundos em 24hQm= WQv86400s

Sendo a altura do reservatoacuterio h o caacutelculo eacute feito com orifiacutecioQ= Cd x Ao x (2gh)05

Cd=062

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Ao= aacuterea da seccedilatildeo transversal= π D24Na praacutetica costuma-se calcular de duas maneiras o valor de d

a) d=profundidade do reservatoacuterio h =altura na equaccedilatildeo do orifiacutecioh= d2 (usa-se como altura a metade)Q=Qm

b) Q= 2 x Qm (usa-se como vazatildeo o dobro da vazatildeo meacutedia mas usa-se a alturamaacutexima d)

h=d

Tempo de esvaziamentoGenericamente para qualquer seccedilatildeo transversal As o tempo de esvaziamento em

segundos de qualquer reservatoacuterio pode ser calculado pela Equaccedilatildeo (01) conformeMalaacutesia 2000

t=[1 Cd Ao (2g ) 05] y1 y2 As dy y 05 Equaccedilatildeo (01)Quando a superfiacutecie da aacutegua eacute constante isto eacute as paredes satildeo verticais entatildeo a

equaccedilatildeo acima fica

t= [2 As (y105 - y2

05 )] [Cd Ao (2g ) 05]

SendoAo= aacuterea da seccedilatildeo transversal do orifiacutecio (m2)Cd= 062 coeficiente de descargaAs= aacuterea transversal do reservatoacuterio na profundidade y (m2)t= tempo de esvaziamento (segundos)y1= altura da aacutegua no inicio (m)y2= altura do niacutevel de aacutegua no fim (m) eg= aceleraccedilatildeo da gravidade (g=981ms2)O orifiacutecio miacutenimo deve ter diacircmetro 50mm

03 Distribuiccedilatildeo das partiacuteculas e velocidade de sedimentaccedilatildeoTenho conhecimento de pesquisas nos Estados Unidos publicado pela EPA 1986 e no

Canadaacute publicada em 1994 pelo Ministeacuterio do Meio Ambiente e Energia de Ontaacuterio(MOEE)

Estas pesquisas mostram o comportamento da velocidade de sedimentaccedilatildeo das aacuteguaspluviais dependendo do tamanho das partiacuteculas Com a falta de pesquisas existentes emtodo o Brasil admitiremos como base as uacuteltimas pesquisas isto eacute aquelas feitas no Canadaacuteem 1994 portanto mais recente

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Tabela 01- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo noCanadaacute em 1999

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

(mm) (mh)le 20mm 20 000091420ltxle40 10 0046840ltxle 60 10 00914

60ltxle 013 20 0457013ltxle 040 20 213040ltxle 40 20 198

Total= 100Fonte Papa et al 1999

Aproveitamos a oportunidade para informar sobre os dados de partiacuteculas porcentagense velocidade de sedimentaccedilatildeo conforme EPA 1986 que usa cinco fraccedilotildees de 20 de massacada conforme Tabela (02)

Tabela 02- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo nosEstados Unidos

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

() () (mh)1 0 a 20 20 000092 20 a 40 20 0093 40 a 60 20 0454 60 a 80 20 215 80 a 100 20 195

Total= 100Fonte EPA 1986

Remoccedilatildeo de partiacuteculas das aacuteguas pluviaisConsiderando uma aacuterea urbana as precipitaccedilotildees que caem nas casas ruas avenidas e

estradas parques etc transportam soacutelidos variando desde argila ateacute agregados maiores Asvariaccedilotildees do diacircmetro das partiacuteculas dependem do local do vento das precipitaccedilotildees e deoutras variaacuteveis

Infelizmente natildeo temos pesquisas em todo o Brasil e mostraremos somente aspesquisas americanas que satildeo as seis curvas mostradas na Figura (01)

Conforme Rinker 2004 a primeira curva da distribuiccedilatildeo das partiacuteculas demonitoramento do Stormceptor refere-se a uma firma americana que faz produtos para adecantaccedilatildeo de soacutelidos usadas muito em estradas de rodagens

A segunda eacute da EPA 1986 devido ao trabalho coordenado por E DriscollA terceira curva de partiacuteculas eacute a do NURP 1986 que fez inuacutemeras pesquisasA quarta curva de partiacuteculas eacute do MRSC 2000- Municipal Researchamp Services de

Washington que fez pesquisa somente em um local

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A quinta curva eacute a do projeto Stormceptor que eacute uma firma americana deequipamentos baseada no MOE (Ministry of Environment Stormwater Practices Manualde 1994) de Ontaacuterio e que por sua vez eacute baseada na Usepa 1983

A sexta curva eacute J Sansolone e foi feita uma pesquisa somente em determinadolocal natildeo tendo portanto muita importacircncia

Figura 01- Comparaccedilatildeo da distribuiccedilatildeo do tamanho de partiacuteculas de aacuteguas pluviaisnos Estados Unidos conforme Rinker 2004

Rinker 2004 em suas pesquisas concluiu que para a melhoria da qualidade dasaacuteguas pluviais capturaando partiacuteculas lt100μm se depositaratildeo de 50 a 100 daspartiacuteculas Rinker 2004 salienta ainda que Walker 1997 associou a deposiccedilatildeo de metais eoutros poluentes em aacuteguas pluviais quando houver deposiccedilatildeo de partiacuteculas menores que100μm

Salientamos que adotamos para preacute-tratamento a deposiccedilatildeo de partiacuteculas maiores que125μm

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04 Bibliografia e livros consultados-HAAN CT et al Design Hydrology and sedimentology for small catachments AcademicPress 1994 588paacuteginas ISBN 13978-0-12-312340-4-PAPA FABIAN et al Detention time selection for stormwater quality control ponds31july1999 Can J Civ Eng 2672-82 (1999)-RINKER 2004 Particle size distribution (PSD) in stormwater runoffhttpwwwrinkermaterialscomProdsServicesdownloadsInfoBriefs_SeriesIS2060120Particle20Size20Distribution20_PSD_20in20Stormwater20Runpdf-TOMAZ PLINIO Poluiccedilatildeo Difusa Navegar Editora 2006-USEPA Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff qualityEPA 4405-87-001 setembro 1986 Coordenado por Eugene D Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M DeToro e Mitchell Small-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 2- Vegetativebiofilters EPA600R-04121A setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 3- Basin Bestmanagement practices EPA600R-04121B setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 1- GeneralConsiderations EPA600R-04121 setembro 2004

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Solicitado a colaborar com a Comissatildeo prontamente nos atendeu e hoje todospodem contar com seus livros digitais publicados no site da Comissatildeo no Portal do CREASP

Certamente esta seraacute apenas mais uma das publicaccedilotildees com que poderemos contarOutras estatildeo a caminho

Assim desejo que todos - profissionais alunos e militantes ambientais aproveitemao maacuteximo os ensinamentos de nosso caro professor

Santos outubro de 2008

Zildeacutete Teixeira F PradoEngordf Civ e Meio Ambiente

Coordenadora CMACREA-SP

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CapiacutetulosOrdem Assunto

0 Preliminares1 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Papa 19992 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 19863 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Akan4 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo seca conforme EPA 20045 Meacutetodo RUSLE (equaccedilatildeo revisada universal de perda de solo)6 Estimativa da carga do poluente pelo Meacutetodo Simples de Schueler7 Carga de soacutelidos devido ao runoff8 Lei de Stokes9 Principio de Allen Hazen sobre sedimentaccedilatildeo

10 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 200411 Remoccedilatildeo de sedimentos em preacute-tratamento12 Preacute-tratamento13 Cerca de sedimentos14 Caixa de retenccedilatildeo de oacuteleo e sedimentos15 Pesquisas efetuadas sobre TSS (soacutelidos totais em suspensatildeo)16 Meacutetodo de Brune17 Meacutetodo de Churchill19 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo conforme Chen197520 Remoccedilatildeo de sedimento em faixa de filtro gramada21 Canal gramado

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CURRICULUM VITAEO engenheiro civil Pliacutenio Tomaz nasceu em Guarulhos e estudou na Escola Politeacutecnica da

Universidade de Satildeo Paulo Fez cursos de poacutes-graduaccedilatildeo na Politeacutecnica e na Faculdade de SauacutedePuacuteblica

Foi superintendente e diretor de obras do SAAE onde se aposentou e depois trabalhou noMinisteacuterio de Minas e Energia

Fundador da Associaccedilatildeo de Engenheiros e Arquitetos e Agrocircnomos de Guarulhos em1967

Foi professor de Hidraacuteulica Aplicada na FATEC e na CETESB Atualmente eacute Diretor de Recursos Hiacutedricos Saneamento e Energia da FAEASP (Federaccedilatildeo das

Associaccedilotildees de Engenharia e Arquitetura do Estado de Satildeo Paulo) Diretor de Recursos Hiacutedricos e Meio Ambiente da ACE-Associaccedilatildeo Comercial e

Empresarial Membro da Academia Guarulhense de Letras Assessor especial de meio ambiente da OAB (Ordem dos Advogados do Brasil) de

Guarulhos Conselheiro do CADES- Conselho Municipal de Meio Ambiente e Desenvolvimento

Sustentaacutevel da PMSP representado o CREASP Coordenador do Grupo de Trabalho do CREASP sobre Fiscalizaccedilatildeo em Bacias

Hidrograacuteficas Membro do Sub-comitecirc de Bacia Alto Tietecirc-Cabeceiras Presidente do Conselho Deliberativo do Serviccedilo Autocircnomo de Aacutegua e Esgotos de

Guarulhos Ex-professor da FIG UNG FATEC e CETESB

Escreveu 6 livros de engenharia civil- ldquoConservaccedilatildeo da Aacuteguardquo- ldquoPrevisatildeo de consumo de aacuteguardquo- ldquoEconomia de aacuteguardquo- ldquoCaacutelculos hidroloacutegicos e hidraacuteulicos para obras municipaisrdquo- ldquoAproveitamento de aacutegua de chuvardquo- ldquoPoluiccedilatildeo difusardquo

Onze livros eletrocircnicos em acrobat reader disponiacutevel gratuitamente na Internet- Balanccedilo Hiacutedrico 237paacuteginas A4- BMPs-Best Management Practices 176 paacuteginas A4- Criteacuterio Unificado 327 paacuteginas A4-- Golpes de ariacuteete em casas de bombas 105 paacuteginas A4- Anaacutelise da qualidade da aacutegua de rios e impactos de nitrogecircnio e foacutesforo rios e coacuterregos 109paacuteginas A4- Curso de Manejo de aacuteguas pluviais 1019 paacuteginas A4- Aacutegua-pague menos tratamento de esgotos e reuacuteso 133 paacuteginas A4-Aproveitamento de aacutegua de chuva 250paacuteginas A4-Previsatildeo de consumo de aacutegua em gramados 168 paacuteginas A4-Curso de Redes de esgotos 591 paacuteginas A4-Curso de Redes de aacutegua 829 paacuteginas A4-Evapotranspiraccedilatildeo-Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs

Guarulhos 11 outubro de 2008Pliacutenio Tomaz

Consultor SeniorEngenheiro Civil

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01 IntroduccedilatildeoHaacute uma grande dificuldade de se calcular com precisatildeo a remoccedilatildeo de sedimentos em

uma bacia de detenccedilatildeo estendidaA bacia de detenccedilatildeo estendida eacute aquela projetada para deter vazotildees de pico de

enchentes e soacute deixar passar a vazatildeo de preacute-desenvolvimento para melhorar a qualidade dasaacuteguas pluviais O reservatoacuterio se enche e depois esvazia num tempo determinado peloprojetista ficando depois vazio O tempo de detenccedilatildeo de modo geral estaacute entre 24h a 48h eo periacuteodo de retorno usado varia de 10 a 25anos

O reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido eacute uma das BMPs mais usadas nos Estados Unidose Europa motivo pelo qual se faz necessaacuterio estimar da melhor maneira possiacutevel aporcentagem de remoccedilatildeo de soacutelidos totais em suspensatildeo que eacute o chamado TSS

Salientamos que eacute reconhecido por todos os especialistas no assunto que a remoccedilatildeo dospoluentes eacute proporcional a remoccedilatildeo dos soacutelidos totais em suspensatildeo (TSS) nas aacuteguaspluviais pois os poluentes aderem as partiacuteculas soacutelidas e se depositam no fundo doreservatoacuterio Desta maneira eacute importante que quanto maior for a remoccedilatildeo de TSS maiorseraacute a remoccedilatildeo de foacutesforo nitrogecircnio e outros poluentes

Os reservatoacuterios de detenccedilatildeo estendido tem a funccedilatildeo de mitigar os impactos do runoffurbano nos corpos receptores de aacutegua que satildeo os rios coacuterregos e lagos

02 Criteacuterios de dimensionamento adotado para reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendidoO caacutelculo detalhado de reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido poderaacute ser visto no livro

Poluiccedilatildeo Difusa de Tomaz 2006No caacutelculo eacute aplicado o conceito de preacute e poacutes desenvolvimento de maneira a se ter

impacto zero

Volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviaisOs criteacuterios estatildeo baseados em Schueler 1987 com os seguintes paracircmetrosRv= coeficiente volumeacutetrico

Rv= 005 +0009 x AIAI= aacuterea impermeaacutevel em porcentagemO volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais eacute dado por

WQv= (P1000) x Rv x A (m2)SendoWQv= volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais (m3)P= 25mm= first flush para a Regiatildeo Metropolitana de Satildeo Paulo- RMSPA= aacuterea da bacia (m2)

A profundidade do reservatoacuterio varia de 100m a 150m e o tempo de esvaziamentogeralmente adotado eacute de 24h

A vazatildeo meacutedia Qm eacute o volume WQv dividido pelo nuacutemero de segundos em 24hQm= WQv86400s

Sendo a altura do reservatoacuterio h o caacutelculo eacute feito com orifiacutecioQ= Cd x Ao x (2gh)05

Cd=062

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Ao= aacuterea da seccedilatildeo transversal= π D24Na praacutetica costuma-se calcular de duas maneiras o valor de d

a) d=profundidade do reservatoacuterio h =altura na equaccedilatildeo do orifiacutecioh= d2 (usa-se como altura a metade)Q=Qm

b) Q= 2 x Qm (usa-se como vazatildeo o dobro da vazatildeo meacutedia mas usa-se a alturamaacutexima d)

h=d

Tempo de esvaziamentoGenericamente para qualquer seccedilatildeo transversal As o tempo de esvaziamento em

segundos de qualquer reservatoacuterio pode ser calculado pela Equaccedilatildeo (01) conformeMalaacutesia 2000

t=[1 Cd Ao (2g ) 05] y1 y2 As dy y 05 Equaccedilatildeo (01)Quando a superfiacutecie da aacutegua eacute constante isto eacute as paredes satildeo verticais entatildeo a

equaccedilatildeo acima fica

t= [2 As (y105 - y2

05 )] [Cd Ao (2g ) 05]

SendoAo= aacuterea da seccedilatildeo transversal do orifiacutecio (m2)Cd= 062 coeficiente de descargaAs= aacuterea transversal do reservatoacuterio na profundidade y (m2)t= tempo de esvaziamento (segundos)y1= altura da aacutegua no inicio (m)y2= altura do niacutevel de aacutegua no fim (m) eg= aceleraccedilatildeo da gravidade (g=981ms2)O orifiacutecio miacutenimo deve ter diacircmetro 50mm

03 Distribuiccedilatildeo das partiacuteculas e velocidade de sedimentaccedilatildeoTenho conhecimento de pesquisas nos Estados Unidos publicado pela EPA 1986 e no

Canadaacute publicada em 1994 pelo Ministeacuterio do Meio Ambiente e Energia de Ontaacuterio(MOEE)

Estas pesquisas mostram o comportamento da velocidade de sedimentaccedilatildeo das aacuteguaspluviais dependendo do tamanho das partiacuteculas Com a falta de pesquisas existentes emtodo o Brasil admitiremos como base as uacuteltimas pesquisas isto eacute aquelas feitas no Canadaacuteem 1994 portanto mais recente

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Tabela 01- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo noCanadaacute em 1999

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

(mm) (mh)le 20mm 20 000091420ltxle40 10 0046840ltxle 60 10 00914

60ltxle 013 20 0457013ltxle 040 20 213040ltxle 40 20 198

Total= 100Fonte Papa et al 1999

Aproveitamos a oportunidade para informar sobre os dados de partiacuteculas porcentagense velocidade de sedimentaccedilatildeo conforme EPA 1986 que usa cinco fraccedilotildees de 20 de massacada conforme Tabela (02)

Tabela 02- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo nosEstados Unidos

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

() () (mh)1 0 a 20 20 000092 20 a 40 20 0093 40 a 60 20 0454 60 a 80 20 215 80 a 100 20 195

Total= 100Fonte EPA 1986

Remoccedilatildeo de partiacuteculas das aacuteguas pluviaisConsiderando uma aacuterea urbana as precipitaccedilotildees que caem nas casas ruas avenidas e

estradas parques etc transportam soacutelidos variando desde argila ateacute agregados maiores Asvariaccedilotildees do diacircmetro das partiacuteculas dependem do local do vento das precipitaccedilotildees e deoutras variaacuteveis

Infelizmente natildeo temos pesquisas em todo o Brasil e mostraremos somente aspesquisas americanas que satildeo as seis curvas mostradas na Figura (01)

Conforme Rinker 2004 a primeira curva da distribuiccedilatildeo das partiacuteculas demonitoramento do Stormceptor refere-se a uma firma americana que faz produtos para adecantaccedilatildeo de soacutelidos usadas muito em estradas de rodagens

A segunda eacute da EPA 1986 devido ao trabalho coordenado por E DriscollA terceira curva de partiacuteculas eacute a do NURP 1986 que fez inuacutemeras pesquisasA quarta curva de partiacuteculas eacute do MRSC 2000- Municipal Researchamp Services de

Washington que fez pesquisa somente em um local

Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPsCapiacutetulo 0- Preliminares

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A quinta curva eacute a do projeto Stormceptor que eacute uma firma americana deequipamentos baseada no MOE (Ministry of Environment Stormwater Practices Manualde 1994) de Ontaacuterio e que por sua vez eacute baseada na Usepa 1983

A sexta curva eacute J Sansolone e foi feita uma pesquisa somente em determinadolocal natildeo tendo portanto muita importacircncia

Figura 01- Comparaccedilatildeo da distribuiccedilatildeo do tamanho de partiacuteculas de aacuteguas pluviaisnos Estados Unidos conforme Rinker 2004

Rinker 2004 em suas pesquisas concluiu que para a melhoria da qualidade dasaacuteguas pluviais capturaando partiacuteculas lt100μm se depositaratildeo de 50 a 100 daspartiacuteculas Rinker 2004 salienta ainda que Walker 1997 associou a deposiccedilatildeo de metais eoutros poluentes em aacuteguas pluviais quando houver deposiccedilatildeo de partiacuteculas menores que100μm

Salientamos que adotamos para preacute-tratamento a deposiccedilatildeo de partiacuteculas maiores que125μm

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04 Bibliografia e livros consultados-HAAN CT et al Design Hydrology and sedimentology for small catachments AcademicPress 1994 588paacuteginas ISBN 13978-0-12-312340-4-PAPA FABIAN et al Detention time selection for stormwater quality control ponds31july1999 Can J Civ Eng 2672-82 (1999)-RINKER 2004 Particle size distribution (PSD) in stormwater runoffhttpwwwrinkermaterialscomProdsServicesdownloadsInfoBriefs_SeriesIS2060120Particle20Size20Distribution20_PSD_20in20Stormwater20Runpdf-TOMAZ PLINIO Poluiccedilatildeo Difusa Navegar Editora 2006-USEPA Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff qualityEPA 4405-87-001 setembro 1986 Coordenado por Eugene D Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M DeToro e Mitchell Small-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 2- Vegetativebiofilters EPA600R-04121A setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 3- Basin Bestmanagement practices EPA600R-04121B setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 1- GeneralConsiderations EPA600R-04121 setembro 2004

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CapiacutetulosOrdem Assunto

0 Preliminares1 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Papa 19992 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 19863 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo estendida conforme Akan4 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo seca conforme EPA 20045 Meacutetodo RUSLE (equaccedilatildeo revisada universal de perda de solo)6 Estimativa da carga do poluente pelo Meacutetodo Simples de Schueler7 Carga de soacutelidos devido ao runoff8 Lei de Stokes9 Principio de Allen Hazen sobre sedimentaccedilatildeo

10 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de retenccedilatildeo conforme EPA 200411 Remoccedilatildeo de sedimentos em preacute-tratamento12 Preacute-tratamento13 Cerca de sedimentos14 Caixa de retenccedilatildeo de oacuteleo e sedimentos15 Pesquisas efetuadas sobre TSS (soacutelidos totais em suspensatildeo)16 Meacutetodo de Brune17 Meacutetodo de Churchill19 Remoccedilatildeo de sedimentos em bacias de detenccedilatildeo conforme Chen197520 Remoccedilatildeo de sedimento em faixa de filtro gramada21 Canal gramado

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CURRICULUM VITAEO engenheiro civil Pliacutenio Tomaz nasceu em Guarulhos e estudou na Escola Politeacutecnica da

Universidade de Satildeo Paulo Fez cursos de poacutes-graduaccedilatildeo na Politeacutecnica e na Faculdade de SauacutedePuacuteblica

Foi superintendente e diretor de obras do SAAE onde se aposentou e depois trabalhou noMinisteacuterio de Minas e Energia

Fundador da Associaccedilatildeo de Engenheiros e Arquitetos e Agrocircnomos de Guarulhos em1967

Foi professor de Hidraacuteulica Aplicada na FATEC e na CETESB Atualmente eacute Diretor de Recursos Hiacutedricos Saneamento e Energia da FAEASP (Federaccedilatildeo das

Associaccedilotildees de Engenharia e Arquitetura do Estado de Satildeo Paulo) Diretor de Recursos Hiacutedricos e Meio Ambiente da ACE-Associaccedilatildeo Comercial e

Empresarial Membro da Academia Guarulhense de Letras Assessor especial de meio ambiente da OAB (Ordem dos Advogados do Brasil) de

Guarulhos Conselheiro do CADES- Conselho Municipal de Meio Ambiente e Desenvolvimento

Sustentaacutevel da PMSP representado o CREASP Coordenador do Grupo de Trabalho do CREASP sobre Fiscalizaccedilatildeo em Bacias

Hidrograacuteficas Membro do Sub-comitecirc de Bacia Alto Tietecirc-Cabeceiras Presidente do Conselho Deliberativo do Serviccedilo Autocircnomo de Aacutegua e Esgotos de

Guarulhos Ex-professor da FIG UNG FATEC e CETESB

Escreveu 6 livros de engenharia civil- ldquoConservaccedilatildeo da Aacuteguardquo- ldquoPrevisatildeo de consumo de aacuteguardquo- ldquoEconomia de aacuteguardquo- ldquoCaacutelculos hidroloacutegicos e hidraacuteulicos para obras municipaisrdquo- ldquoAproveitamento de aacutegua de chuvardquo- ldquoPoluiccedilatildeo difusardquo

Onze livros eletrocircnicos em acrobat reader disponiacutevel gratuitamente na Internet- Balanccedilo Hiacutedrico 237paacuteginas A4- BMPs-Best Management Practices 176 paacuteginas A4- Criteacuterio Unificado 327 paacuteginas A4-- Golpes de ariacuteete em casas de bombas 105 paacuteginas A4- Anaacutelise da qualidade da aacutegua de rios e impactos de nitrogecircnio e foacutesforo rios e coacuterregos 109paacuteginas A4- Curso de Manejo de aacuteguas pluviais 1019 paacuteginas A4- Aacutegua-pague menos tratamento de esgotos e reuacuteso 133 paacuteginas A4-Aproveitamento de aacutegua de chuva 250paacuteginas A4-Previsatildeo de consumo de aacutegua em gramados 168 paacuteginas A4-Curso de Redes de esgotos 591 paacuteginas A4-Curso de Redes de aacutegua 829 paacuteginas A4-Evapotranspiraccedilatildeo-Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs

Guarulhos 11 outubro de 2008Pliacutenio Tomaz

Consultor SeniorEngenheiro Civil

CREA-SP 0600195922

Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPsCapiacutetulo 0- Preliminares

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Capiacutetulo 0-Preliminares

01 IntroduccedilatildeoHaacute uma grande dificuldade de se calcular com precisatildeo a remoccedilatildeo de sedimentos em

uma bacia de detenccedilatildeo estendidaA bacia de detenccedilatildeo estendida eacute aquela projetada para deter vazotildees de pico de

enchentes e soacute deixar passar a vazatildeo de preacute-desenvolvimento para melhorar a qualidade dasaacuteguas pluviais O reservatoacuterio se enche e depois esvazia num tempo determinado peloprojetista ficando depois vazio O tempo de detenccedilatildeo de modo geral estaacute entre 24h a 48h eo periacuteodo de retorno usado varia de 10 a 25anos

O reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido eacute uma das BMPs mais usadas nos Estados Unidose Europa motivo pelo qual se faz necessaacuterio estimar da melhor maneira possiacutevel aporcentagem de remoccedilatildeo de soacutelidos totais em suspensatildeo que eacute o chamado TSS

Salientamos que eacute reconhecido por todos os especialistas no assunto que a remoccedilatildeo dospoluentes eacute proporcional a remoccedilatildeo dos soacutelidos totais em suspensatildeo (TSS) nas aacuteguaspluviais pois os poluentes aderem as partiacuteculas soacutelidas e se depositam no fundo doreservatoacuterio Desta maneira eacute importante que quanto maior for a remoccedilatildeo de TSS maiorseraacute a remoccedilatildeo de foacutesforo nitrogecircnio e outros poluentes

Os reservatoacuterios de detenccedilatildeo estendido tem a funccedilatildeo de mitigar os impactos do runoffurbano nos corpos receptores de aacutegua que satildeo os rios coacuterregos e lagos

02 Criteacuterios de dimensionamento adotado para reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendidoO caacutelculo detalhado de reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido poderaacute ser visto no livro

Poluiccedilatildeo Difusa de Tomaz 2006No caacutelculo eacute aplicado o conceito de preacute e poacutes desenvolvimento de maneira a se ter

impacto zero

Volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviaisOs criteacuterios estatildeo baseados em Schueler 1987 com os seguintes paracircmetrosRv= coeficiente volumeacutetrico

Rv= 005 +0009 x AIAI= aacuterea impermeaacutevel em porcentagemO volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais eacute dado por

WQv= (P1000) x Rv x A (m2)SendoWQv= volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais (m3)P= 25mm= first flush para a Regiatildeo Metropolitana de Satildeo Paulo- RMSPA= aacuterea da bacia (m2)

A profundidade do reservatoacuterio varia de 100m a 150m e o tempo de esvaziamentogeralmente adotado eacute de 24h

A vazatildeo meacutedia Qm eacute o volume WQv dividido pelo nuacutemero de segundos em 24hQm= WQv86400s

Sendo a altura do reservatoacuterio h o caacutelculo eacute feito com orifiacutecioQ= Cd x Ao x (2gh)05

Cd=062

Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPsCapiacutetulo 0- Preliminares

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Ao= aacuterea da seccedilatildeo transversal= π D24Na praacutetica costuma-se calcular de duas maneiras o valor de d

a) d=profundidade do reservatoacuterio h =altura na equaccedilatildeo do orifiacutecioh= d2 (usa-se como altura a metade)Q=Qm

b) Q= 2 x Qm (usa-se como vazatildeo o dobro da vazatildeo meacutedia mas usa-se a alturamaacutexima d)

h=d

Tempo de esvaziamentoGenericamente para qualquer seccedilatildeo transversal As o tempo de esvaziamento em

segundos de qualquer reservatoacuterio pode ser calculado pela Equaccedilatildeo (01) conformeMalaacutesia 2000

t=[1 Cd Ao (2g ) 05] y1 y2 As dy y 05 Equaccedilatildeo (01)Quando a superfiacutecie da aacutegua eacute constante isto eacute as paredes satildeo verticais entatildeo a

equaccedilatildeo acima fica

t= [2 As (y105 - y2

05 )] [Cd Ao (2g ) 05]

SendoAo= aacuterea da seccedilatildeo transversal do orifiacutecio (m2)Cd= 062 coeficiente de descargaAs= aacuterea transversal do reservatoacuterio na profundidade y (m2)t= tempo de esvaziamento (segundos)y1= altura da aacutegua no inicio (m)y2= altura do niacutevel de aacutegua no fim (m) eg= aceleraccedilatildeo da gravidade (g=981ms2)O orifiacutecio miacutenimo deve ter diacircmetro 50mm

03 Distribuiccedilatildeo das partiacuteculas e velocidade de sedimentaccedilatildeoTenho conhecimento de pesquisas nos Estados Unidos publicado pela EPA 1986 e no

Canadaacute publicada em 1994 pelo Ministeacuterio do Meio Ambiente e Energia de Ontaacuterio(MOEE)

Estas pesquisas mostram o comportamento da velocidade de sedimentaccedilatildeo das aacuteguaspluviais dependendo do tamanho das partiacuteculas Com a falta de pesquisas existentes emtodo o Brasil admitiremos como base as uacuteltimas pesquisas isto eacute aquelas feitas no Canadaacuteem 1994 portanto mais recente

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Tabela 01- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo noCanadaacute em 1999

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

(mm) (mh)le 20mm 20 000091420ltxle40 10 0046840ltxle 60 10 00914

60ltxle 013 20 0457013ltxle 040 20 213040ltxle 40 20 198

Total= 100Fonte Papa et al 1999

Aproveitamos a oportunidade para informar sobre os dados de partiacuteculas porcentagense velocidade de sedimentaccedilatildeo conforme EPA 1986 que usa cinco fraccedilotildees de 20 de massacada conforme Tabela (02)

Tabela 02- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo nosEstados Unidos

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

() () (mh)1 0 a 20 20 000092 20 a 40 20 0093 40 a 60 20 0454 60 a 80 20 215 80 a 100 20 195

Total= 100Fonte EPA 1986

Remoccedilatildeo de partiacuteculas das aacuteguas pluviaisConsiderando uma aacuterea urbana as precipitaccedilotildees que caem nas casas ruas avenidas e

estradas parques etc transportam soacutelidos variando desde argila ateacute agregados maiores Asvariaccedilotildees do diacircmetro das partiacuteculas dependem do local do vento das precipitaccedilotildees e deoutras variaacuteveis

Infelizmente natildeo temos pesquisas em todo o Brasil e mostraremos somente aspesquisas americanas que satildeo as seis curvas mostradas na Figura (01)

Conforme Rinker 2004 a primeira curva da distribuiccedilatildeo das partiacuteculas demonitoramento do Stormceptor refere-se a uma firma americana que faz produtos para adecantaccedilatildeo de soacutelidos usadas muito em estradas de rodagens

A segunda eacute da EPA 1986 devido ao trabalho coordenado por E DriscollA terceira curva de partiacuteculas eacute a do NURP 1986 que fez inuacutemeras pesquisasA quarta curva de partiacuteculas eacute do MRSC 2000- Municipal Researchamp Services de

Washington que fez pesquisa somente em um local

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0-13

A quinta curva eacute a do projeto Stormceptor que eacute uma firma americana deequipamentos baseada no MOE (Ministry of Environment Stormwater Practices Manualde 1994) de Ontaacuterio e que por sua vez eacute baseada na Usepa 1983

A sexta curva eacute J Sansolone e foi feita uma pesquisa somente em determinadolocal natildeo tendo portanto muita importacircncia

Figura 01- Comparaccedilatildeo da distribuiccedilatildeo do tamanho de partiacuteculas de aacuteguas pluviaisnos Estados Unidos conforme Rinker 2004

Rinker 2004 em suas pesquisas concluiu que para a melhoria da qualidade dasaacuteguas pluviais capturaando partiacuteculas lt100μm se depositaratildeo de 50 a 100 daspartiacuteculas Rinker 2004 salienta ainda que Walker 1997 associou a deposiccedilatildeo de metais eoutros poluentes em aacuteguas pluviais quando houver deposiccedilatildeo de partiacuteculas menores que100μm

Salientamos que adotamos para preacute-tratamento a deposiccedilatildeo de partiacuteculas maiores que125μm

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04 Bibliografia e livros consultados-HAAN CT et al Design Hydrology and sedimentology for small catachments AcademicPress 1994 588paacuteginas ISBN 13978-0-12-312340-4-PAPA FABIAN et al Detention time selection for stormwater quality control ponds31july1999 Can J Civ Eng 2672-82 (1999)-RINKER 2004 Particle size distribution (PSD) in stormwater runoffhttpwwwrinkermaterialscomProdsServicesdownloadsInfoBriefs_SeriesIS2060120Particle20Size20Distribution20_PSD_20in20Stormwater20Runpdf-TOMAZ PLINIO Poluiccedilatildeo Difusa Navegar Editora 2006-USEPA Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff qualityEPA 4405-87-001 setembro 1986 Coordenado por Eugene D Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M DeToro e Mitchell Small-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 2- Vegetativebiofilters EPA600R-04121A setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 3- Basin Bestmanagement practices EPA600R-04121B setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 1- GeneralConsiderations EPA600R-04121 setembro 2004

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CURRICULUM VITAEO engenheiro civil Pliacutenio Tomaz nasceu em Guarulhos e estudou na Escola Politeacutecnica da

Universidade de Satildeo Paulo Fez cursos de poacutes-graduaccedilatildeo na Politeacutecnica e na Faculdade de SauacutedePuacuteblica

Foi superintendente e diretor de obras do SAAE onde se aposentou e depois trabalhou noMinisteacuterio de Minas e Energia

Fundador da Associaccedilatildeo de Engenheiros e Arquitetos e Agrocircnomos de Guarulhos em1967

Foi professor de Hidraacuteulica Aplicada na FATEC e na CETESB Atualmente eacute Diretor de Recursos Hiacutedricos Saneamento e Energia da FAEASP (Federaccedilatildeo das

Associaccedilotildees de Engenharia e Arquitetura do Estado de Satildeo Paulo) Diretor de Recursos Hiacutedricos e Meio Ambiente da ACE-Associaccedilatildeo Comercial e

Empresarial Membro da Academia Guarulhense de Letras Assessor especial de meio ambiente da OAB (Ordem dos Advogados do Brasil) de

Guarulhos Conselheiro do CADES- Conselho Municipal de Meio Ambiente e Desenvolvimento

Sustentaacutevel da PMSP representado o CREASP Coordenador do Grupo de Trabalho do CREASP sobre Fiscalizaccedilatildeo em Bacias

Hidrograacuteficas Membro do Sub-comitecirc de Bacia Alto Tietecirc-Cabeceiras Presidente do Conselho Deliberativo do Serviccedilo Autocircnomo de Aacutegua e Esgotos de

Guarulhos Ex-professor da FIG UNG FATEC e CETESB

Escreveu 6 livros de engenharia civil- ldquoConservaccedilatildeo da Aacuteguardquo- ldquoPrevisatildeo de consumo de aacuteguardquo- ldquoEconomia de aacuteguardquo- ldquoCaacutelculos hidroloacutegicos e hidraacuteulicos para obras municipaisrdquo- ldquoAproveitamento de aacutegua de chuvardquo- ldquoPoluiccedilatildeo difusardquo

Onze livros eletrocircnicos em acrobat reader disponiacutevel gratuitamente na Internet- Balanccedilo Hiacutedrico 237paacuteginas A4- BMPs-Best Management Practices 176 paacuteginas A4- Criteacuterio Unificado 327 paacuteginas A4-- Golpes de ariacuteete em casas de bombas 105 paacuteginas A4- Anaacutelise da qualidade da aacutegua de rios e impactos de nitrogecircnio e foacutesforo rios e coacuterregos 109paacuteginas A4- Curso de Manejo de aacuteguas pluviais 1019 paacuteginas A4- Aacutegua-pague menos tratamento de esgotos e reuacuteso 133 paacuteginas A4-Aproveitamento de aacutegua de chuva 250paacuteginas A4-Previsatildeo de consumo de aacutegua em gramados 168 paacuteginas A4-Curso de Redes de esgotos 591 paacuteginas A4-Curso de Redes de aacutegua 829 paacuteginas A4-Evapotranspiraccedilatildeo-Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPs

Guarulhos 11 outubro de 2008Pliacutenio Tomaz

Consultor SeniorEngenheiro Civil

CREA-SP 0600195922

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Capiacutetulo 0-Preliminares

01 IntroduccedilatildeoHaacute uma grande dificuldade de se calcular com precisatildeo a remoccedilatildeo de sedimentos em

uma bacia de detenccedilatildeo estendidaA bacia de detenccedilatildeo estendida eacute aquela projetada para deter vazotildees de pico de

enchentes e soacute deixar passar a vazatildeo de preacute-desenvolvimento para melhorar a qualidade dasaacuteguas pluviais O reservatoacuterio se enche e depois esvazia num tempo determinado peloprojetista ficando depois vazio O tempo de detenccedilatildeo de modo geral estaacute entre 24h a 48h eo periacuteodo de retorno usado varia de 10 a 25anos

O reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido eacute uma das BMPs mais usadas nos Estados Unidose Europa motivo pelo qual se faz necessaacuterio estimar da melhor maneira possiacutevel aporcentagem de remoccedilatildeo de soacutelidos totais em suspensatildeo que eacute o chamado TSS

Salientamos que eacute reconhecido por todos os especialistas no assunto que a remoccedilatildeo dospoluentes eacute proporcional a remoccedilatildeo dos soacutelidos totais em suspensatildeo (TSS) nas aacuteguaspluviais pois os poluentes aderem as partiacuteculas soacutelidas e se depositam no fundo doreservatoacuterio Desta maneira eacute importante que quanto maior for a remoccedilatildeo de TSS maiorseraacute a remoccedilatildeo de foacutesforo nitrogecircnio e outros poluentes

Os reservatoacuterios de detenccedilatildeo estendido tem a funccedilatildeo de mitigar os impactos do runoffurbano nos corpos receptores de aacutegua que satildeo os rios coacuterregos e lagos

02 Criteacuterios de dimensionamento adotado para reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendidoO caacutelculo detalhado de reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido poderaacute ser visto no livro

Poluiccedilatildeo Difusa de Tomaz 2006No caacutelculo eacute aplicado o conceito de preacute e poacutes desenvolvimento de maneira a se ter

impacto zero

Volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviaisOs criteacuterios estatildeo baseados em Schueler 1987 com os seguintes paracircmetrosRv= coeficiente volumeacutetrico

Rv= 005 +0009 x AIAI= aacuterea impermeaacutevel em porcentagemO volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais eacute dado por

WQv= (P1000) x Rv x A (m2)SendoWQv= volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais (m3)P= 25mm= first flush para a Regiatildeo Metropolitana de Satildeo Paulo- RMSPA= aacuterea da bacia (m2)

A profundidade do reservatoacuterio varia de 100m a 150m e o tempo de esvaziamentogeralmente adotado eacute de 24h

A vazatildeo meacutedia Qm eacute o volume WQv dividido pelo nuacutemero de segundos em 24hQm= WQv86400s

Sendo a altura do reservatoacuterio h o caacutelculo eacute feito com orifiacutecioQ= Cd x Ao x (2gh)05

Cd=062

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Ao= aacuterea da seccedilatildeo transversal= π D24Na praacutetica costuma-se calcular de duas maneiras o valor de d

a) d=profundidade do reservatoacuterio h =altura na equaccedilatildeo do orifiacutecioh= d2 (usa-se como altura a metade)Q=Qm

b) Q= 2 x Qm (usa-se como vazatildeo o dobro da vazatildeo meacutedia mas usa-se a alturamaacutexima d)

h=d

Tempo de esvaziamentoGenericamente para qualquer seccedilatildeo transversal As o tempo de esvaziamento em

segundos de qualquer reservatoacuterio pode ser calculado pela Equaccedilatildeo (01) conformeMalaacutesia 2000

t=[1 Cd Ao (2g ) 05] y1 y2 As dy y 05 Equaccedilatildeo (01)Quando a superfiacutecie da aacutegua eacute constante isto eacute as paredes satildeo verticais entatildeo a

equaccedilatildeo acima fica

t= [2 As (y105 - y2

05 )] [Cd Ao (2g ) 05]

SendoAo= aacuterea da seccedilatildeo transversal do orifiacutecio (m2)Cd= 062 coeficiente de descargaAs= aacuterea transversal do reservatoacuterio na profundidade y (m2)t= tempo de esvaziamento (segundos)y1= altura da aacutegua no inicio (m)y2= altura do niacutevel de aacutegua no fim (m) eg= aceleraccedilatildeo da gravidade (g=981ms2)O orifiacutecio miacutenimo deve ter diacircmetro 50mm

03 Distribuiccedilatildeo das partiacuteculas e velocidade de sedimentaccedilatildeoTenho conhecimento de pesquisas nos Estados Unidos publicado pela EPA 1986 e no

Canadaacute publicada em 1994 pelo Ministeacuterio do Meio Ambiente e Energia de Ontaacuterio(MOEE)

Estas pesquisas mostram o comportamento da velocidade de sedimentaccedilatildeo das aacuteguaspluviais dependendo do tamanho das partiacuteculas Com a falta de pesquisas existentes emtodo o Brasil admitiremos como base as uacuteltimas pesquisas isto eacute aquelas feitas no Canadaacuteem 1994 portanto mais recente

Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPsCapiacutetulo 0- Preliminares

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Tabela 01- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo noCanadaacute em 1999

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

(mm) (mh)le 20mm 20 000091420ltxle40 10 0046840ltxle 60 10 00914

60ltxle 013 20 0457013ltxle 040 20 213040ltxle 40 20 198

Total= 100Fonte Papa et al 1999

Aproveitamos a oportunidade para informar sobre os dados de partiacuteculas porcentagense velocidade de sedimentaccedilatildeo conforme EPA 1986 que usa cinco fraccedilotildees de 20 de massacada conforme Tabela (02)

Tabela 02- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo nosEstados Unidos

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

() () (mh)1 0 a 20 20 000092 20 a 40 20 0093 40 a 60 20 0454 60 a 80 20 215 80 a 100 20 195

Total= 100Fonte EPA 1986

Remoccedilatildeo de partiacuteculas das aacuteguas pluviaisConsiderando uma aacuterea urbana as precipitaccedilotildees que caem nas casas ruas avenidas e

estradas parques etc transportam soacutelidos variando desde argila ateacute agregados maiores Asvariaccedilotildees do diacircmetro das partiacuteculas dependem do local do vento das precipitaccedilotildees e deoutras variaacuteveis

Infelizmente natildeo temos pesquisas em todo o Brasil e mostraremos somente aspesquisas americanas que satildeo as seis curvas mostradas na Figura (01)

Conforme Rinker 2004 a primeira curva da distribuiccedilatildeo das partiacuteculas demonitoramento do Stormceptor refere-se a uma firma americana que faz produtos para adecantaccedilatildeo de soacutelidos usadas muito em estradas de rodagens

A segunda eacute da EPA 1986 devido ao trabalho coordenado por E DriscollA terceira curva de partiacuteculas eacute a do NURP 1986 que fez inuacutemeras pesquisasA quarta curva de partiacuteculas eacute do MRSC 2000- Municipal Researchamp Services de

Washington que fez pesquisa somente em um local

Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPsCapiacutetulo 0- Preliminares

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A quinta curva eacute a do projeto Stormceptor que eacute uma firma americana deequipamentos baseada no MOE (Ministry of Environment Stormwater Practices Manualde 1994) de Ontaacuterio e que por sua vez eacute baseada na Usepa 1983

A sexta curva eacute J Sansolone e foi feita uma pesquisa somente em determinadolocal natildeo tendo portanto muita importacircncia

Figura 01- Comparaccedilatildeo da distribuiccedilatildeo do tamanho de partiacuteculas de aacuteguas pluviaisnos Estados Unidos conforme Rinker 2004

Rinker 2004 em suas pesquisas concluiu que para a melhoria da qualidade dasaacuteguas pluviais capturaando partiacuteculas lt100μm se depositaratildeo de 50 a 100 daspartiacuteculas Rinker 2004 salienta ainda que Walker 1997 associou a deposiccedilatildeo de metais eoutros poluentes em aacuteguas pluviais quando houver deposiccedilatildeo de partiacuteculas menores que100μm

Salientamos que adotamos para preacute-tratamento a deposiccedilatildeo de partiacuteculas maiores que125μm

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04 Bibliografia e livros consultados-HAAN CT et al Design Hydrology and sedimentology for small catachments AcademicPress 1994 588paacuteginas ISBN 13978-0-12-312340-4-PAPA FABIAN et al Detention time selection for stormwater quality control ponds31july1999 Can J Civ Eng 2672-82 (1999)-RINKER 2004 Particle size distribution (PSD) in stormwater runoffhttpwwwrinkermaterialscomProdsServicesdownloadsInfoBriefs_SeriesIS2060120Particle20Size20Distribution20_PSD_20in20Stormwater20Runpdf-TOMAZ PLINIO Poluiccedilatildeo Difusa Navegar Editora 2006-USEPA Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff qualityEPA 4405-87-001 setembro 1986 Coordenado por Eugene D Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M DeToro e Mitchell Small-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 2- Vegetativebiofilters EPA600R-04121A setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 3- Basin Bestmanagement practices EPA600R-04121B setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 1- GeneralConsiderations EPA600R-04121 setembro 2004

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Capiacutetulo 0-Preliminares

01 IntroduccedilatildeoHaacute uma grande dificuldade de se calcular com precisatildeo a remoccedilatildeo de sedimentos em

uma bacia de detenccedilatildeo estendidaA bacia de detenccedilatildeo estendida eacute aquela projetada para deter vazotildees de pico de

enchentes e soacute deixar passar a vazatildeo de preacute-desenvolvimento para melhorar a qualidade dasaacuteguas pluviais O reservatoacuterio se enche e depois esvazia num tempo determinado peloprojetista ficando depois vazio O tempo de detenccedilatildeo de modo geral estaacute entre 24h a 48h eo periacuteodo de retorno usado varia de 10 a 25anos

O reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido eacute uma das BMPs mais usadas nos Estados Unidose Europa motivo pelo qual se faz necessaacuterio estimar da melhor maneira possiacutevel aporcentagem de remoccedilatildeo de soacutelidos totais em suspensatildeo que eacute o chamado TSS

Salientamos que eacute reconhecido por todos os especialistas no assunto que a remoccedilatildeo dospoluentes eacute proporcional a remoccedilatildeo dos soacutelidos totais em suspensatildeo (TSS) nas aacuteguaspluviais pois os poluentes aderem as partiacuteculas soacutelidas e se depositam no fundo doreservatoacuterio Desta maneira eacute importante que quanto maior for a remoccedilatildeo de TSS maiorseraacute a remoccedilatildeo de foacutesforo nitrogecircnio e outros poluentes

Os reservatoacuterios de detenccedilatildeo estendido tem a funccedilatildeo de mitigar os impactos do runoffurbano nos corpos receptores de aacutegua que satildeo os rios coacuterregos e lagos

02 Criteacuterios de dimensionamento adotado para reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendidoO caacutelculo detalhado de reservatoacuterio de detenccedilatildeo estendido poderaacute ser visto no livro

Poluiccedilatildeo Difusa de Tomaz 2006No caacutelculo eacute aplicado o conceito de preacute e poacutes desenvolvimento de maneira a se ter

impacto zero

Volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviaisOs criteacuterios estatildeo baseados em Schueler 1987 com os seguintes paracircmetrosRv= coeficiente volumeacutetrico

Rv= 005 +0009 x AIAI= aacuterea impermeaacutevel em porcentagemO volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais eacute dado por

WQv= (P1000) x Rv x A (m2)SendoWQv= volume para melhoria da qualidade das aacuteguas pluviais (m3)P= 25mm= first flush para a Regiatildeo Metropolitana de Satildeo Paulo- RMSPA= aacuterea da bacia (m2)

A profundidade do reservatoacuterio varia de 100m a 150m e o tempo de esvaziamentogeralmente adotado eacute de 24h

A vazatildeo meacutedia Qm eacute o volume WQv dividido pelo nuacutemero de segundos em 24hQm= WQv86400s

Sendo a altura do reservatoacuterio h o caacutelculo eacute feito com orifiacutecioQ= Cd x Ao x (2gh)05

Cd=062

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Ao= aacuterea da seccedilatildeo transversal= π D24Na praacutetica costuma-se calcular de duas maneiras o valor de d

a) d=profundidade do reservatoacuterio h =altura na equaccedilatildeo do orifiacutecioh= d2 (usa-se como altura a metade)Q=Qm

b) Q= 2 x Qm (usa-se como vazatildeo o dobro da vazatildeo meacutedia mas usa-se a alturamaacutexima d)

h=d

Tempo de esvaziamentoGenericamente para qualquer seccedilatildeo transversal As o tempo de esvaziamento em

segundos de qualquer reservatoacuterio pode ser calculado pela Equaccedilatildeo (01) conformeMalaacutesia 2000

t=[1 Cd Ao (2g ) 05] y1 y2 As dy y 05 Equaccedilatildeo (01)Quando a superfiacutecie da aacutegua eacute constante isto eacute as paredes satildeo verticais entatildeo a

equaccedilatildeo acima fica

t= [2 As (y105 - y2

05 )] [Cd Ao (2g ) 05]

SendoAo= aacuterea da seccedilatildeo transversal do orifiacutecio (m2)Cd= 062 coeficiente de descargaAs= aacuterea transversal do reservatoacuterio na profundidade y (m2)t= tempo de esvaziamento (segundos)y1= altura da aacutegua no inicio (m)y2= altura do niacutevel de aacutegua no fim (m) eg= aceleraccedilatildeo da gravidade (g=981ms2)O orifiacutecio miacutenimo deve ter diacircmetro 50mm

03 Distribuiccedilatildeo das partiacuteculas e velocidade de sedimentaccedilatildeoTenho conhecimento de pesquisas nos Estados Unidos publicado pela EPA 1986 e no

Canadaacute publicada em 1994 pelo Ministeacuterio do Meio Ambiente e Energia de Ontaacuterio(MOEE)

Estas pesquisas mostram o comportamento da velocidade de sedimentaccedilatildeo das aacuteguaspluviais dependendo do tamanho das partiacuteculas Com a falta de pesquisas existentes emtodo o Brasil admitiremos como base as uacuteltimas pesquisas isto eacute aquelas feitas no Canadaacuteem 1994 portanto mais recente

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Tabela 01- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo noCanadaacute em 1999

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

(mm) (mh)le 20mm 20 000091420ltxle40 10 0046840ltxle 60 10 00914

60ltxle 013 20 0457013ltxle 040 20 213040ltxle 40 20 198

Total= 100Fonte Papa et al 1999

Aproveitamos a oportunidade para informar sobre os dados de partiacuteculas porcentagense velocidade de sedimentaccedilatildeo conforme EPA 1986 que usa cinco fraccedilotildees de 20 de massacada conforme Tabela (02)

Tabela 02- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo nosEstados Unidos

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

() () (mh)1 0 a 20 20 000092 20 a 40 20 0093 40 a 60 20 0454 60 a 80 20 215 80 a 100 20 195

Total= 100Fonte EPA 1986

Remoccedilatildeo de partiacuteculas das aacuteguas pluviaisConsiderando uma aacuterea urbana as precipitaccedilotildees que caem nas casas ruas avenidas e

estradas parques etc transportam soacutelidos variando desde argila ateacute agregados maiores Asvariaccedilotildees do diacircmetro das partiacuteculas dependem do local do vento das precipitaccedilotildees e deoutras variaacuteveis

Infelizmente natildeo temos pesquisas em todo o Brasil e mostraremos somente aspesquisas americanas que satildeo as seis curvas mostradas na Figura (01)

Conforme Rinker 2004 a primeira curva da distribuiccedilatildeo das partiacuteculas demonitoramento do Stormceptor refere-se a uma firma americana que faz produtos para adecantaccedilatildeo de soacutelidos usadas muito em estradas de rodagens

A segunda eacute da EPA 1986 devido ao trabalho coordenado por E DriscollA terceira curva de partiacuteculas eacute a do NURP 1986 que fez inuacutemeras pesquisasA quarta curva de partiacuteculas eacute do MRSC 2000- Municipal Researchamp Services de

Washington que fez pesquisa somente em um local

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A quinta curva eacute a do projeto Stormceptor que eacute uma firma americana deequipamentos baseada no MOE (Ministry of Environment Stormwater Practices Manualde 1994) de Ontaacuterio e que por sua vez eacute baseada na Usepa 1983

A sexta curva eacute J Sansolone e foi feita uma pesquisa somente em determinadolocal natildeo tendo portanto muita importacircncia

Figura 01- Comparaccedilatildeo da distribuiccedilatildeo do tamanho de partiacuteculas de aacuteguas pluviaisnos Estados Unidos conforme Rinker 2004

Rinker 2004 em suas pesquisas concluiu que para a melhoria da qualidade dasaacuteguas pluviais capturaando partiacuteculas lt100μm se depositaratildeo de 50 a 100 daspartiacuteculas Rinker 2004 salienta ainda que Walker 1997 associou a deposiccedilatildeo de metais eoutros poluentes em aacuteguas pluviais quando houver deposiccedilatildeo de partiacuteculas menores que100μm

Salientamos que adotamos para preacute-tratamento a deposiccedilatildeo de partiacuteculas maiores que125μm

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04 Bibliografia e livros consultados-HAAN CT et al Design Hydrology and sedimentology for small catachments AcademicPress 1994 588paacuteginas ISBN 13978-0-12-312340-4-PAPA FABIAN et al Detention time selection for stormwater quality control ponds31july1999 Can J Civ Eng 2672-82 (1999)-RINKER 2004 Particle size distribution (PSD) in stormwater runoffhttpwwwrinkermaterialscomProdsServicesdownloadsInfoBriefs_SeriesIS2060120Particle20Size20Distribution20_PSD_20in20Stormwater20Runpdf-TOMAZ PLINIO Poluiccedilatildeo Difusa Navegar Editora 2006-USEPA Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff qualityEPA 4405-87-001 setembro 1986 Coordenado por Eugene D Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M DeToro e Mitchell Small-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 2- Vegetativebiofilters EPA600R-04121A setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 3- Basin Bestmanagement practices EPA600R-04121B setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 1- GeneralConsiderations EPA600R-04121 setembro 2004

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Ao= aacuterea da seccedilatildeo transversal= π D24Na praacutetica costuma-se calcular de duas maneiras o valor de d

a) d=profundidade do reservatoacuterio h =altura na equaccedilatildeo do orifiacutecioh= d2 (usa-se como altura a metade)Q=Qm

b) Q= 2 x Qm (usa-se como vazatildeo o dobro da vazatildeo meacutedia mas usa-se a alturamaacutexima d)

h=d

Tempo de esvaziamentoGenericamente para qualquer seccedilatildeo transversal As o tempo de esvaziamento em

segundos de qualquer reservatoacuterio pode ser calculado pela Equaccedilatildeo (01) conformeMalaacutesia 2000

t=[1 Cd Ao (2g ) 05] y1 y2 As dy y 05 Equaccedilatildeo (01)Quando a superfiacutecie da aacutegua eacute constante isto eacute as paredes satildeo verticais entatildeo a

equaccedilatildeo acima fica

t= [2 As (y105 - y2

05 )] [Cd Ao (2g ) 05]

SendoAo= aacuterea da seccedilatildeo transversal do orifiacutecio (m2)Cd= 062 coeficiente de descargaAs= aacuterea transversal do reservatoacuterio na profundidade y (m2)t= tempo de esvaziamento (segundos)y1= altura da aacutegua no inicio (m)y2= altura do niacutevel de aacutegua no fim (m) eg= aceleraccedilatildeo da gravidade (g=981ms2)O orifiacutecio miacutenimo deve ter diacircmetro 50mm

03 Distribuiccedilatildeo das partiacuteculas e velocidade de sedimentaccedilatildeoTenho conhecimento de pesquisas nos Estados Unidos publicado pela EPA 1986 e no

Canadaacute publicada em 1994 pelo Ministeacuterio do Meio Ambiente e Energia de Ontaacuterio(MOEE)

Estas pesquisas mostram o comportamento da velocidade de sedimentaccedilatildeo das aacuteguaspluviais dependendo do tamanho das partiacuteculas Com a falta de pesquisas existentes emtodo o Brasil admitiremos como base as uacuteltimas pesquisas isto eacute aquelas feitas no Canadaacuteem 1994 portanto mais recente

Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPsCapiacutetulo 0- Preliminares

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Tabela 01- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo noCanadaacute em 1999

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

(mm) (mh)le 20mm 20 000091420ltxle40 10 0046840ltxle 60 10 00914

60ltxle 013 20 0457013ltxle 040 20 213040ltxle 40 20 198

Total= 100Fonte Papa et al 1999

Aproveitamos a oportunidade para informar sobre os dados de partiacuteculas porcentagense velocidade de sedimentaccedilatildeo conforme EPA 1986 que usa cinco fraccedilotildees de 20 de massacada conforme Tabela (02)

Tabela 02- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo nosEstados Unidos

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

() () (mh)1 0 a 20 20 000092 20 a 40 20 0093 40 a 60 20 0454 60 a 80 20 215 80 a 100 20 195

Total= 100Fonte EPA 1986

Remoccedilatildeo de partiacuteculas das aacuteguas pluviaisConsiderando uma aacuterea urbana as precipitaccedilotildees que caem nas casas ruas avenidas e

estradas parques etc transportam soacutelidos variando desde argila ateacute agregados maiores Asvariaccedilotildees do diacircmetro das partiacuteculas dependem do local do vento das precipitaccedilotildees e deoutras variaacuteveis

Infelizmente natildeo temos pesquisas em todo o Brasil e mostraremos somente aspesquisas americanas que satildeo as seis curvas mostradas na Figura (01)

Conforme Rinker 2004 a primeira curva da distribuiccedilatildeo das partiacuteculas demonitoramento do Stormceptor refere-se a uma firma americana que faz produtos para adecantaccedilatildeo de soacutelidos usadas muito em estradas de rodagens

A segunda eacute da EPA 1986 devido ao trabalho coordenado por E DriscollA terceira curva de partiacuteculas eacute a do NURP 1986 que fez inuacutemeras pesquisasA quarta curva de partiacuteculas eacute do MRSC 2000- Municipal Researchamp Services de

Washington que fez pesquisa somente em um local

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A quinta curva eacute a do projeto Stormceptor que eacute uma firma americana deequipamentos baseada no MOE (Ministry of Environment Stormwater Practices Manualde 1994) de Ontaacuterio e que por sua vez eacute baseada na Usepa 1983

A sexta curva eacute J Sansolone e foi feita uma pesquisa somente em determinadolocal natildeo tendo portanto muita importacircncia

Figura 01- Comparaccedilatildeo da distribuiccedilatildeo do tamanho de partiacuteculas de aacuteguas pluviaisnos Estados Unidos conforme Rinker 2004

Rinker 2004 em suas pesquisas concluiu que para a melhoria da qualidade dasaacuteguas pluviais capturaando partiacuteculas lt100μm se depositaratildeo de 50 a 100 daspartiacuteculas Rinker 2004 salienta ainda que Walker 1997 associou a deposiccedilatildeo de metais eoutros poluentes em aacuteguas pluviais quando houver deposiccedilatildeo de partiacuteculas menores que100μm

Salientamos que adotamos para preacute-tratamento a deposiccedilatildeo de partiacuteculas maiores que125μm

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04 Bibliografia e livros consultados-HAAN CT et al Design Hydrology and sedimentology for small catachments AcademicPress 1994 588paacuteginas ISBN 13978-0-12-312340-4-PAPA FABIAN et al Detention time selection for stormwater quality control ponds31july1999 Can J Civ Eng 2672-82 (1999)-RINKER 2004 Particle size distribution (PSD) in stormwater runoffhttpwwwrinkermaterialscomProdsServicesdownloadsInfoBriefs_SeriesIS2060120Particle20Size20Distribution20_PSD_20in20Stormwater20Runpdf-TOMAZ PLINIO Poluiccedilatildeo Difusa Navegar Editora 2006-USEPA Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff qualityEPA 4405-87-001 setembro 1986 Coordenado por Eugene D Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M DeToro e Mitchell Small-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 2- Vegetativebiofilters EPA600R-04121A setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 3- Basin Bestmanagement practices EPA600R-04121B setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 1- GeneralConsiderations EPA600R-04121 setembro 2004

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Tabela 01- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo noCanadaacute em 1999

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

(mm) (mh)le 20mm 20 000091420ltxle40 10 0046840ltxle 60 10 00914

60ltxle 013 20 0457013ltxle 040 20 213040ltxle 40 20 198

Total= 100Fonte Papa et al 1999

Aproveitamos a oportunidade para informar sobre os dados de partiacuteculas porcentagense velocidade de sedimentaccedilatildeo conforme EPA 1986 que usa cinco fraccedilotildees de 20 de massacada conforme Tabela (02)

Tabela 02- Partiacuteculas porcentagens de massas e velocidade de sedimentaccedilatildeo nosEstados Unidos

Fraccedilatildeo () de massade partiacuteculas

Vs velocidadede sedimentaccedilatildeo

() () (mh)1 0 a 20 20 000092 20 a 40 20 0093 40 a 60 20 0454 60 a 80 20 215 80 a 100 20 195

Total= 100Fonte EPA 1986

Remoccedilatildeo de partiacuteculas das aacuteguas pluviaisConsiderando uma aacuterea urbana as precipitaccedilotildees que caem nas casas ruas avenidas e

estradas parques etc transportam soacutelidos variando desde argila ateacute agregados maiores Asvariaccedilotildees do diacircmetro das partiacuteculas dependem do local do vento das precipitaccedilotildees e deoutras variaacuteveis

Infelizmente natildeo temos pesquisas em todo o Brasil e mostraremos somente aspesquisas americanas que satildeo as seis curvas mostradas na Figura (01)

Conforme Rinker 2004 a primeira curva da distribuiccedilatildeo das partiacuteculas demonitoramento do Stormceptor refere-se a uma firma americana que faz produtos para adecantaccedilatildeo de soacutelidos usadas muito em estradas de rodagens

A segunda eacute da EPA 1986 devido ao trabalho coordenado por E DriscollA terceira curva de partiacuteculas eacute a do NURP 1986 que fez inuacutemeras pesquisasA quarta curva de partiacuteculas eacute do MRSC 2000- Municipal Researchamp Services de

Washington que fez pesquisa somente em um local

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A quinta curva eacute a do projeto Stormceptor que eacute uma firma americana deequipamentos baseada no MOE (Ministry of Environment Stormwater Practices Manualde 1994) de Ontaacuterio e que por sua vez eacute baseada na Usepa 1983

A sexta curva eacute J Sansolone e foi feita uma pesquisa somente em determinadolocal natildeo tendo portanto muita importacircncia

Figura 01- Comparaccedilatildeo da distribuiccedilatildeo do tamanho de partiacuteculas de aacuteguas pluviaisnos Estados Unidos conforme Rinker 2004

Rinker 2004 em suas pesquisas concluiu que para a melhoria da qualidade dasaacuteguas pluviais capturaando partiacuteculas lt100μm se depositaratildeo de 50 a 100 daspartiacuteculas Rinker 2004 salienta ainda que Walker 1997 associou a deposiccedilatildeo de metais eoutros poluentes em aacuteguas pluviais quando houver deposiccedilatildeo de partiacuteculas menores que100μm

Salientamos que adotamos para preacute-tratamento a deposiccedilatildeo de partiacuteculas maiores que125μm

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04 Bibliografia e livros consultados-HAAN CT et al Design Hydrology and sedimentology for small catachments AcademicPress 1994 588paacuteginas ISBN 13978-0-12-312340-4-PAPA FABIAN et al Detention time selection for stormwater quality control ponds31july1999 Can J Civ Eng 2672-82 (1999)-RINKER 2004 Particle size distribution (PSD) in stormwater runoffhttpwwwrinkermaterialscomProdsServicesdownloadsInfoBriefs_SeriesIS2060120Particle20Size20Distribution20_PSD_20in20Stormwater20Runpdf-TOMAZ PLINIO Poluiccedilatildeo Difusa Navegar Editora 2006-USEPA Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff qualityEPA 4405-87-001 setembro 1986 Coordenado por Eugene D Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M DeToro e Mitchell Small-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 2- Vegetativebiofilters EPA600R-04121A setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 3- Basin Bestmanagement practices EPA600R-04121B setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 1- GeneralConsiderations EPA600R-04121 setembro 2004

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A quinta curva eacute a do projeto Stormceptor que eacute uma firma americana deequipamentos baseada no MOE (Ministry of Environment Stormwater Practices Manualde 1994) de Ontaacuterio e que por sua vez eacute baseada na Usepa 1983

A sexta curva eacute J Sansolone e foi feita uma pesquisa somente em determinadolocal natildeo tendo portanto muita importacircncia

Figura 01- Comparaccedilatildeo da distribuiccedilatildeo do tamanho de partiacuteculas de aacuteguas pluviaisnos Estados Unidos conforme Rinker 2004

Rinker 2004 em suas pesquisas concluiu que para a melhoria da qualidade dasaacuteguas pluviais capturaando partiacuteculas lt100μm se depositaratildeo de 50 a 100 daspartiacuteculas Rinker 2004 salienta ainda que Walker 1997 associou a deposiccedilatildeo de metais eoutros poluentes em aacuteguas pluviais quando houver deposiccedilatildeo de partiacuteculas menores que100μm

Salientamos que adotamos para preacute-tratamento a deposiccedilatildeo de partiacuteculas maiores que125μm

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04 Bibliografia e livros consultados-HAAN CT et al Design Hydrology and sedimentology for small catachments AcademicPress 1994 588paacuteginas ISBN 13978-0-12-312340-4-PAPA FABIAN et al Detention time selection for stormwater quality control ponds31july1999 Can J Civ Eng 2672-82 (1999)-RINKER 2004 Particle size distribution (PSD) in stormwater runoffhttpwwwrinkermaterialscomProdsServicesdownloadsInfoBriefs_SeriesIS2060120Particle20Size20Distribution20_PSD_20in20Stormwater20Runpdf-TOMAZ PLINIO Poluiccedilatildeo Difusa Navegar Editora 2006-USEPA Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff qualityEPA 4405-87-001 setembro 1986 Coordenado por Eugene D Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M DeToro e Mitchell Small-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 2- Vegetativebiofilters EPA600R-04121A setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 3- Basin Bestmanagement practices EPA600R-04121B setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 1- GeneralConsiderations EPA600R-04121 setembro 2004

Remoccedilatildeo de sedimentos em BMPsCapiacutetulo 0- Preliminares

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04 Bibliografia e livros consultados-HAAN CT et al Design Hydrology and sedimentology for small catachments AcademicPress 1994 588paacuteginas ISBN 13978-0-12-312340-4-PAPA FABIAN et al Detention time selection for stormwater quality control ponds31july1999 Can J Civ Eng 2672-82 (1999)-RINKER 2004 Particle size distribution (PSD) in stormwater runoffhttpwwwrinkermaterialscomProdsServicesdownloadsInfoBriefs_SeriesIS2060120Particle20Size20Distribution20_PSD_20in20Stormwater20Runpdf-TOMAZ PLINIO Poluiccedilatildeo Difusa Navegar Editora 2006-USEPA Methodology for analysis of detention basins for control for urban runoff qualityEPA 4405-87-001 setembro 1986 Coordenado por Eugene D Driscoll baseado n aspesquisas de Dominic M DeToro e Mitchell Small-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 2- Vegetativebiofilters EPA600R-04121A setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 3- Basin Bestmanagement practices EPA600R-04121B setembro 2004-USEPA Stormwater Best management practice design guide Volume 1- GeneralConsiderations EPA600R-04121 setembro 2004