projeto final de curso em engenharia civil universidade federal do rio de janeiro escola...

Projeto Final de Curso em Engenharia Projeto Final de Curso em Engenharia CivilCivil

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIROESCOLA POLITÉCNICA

DEPARTAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS E MEIO AMBIENTE

“Estudo de um Sistema de Drenagem Pluvial para a Vila dos

Funcionários da UFRJ ”

Rodrigo Costa Gonçalves

Orientador:Prof. Paulo Renato Diniz Junqueira Barbosa, M.Sc, UFRJ

Fluxograma da apresentaçãoFluxograma da apresentaçãoFluxograma da apresentaçãoFluxograma da apresentação

IntroduçãoIntrodução

Caracterização da localidade

Caracterização da localidade

Projeto do Sistema de Drenagem

Projeto do Sistema de Drenagem

Metodologia e CritériosMetodologia e Critérios

Análise dos ResultadosAnálise dos Resultados

Conclusões e recomendações

Conclusões e recomendações

IntroduçãoIntroduçãoIntroduçãoIntrodução

Objetivos Elaboração de projeto técnico de engenharia

em nível básico de micro-drenagem;

Apresentação para a Reitoria, com fins de captação de recursos para execução da obra;

Aplicação do conhecimento gerado na universidade em áreas carentes, como uma tentativa de melhoria da qualidade de vida da população.

IntroduçãoIntrodução

Histórico do Projeto:Histórico do Projeto: Outubro de 2002Outubro de 2002 - Departamento de Recursos - Departamento de Recursos

Hídricos e Meio Ambiente (DRHIMA) convidado a Hídricos e Meio Ambiente (DRHIMA) convidado a participar de uma reunião dirigida pelo então Reitor, participar de uma reunião dirigida pelo então Reitor, Professor Carlos Lessa, com a finalidade de Professor Carlos Lessa, com a finalidade de promover a inclusão social da Vila dos Funcionários promover a inclusão social da Vila dos Funcionários da UFRJ através de projetos;da UFRJ através de projetos;

Junho 2004Junho 2004 – Albert Andrade elaborou projeto de – Albert Andrade elaborou projeto de concepção de um sistema de esgotamento sanitário concepção de um sistema de esgotamento sanitário para a Vila dos Funcionários;para a Vila dos Funcionários;

Agosto 2004Agosto 2004 – Convite do Prof. Jordão para estudo – Convite do Prof. Jordão para estudo de um sistema de drenagem para a Vila dos de um sistema de drenagem para a Vila dos Funcionários.Funcionários.

Caracterização da LocalidadeCaracterização da Localidade

Vila dos Funcionários: Década de 1970 - Alojamento dos Vila dos Funcionários: Década de 1970 - Alojamento dos funcionários e trabalhadores das empresas funcionários e trabalhadores das empresas responsáveis pela construção da Ponte Rio- Niterói;responsáveis pela construção da Ponte Rio- Niterói;

Após a construção da ponte: grupo de funcionários da Após a construção da ponte: grupo de funcionários da UFRJ solicitou permissão para ocupar os alojamentos . UFRJ solicitou permissão para ocupar os alojamentos . População que ocupava irregularmente outra área da População que ocupava irregularmente outra área da Ilha do Fundão foi transferida para o local;Ilha do Fundão foi transferida para o local;

A Vila dos Funcionários já foi em outras áreas da Ilha do A Vila dos Funcionários já foi em outras áreas da Ilha do Fundão, por exemplo: Área onde atualmente é a Fundão, por exemplo: Área onde atualmente é a Prefeitura Universitária.Prefeitura Universitária.


Problema em Obras de Engenharia em locais com déficit habitacional:

Instalações provisóriasInstalações provisórias Instalações domiciliares Instalações domiciliares permanentes precáriaspermanentes precárias

Caracterização da LocalidadeCaracterização da Localidade Situação Atual:

Típica zona de baixa renda, similar quanto ao aspecto arquitetônico de áreas da baixada fluminense;

Tentativa de crescimento vertical;

Ruas na sua maioria em terreno natural;

Problemas infra-estruturais relativos a água, esgoto, lixo e drenagem.


CENSO 2000: 345 domicílios; 163 domicílios - sistemas de esgoto ligado direto em

rio, lago ou mar, 19 domicílios - fossa séptica; 4 domicílios - fossas rudimentares; 159 domicílios - sistema de esgoto ligado em rede

geral de esgoto ou águas pluviais.


Visitas de Campo Objetivos:

Conhecer a área de estudo;

Identificar problemas relativos à drenagem urbana, avaliando sistemas existentes;

Estudar a aceitação da drenagem pela população.

Caracterização da LocalidadeCaracterização da LocalidadeVisita Visita 01/03/200501/03/2005

Contato com a Sra. Vera (funcionária do Contato com a Sra. Vera (funcionária do departamento de pessoal do CLA)departamento de pessoal do CLA)

Reunião no Bar do Tilson (integrante da Reunião no Bar do Tilson (integrante da coordenação da associação de moradores)coordenação da associação de moradores)

Visita a Vila com o Sr. Julio RamosVisita a Vila com o Sr. Julio Ramos

Visita Visita 01/03/200501/03/2005

Visita 03/05/2005Visita 03/05/2005

Observação dos problemas provocados pela drenagem deficiente da localidade;

A maioria das ruas encontrava-se alagada, apresentando dificuldade para o tráfego de veículos e pedestres

Visita 03/05/2005Visita 03/05/2005

Conclusão sobre as VisitasConclusão sobre as Visitas

Situação atual de drenagem não atende à necessidade da vila;

Necessidade de novas redes de drenagem pluvial e esgotamento sanitário separados;

Área é baixa, plana e tem histórico de avanço da maré; Necessidade de assegurar a manutenção dos

dispositivos de drenagem a serem instalados; Necessidade de obras de regularização do terreno e

pavimentação; Os moradores se demonstraram apreensivos frente a

possibilidade de melhorias; Confirmam a necessidade de obras infra-estruturais.

Projeto do Sistema de DrenagemProjeto do Sistema de Drenagem

Passos da ConcepçãoPassos da ConcepçãoAnálise do levantamento topográfico planialtimétrico e cadastral em escala

1:1000

Avaliação de saídas apropriada para o volume a ser drenado

Traçado do sistema de drenagem, localização dos poços de visita e caixas-

ralo

Dimensionamento do sistema de drenagem


Considerações para o traçado:Considerações para o traçado:

Análise das cotas do Análise das cotas do levantamento levantamento

planialtimétricoplanialtimétrico

Atendimento de toda a Atendimento de toda a área estudadaárea estudada

Revestimentos das áreasRevestimentos das áreas

Definição das saídas Definição das saídas dos sistemasdos sistemas

Traçado de redeTraçado de rede

Vias Principais – asfalto; Vias Principais – asfalto; Secundárias: blocos de Secundárias: blocos de concreto sem as juntas concreto sem as juntas

tomadas.tomadas.


Considerações de projeto:Considerações de projeto:

Retorno da maré: sugestão de instalação de um sistema de Retorno da maré: sugestão de instalação de um sistema de comportas “flap-gates” (comportas de fluxo único).comportas “flap-gates” (comportas de fluxo único).

Aumento do nível d’água do corpo receptor -> sistema extravasa Aumento do nível d’água do corpo receptor -> sistema extravasa para uma área pulmão (mangue - aproximadamente 2,5 hectares). para uma área pulmão (mangue - aproximadamente 2,5 hectares).

Necessidade de obras de proteção em toda a orla oeste da vila - Necessidade de obras de proteção em toda a orla oeste da vila - Dique lateral de proteção com a cota de coroamento acima do Dique lateral de proteção com a cota de coroamento acima do nível máximo de marés no localnível máximo de marés no local

Metodologia e Critérios de ProjetoMetodologia e Critérios de Projeto Chuva de Projeto:Chuva de Projeto:

CPRM(2004): Equação IDFCPRM(2004): Equação IDF

î î T, d, jT, d, j = 36,301.d = 36,301.d-0,392-0,392.P.Pjj0,2760,276..T, dT, d , , para T≤ 100 e 5min ≤ d ≤ 1 h;para T≤ 100 e 5min ≤ d ≤ 1 h;

î î T, d, jT, d, j = 85,264.d = 85,264.d-0,789-0,789.P.Pjj0,3670,367..T, dT, d , , para T≤ 100 e 1h ≤ d ≤ 24 h;para T≤ 100 e 1h ≤ d ≤ 24 h;

î î T, d, jT, d, j é a estimativa da intensidade de chuva de duração d associada a um é a estimativa da intensidade de chuva de duração d associada a um período de retorno T em um local k dentro de uma região homogênea do estado período de retorno T em um local k dentro de uma região homogênea do estado de Rio de Janeiro (mm/h).de Rio de Janeiro (mm/h).

d é a duração da precipitação, em minutos;d é a duração da precipitação, em minutos;

PPjj é a precipitação média anual (mm) no local j, dentro de cada região é a precipitação média anual (mm) no local j, dentro de cada região apresentada por CPRM(2004);apresentada por CPRM(2004);

T, dT, d é o quantil adimensional regional. é o quantil adimensional regional.

5 min 0.9478 1.1173 1.2668 1.4579 1.8077 2.0110 2.178110 min 0.9711 1.1354 1.2572 1.3953 1.6175 1.7344 1.825615 min 0.9645 1.1512 1.2924 1.4550 1.7205 1.8619 1.972930 min 0.9550 1.1668 1.3325 1.5275 1.8538 2.0308 2.171045 min 0.9477 1.1858 1.3737 1.5963 1.9713 2.1758 2.33831 hora 0.9532 1.1811 1.3578 1.5648 1.9088 2.0946 2.24152 horas 0.9377 1.1845 1.3873 1.6344 2.0634 2.3028 2.49553 horas 0.9339 1.1866 1.3977 1.6577 2.1147 2.3721 2.58024 horas 0.9309 1.1857 1.4005 1.6668 2.1380 2.4049 2.62138 horas 0.9176 1.1907 1.4296 1.7334 2.2862 2.6058 2.8680

14 horas 0.9142 1.1983 1.4479 1.7663 2.3477 2.6848 2.961624 horas 0.9146 1.2144 1.4719 1.7951 2.3752 2.7071 2.9778

75 1002 5 10Duração

Período de Retorno (Anos) 20 50

Quantil adimensionalQuantil adimensional T, dT, d

Metodologia e Critérios de ProjetoMetodologia e Critérios de Projeto Determinação da Vazão:Determinação da Vazão:

Método RacionalMétodo Racional

Q = C . I . A / 0,36Q = C . I . A / 0,36

Q – vazão de dimensionamento em l/s;Q – vazão de dimensionamento em l/s;

C – coeficiente de escoamento superficial - VILLELA e C – coeficiente de escoamento superficial - VILLELA e MATTOS (1974);MATTOS (1974);

i – Intensidade de chuva em mm / h;i – Intensidade de chuva em mm / h; A – área de contribuição em há;A – área de contribuição em há;

Metodologia e Critérios de ProjetoMetodologia e Critérios de Projeto Determinação da Vazão:Determinação da Vazão:

Fórmula de Manning:Fórmula de Manning:

Área = f (h)Área = f (h)Raio Hidráulico = f(h) Raio Hidráulico = f(h)

Tenta-se várias alturas de água para que a equação Tenta-se várias alturas de água para que a equação seja satisfeita;seja satisfeita;

0..

32

21 hRAI

nQ

Metodologia e Critérios de ProjetoMetodologia e Critérios de Projeto Outros critérios adotados:Outros critérios adotados:

Tempo de entrada: 10 minutos (FUGITA, 1980);Tempo de entrada: 10 minutos (FUGITA, 1980);

Velocidade nos condutos: 0,75 a 4 m/s;Velocidade nos condutos: 0,75 a 4 m/s;

Rugosidade nos tubos: n = 0,013;Rugosidade nos tubos: n = 0,013;

Lâminas máximas: 85%.Lâminas máximas: 85%.

Linha de Energia: Cota de jusante Linha de Energia: Cota de jusante ≤ Cota de montante;≤ Cota de montante;

Distância entre caixas: função da capacidade das Distância entre caixas: função da capacidade das sarjetas;sarjetas;

Metodologia e Critérios de ProjetoMetodologia e Critérios de Projeto Assentamento e Resistência dos tubos:Assentamento e Resistência dos tubos:

Recobrimento mínimo: 40 cm;Recobrimento mínimo: 40 cm;

Projeto geométrico das vias deve considerar Projeto geométrico das vias deve considerar aterramentos estimados neste projeto;aterramentos estimados neste projeto;

Média dos aterramentos: 64 cm;Média dos aterramentos: 64 cm;

Pontos onde tiverem grandes alteamentos previstos: Pontos onde tiverem grandes alteamentos previstos: utilização de tubos de maior resistência ou laje de utilização de tubos de maior resistência ou laje de proteção;proteção;

Memória de Cálculo e Análise dos ResultadosMemória de Cálculo e Análise dos Resultados

CÁLCULO DAS VAZÕES DE CONTRIBUIÇÃO NOS PONTOS DE PROJETO

"RUN OFF" -c = 0.40 0.40 0.10 0.10 0.90 0.90 0.90 0.90 0.70 0.70

Ponto de Projeto terra terra Acumul. Jardim Jardim Acum. telhado telhado Acum. rua rua Acum. rua secundária rua Acum.(ha) (ha) (ha) (ha) (ha) (ha) (ha) (ha) (ha) (ha)

Sistema 1b1 por a1 0.000 0.000 0.188 0.188 0.060 0.060 0.068 0.068 0.000 0.000c1 por b1 0.000 0.000 0.476 0.664 0.097 0.156 0.076 0.144 0.000 0.000d1 por c1 0.000 0.000 0.056 0.720 0.069 0.225 0.026 0.170 0.000 0.000e1 por d1 0.000 0.000 0.004 0.724 0.031 0.256 0.059 0.229 0.000 0.000g1 por e1 0.000 0.000 0.000 0.724 0.060 0.316 0.024 0.253 0.000 0.000

Pj1200.000

cmed. Acm Área Acum. Tc T,d chuva vazão(ha) (hora) (minutos) (mm/h) (l/s)

0.42 0.315 0.167 10.000 0.9711 101.17 37.50.35 0.964 0.168 10.095 0.9710 100.78 94.20.38 1.115 0.182 10.942 0.9699 97.53 94.20.42 1.208 0.191 11.454 0.9692 95.73 131.40.45 1.292 0.199 11.945 0.9685 94.11 146.9

Memória de Cálculo e Análise dos ResultadosMemória de Cálculo e Análise dos Resultados

PROJETO FINAL DE CURSO - ENGENHARIA CIVILDRENAGEM SUPERFICIAL - VILA DOS FUNCIONÁRIODIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO DOS DISPOSITIVOSPLANILHA DE DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE DRENAGEM PLUVIAL

Vazão Extensão Declividade Diâmetro Altura Talude v-h Coef. Mann. Qn/(I)0.5 - A x Rh 2/3 = 0(l/s) (m) Mont. Jusan. (m/m) /Base (m) (m) (1:m) Mont. Jusan.

Sistema 1a1 - b1 37.5 4.0 1.470 1.470 0.0020 0.4 0.013 0.0000 1.170 1.162b1 - c1 94.2 43.0 1.470 1.460 0.0020 0.4 0.013 0.0000 0.962 0.876c1 - d1 94.2 26.0 1.460 1.520 0.0020 0.4 0.013 0.0000 0.876 0.824d1 - e1 131.4 28.0 1.520 1.530 0.0020 0.5 0.013 0.0000 0.774 0.718e1 - g1 146.9 16.0 1.530 1.540 0.0020 0.5 0.013 0.0000 0.718 0.686

TRECHO Cota do Terreno (m) Cota de fundo do Coletor (m)

EL. Linha de Energia (m) Y/H Tipo Ângulo Lâmina Área Raio Hidr. Degrau Adotado Velocidade Tempo deMont. Jusan. Mont. Jusan. (rad) (m) (m²) (m) (m) (m/s) Percurso (h)

0.300 0.308 1.371 1.363 0.441 T 2.904 0.18 0.053 0.092 0.200 0.7 0.0020.508 0.584 1.330 1.244 0.829 T 4.576 0.33 0.111 0.122 0.000 0.8 0.0140.584 0.696 1.244 1.192 0.829 T 4.576 0.33 0.111 0.122 0.050 0.8 0.0090.746 0.812 1.152 1.096 0.663 T 3.806 0.33 0.138 0.145 1.0 0.0080.812 0.854 1.127 1.095 0.721 T 4.059 0.36 0.152 0.149 1.0 0.005

Profundidade (m)

Sumário TécnicoSumário Técnico

Comprimento Total de Tubulação (m) 1308

Diâmetros Utilizados 5

Comprimento com 400 mm (m) 677





Número de PV’s 27

Número de Caixas Ralo 50

Vazão Final Efluente 723,5 l/s (sistemas 1 e 2)243,4 l/s (sistema 3)

Volume necessário para armazenar 4,6 horas dessa vazão em algum reservatório pulmão (Mangue)

11721 m3

ConclusõesConclusões

Existem alternativas técnicas de drenagem da área;

Há necessidade de obras de infra estrutura integradas para o funcionamento da drenagem;

Importância da organização de grupos acadêmicos objetivando a aplicação do conhecimento gerado na universidade em áreas carentes;

Recomenda-se que sejam elaborados estudos de maré no local, e também o levantamento planialtimétrico da área de mangue;

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