recomendações para o projeto e dimensionamento profª gersina n.r.c. junior

Recomendações para o Projeto e Dimensionamento

Profª Gersina N.R.C. Junior

Recomendações Para Projeto

Vazão; Diâmetro mínimo; Lâmina d’água máxima; Declividade mínima; Tensão trativa; Velocidade de escoamento e velocidade crítica; Profundidade e recobrimento do coletor de esgoto; Poço de visita; Coletores e interceptores; Coeficientes;

Principais recomendações que o projetista deve observar:


Vazão

De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b), Na NBR 9649.

Caso inexistam dados pesquisados e comprovados, com validade estatística,

A menor vazão que deve ser admitida em qualquer trecho no dimensionamento é de

1,5 L/s

Corresponde à vazão de uma válvula de descarga de vaso sanitário


Vazão

Efluentes industriais

O projetista deve ter dados atualizados da localização e vazão das industrias existentes.

Estimativa de expansão do segmento industrial na área esgotada

Obs: algumas vezes a vazão de efluente industrial pode ser muito maior do que a contribuição doméstica no trecho.


VazãoEfluentes industriais

Informações nem sempre fácil de se obter, solicitar auxílio de entidades:

Federação ou Associação de Indústrias do estado e do município

CREA;

Secretarias de Meio Ambiente (estado e município);

Visitar as industrias, observar horário de lançamento dos efluentes industriais.


Diâmetro mínimo

De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b), Na NBR 9649.

É recomendado o diâmetro mínimo de 100 mm100 mm

Em casos justificados pode ser utilizado 150 mm ou 150 mm ou 200 mm200 mm como diâmetro mínimo da rede coletora


Lâmina D’água MáximaDe acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b), Na NBR 9649.

Igual ou inferior a 75% do diâmetro do coletor

Objetivo: assegurar que a tubulação funcione como conduto livre para a vazão de final de plano


Declividade Mínima

A declividade do projeto do coletor é estabelecida a partir do conhecimento da declividade mínima recomendada na NBR 9649 e da declividade do terreno.

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b), Na NBR 9649, recomenda a declividade mínima que satisfaça a autolimpeza nas tubulações pelo menos uma vez por dia, de acordo com a seguinte expressão:


Declividade Mínima

Expressão:

-0,47Qi x 0,0055 Imín

Em que:

Imín = Declividade mínima, m/m;

Qi = Vazão de jusante de início de plano, L/s.


Declividade do Terreno

A declividade do terreno (It) é calculada pela diferença entre a CTM(conta do terreno a montante) e CTJ(conta do terreno a jusante):

L

CTJ - CTM It

Comprimento do trecho


Declividade Mínima

Em terreno com elevação de montante para jusante

A declividade deve ser a mínima possível, uma vez que a profundidade aumenta ao longo do trecho.


Declividade Mínima

Em terreno plano

A declividade deve ser a mínima possível, uma vez que a profundidade aumenta ao longo do trecho.


Declividade Mínima

O ideal:Coletor em terreno acompanhando com a declividade do terreno


Declividade Mínima

Portanto sempre que possível, o projetista deve aproveitar o topografia do terreno para evitar:

Coletores com grandes profundidades;

Coletores com grandes diâmetros;

Coletores com grandes extensões;

Singularidades com profundidade excessiva;

Estações elevatórias de esgoto em quantidade e em profundidade excessiva.


Declividade Mínima

Quando não é possível utilizar a declividade do terreno, o projetista dimensiona o coletor com o valor igual ou maior ao da declividade mínima recomendada na NBR 96/1986.


Tesão Trativa

Ou Tesão de Arraste

Regime permanente é admitido

A vazão varia ao longo do tempo

As partículas sólidas tendem a depositar-se no fundo do coletor


Tesão Trativa

A tensão trativaA tensão trativa é a grandeza física que promove o arraste do material sedimentado. É a força que promove a autolimpeza do conduto atuando junto a parede da tubulação na parcela correspondente ao perímetro molhado

A tensão trativa é definida como uma tensão tangencial exercida sobre a parede do conduto líquido escoado.


Tesão Trativa

A tensão trativa calculada pela é equação:

Ip x RH x

Representa um valor médio da tensão ao longo do perímetro molhado da seção transversal considerada

m que:

= tensão trativa média [Pa]

RH= raio hidráulico [m]

Ip= declividade de projeto da tubulação [m/m]

peso específico do líquido [Kgf/m3] = ץ

Distribuição experimental da tensão trativa em conduto circular

Tesão Trativa e o Arraste do Materiais Sólidos

Material sólido encontrado no esgoto:

Partículas orgânicas e Inorgânicas

Partículas

Gravidade


Estudo da deposição dessas partículas

Bastante complexoBastante complexo

Vazão do esgoto varia ao longo do tempo

O movimento do líquido é na realidade variado

Embora se admita para o dimensionamento das tubulações de esgoto, movimento permanente e uniforme


A tensão trativa crítica é definida como uma tensão mínima necessária para o início do movimento das partículas depositadas nas tubulações de esgoto

Valor normalmente determinado através de pesquisa em campo, depende de vários fatores:

Peso específico da partícula e do líquido;

Dimensões da partícula;

Viscosidade do líquido.


Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b), na NBR 9649, cada trecho da rede coletora deve ser dimensionado pelo critério da tensão trativa com valor maior ou igual a:

Ip x RH x

Equação

Tesão Trativa e o Controle de Sulfeto

O sulfeto de hidrogênio(H2S) ou gás sulfidrico.

É o mais importante gás observado em sistemas de coleta e transporte de esgoto sanitário, associado à produção de odores desagradáveis, corrosão e toxidez.

H2S

Odor característico de ovo podre, é extremamente tóxico, é corrosivo a metais como ferro, zinco, cobre, chumbo e cádmio, precursor de ácido sulfúrico(H2SO4).


Sulfeto em Esgoto Sanitário

Provenientes:

•Despejos industriais;

•Águas de infiltração;

•Decomposição anaeróbia da matéria orgânica contendo enxofre

Principal origem de sulfeto em esgoto sanitário é devido a ação de bactérias que reduzem o sulfato para obter energia para sua manutenção e crescimento.


Em tubulações curtas e esgoto fresco encontramos bastante oxigênio dissolvido.

Não apresentam problemas relativos a sulfetos de hidrogênio(H2S) ou gás sulfidrico.


Redes extensas e velocidades baixas

o oxigênio dissolvido diminui, prevalecendo conduções anaeróbias no esgoto

o que propicia nos coletores-tronco, interceptores e emissários o aparecimento de sulfetos e o desprendimento de sulfetos de hidrogênio.

PROCESSOS QUE OCORREM EM CONDUTOS DE ESGOTO COM OXIGÊNIO SUFICIENTE PARA PREVENIR A ENTRADA DO SULFETO NO ESGOTO

PROCESSOS QUE OCORREM EM CONDUTOS DE ESGOTO SOB CONDIÇÕES DE FORMAÇÃO DO SULFETO

Corrosão Causada Por Sulfeto De Hidrogênio

Representação esquemática de desenvolvimento típico de corrosão em tubo de concreto armado


Velocidade de Escoamento e Velocidade Crítica

Para determinado conduto

A velocidade de escoamento e a vazão são tanto maiores quanto mais acentuada for a sua declividade

Velocidade máxima tolerada solução mais econômica?

Escoamento Em Tubulações Com Grande Declividade

Detalhes do Lançamento de Gotas D’água Devido a Turbulência na Superfície do Escoamento

Escoamento Aerado



Pelo fato das declividades elevadas contribuírem para grandes profundidades e entrada de bolhas no escoamento, na NBR 9649, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b), sugere que a máxima declividade admissível é aquela para a qual se tenha velocidade final de escoamento de 5m/s.



Quando a velocidade final (Vf) é superior à velocidade crítica (Vc), a lâmina de água máxima deve ser reduzida para 50% do diâmetro do coletor. Para o caso de se ter Y/D > 0,5 geralmente o mais adequado é aumentar o diâmetro do coletor.

A velocidade crítica é definida por:

RH x g6 Vc onde: Vc = velocidade crítica, m/s;RH= raio hidráulico para a vazão final, m;g= aceleração da gravidade, m/s2



Profundidade e Recobrimento do Coletor de Esgoto


O conhecimento do subsolo será indispensável para se ter idéia da presença de rochas, solos de baixa resistência, lençol freático e outros problemas

Ideal

Reconhecimento completo do subsolo - Sondagens

Custo elevado



Para a norma NBR 9649:

A rede coletora não deve ser aprofundada para atendimento de economia com cota de soleira abaixo do nível da rua.

As profundidades mínimas são estabelecidas para atender as condições de recobrimento mínimo, para proteção da tubulação e, também permitir que a ligação predial seja executada adequadamente


Localização dos coletores na via pública.


Profundidade não < 0,90Profundidade não < 0,65


Profundidades do Coletor de Esgoto

Passeio → 2,0 a 2,5 m

Eixo ou terço → 3,0 a 4,0 m

Máximas

Proteção da tubulação

Permite a ligação predial

Mínimas

Leito → 0,90 m

Passeio → 0,65 mNorma


Poço de Visita

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b), recomenda na NBR 9649 que as dimensões dos poços de visita devem obedecer aos seguintes limites:

Diâmetro mínimo do tampão deve ser de 0,60 m;

Dimensão mínima da câmara de 0,80 m.

Distância entre PVs seja aquela que possibilite o alcance dos instrumentos de limpeza.

ProjetistasDistâncias da ordem de 100 m


Poço de Visita

Quando o coletor afluente apresentar um desnível com altura maior ou igual a 0,50 m em relação ao coletor efluente

NBR 9649

Utilização de tubo de queda


Coeficientes

O projetista nem sempre dispõe de informações importantes ao projeto relacionadas com o final do empreendimento, para garantir segurança ao dimensionamento da rede coletora devem ser utilizados os seguintes valores de coeficientes:


365 x P

V q

Coeficientes

Valor do consumo médio per capita de água (q)

É o volume médio diário anual de água utilizada por um habitante, calculada por:

Em que:

q = consumo médio per capita de água em determinado período, em L/hab.dia;

V = volume consumido de água no período, em L;

P = população abastecida, em hab.


Consumo per capita (q).

Parâmetro extremamente variável entre diferentes localidades, depende de diversos fatores:

Hábitos higiênicos e culturais da comunidade;

A quantidade de micro-medições nos sistemas de abastecimento;

As instalações e equipamentos hidráulicos-sanitários dos imóveis;

Os controles exercidos sobre o consumo;

O valor da tarifa;

A abundância ou escassez de mananciais;

A intermitência ou regularidade de abastecimento;

A temperatura média da região

A renda familiar

A disponibilidade de equipamentos domésticos que utilizam água em quantidade apreciável....

CoeficientesRecomendações Para Projeto

Porte da comunidade

Faixa da população (hab.)

Consumo per capita- q (l/hab.dia)

Povoado rural < 5.000 90-140

Vila 5.000 -10.000 100-160

Pequena localidade 10.000 - 50.000 110-180

Cidade média 50.000 - 250.000 120-220

Cidade Grande >250.000 150-300

Consumo per capita de água (q).


Coeficientes



É o consumo médio diário de água de um indivíduo

É o consumo efetivo de água per capita multiplicado pelo coeficiente de retorno (C)

Contribuição per capita de esgoto.

Coeficientes


a relação média entre o volume de esgotos produzido e o volume de água efetivamente fornecido à população.

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b),na NBR 9649 define o coeficiente de retorno como:

Coeficientes

coeficiente de retorno (C)


Depende de fatores como:

Localização e tipo de residência;

Condições de arruamento;

Tipo de clima;

Conservação das redes de água e esgoto;

Existência de fontes particulares de

abastecimento.Situa-se entre 0,5 e 0,9

•norma brasileira: 0,8 na falta de valores medidos em campo.

Coeficientescoeficiente de retorno (C)


Coeficientes

Corresponde ao dia de maior consumo de água

É a relação entre a maior vazão diária verificada no ano e a vazão média anual (norma: 1,2)

C onsum o m áxim o

Con

sum

o(

/hab

.dia

)

M eses do ano

J F M A M J J A S O N D

Con

sum

o(

/hab

.dia

)

C onsum o m éd io

C onsum o m áxim o

Con

sum

o(

/hab

.dia

)

M eses do ano

J F M A M J J A S O N D

Con

sum

o(

/hab

.dia

)

C onsum o m éd io

Variação do consumo do ano

Média

Máxima

Q

QK

1

Coeficiente de máxima vazão diária (K1)


CoeficientesCoeficiente de máxima vazão horária (K2)

Corresponde à hora de maior consumo de águaÉ a relação entre a maior vazão observada em um dia e a vazão média horária no mesmo dia (norma: 1,5)

Vazão máxima

Horas do dia0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Vaz

ão

(/s

)

Vazão m édia

Vazão máxima

Horas do dia0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Vaz

ão

(/s

)

Vazão m édia

Média

Máxima

Q

QK

2

Variação do consumo diário


CoeficientesCoeficiente de mínima vazão horária (K3)

relação entre a vazão mínima e a vazão média anual (norma: 0,5)

Em alguns casos a interesse em determinar o coeficiente de mínima vazão horária (estações de tratamento de esgoto).

Os valores dos coeficientes são admitidos constante ao longo do tempo, qualquer que seja a população existente na área.


Observar que quanto menor a localidade maior a variação

c) Região Metropolitana de São Paulo

CURVAS DE VARIACÃO HORÁRIA DE VAZÃO DE ESGOTOS

a) Cardoso(5.000hab)b) Tatuí(20.000hab)

Consumo per capita medido em outros países (l/hab.dia)

Consumo per capita efetivo nas capitais brasileiras

RMSP: Região Metropolitana de São Paulo

Taxa de Contribuição de Infiltração


A NBR 9649 da ABNT recomenda que a taxa de contribuição de infiltração depende das condições locais, tais como:

Nível de água do lençol freático;

Natureza do subsolo;

Qualidade da execução da rede;

Material da tubulação e;

Tipo de junta utilizada.

Taxa de Contribuição de Infiltração


As águas do subsolo penetram nos sistemas através dos seguintes meios:

Pelas juntas das tubulações;

Pelas paredes das tubulações;

Através das estruturas dos poços de visita, tubos de inspeção e limpeza, terminal de limpeza, caixas de passagem, estações elevatórias etc.

NBR 9649 -Taxa de infiltração: TI = 0,05 a 1,0 L/s x km

Taxas de infiltração,em L/s.km, em redes de esgotos sanitários obtidas por medições ou recomendadas para projetos

recomendações para o projeto e dimensionamento profª gersina n.r.c. junior

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