Recomendações para o
Projeto e Dimensionamento
Profª Gersina N.R.C. Junior
Recomendações Para Projeto
Principais recomendações que o projetista deve observar:










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;
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
industrial na área esgotada
do
segmento
Obs: algumas vezes a vazão de efluente industrial
pode ser muito maior do que a contribuição
doméstica no trecho.
Recomendações Para Projeto
Vazão
Efluentes 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
lançamento dos efluentes industriais.
horário
de
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 mm
Em casos justificados pode ser utilizado 150 mm ou
200 mm como diâmetro mínimo da rede coletora
Em coletores auxiliares com vazões pequenas pode
ser utilizado o diâmetro de 100 mm.
Recomendações Para Projeto
Lâmina D’água Máxima
De 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:
Imín 0,0055 x Qi
-0,47
Em que:
Imín = Declividade mínima, m/m;
Qi = Vazão de jusante de início de plano, L/s.
Recomendações Para Projeto
Declividade Mínima
A declividade do terreno (It) é calculada pela
diferença entre a
CTM(conta do terreno a
montante) e CTJ(conta do terreno a jusante):
CTM - CTJ
It
L
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
Tensão Trativa
Ou Tensão 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
Tensão Trativa
A 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
Tensão Trativa
A tensão trativa calculada pela é equação:
x RH x Ip
m que:
= tensão trativa média [Pa]
RH = raio hidráulico [m]
Ip = declividade de projeto da tubulação [m/m]
= peso específico do esgoto, 104 [N/m3] Ou 104 kgf/m3
Representa um valor médio da tensão ao longo do
perímetro molhado da seção transversal considerada
Tensão Trativa e o Arraste do
Materiais Sólidos
Material sólido encontrado no esgoto:
Partículas orgânicas e Inorgânicas
Gravidade
Partículas
Tensão Trativa e o Arraste do
Materiais Sólidos
Estudo da deposição dessas partículas
Bastante 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
Tensão 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.
Tensão 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:
Equação
x RH x Ip
Tensão 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).
Tensão 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.
Tensão 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.
Tensão Trativa e o Controle de
Sulfeto
Redes extensas e velocidades baixas
o oxigênio dissolvido diminui,
conduções anaeróbias no esgoto
prevalecendo
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
Corrosão Causada Por Sulfeto De
Hidrogênio
DISTRIBUIÇÃO DESIGUAL DA
CORROSÃO
EM
TUBO
DE
CONCRETO DEVIDO AO ÁCIDO
SULFÚRICO
EXEMPLO: INTERCEPTOR RETANGULAR
CORROÍDO POR ÁCIDO SULFÚRICO
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
econômica?
tolerada
solução
mais
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.
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
QuandoVelocidade
a velocidade final
é superior à velocidade
de (Vf)
Escoamento
e
crítica (Vc), a maior lâmina de água admissível deve
Crítica
ser de 50% doVelocidade
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:
Vc 6 g x RH
onde:
Vc = velocidade crítica, m/s;
RH= raio hidráulico para a vazão
final, m;
g= aceleração da gravidade, m/s2
Recomendações Para Projeto
Profundidade Mínima do Coletor
Predial
Para que ocorra adequada conexão do coletor predial
com o coletor de esgoto sanitário, o projetista deve
atentar para a profundidade mínima no ponto de
conexão, e é relacionada com:
Recomendações Para Projeto
Profundidade Mínima do Coletor
Predial
p = a + iL + h + hc
Onde: p = profundidade mínima do coletor público, m
a = distância entre a geratriz inferior interna do
coletor público até a geratriz
inferior interna do ramal
predial, m
i = declividade do rama predial, m/m
L = distância entre o coletor público e a caixa de
inspeção, m
h = desnível entre a via pública e o aparelho
sanitário mais desfavorável, m
hc = altura da caixa de inspeção
Recomendações Para Projeto
Profundidade Mínima do Coletor
Predial
Valores de a e i para diferentes diâmetros e declividades
do ramal predial e do coletor público
Recomendações Para Projeto
Profundidade e Recobrimento do
Coletor de Esgoto
Recomendações Para Projeto
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
Profundidade e Recobrimento do
Coletor de Esgoto
Profundidade não < 0,65
Profundidade não < 0,90
Localização dos coletores na via pública.
Recomendações Para Projeto
Profundidades do Coletor de Esgoto
Máximas
Passeio → 2,0 a 2,5 m
Eixo ou terço → 3,0 a 4,0 m
Mínimas
Proteção da tubulação
Permite a ligação predial
Norma
Leito → 0,90 m
Passeio → 0,65 m
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.
Projetistas
Distâncias 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
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
V
P x 365
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
Coeficientes
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....
Recomendações Para Projeto
Coeficientes
Consumo per capita (q).
Consumo per capita de água (q).
Porte da
comunidade
Faixa da população
(hab.)
Consumo per capitaq (l/hab.dia)
< 5.000
90-140
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
Povoado rural
Vila
Recomendações Para Projeto
Coeficientes
Consumo per capita (q).
É o consumo médio diário de água de um
indivíduo
Contribuição per capita de esgoto.
É o consumo efetivo de água per capita
multiplicado pelo coeficiente de retorno (C)
Recomendações Para Projeto
Coeficientes
coeficiente de retorno (C)
A Associação Brasileira de Normas Técnicas
(1986b),na NBR 9649 define o coeficiente de
retorno como:
é a relação média entre o volume de esgotos
produzido e o volume de água efetivamente
fornecido à população
Recomendações Para Projeto
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.
Recomendações Para Projeto
Coeficientes
Coeficiente de máxima vazão diária (K1)
Consumo (/hab.dia)
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)
Variação do
consumo do ano
Consumo máximo
Consumo
médio
K
Q
Q
Máxima
1
Média
J
F
M
A
M
J
J
Meses do ano
A
S
O N
D
Recomendações Para Projeto
Coeficientes
Coeficiente de máxima vazão horária (K2)
Corresponde à hora de maior consumo de água
É a relação entre a maior vazão observada em
um dia e a vazão média horária no mesmo dia
(norma: 1,5)
Vazão (/s)
Vazão máxima
Vazão
média
Variação do
consumo diário
K
Q
Q
Máxima
2
Média
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24
Horas do dia
Recomendações Para Projeto
Coeficientes
Coeficiente de mínima vazão horária (K3)
Em alguns casos a interesse em determinar o
coeficiente de mínima vazão horária (estações de
tratamento de esgoto).
relação entre a vazão mínima e a vazão
média anual (norma: 0,5)
Os valores dos coeficientes são admitidos constante
ao longo do tempo, qualquer que seja a população
existente na área.
CURVAS DE VARIACÃO HORÁRIA DE VAZÃO DE ESGOTOS
a) Cardoso(5.000hab)
b) Tatuí(20.000hab)
Observar que quanto menor
a
localidade
maior
a
variação
c) Região Metropolitana de São Paulo
Consumo per capita
medido em outros países
(l/hab.dia)
Consumo per
capita efetivo nas
capitais
brasileiras
RMSP: Região
Metropolitana de São
Paulo
Recomendações Para Projeto
Taxa de Contribuição de Infiltração
As contribuições indevidas nas redes de esgoto
podem ser originárias do subsolo.
Genericamente designadas como infiltrações
Ou podem provir do encaminhamento acidental ou
clandestino de águas pluviais.
A NBR 9649 da ABNT recomenda que apenas a
infiltração seja considerada na elaboração dos projetos
hidráulico-sanitários das redes coletoras de esgoto.
Recomendações Para Projeto
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.
Recomendações Para Projeto
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