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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:
Recomendações Para Projeto
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
Recomendações Para Projeto
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.
Recomendações Para Projeto
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.
Recomendações Para Projeto
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
Recomendações Para Projeto
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
Recomendações Para Projeto
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:
Recomendações Para Projeto
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.
Recomendações Para Projeto
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
Recomendações Para Projeto
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.
Recomendações Para Projeto
Declividade Mínima
Em terreno plano
A declividade deve ser a mínima possível, uma vez que a profundidade aumenta ao longo do trecho.
Recomendações Para Projeto
Declividade Mínima
O ideal:Coletor em terreno acompanhando com a declividade do terreno
Recomendações Para Projeto
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.
Recomendações Para Projeto
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.
Recomendações Para Projeto
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
Recomendações Para Projeto
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.
Recomendações Para Projeto
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
Tesão Trativa e o Arraste do Materiais Sólidos
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
Tesão Trativa e o Arraste do Materiais Sólidos
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.
Tesão Trativa e o Arraste do Materiais Sólidos
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).
Tesão Trativa e o Controle de Sulfeto
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.
Tesão Trativa e o Controle de Sulfeto
Em tubulações curtas e esgoto fresco encontramos bastante oxigênio dissolvido.
Não apresentam problemas relativos a sulfetos de hidrogênio(H2S) ou gás sulfidrico.
Tesão Trativa e o Controle de Sulfeto
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
Recomendações Para Projeto
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
Recomendações Para Projeto
Velocidade de Escoamento e Velocidade Crítica
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.
Recomendações Para Projeto
Velocidade de Escoamento e Velocidade Crítica
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
Velocidade de Escoamento e Velocidade Crítica
Recomendações Para Projeto
Profundidade e Recobrimento do Coletor de Esgoto
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
Recomendações Para Projeto
Profundidade e Recobrimento do Coletor de Esgoto
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
Recomendações Para Projeto
Localização dos coletores na via pública.
Profundidade e Recobrimento do Coletor de Esgoto
Profundidade não < 0,90Profundidade não < 0,65
Recomendações Para Projeto
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
Recomendações Para Projeto
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
Recomendações Para Projeto
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
Recomendações Para Projeto
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:
Recomendações Para Projeto
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.
Recomendações Para Projeto
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).
Consumo per capita (q).
Coeficientes
Recomendações Para Projeto
Consumo per capita (q).
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
Recomendações Para Projeto
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)
Recomendações Para Projeto
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)
Recomendações Para Projeto
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)
Recomendações Para Projeto
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
Recomendações Para Projeto
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.
Recomendações Para Projeto
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
Recomendações Para Projeto
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
Recomendações Para Projeto
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
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