EDSON GARCIA DE OLIVEIRA
ESGOTO A VÁCUO
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado
à
Universidade
Anhembi Morumbi no âmbito do
Curso de Engenharia Civil com
ênfase Ambiental.
SÃO PAULO
2004
EDSON GARCIA DE OLIVEIRA
ESGOTO A VÁCUO
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado
à
Universidade
Anhembi Morumbi no âmbito do
Curso de Engenharia Civil com
ênfase Ambiental.
Orientador:
Prof. (Mestre) Izauro da Cunha
Padilha Junior
SÃO PAULO
2004
iii
RESUMO
A cidade de São Paulo constitui-se em uma metrópole, com todas as dificuldades
inerentes a grandes concentrações de população.
Nos últimos anos, um dos principais problemas tem sido o de obter abastecimento
adequado de água necessário à essa população. Diante dessa dificuldade, a
solução encontrada para a gestão da demanda da água foi o de utilizar
racionalmente esse recurso natural.
Outra alternativa extremamente vantajosa, principalmente junto a edificações com
grande concentração de pessoas, é a de utilizar vasos sanitários a vácuo que
consome um volume reduzido , ou seja, apenas 1,2 litros de água por descarga, em
conjunto com o sistema de coleta de esgoto a vácuo.
Esse sistema tem sido também utilizado em alguns empreendimentos na cidade de
São Paulo e outros Estados, demonstrando resultados extremamente significativos
em termos de economia de água, e minoração de impactos ambientais.
É evidente que o sistema de esgoto a vácuo tem continuamente conquistando seu
espaço no mercado brasileiro. Trata-se de uma opção tecnológica a favor dos
empreendedores, principalmente para a sociedade, que busca uma alternativa eficaz
em reduzir o consumo de água potável e que contribui diretamente para o meio
ambiente.
Palavras-chave : esgoto; vácuo; vasos sanitários; economia de água.
iv
ABSTRACT
The site of São Paulo consists in one metropole, with all the inherent difficulties the
great concentrations of population.
In the last years, one of the main problems has been to get adequate supplying of
water, necessary of this population. Ahead of this difficulty, the solution found for the
management of the demand of the water was to use this natural resources rationally.
Another advantageous alternative extremely, mainly together the constructions with
great concentration of people, is to use sanitary vases the vacuum, that consumes a
reduced volume, or either, only 1,2 liters of water for discharge, in set with the system
of sewer collection the vacuum.
This system has been also used in some enterprises in the city of São Paulo, and
other States, demonstrating resulted extremely significant in terms of economy of
water and lessening of ambient impacts.
It is evident that it they system of sewer the vacuum has continuously conquered its
due space in the Brazilian market. One is about a technological option in favor of the
entrepreneurs and mainly for the society, that search and efficient alternative in the
shrink the drinking water consumption and that it contributes directly for the
environment.
words keys: sanitary sewer, vacuum, vases, water economy
v
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 : Esquema básico do sistema de coleta de esgoto a vácuo (Evac, 2002).....9
Figura 2 : Modelos de vaso sanitários a vácuo (Evac, 2002)... .................................11
Figura 3 : Centrais de vácuo (Shopping Frei Caneca, 2002) (OLIVEIRA JR, 2002)..16
Figura 4: Vaso sanitário a vácuo instalado (Shopping Frei Caneca, 2002) (OLIVEIRA
JR, 2002)....................................................................................................................17
Figura A1 : Esquema geral do Sistema de Coleta e Transporte de Esgoto a Vácuo
(Evac, 2002).............................................................................................................. 31
Figura A2 : Regras para declividade das tubulações (Evac, 2002)............................32
Figura A3 : Conexões a serem Utilizadas (Evac, 2002).............................................33
Figura A4 : Conexões que não devem ser utilizadas (Evac, 2002)................ ...........33
Figura A5 : Interligação de duas tubulações horizontais (Evac, 2002)......................34
Figura A6 : Curvas de raio curto (Evac, 2002)...........................................................34
Figura A7 : Posicionamento das válvulas de isolamento em tubulações secundária
(Evac, 2002)...............................................................................................................35
Figura A8 : Posicionamento de válvulas de isolamento (válvulas de esfera)
(Evac, 2002).......................................................................................... ....................35
Figura A9 : Tubulação vertical não deve aumentar o diâmetro no sentido da vazão
(Evac, 2002)...............................................................................................................36
Figura A10 : Tubulação horizontal não deve reduzir o diâmetro no sentido da vazão
(Evac, 2002)...............................................................................................................36
Figura A11 : Somatória máxima de elevações (Evac, 2002).................... ................37
Figura A12 : Interligação das tubulações horizontais secundárias e principal (Evac,
2002)..........................................................................................................................38
vi
Figura A13 : Bolsas de transporte / espaçamento (Evac,2002).................................39
Figura A14 : Bolsa de transporte, com inspeção / tubulações secundárias (Evac,
2002)..........................................................................................................................40
Figura A15 : Bolsa de Transporte, com inspeção / tubulações primárias (Evac,
2002)..........................................................................................................................40
Figura A16 : Bolsas de transposição (Evac, 2002)....................................................41
Figura A17 : Arranjo de tubulação / menos de 1 metro de elevação.........................42
Figura A18 : Tubulação com fluxo ascendente de 1 a 2 metros de elevação (Evac,
2002)..........................................................................................................................42
Figura A19 : Tubulação com fluxo ascendente de 2 a 3 metros de desnível (Evac,
2002)..........................................................................................................................43
Figura A20 : Tubulação com fluxo ascendente de 3 a 5 metros de desnível (Evac,
2002)..........................................................................................................................43
Figura A21 : Tubulação vertical, com fluxo ascendente, realizando desvio (Evac,
2002)..........................................................................................................................44
Figura A22 : Posicionamento das tubulações secundária e principal (Evac, 2002)...45
Figura A23 : Rotação da conexão de tubulação secundária (junção de 45º) (Evac,
2002)..........................................................................................................................46
Figura A24 : Arranjo final da interligação de tubulação secundária à principal (Evac,
2002)..........................................................................................................................46
Figura A25 : “Pescoço de ganso” com válvula de retenção EVAC incorporada (Evac,
2002)..........................................................................................................................47
Figura A26 : Pontos para execução de inspeção (Evac, 2002).................................47
Figura A27 : Assentamento de tubulações utilizando-se braçadeiras (Evac, 2002)..48
Figura A28 : Exemplo típico de ancoragem de tubulação (Evac, 2002)....................49
vii
Figura A29 : Arranjo de tubulações adequado (Evac, 2002)......................................51
Figura A30 : Arranjo não permitido (Evac, 2002).......................................................51
Figura A31 : Louças sanitárias Evac (Evac, 2002)............................. .......................56
Figura A32 : Painel traseiro Evac (Evac, 2002)..........................................................57
Figura A33 : Esquema de montagem da bacia instalada no piso (Evac, 2002).........59
Figura A34 : Esquema de montagem da bacia instalada na parede (Evac, 2002)....60
Figura A35 : Características dimensionais do suporte do modelo de parede (Evac,
2002)..........................................................................................................................60
Figura A36 : Posicionamento do botão de acionamento (Evac, 2002)......................61
Figura A37 : Abertura em alvenaria / instalação da bacia EVAC faceando a parede
(Evac, 2002)...............................................................................................................62
Figura A38 : Possibilidades de saída (Evac, 2002)....................................................62
Figura A39: Ligação da bacia em tubulação para baixo (Evac, 2002)...................... 63
Figura A40 : Ligação da bacia em tubulação elevada (Evac, 2002),........................ 63
Figura A 41: Ligação de bacia em tubulação horizontal (Evac, 2002)...................... 64
Figura A 42: Ligação de bateria de bacias em tubulação horizontal (Evac, 2002)... 64
Figura A 43 : Ligação de bateria de bacias em tubulação elevada (Evac, 2002)......65
Figura A 44 : Detalhes da válvula ativadora EVAC (Evac, 2002).............................. 67
Figura A 45 : Válvulas de descarga EVAC, DN 50 e DN 32 (Evac, 2002)................ 68
Figura 46 : Vistas do Bufer EVAC (Evac, 2002).........................................................69
Figura A 47 : Buffer horizontal (Evac, 2002)..............................................................69
Figura A 48 : Buffer vertical ( Evac, 2002)................................................................. 70
Figura A 49 : Buffer de piso (Evac, 2002)..................................................................71
Figura A 50 : Esquema da interligação de uma válvula de interface (Evac, 2002)... 72
viii
Figura A 51 : Esgotamento de efluentes sem a necessidade de elevação
(Evac, 2002)............................................................................................... ...............74
Figura A 52 : Arranjo com elevação - válvula de descarga no topo da elevação
(Evac, 2002).............................................................................................................. 74
Figura A 53 : Arranjo com elevação – válvula de descarga à 3/4 da elevação
(Evac, 2002).............................................................................................................. 75
Figura A 54 : Arranjo com elevação descarga à 1/3 da elevação, retenção de topo
(Evac, 2002).............................................................................................................. 75
Figura A 55 : Instalação típica de válvula de interface (Evac, 2002) ........................ 76
Figura A 56 : Instalação típica para coleta de um balcão refrigerado (Evac, 2002).. 77
Figura A 57 : Instalação para coleta de um lavatório (Evac, 2002)........................... 77
Figura A 58 : Elevação dupla (Evac, 2002)............................................................... 78
ix
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Leituras e número de esvaziamentos dos tanques de coleta................ ..19
Tabela 2 - Volume de esgoto descartado por dia, por unidade................................. 20
Tabela 3 - Volume de esgoto descartado por dia, total..............................................20
Tabela 4 - Estimativa do número de acionamentos dos vasos sanitárias a vácuo....21
Tabela 5 - Comparação geral de consumo com vasos sanitários por gravidade.......22
Tabela 6 - Consumo de energia elétrica por acionamento dos vasos sanitários.......23
Tabela A1 : Espaçamento entre bolsas de transporte...............................................40
Tabela A2 : Espaçamentos mínimos de ancoragem..................................................49
x
xi
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO .................................................................................................... 1
2
OBJETIVOS ........................................................................................................ 3
2.1
Objetivo Geral ........................................................................................................ 3
2.2
Objetivo Específico............................................................................................... 3
3
METODOLOGIA DA PESQUISA........................................................................ 4
4
JUSTIFICATIVA.................................................................................................. 5
5
SISTEMA DE ESGOTO A VÁCUO ..................................................................... 6
5.1
Histórico.................................................................................................................. 6
5.2
Descrição básica do sistema de esgoto a vácuo ........................................... 8
5.3
Funcionamento do sistema................................................................................. 9
Central de vácuo automatizada com painel de controle ........................................... 10
Tubulação de coleta de esgoto a vácuo ..................................................................... 10
Vaso sanitário a vácuo ................................................................................................. 11
Válvula de interface ...................................................................................................... 12
6
ESTUDO DE CASO .......................................................................................... 14
6.1
Edifício Comercial Shopping Frei Caneca ..................................................... 14
6.2
Levantamento e Análise dos Dados................................................................ 17
7
ANÁLISE........................................................................................................... 23
8
CONCLUSÕES ................................................................................................. 25
xii
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................ 28
ANEXO A........................................................................................................................ 30
A.1
Sistema de tubulações a vácuo........................................................................ 31
A.1.1
Sistema de tubulações .................................................................................... 31
A.1.2
Material e componentes : tubulações, conexões e válvulas ....................... 32
A.1.3
Opções básicas de traçado ............................................................................ 38
A.1.4
Conexão dos equipamentos sanitários ao sistema de tubulação............... 42
A.1.4.1 Considerações gerais...................................................................................... 42
A.1.5 Conexão dos equipamentos sanitários ao sistema de tubulação ............ 45
A.1.6
Pontos de visita na tubulação......................................................................... 47
A.1.7
Ancoragem da tubulação............................................................................ 48
A.1.8
Tubulação de exaustão de ar, tubulação de descarte do efluente ............. 50
A.1.9
Proibições construtivas ................................................................................... 50
A.1.10
Testes de recebimento do sistema .............................................................. 52
A.1.11
Teste de estanqueidade (perda de vácuo) ................................................. 52
A.1.12
Notas importantes.......................................................................................... 53
A.2
Bacias Sanitárias a Vácuo .................................................................................. 55
A.2.1
Instalação de bacias sanitárias a vácuo ........................................................ 55
A.2.2
Descrição.......................................................................................................... 55
A.2.3
Louça sanitária................................................................................................. 56
A.2.4
Painel traseiro .................................................................................................. 56
A.2.5
Instalações típicas ........................................................................................... 58
A.2.6
Bacia sanitária a vácuo montada no piso (“floor mounted) ......................... 58
A.2.7
Bacia sanitária a vácuo montada na parede (“wall mounted”).................... 59
A.2.8
Considerações gerais...................................................................................... 61
A.2.8.1 Botão de acionamento .................................................................................. 61
A.2.8.2
Abertura para instalação e manutenção .................................................... 61
A.2.8.3
Saída de esgoto a vácuo ............................................................................. 62
A.2.8.4
Conexão com a rede .................................................................................... 63
A.2.8.5
Alguns exemplos .......................................................................................... 64
xiii
A.3
Válvulas de Interface a Vácuo............................................................................ 66
A.3 1 Válvulas de interface ......................................................................................... 66
A.3.2
Descrição.......................................................................................................... 67
A.3.3
Módulo ativador ou válvula ativadora ............................................................ 67
A.3.4
Válvula de descarga ........................................................................................ 67
A.3.5
Buffer................................................................................................................. 68
A.3.6
Buffer EVAC ..................................................................................................... 68
A.3.7
Buffer horizontal ............................................................................................... 69
A.3.8
Buffer vertical ................................................................................................... 70
A. 3.9
Buffer de piso .................................................................................................. 70
A.3.10
Princípio geral de funcionamento................................................................. 72
A.3.11
Instalação ....................................................................................................... 73
A.3.12
Possibilidades construtivas........................................................................... 76
A.3.13
Restrições de funcionamento ....................................................................... 78
ANEXO B ................................................................................................................. 81
B.1
Empreendimentos que utilizam o sistema de Esgoto a Vácuo ...................... 81
1
1 INTRODUÇÃO
A preocupação crescente com a escassez das reservas mundiais de água, tem
levado as autoridades públicas e a sociedade civil a pesquisar e desenvolver novas
tecnologias, que promovam economia através da implantação de sistemas mais
eficaz no tocante ao uso racional da água.
O Brasil, país com dimensões extensas, também enfrenta a escassez desse recurso
natural em determinadas regiões, há muito tempo. Regiões desenvolvidas e
industrializadas, bastante povoadas, como o Sul e Sudeste, mesmo possuindo
bacias hidrográficas com grande capacidade em volume para atender a demanda de
água, já estão passando por dificuldades em determinadas épocas do ano.
O melhor exemplo encontra-se na cidade de São Paulo, na sua Região
Metropolitana, que têm sofrido com inúmeros racionamentos e rodízios, necessários
face ao crescente desequilíbrio entre demanda e oferta.
Portanto, mesmo possuindo uma quantidade média de rios com grande volume de
água doce nos seus arredores, fazendo parte da Bacia do Alto Tietê, a cidade de
São Paulo necessita buscar água em outras bacias hidrográficas afastadas de seu
entorno, como a Bacia do Piracicaba que contribui para a Estação de Tratamento de
Água (ETA) de Guaraú. Isso deve-se a elevada densidade demográfica na região
metropolitana com excesso de demanda e da poluição dos cursos de água dessa
região, tanto por esgoto doméstico sem tratamento quanto por despejos industriais.
2
Uma alternativa seria a construção de novas estações de tratamento de água, redes
de adução, para ampliar o sistema de captação e tratamento.
Portanto, as tecnologias racionalizadoras do consumo de água têm sido
desenvolvidas, aprimoradas e implementadas, de tal forma a propiciar a máxima
economia de água nos pontos de utilização desse recurso natural. O sistema de
coleta de esgoto a vácuo surge como uma importante e interessante tecnologia para
esse fim, visando edificações comercias e institucionais, com grande concentração
de pessoas.
3
2 OBJETIVOS
2.1
Objetivo Geral
Apresentar um sistema de esgoto sanitário a vácuo, cuja tecnologia foi desenvolvida
na Suécia no final da década de 50, e a partir dessa época tem sido também
utilizado em vários países tais como : Austrália, Canadá, França, Alemanha, Itália,
Japão, México, Holanda, Espanha, Inglaterra e Estados Unidos.
O sistema é semelhante ao usado em sanitários de aviões, trens e navios. Sua
principal característica é a economia de água, a qual se dá através da descarga dos
vasos sanitários efetuada com apenas 1,2 litros, conseqüentemente gerando menor
volume de esgoto.
Portanto é utilizado mundialmente como um sistema de instalação seguro, não
nocivo ao meio ambiente, e principalmente como o mais efetivo meio de economia
de água.
2.2 Objetivo Específico
Comprovar a eficiência do sistema, que também pode apresentar soluções
específicas para vários tipos de empreendimentos e demonstrar que no Brasil já
utilizam essa tecnologia.
4
3 METODOLOGIA DA PESQUISA
O trabalho foi desenvolvido considerando-se, revisão bibliográfica e as seguintes
fontes de pesquisa :
- Livros técnicos, dos quais serão extraídos os conceitos básicos que relatam o tema
em estudo;
- “Sites” da Internet, na busca de catálogos eletrônicos, notícias, sugestões de
técnicas empregadas e todo tipo de relato que possa ser de insuma importância ao
assunto de interesse;
- Técnicas, que especificam as condições e parâmetros para a elaboração de um
bom projeto.
- Artigos publicados
- Visitas em obras em andamento ou concluída a fim de comprovar os
procedimentos teóricos com as técnicas empregadas na execução.
5
4 JUSTIFICATIVA
É notório a busca pelos profissionais que atuam na área de saneamento e meio
ambiente de um sistema de coleta de esgoto que seja mais eficiente do que o
sistema convencional e que seja ecologicamente correto.
Uma alternativa interessante de aplicação tecnológica é o emprego do sistema
diferenciado, como o sistema de Coleta de Esgoto a Vácuo. Tanto do ponto de vista
de transporte de sólidos, quanto com relação a economia de água o emprego de tal
sistema é extremamente diferenciado, em relação ao sistema convencional de coleta
de esgoto sanitário que é por gravidade.
Esse sistema foi desenvolvido tendo-se como idéia central a utilização de um
diferencial de pressão para a realização da remoção dos dejetos do vaso sanitário e
o devido transporte pelas tubulações. Assim, quando da necessidade de uma
descarga do vaso sanitário, a pressão do ambiente insufla ar para o interior das
tubulações do sistema de coleta, uma vez que foi gerado vácuo no interior destas.
Tal deslocamento de ar empurra os dejetos do interior do vaso sanitário a vácuo
para o interior da tubulação.
Portanto, já se percebe grande potencial de economia de água desse sistema, onde
o meio necessário para a remoção e transporte de dejetos sólidos e líquidos é
basicamente o ar, utilizando pequena quantidade de água em conjunto para a
completa higienização do vaso sanitário.
6
5 SISTEMA DE ESGOTO A VÁCUO
5.1
Histórico
A premissa básica desse trabalho é propor o conhecimento das características
físicas e funcionais do sistema de esgoto a vácuo, que contém ações tecnológicas
diferenciadas, principalmente na redução do consumo de água e conseqüentemente
na diminuição do volume de esgoto sanitário.
Nas últimas décadas, verificou-se um crescimento vertiginoso nas cidades, em
decorrência do êxodo da população rural, e da formação de grandes áreas
concentradas, tornando cada vez mais escasso o recurso natural água, pois além do
aumento populacional, outros fatores tem contribuído para a escassez, como a
poluição dos recursos hídricos implicando na diminuição da disponibilidade de água
com qualidade para os diversos tipos de usos, e também o conceito convencional de
que o incremento na melhoria do bem-estar está diretamente relacionado com o
aumento do consumo individual de água. (TSUTIYA, 2004).
Apesar de todos os problemas que são causados pela falta de água, com as secas
que levam a provocar apagões e o racionamento de energia, o consumidor brasileiro
ainda não têm plena consciência da importância do uso racional da água. Em países
da Europa, México, Estados Unidos e na Argentina, a adoção de tecnologias que
racionalizem o consumo de água é obrigatória.(TSUTIYA, 2004).
7
Preocupada com esse quadro, em 1995, a Companhia de Saneamento Básico do
Estado de São Paulo – SABESP, adotou uma política de incentivo ao uso racional
da água, que exige mudanças culturais para a conscientização da população quanto
ao desperdício de água, reconhecida oficialmente em janeiro de 1996. Assim,
adotou o Programa de Uso Racional de Água – PURA que é um programa de
combate ao desperdício de água, devido a processos cumulativos de usos
predatórios, como: intensificação de usos individuais e excessivos; mau uso da
água; desperdício nos sistemas públicos e prediais (perdas no sistema hidráulico).
O programa de Uso Racional da Água foi desenvolvido, conjuntamente, através do
Convênio com a Escola Politécnica da Universidade de São Paulo e Instituto de
Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo – IPT e com a ASFAMAS –
Associação Brasileira dos Fabricantes de Materiais e Equipamentos Hidráulicos para
saneamento, onde o foco principal foi desenvolver a base tecnológica para consumo
de água em diversas categorias de uso e por tipologia de obras.(TSUTIYA, 2004).
Na vertente tecnológica, foi realizada ampla pesquisa bibliográfica internacional com
relação a medidas de conservação de água, e em conjunto com os fabricantes de
equipamentos,
desenvolver
tecnologias,
aperfeiçoamento
e
adequação
de
equipamentos de baixo consumo (economizadores de água), tais como: torneiras,
chuveiros, bacias sanitárias, mictórios, arejadores, reguladores, restritores de vazão,
etc, que gerassem redução de consumo.(TSUTIYA, 2004).
Nesse contexto o esgoto a vácuo surge como um sistema alternativo, no controle do
desperdício de água, visto que o sistema utiliza o mínimo desse recurso natural tão
importante ao ser humano.
8
5.2
Descrição básica do sistema de esgoto a vácuo
O princípio básico para o funcionamento do esgoto a vácuo é o de usar o diferencial
de pressão para o transporte do esgoto dos vasos sanitários, com opção para o
esgoto secundário dos lavatórios, mictórios e chuveiros.
O sistema consiste em uma central de vácuo automatizada, que coleta o esgoto
através de uma rede de tubulações, baseando-se na diferença de pressão
atmosférica, com a baixa pressão existente no interior da tubulação. Quando o botão
de acionamento do vaso sanitário é pressionado, sua válvula se abre, sugando o
efluente em direção à unidade central e, ao mesmo tempo libera um jato de água
limpa de 1,2 litros suficiente para a devida higienização.
Se compararmos os vasos sanitários que ainda operam com um volume de água de
6,0 a 12,0 litros por acionamento, verifica-se uma economia significativa que varia de
80 a 90% do consumo de água.
9
5.3 Funcionamento do sistema
Figura 1 - Esquema básico do sistema de coleta de esgoto a vácuo
(Evac, 2002)
O sistema de esgoto a vácuo apresentado é composto conforme a figura 1, por
quatro componentes principais :
-
Uma central de vácuo automatizada com painel de controle responsável pela
geração de vácuo no interior da tubulação e pela reserva temporária de
esgoto;
-
Um sistema de tubulações, interligando os pontos de coleta de esgoto à
central de vácuo automatizada;
10
-
O vaso sanitário a vácuo conforme a figura 2, específico para aplicação junto
a este sistema;
-
E válvulas de interface, utilizadas para coletar o esgoto advindo de lavatórios,
mictórios, chuveiros e outros pontos que se fizerem necessários.
Central de vácuo automatizada com painel de controle
A central de vácuo (1) conforme a figura 1, é constituída basicamente por tanques,
bombas, válvulas e painel de controle. Através do funcionamento das bombas de
geração de vácuo, o ar é retirado do interior dos tanques e do sistema de tubulação,
chegando a cerca de 22” Hg (polegadas de mercúrio) de vácuo no sistema. Para
comparação, o nível de vácuo considerado absoluto (máximo) seria de 30” Hg.
Utilizando uma Central de Lógica Programável (CLP), o painel de controle possui um
sistema automático de monitoramento e gerenciamento, responsável pelo comando
das bombas, monitoramento dos níveis de vácuo do sistema, além do
monitoramento dos níveis de esgoto no interior dos tanques e por conseguinte, da
ativação dos ciclos de esvaziamento, com descarga automática do efluente para a
estação de tratamento ou diretamente para a rede pública, quando permitido.
A central de vácuo é o único ponto que requer a utilização de energia elétrica em
todo o sistema.(OLIVEIRA JR, 2002).
Tubulação de coleta de esgoto a vácuo
A tubulação de coleta de esgoto a vácuo (2) conforme a figura 1, é diferenciada
daquela utilizada no sistema convencional de esgoto sanitário. Estas tubulações
necessitam de paredes reforçadas, devido ao emprego de diferencial de pressão
11
sendo, vácuo internamente e pressão atmosférica externamente. Usualmente,
utiliza-se o mesmo tipo de tubulações empregadas nas Instalações Prediais de Água
Fria. Utiliza-se tubo em PVC marrom soldável da classe 15 ou superior.
Apesar da necessidade de paredes reforçadas, os diâmetros utilizados são
basicamente a metade daqueles empregados no sistema convencional de esgoto
com diâmetros de100 mm.(OLIVEIRA JR, 2002).
Vaso sanitário a vácuo
Os vasos sanitários são especialmente desenvolvidas para a conexão ao sistema a
vácuo. São fabricadas em cerâmica, podendo ser fixados no piso ou na parede.
conforme a figura 2.
Modelo de piso
Modelo de parede
Figura 2 – Modelos de vaso sanitários a vácuo
(Evac, 2002)
A parte de cerâmica é similar às vasos sanitários com funcionamento por gravidade,
mas possui apenas um simples orifício para saída dos dejetos. Não possui nenhum
tipo de sifão, como aqueles utilizados nos vasos sanitários de funcionamento por
gravidade. Portanto a louça cerâmica tem a função estrutural, estética e a de
também receber os dejetos. Junto ao orifício citado é instalada uma válvula de
12
descarga, com funcionamento pneumático. Este equipamento interliga o vaso
sanitário ao sistema de tubulações e é a responsável pela entrada dos dejetos ao
sistema de tubulações, através de sua abertura, que ocorre pressionando-se um
botão
acionador.
Um
módulo
ativador,
responsável
pela
regulagem
do
funcionamento da válvula, como tempo de abertura, encontra-se também instalada
no vaso sanitário. O funcionamento do módulo ativador e da válvula de descarga
são realizados utilizando-se o vácuo presente na tubulação do sistema, não havendo
a necessidade de ponto de energia elétrica junto ao vaso sanitário. Ainda de forma
diferente do sistema convencional, não há necessidade de usar um tubo de
ventilação junto aos ramais de descarga de esgoto.(OLIVEIRA JR, 2002).
A cada descarga de um vaso sanitário, 60 a 80 litros de ar são insuflados para o
interior do sistema de tubulações, levando os dejetos depositados na mesma. Para
auxiliar a higienização do vaso sanitário, são utilizados 1,2 litros de água,
permanecendo sempre uma pequena quantidade desta para receber a quantidade
de dejetos depositada quando da utilização seguinte. Como ocorre a entrada do ar
próximo ao vaso sanitário, odores e agentes patogênicos são também retirados do
ambiente, proporcionado maior higienização.(OLIVEIRA JR, 2002).
Válvula de interface
As válvulas de interface (4) conforme a figura 1, são utilizadas na remoção de
dejetos líquidos, como os advindos de lavatórios, mictórios, chuveiros ou qualquer
ponto que seja necessário interligar. São constituídas basicamente por um
reservatório tipo buffer, responsável pela coleta e reserva temporária do esgoto. Em
conjunto, uma válvula de descarga é instalada. Como o reservatório possui um
13
sensor de nível, quando os dejetos se acumulam até atingir uma altura prédeterminada no seu interior, este sensor detecta este nível e aciona a abertura da
válvula de descarga, propiciando a entrada dos dejetos líquidos ao sistema de
tubulações. A regulagem do funcionamento da válvula de descarga se dá, de forma
similar à bacia sanitária, por um módulo ativador.(OLIVEIRA, 2002).
14
6 ESTUDO DE CASO
6.1 Edifício Comercial Shopping Frei Caneca
O Shopping Frei Caneca está localizado na Rua Frei Caneca, 569 no bairro da
Consolação. Foi inaugurado em maio de 2001, com área total de 72.000m², próximo
à avenida Paulista, em São Paulo. O empreendimento é direcionado para os
segmentos de cultura, lazer e negócios. O Shopping tem 140 lojas distribuídas em
15 mil metros quadrados de Área Bruta Locável. Existem quatro pisos com lojas e
praça de alimentação e mais um pavimento que oferece nove salas de cinema, com
livraria, loja de arte e espaço para exposições, além de um estúdio com escola
profissionalizante para televisão, vídeo e cinema. Conta ainda com um teatro para
200 pessoas. Dispõe de 4.500 vagas de estacionamento e espaço gastronômico.
Em outros dois pisos estão localizados o centro de convenções e um teatro para 500
lugares.(FERREIRA, 2002).
A expectativa inicial é de que o empreendimento recebesse 18.000 pessoas por dia.
No período analisado deste trabalho, o shopping recebeu entre 12 e 14 mil pessoas
por dia. Segundo dados da administração, há pedestres freqüentando diariamente o
estabelecimento, a região tem grande circulação de pessoas e diferentemente de
outros estabelecimentos do tipo, boa parte da população flutuante acessa o
shopping a pé), além de aproximadamente 1.500 veículos por dia com uma média
de 2,5 pessoas por veículo. Isto somado ao número de funcionários da
administração do shopping (120 no total) e das lojas (6 pessoas em média por loja),
15
tivemos um total de 13.000 pessoas por dia em média utilizando o shopping, entre
população fixa e flutuante durante o período de coleta de dados.(FERREIRA, 2002).
O sistema a vácuo adquirido coleta apenas o esgoto gerado dos 220 vasos
sanitários. Existem duas centrais de coleta autônoma conforme a figura 3. Cada
central é responsável pela coleta de 110 vasos sanitários. De cada central sai um
ramal principal para a interligação com os vaso sanitários. Portanto existem 2 redes
independentes operando, com opção de interligação próximo as centrais. Esta
interligação existe para que numa eventual falha de alguma das centrais, não ocorra
a interrupção da coleta de esgoto. As centrais estão instaladas em uma sala com
3,00 metros de largura por 5,00 metros de comprimento no 4º subsolo do Shopping.
Cada uma das centrais de coleta em questão é dotada de 4 bombas de vácuo de
funcionamento por palhetas sem lubrificação de 1,5kw de potência produzindo 48m³
de vácuo por hora cada uma. Cada unidade tem dois tanques em polipropileno de
60 galões cada um, para coleta e armazenamento temporário do esgoto. As centrais
são montadas em uma estrutura de aço pintado e contém também dispositivos para
instrumentação e controle, além de painel elétrico para comando e potência.
O funcionamento da central é automático: sensores de vácuo enviam sinais para o
Controlador Lógico Programável (CLP), que comandam a entrada em operação ou
desligamento das bombas de vácuo conforme a demanda.
Os tanques têm chaves de nível que avisam o CLP de seu enchimento e este
comanda seu esvaziamento.(OLIVEIRA JR, 2002).
16
Figura 3 – Centrais de vácuo.
(Shopping Frei Caneca, 2002) – (OLIVEIRA JR, 2002)
Foram instalados 220 vasos sanitários a vácuo conforme a figura 4, sendo que em
cada uma das centrais estão conectadas 110 vasos sanitários, através de redes
construídas em tubos de PVC soldável para água fria (marrom, classe 15). Estas
redes, seguiram as particularidades prescritas pelo fornecedor do sistema, que não
possui grandes diferenças em relação a outras redes coletoras de esgoto, com
exceção do material, mais resistente, e dos diâmetros menores. A saída do vaso
sanitário é de 50mm.(OLIVEIRA JR, 2002).
17
Figura 4: Vaso sanitário a vácuo instalado
(Shopping Frei Caneca, 2002) – (OLIVEIRA JR, 2002)
6.2 Levantamento e Análise dos Dados
O sistema de coleta de esgoto a vácuo contém em sua central de coleta um painel
de potência e comando que possui um CLP (controlador lógico programável).
Através da leitura de alguns dados de memória deste CLP pode-se saber quantas
vezes os tanques de coleta descartaram efluente, ou seja quantas vezes eles foram
preenchidos. Estes dados de número de descartes por tanque são porém
totalizadores: mostram o total de descartes efetuados desde a partida do sistema.
Os dados foram coletados durante o ano de 2002.(OLIVEIRA JR, 2002).
Através de duas leituras consecutivas destes dados, determinou-se o número de
descartes do período em questão. Obtido o volume total dos tanques e a posição
ocupada pela chave de nível que comanda o descarte, obteve-se o volume
18
descartado a cada ciclo e assim o volume total de efluente descartado no período,
multiplicando o volume por descarte pelo número de descartes do período.
Cada vaso sanitário a vácuo usa de 0,9 à 1,2 litros de água por descarga e foi
adotado um volume de 0,4 litros de dejetos contidos no vaso sanitário a cada
descarga.O período analisado compreendeu 62 dias corridos entre maio e julho de
2002, incluindo sábados e domingos.(OLIVEIRA JR, 2002).
Como se trata de duas centrais de coleta com dois tanques cada uma, coletou-se
um total de 4 dados (número de descartes do sistema até o dia) no início da medição
e os mesmos dados ao final do período analisado.
Devido a características construtivas da unidade de coleta, existe sempre um tanque
que preferencialmente recebe o esgoto, havendo assim uma grande diferença entre
o número de descartes entre dois tanques de uma mesma unidade. Entretanto,
existe uma relação bastante próxima entre os tanques análogos em cada uma das
unidades.
Os tanques de 60 galões têm instalados sensores de nível a 40% de seu volume
total para sinalizar a necessidade de esvaziamento. Assim, a cada descarte de um
tanque tem-se coletado, até o momento do descarte, 90,0 litros de água mais
dejetos. Admite-se aqui uma margem de erro para o volume descartado de 10 por
cento, ou seja, será considerado um volume efetivo de descarte de 81,0 litros,
remanescendo desta forma 9,0 litros no interior dos tanques a cada descarte.
19
Admitido que a cada descarga de um vaso sanitário a vácuo foi coletado 1,2 litros de
água, além de 0,4 litro de dejetos, tem-se no total 1,6 litros por acionamento de
descarga sanitária.Dividindo o total de efluente descartado por ciclo de um tanque
pelo volume de água acrescido dos dejetos de um acionamento do vaso sanitário,
tem-se o número de acionamentos para cada descarte de um tanque.
Da leitura dos dados do Controlador Lógico Programável (CLP), conforme a tabela 1,
obteve-se o número de descartes de cada tanque durante o período analisado e
assim foi possível traçar projeções conforme a tabela 6. Sendo o exemplo : se no
lugar de um vaso sanitário a vácuo fosse instalado qualquer outro vaso sanitário que
tenha consumo de 6,00 ; 10,00 ; ou 12,00 litros por descarga.(OLIVEIRA JR, 2002).
Tabela 1 – Leituras e número de esvaziamentos dos tanques de coleta
Dados
Coletados
Unidade 1
Unidade 2
Tanque
Tanque
Tanque
Tanque
1
2
1
2
Leitura 1
9701
660
10767
2780
Leitura 2
11897
1011
12726
2910
2196
351
1959
130
35,42
5,66
31,60
2,10
Nº de Descartes
do Tanque no
Período (um.)
Nº Descartes do
Tanque por Dia
(Shopping Frei Caneca, 2002) – (OLIVEIRA JR, 2002)
20
Adotado o volume de esgoto descartado a cada ciclo dos tanques igual 81,0 litros,
tem-se dados conforme a tabela 2.
Tabela 2 – Volume de esgoto descartado por dia, por unidade.
Variáveis
S Unidade 1
S Unidade 2
41,08
33,70
3.327,48
2.729,70
Nº de descartes dos tanques
por dia (un.)
Volume descartado por dia
(l)
(Shopping Frei Caneca, 2002) – (OLIVEIRA JR, 2002)
Totalizando as duas unidades de coleta tem-se dados conforme a tabela 3.
Tabela 3 – Volume de esgoto descartado por dia, total.
Variáveis
S Unidades
1e 2
Nº de descartes por
dia
74,78
Volume descartado
por dia (l)
6.057
(Shopping Frei Caneca, 2002) – (OLIVEIRA JR, 2002)
Foi considerado que cada descarga do vaso sanitário a vácuo afasta 1,2 litros de
água com mais 0,4 litros dejetos, totalizando 1,6 litros. Dividindo o volume
21
descartado pelas unidades de coleta de esgoto pelo volume por descarga dos vasos
sanitários, obteve-se uma estimativa do número de acionamentos diários que o total
de vasos sanitários a vácuo do estabelecimento recebem conforme a tabela 4.
Tabela 4
Estimativa do número de acionamentos dos vasos sanitárias a vácuo.
Variáveis
Quantidades
Volume descartado por dia (l)
6057
Volume por descarga dos vasos sanitários
1,60
(l)
Número de acionamentos dos vasos
3.785
sanitários por dia (un.)
(Shopping Frei Caneca, 2002) – (OLIVEIRA JR, 2002)
Isto equivale também a dizer que, em média, cada uma das 220 bacias do shopping,
são acionadas 17 vezes ao dia. No período deste levantamento, em 2002, o
consumo médio mensal de água do Shopping Frei Caneca foi de 2.240 m³/mês, e a
população considerada foi de aproximadamente 13.000 pessoas/dia.
Comparando com sistemas tradicionais de vasos sanitários por gravidade, obteve os
dados conforme a tabela 5, para 3.785 acionamentos diários dos vasos sanitários.
Tabela 5
Comparação geral de consumo com vasos sanitários por gravidade.
22
Consumo de
Vácuo
Gravidade
Gravidade
Gravidade
água nas bacias
1,20
6,00
10,00
12,00
sanitárias
(l)
(l)
(l)
(l)
Diário (l)
4.542,00
22.710,00
37.850,00
45.420,00
Mensal (m³)
136,00
681,00
1.135,00
1.362,00
(Shopping Frei Caneca, 2002) – (OLIVEIRA JR, 2002)
Baseado nos números de acionamentos dos vasos sanitários, assim como nas
características de funcionamento do sistema a vácuo e também nas características
do sistema de abastecimento de água, calculou-se o consumo de energia elétrica e
planilhou conforme a tabela 6, um comparativo entre o sistema a vácuo e os
gravitacionais.
As bombas que elevam água para os reservatórios do shopping em questão tem
11,25 kW de potência e bombeiam água a uma vazão de 28,5 m³/h. Tem-se assim
um consumo específico de energia elétrica necessário para o bombeamento de
água para os reservatórios elevados, que é de 0,4 Wh (watt hora) por litro de água
bombeada.(OLIVEIRA JR, 2002).
O sistema a vácuo se baseia na diferença de pressão para o afastamento dos
dejetos e assim cria-se a necessidade de geração de vácuo para tal fim. O sistema
em questão consome 1,5 kW para gerar 48 m³/h de vácuo. Portanto, o consumo
específico de energia elétrica na geração de vácuo é de 0,03 Wh/L (watt hora por
litro) de vácuo gerado. Cada descarga do vaso sanitário a vácuo consome em média
70 litros de ar.(OLIVEIRA JR, 2004).
23
Conforme a tabela 6, ela demonstra o consumo de energia elétrica para cada um
dos vasos sanitários analisados.
Tabela 6
Consumo de energia elétrica por acionamento dos vasos sanitários
Consumo de
Vácuo
Gravidade
Gravidade
Gravidade
energia elétrica
(1)
(2)
(3)
(4)
1,20
6,00
10,00
12,00
(l/descarga
(l/descarga
(l/descarga
(l/descarga
)
)
)
)
2,10
0
0
0
0,48
2,40
4,00
4,80
2,58
2,40
4,00
4,80
Geração de vácuo
por acionamento
(Wh)
Bombeamento
de água por
acionamento (Wh)
TOTAL
(Shopping Frei Caneca, 2002) – (OLIVEIRA JR, 2002)
7
ANÁLISE
Analisando alguns fatores pode-se dar destaque para :
24
• Pelos dados demonstrados na tabela 6, ficou evidenciado que o consumo de
energia elétrica no sistema a vácuo (1) é 7,5% maior que no sistema (2)
gravitacional, porém esta diferença no sistema a vácuo é compensada com a
expressiva redução do consumo de água e conseqüentemente no volume de esgoto.
Vale salientar que a conta de água se paga pelo valor lido no hidrômetro e
conseqüentemente este também será o valor referencial para a cobrança do esgoto.
Para os referenciais na tabela 6, dos sistemas de gravidade tipo (3) e (4), o sistema
a vácuo demonstra a sua superioridade tanto no que diz respeito a economia de
energia elétrica e principalmente na economia de água.
• Considerações sobre a Implantação do Sistema de Esgoto a Vácuo
O custo de implantação do sistema a vácuo é elevado, compensando apenas para
locais de grande concentração de pessoas, tais como: Shoppings, Aeroportos,
Rodoviárias, Indústrias e etc. Conforme relato do eng. Jorge Vinícius S. Neto,
responsável pelo setor de manutenção do Aeroporto Santos Dumont, no Rio de
Janeiro, o mesmo tem uma circulação diária de 13 mil pessoas. Antes de usar o
sistema a vácuo, o sistema instalado nos vasos sanitários consumiam em média 25
m3 de água por dia. Após a implantação do sistema a vácuo, o consumo diário
diminuiu para 4 m3, isto significa uma economia de 84%. Relacionando custobenefício do sistema a vácuo é possível recuperar o valor investido num prazo de
dois anos, em função da significativa economia financeira na conta de água.
• Mão de Obra
25
No tocante ao projeto executivo do traçado da tubulação a vácuo, é necessário um
profissional específico da área de esgoto e que ainda o mesmo seja supervisionado
pelo fornecedor do sistema para sanar as dúvidas técnicas de execução.
Para execução da tubulação a vácuo, também requer um profissional mais
qualificado, pois se faz necessário interpretar desenhos específicos do sistema e
detalhes específicos para a execução.
• Manutenção Preventiva
É necessário dispor de mão de obra capaz de solucionar eventuais falhas ou
problemas técnicos que possam surgir no decorrer do uso constante do sistema.
• Instalação Elétrica
As bombas de vácuo para funcionarem, dependem exclusivamente de alimentação
de energia elétrica fornecida pela concessionária local. Poderá em algum momento
ser interrompido este fornecimento. Para que isso não ocorra se torna necessário a
opção de interligação com um grupo gerador.
• Bomba de Vácuo
É recomendável que se faça pelo menos duas inspeções anuais.
O equipamento com o passar do tempo sofre um desgaste natural. Está previsto que
quando o equipamento atingir a 04 anos de uso, provavelmente será necessário
fazer uma revisão na forma de recondicionamento ou mesmo na sua substituição.
8
CONCLUSÕES
26
A necessidade de emprego de tecnologias para o Uso Racional da Água é
inevitável. Várias são as regiões e centros urbanos que já sofrem com a escassez de
água potável em determinadas épocas do ano, demonstrando a atual situação de
disponibilidade deste recurso.
Ao se economizar água, do ponto de vista social, pode-se notar a possibilidade de
universalização da distribuição deste recurso natural. De outro lado, do ponto de
vista ambiental, a menor agressão ao nosso ecossistema, na forma de minoração da
movimentação de grandes volumes de água entre bacias hidrográficas e da não
utilização da água para o transporte de dejetos passam a ser importantes pontos a
serem atingidos
Como pode ser verificado, um ponto de extrema importância e de grande impacto na
utilização de água nas Instalações Hidráulicas Prediais de Água Fria tem como
referência o uso do vaso sanitário. Assim, ações de ordem política, dos fabricantes
de materiais hidráulicos e dos órgãos de ensino e pesquisa têm-se desenvolvido na
busca por aparelhos que economizem água, não implicando na queda de seu
desempenho.
Entretanto, quando se cogita a possibilidade de emprego dos vasos sanitários com
funcionamento por gravidade em edifícios de uso público ou coletivo, como o
Shopping Frei Caneca, onde são comuns os ambientes sanitários com baterias de
vasos sanitários, vários sanitários sendo instalados lado a lado e, geralmente,
apenas um ramal é utilizado para coletar os dejetos de todas eles. Pode ser notada
a preocupação com a possibilidade de entupimento e da capacidade de transporte
27
de sólidos nestes ramais e do entupimento da próprio vaso sanitário, por
pesquisadores do Brasil e de todo o mundo.
As projeções executadas, à partir de medições do funcionamento do sistema a
vácuo do Shopping Frei Caneca, dão idéia da economia que tal sistema pode
oferecer, não só com relação à água, mas ainda com relação à energia elétrica.
Somado a estes fatos, também de extrema importância a constatação da eficiência
do sistema a vácuo, com relação ao transporte de dejetos.
Assim sendo, uma alternativa interessante e imediata a ser difundida em nossos
centros urbanos seria o emprego de vasos sanitários de volume de descarga
reduzido em residências (edifícios unifamiliares) e até mesmo em prédios de
apartamentos (edifícios multifamiliares), onde a simples substituição dos vasos
sanitários existentes sugere economia de água e pouca probabilidade de
entupimentos, pois em um banheiro residencial temos a contribuição de outros
equipamentos que utilizam água, como lavatório e chuveiro, cujo efluente gerado,
basicamente líquido, pode auxiliar no transporte dos sólidos coletados pelo vaso
sanitário.
Quando se analisa os edifícios comerciais, industriais e públicos, cujos ambientes
sanitários têm uso coletivo, com a utilização de baterias de vasos sanitários, a
possibilidade de entupimento do vaso sanitário e da tubulação, assim como a
ineficácia do transporte de sólidos, cresce consideravelmente. Principalmente para
estes casos a utilização de um sistema de coleta de esgoto a vácuo torna-se
28
atrativo. Pois além de resolver os problemas mencionados, irá reduzir em muito o
consumo de água.
Não existe uma norma técnica específica para o dimensionamento da tubulação de
esgoto a vácuo, ou seja falta referências. Estas informações estão sujeitas ao
fornecedor do sistema. Para o desenvolvimento do projeto se faz necessário que as
todas as informações técnicas sejam disponibilizadas pelo mesmo.
Quando ocorre algum problema com qualquer um dos vasos sanitários a vácuo, se
torna necessário interromper a prumada para verificação. Isto acarreta na
interrupção de outros vasos que porventura estejam interligados nesta mesma
prumada. Para que haja o mínimo de paralisação em algum dos vasos sanitários se
faz necessário quando da execução do projeto, que seja previsto um número maior
de prumadas setorizadas com o intuito de amenizar possíveis falhas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
29
EVAC DO BRASIL
Rua Luis Otávio, 2955
Taquaral Campinas – SP
Fone (19) 3256-3490
Contato : Eng. MSc. Osvaldo Barbosa de Oliveira Junior e
Eng. Jorge Vinícius da Silva Neto
e-mail : [email protected]
EVAC – Catálogo do fabricante. Contato disponível em : <http://www.evac.com.br>
EVAC – Conjunto de manuais do fabricante 2002. (Documento interno e restrito)
FREI CANECA SHOPPING ( Shopping Frei Caneca )
Rua Frei Caneca, 569 – Consolação / SP
Fone (11) 3472-2022
Departamento de Operações : Eng. Eletricista José Antônio Bezerra Ferreira
OLIVEIRA JR, Osvaldo Barbosa de. Artigo Apresentado na 1º Conferência
Latino-Americana de Construção Sustentável, realizada no período de 18 a 21
de julho de 2004 / 10º Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído.
Site: www.clacs04.org
Utilização de Sistema de Coleta de Esgoto Sanitário a Vácuo, com Bacias de Ultra
Volume Reduzido, em um Edifício Comercial na Cidade de São Paulo.
OLIVEIRA JR, Osvaldo Barbosa de. Avaliação do desempenho funcional de
bacias sanitárias de volume de descarga reduzido com relação à remoção e
transporte de sólidos. Faculdade de Engenharia Civil, Universidade Estadual de
Campinas. Dissertação (Mestrado). 2002 – 252 pg.
30
REVISTA NOTÍCIAS DA CONSTRUÇÃO Nº 19 – Ano 3 – janeiro 2004 –
Suplemento Qualidade – Água um Recurso Finito pg. 16, 17, 18 e 19.
TSUTIYA, Milton Tomoyuki - Coleta e Transporte de Esgoto Sanitário –
Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo - 1º edição - 1999.
TSUTIYA, Milton Tomoyuki - Abastecimento de Água – Departamento de
Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São
Paulo - 1º edição – 2004 – XII 643p.
ANEXO A
31
A.1
A.1.1
Sistema de tubulações a vácuo
Sistema de tubulações
Para a interligação de todos os aparelhos de utilização do Sistema de Coleta e
Transporte de Esgoto Sanitário a Vácuo ( como os vasos sanitários, lavatórios,
chuveiros, válvulas de interface, e etc.), a central de vácuo, deve-se executar um
sistema de tubulações.Conforme ilustrado na figura A1, temos um desenho
esquemático geral de um Sistema de Esgoto a Vácuo.
Figura A1 : Esquema geral do Sistema de Coleta e Transporte de Esgoto a Vácuo (Evac, 2002)
32
A.1.2
Material e componentes : tubulações, conexões e válvulas
Para a execução do sistema de tubulações para o esgotamento dos efluentes a
vácuo, o material recomendado é o PVC Marrom. Como os tubos e conexões deste
sistema deverão suportar os esforços advindos do diferencial de pressão que é
criado para o deslocamento dos efluentes ( pressão externa superior à pressão
interna do tubo ), deve-se utilizar o PVC Marrom, classe 15 ou um de nível superior,
com junta soldável ( processo de .soldagem a frio ), comumente utilizado na
execução do Sistema Predial de Água Fria.
No desenvolvimento do projeto e execução do sistema de tubulações, critérios
devem ser seguidos.
- os diâmetros externos (DE), tipicamente utilizados variam de 50 a 100 milímetros
dimensionamento específico ou maiores deverão ter uma consulta técnica
- a declividade mínima das tubulações horizontais deverá ser de 0,2%, na direção da
vazão, conforme a figura A2.
Figura A2: Regras para declividade das tubulações (Evac, 2002)
33
- não utilizar em hipótese alguma a conexão “te” para interligação de tubulação
secundária à principal. Sempre deverá se utilizar da junção simples a 45º.
- Em mudança de direção da tubulação deve-se apenas utilizar curva de raio longo
ou cotovelos de 45º, conforme as figuras A3 e A4. Mudanças de direção através de
cotovelos de 90º são muito bruscas e portanto se tornam proibidas a sua utilização.
Figura A3: Conexões a serem Utilizadas (Evac, 2002)
Figura A4: Conexões que não devem ser utilizadas (Evac, 2002)
34
- quando duas tubulações horizontais se unirem, a tubulação secundária deverá
ligar-se sempre em nível acima ao da tubulação principal. Conforme figura A5.
Figura A5: Interligação de duas tubulações horizontais (Evac, 2002)
- a interligação dos vasos sanitários ou válvulas de interface a uma tubulação
secundária, pode ser feita com uma curva de raio curto, desde que a distância da
curva até o vaso ou válvula seja inferior a 1 metro. Conforme figura 6
Figura A6: Curvas de raio curto (Evac, 2002)
- deverão ser previstas válvulas de isolamento (válvulas de esfera de passagem
livre) para as tubulações secundárias (ramais) propiciando facilidade de
manutenção. A localização das válvulas deverão ser de tal forma que seja possível
isolar facilmente um ramal e/ou parte do sistema que necessite de manutenção,
enquanto que os demais continuarão funcionando. Conforme figura 7.
35
Figura A7 (Evac, 2002)
Posicionamento das válvulas de isolamento em tubulações secundárias
-também em longas tubulações principais horizontais ou verticais deverão ser
previstas válvulas de isolamento, como forma de haver a possibilidade de seccionar
essas tubulações e identificar com mais facilidade, eventuais vazamentos de vácuo.
-Válvulas de isolamento também devem ser previstas na chegada de cada tubulação
à central de vácuo, também com o intuito de identificar com mais facilidade
eventuais vazamentos de vácuo
-As válvulas de isolamento deverão ser instaladas, sempre que possível, na vertical,
evitando-se assim criar pontos potenciais de sedimentação de efluente. Conforme
figura A8.
Figura A8: Posicionamento de válvulas de isolamento (válvulas de esfera) (Evac, 2002)
36
- Em tubulações verticais, com fluxo ascendente, não deve ser executada ampliação
da secção do tubo. Conforme figura A9.
Figura A9 (Evac, 2002)
Tubulação vertical não deve aumentar o diâmetro no sentido da vazão
- Em tubulações horizontais, não deve ser executada uma redução na secção do
tubo na direção da vazão. Conforme figura A10.
Figura 10 (Evac, 2002)
Tubulação horizontal não deve reduzir o diâmetro no sentido da vazão
- Quando for necessário que a tubulação de um ramal deva desviar de obstáculos,
como vigas, outras tubulações, condutos de ar-condicionado, desenvolvendo,
desenvolvendo assim trechos ascendentes e descendentes, o somatório de trechos
ascendentes não deverão ultrapassar 5 metros, sendo que os trechos descendentes
não poderão ser descontados. Conforme figura A11.
37
Figura A11: Somatória máxima de elevações (Evac, 2002)
- tubulações de subida deverão ser assentadas de forma a ficarem sem qualquer
inclinação lateral, perfeitamente verticais;
- quando da necessidade de se elevar o efluente, algumas precauções devem ser
tomadas. O item A1.4 descreve a este respeito, em qual deve ser a maneira correta
de se executar uma elevação, de acordo com a altura a ser vencida;
- deverão ser previstas válvulas de retenção em pontos onde seja possível o retorno
do efluente;
- todas as bolsas de transporte deverão, se possível, possuir pontos de inspeção. A
previsão, portanto, segue conforme a necessidade de aplicação das bolsas de
transporte, com distanciamento que varia de acordo com o diâmetro da tubulação,
seguindo o prescrito em Tabela a ser exibida em seguida, no item A1.3;
- em edifícios com mais de 5 pavimentos (15,00 metros de altura) e com até 15
pavimentos (45,00 metros de altura), a interligação da tubulação horizontal
secundária (ramal) do térreo deverá ser executada diretamente à tubulação
horizontal principal (coletor) do Sistema de Esgoto Sanitário a Vácuo, sendo vetada
qualquer ligação à tubulação vertical principal (tubo de queda) neste nível. Deverá
ainda ser utilizada uma válvula de retenção junto à tubulação horizontal secundária
38
(ramal), sempre que possível. O ponto da interligação (representado conforme figura
pela junção simples), deve estar a pelo menos 2,00 metros da tubulação vertical
principal (tubo de queda). Para edifícios com mais de 15 pavimentos, tanto as
tubulações do térreo quanto as do primeiro pavimento deverão ser interligadas
diretamente à tubulação horizontal principal (que vai a central de vácuo), e nunca à
tubulação vertical principal (tubo de queda). Tal arranjo é necessário para que não
ocorra o retorno de esgoto junto aos aparelhos de utilização do primeiro pavimento.
Conforme figura A12.
Figura A12: Interligação das tubulações horizontais secundárias e principal (Evac, 2002)
A.1.3
Opções básicas de traçado
O traçado do sistema de tubulações, especialmente as tubulações principais ou
qualquer outra secundária que necessite extender-se por grandes distâncias, deve
ser o mais retilíneo possível, evitando-se locais onde seja necessária a execução de
desvios, na horizontal e principalmente na vertical. Quanto maior o número de
39
desvios, maior deverá ser a potência do sistema de geração de vácuo, o que levará
a gastos suplementares desnecessários.
O desenvolvimento de tubulações horizontais possui algumas pecularidades neste
sistema. A quantidade de esgoto que entra no sistema a cada descarga de um dos
aparelhos (bacia sanitária, válvula de interface, etc.), é deslocada pela tubulação
graças ao diferencial de pressão que é criado pela central de vácuo. O
deslocamento por vácuo do efluente ocorre apenas por breve instante após a
descarga de cada aparelho. Quando este cessa, ocorre a deposição gradativa do
efluente, buscando os pontos mais baixos da tubulação.
Assim, é necessário criar bolsas intermediárias de acúmulo deste efluente
(chamadas bolsas de transporte ou bolsas de reforma), para que na próxima
descarga de qualquer aparelho seja possível afastar esta quantidade de efluente
presente naquela porção da tubulação. Além disso, as bolsas propiciam a
recuperação da altura inicial da tubulação horizontal em relação ao teto/laje da
edificação. Conforme a figura A13, em conjunto com a tabela A1, demonstram o
distanciamento necessário. E conforme as figuras A14 e A15 os tipos de bolsas
aplicadas em tubulações secundárias que recebem o efluente de até 25 vasos
sanitários (conforme figura A14), e utilizadas em longas tubulações principais
(conforme figura A15). O espaçamento a ser considerado quando da locação das
bolsas de transporte deverá seguir os dados conforme a tabela A1.
Figura A13: Bolsas de transporte / espaçamento (Evac, 2002)
40
Tabela A1: Espaçamento entre bolsas de transporte
DIÂMETRO EXTERNO DA TUBULAÇÃO
DISTÃNCIA MÍNIMA
DISTÂNCIA MÁXIMA
(mm)
(mm)
(m)
60
17
50
75
20
60
85
25
75
110
34
100
(Evac, 2002)
NOTAS :
-
a altura da bolsa deverá ser o suficiente para a recuperação da altura perdida
com a declividade do tubo
-
DE: diâmetro externo
Figura A14: Bolsa de transporte, com inspeção / tubulações secundárias (Evac, 2002)
Figura A15: Bolsa de Transporte, com inspeção / tubulações primárias (Evac, 2002)
41
Nos casos em que seja necessária a execução de desvio, como por exemplo, de
algum elemento estrutural, tubulações de ar-condicionado, etc. , deve-se executar
uma bolsa de transposição, como mostra a figura A16, sempre obedecendo as
regras de elevações.
Figura A16: Bolsas de transposição (Evac, 2002)
Como o sistema de tubulações possui pressão interna menor que a pressão
atmosférica, é possível propiciar a subida do efluente, possibilitando grande
flexibilidade de aplicação. Assim, soluções como o esgotamento de bacias sanitárias
utilizando uma tubulação suspensa, presa no teto/laje do ambiente onde se encontra
o aparelho é perfeitamente possível. Com isso, pode-se ainda facilitar a solução de
problemas que ocorrem no sistema tradicional, como o esgotamento de ambientes
sanitários localizados em nível inferior ao da saída do sistema para a rede pública,
desde que seja obedecido o limite de 5 metros de elevação.
42
A.1.4
Conexão dos equipamentos sanitários ao sistema de tubulação
A.1.4.1 Considerações gerais
As particularidades da conexão dos equipamentos sanitários ao sistema de
tubulações varia de acordo com a vazão do efluente. Se o fluxo for descendente,
basicamente não há necessidade de instalação de dispositivos complementares.
Entretanto, se o fluxo for ascendente, necessita-se tomar algumas precauções.
Os arranjos a serem executados têm direta relação com o desnível a ser superado.
Assim, para um desnível de até 1,00 metro, basta a execução direta de uma bolsa
com dois cotovelos de 45º, conforme a figura A17.
Figura A17: Arranjo de tubulação / menos de 1 metro de elevação (Evac, 2002)
Quando o desnível for de 1,00 a 2,00 metros, deve-se executar um pescoço de
ganso para que a tubulação vertical chegue acima do nível da tubulação horizontal a
qual se ligará, de tal forma a prevenir o retorno do efluente. Conforme figura 18.
Figura A18: Tubulação com fluxo ascendente de 1 a 2 metros de elevação (Evac, 2002)
43
• Para desníveis de 2 a 3 metros, deve-se também executar o pescoço de ganso no
ápice do ramal vertical, sendo que a tubulação deverá ser de no máximo DE de
50mm e a subida deve ocorrer logo após a conexão do aparelho (bacia ou válvula
de interface).Confome figura A19.
Figura A19: Tubulação com fluxo ascendente de 2 a 3 metros de desnível (Evac, 2002)
Necessitando-se vencer alturas de 3 a 5 metros, deve-se ainda instalar, em conjunto
ao arranjo citado, uma válvula de retenção, evitando-se o refluxo de esgoto.
Conforme figura A20.
Figura A20: Tubulação com fluxo ascendente de 3 a 5 metros de desnível (Evac, 2002)
44
Caso seja necessário um arrranjo de tubulação para vencer um desnível maior que
5,00 metros, deve-se reportar diretamente a equipe técnica responsável pelo análise
de viabilidade em relação a execução e a operação do sistema.
Em tubulações verticais, de fluxo ascendente, quando for necessário desviar a
tubulação de algum obstáculo (elemento estrutural, outras tubulações, e etc.), a
distância máxima permitida entre eixos das tubulações paralelas deve ser de 1,00
metro. Conforme a figura A21.
Figura A21: Tubulação vertical, com fluxo ascendente, realizando desvio
45
A.1.5 Conexão dos equipamentos sanitários ao sistema de tubulação
Como citado no item A.1.3, são necessárias bolsas de transporte para que o
efluente seja deslocado de forma adequada. Deve-se respeitar a geometria
diferenciada demonstrada nas figuras A14 e A15, quando a bolsa de transporte for
instalada em tubulação secundária e primária, respectivamente.
Objetivando-se suavizar o deslocamento do efluente pelo interior das tubulações,
como descrito no item A.1.4 e, além disso, evitar o refluxo de parte deste, alguns
arranjos de montagem devem ser executados.
Um exemplo prático ocorre quando da necessidade de se interligar uma tubulação
secundária à principal, sendo as duas horizontais, como já citado anteriormente.
Esta ligação deverá ocorrer de tal forma que a tubulação secundária aproxime-se
acima da principal, perpendicularmente (conforme figura A22). Esta, por sua vez,
possuirá uma junção simples rotacionada em relação ao eixo, formando um ângulo
de 45º com a vertical, (conforme figura A23). Portanto, finalizando a montagem, dois
cotovelos de 45º deverão ser instalados, juntando as duas tubulações (conforme
figura A24).
Figura A22: Posicionamento das tubulações secundária e principal (Evac, 2002)
46
Figura A23: Rotação da conexão de tubulação secundária (junção de 45º) (Evac, 2002)
Figura A24: Arranjo final da interligação de tubulação secundária à principal (Evac, 2002)
Outro exemplo ocorre quando da interligação de tubulação vertical (neste caso
secundário), com fluxo ascendente, a uma tubulação horizontal (principal), fixada
junto ao teto/laje da edificação.
Neste caso, a tubulação horizontal contará com uma junção simples, rotacionada
como descrito anteriormente, sendo que no topo da tubulação vertical haverá um
pescoço de ganso, formado pela conjunção de uma curva de 90º de raio longo e em
seguida um cotovelo de 45º/luva (com complemento de tubo entre elas e entre a
junção e o cotovelo), podendo então ligar-se à tubulação horizontal, através da
junção simples já rotacionada (dependendo dos espaços, deve ser instalada junto ao
47
pescoço de ganso, uma vávula de retenção, caso a elevação seja maior que 3,00
metros. Conforme figura A25.
Figura A25: “Pescoço de ganso” com válvula de retenção EVAC incorporada (Evac, 2002)
A.1.6
Pontos de visita na tubulação
Similar ao espaçamento recomendado para as bolsas de transporte(ver conforme
tabela A1, no item 3), inspeções devem ser previstas e executadas. Devem ser
locadas de forma a ter fácil acesso. Basicamente, as inspeções serão constituídas
por uma junção simples e um cap. Os principais pontos que necessitam sempre de
inspeção estão representados conforme a figura A26.
Figura A26: Pontos para execução de inspeção (Evac, 2002)
48
A.1.7
Ancoragem da tubulação
Pela flexibilidade proporcionada pelo sistema a vácuo (fluxo ascendente de
efluentes, menor diâmetro das tubulações, e etc.), o que possibilita mudanças do
lay-out interno das edificações, com isso grande parte dos projetos que utilizam este
sistema especificam que o assentamento das tubulações seja feito através de
braçadeiras e suportes, não sendo necessário o embutimento dos mesmos, junto à
alvenaria, lajes e pisos. Conforme a figura A27.
Figura A27: Assentamento de tubulações utilizando-se braçadeiras (Evac, 2002)
Tanto do ponto de vista de execução, quanto do ponto de vista da manutenção do
sistema, a tubulação sobreposta/suspensa junto a alvenaria e lajes constitui-se na
melhor alternativa. Com relação à execução, a não abertura de rasgos,
principalmente em alvenarias, reduz gastos desnecessários.
Quando da operação do sistema, as rotinas de manutenção do conjunto de
tubulações torna-se extremamente facilitado, uma vez que detectar vazamentos de
vácuo, assim como o acesso às válvulas e outros dispositivos, torna-se mais
simples.
Os espaçamentos entre pontos de ancoragem devem ser especificado, conforme a
tabela A2 a seguir.
49
Tabela A2: Espaçamentos mínimos de ancoragem
DE (cm)
PONTO DE ANCORAGEM A CADA (m)
5e6
2,00
7,5
2,50
8,5 e 11
3,00
(Evac, 2002)
Além do respeito aos limites máximos de distâncias entre pontos de ancoragem,
deve-se utilizar braçadeiras em conjunto com as hastes de apoio que não permitam
a movimentação da tubulação. Não é permitido a existência de trechos de tubulação
fletidos (formando barrigas), pois isto acarretaria perda na eficiência do transporte de
dejetos, pela formação de pontos indesejados de acúmulo de efluente.
Além disso, sempre que houver mudança de direção da tubulação, o ponto final da
antiga direção e o ponto inicial da nova devem ser ancorados (basicamente, as
bolsas da conexões : curva de 90º ou cotovelos de 45º). Conforme a figura A28.
Figura 28: Exemplo típico de ancoragem de tubulação (Evac, 2002)
50
A.1.8
Tubulação de exaustão de ar, tubulação de descarte do efluente
Tanto a tubulação de exaustão de ar e coleta de condensado, quanto o trecho inicial
do sistema de tubulações de descarte do efluente são arranjos que fazem parte da
central de vácuo. Portanto, a descrição completa da montagem e especificação
destes arranjos será realizada no manual referente à central de vácuo.
A.1.9
Proibições construtivas
Objetivando-se evitar problemas durante o funcionamento do sistema, alguns
arranjos construtivos específicos devem ser evitados.
Como já citado anteriormente, em tubulações verticais, com fluxo ascendente, não
deve ser executada ampliação da secção do tubo, assim como em tubulações
horizontais não deve ser executada redução da secção do tubo na direção da vazão.
Além disso, deve-se ter cuidado com tubulações horizontais que recebem efluentes
de baterias de bacias sanitárias e/ou válvulas de interface. Se, por exemplo, em dois
níveis/pavimentos consecutivos forem instaladas baterias dos equipamentos citados
anteriormente, cada uma destas baterias deverá ser conectada a um ramal principal
exclusivo de cada nível/pavimento (conforme a figura A29).
Portanto não é permitido um arranjo que possibilite a união destes equipamentos, de
níveis/pavimentos diferentes, em apenas um ramal principal. Cada nível/pavimento
deverá possuir seu ramal para coleta do esgoto de um ou mais equipamentos.
51
Figura A29: Arranjo de tubulações adequado (Evac, 2002)
Quando for escolhida a solução de coletar o esgoto de bacias sanitárias de forma a
elevar o efluente, cada uma delas deverá ter uma tubulação independente. Assim,
fica vetada a possibilidade de coletar o efluente de várias bacias sanitárias, através
de uma tubulação horizontal e ao final desta tubulação, proceder à elevação do
efluente acumulado coletado. Conforme a figura A30.
Figura A30: Arranjo não permitido (Evac, 2002)
52
A.1.10
Testes de recebimento do sistema
Tendo a tubulação sido projetada e executada de forma a alcançar os preceitos
discorridos neste capítulo, o principal aspecto funcional do sistema passa a ser a
manutenção de vácuo (pressão negativa).
Para o início da operação do sistema, assim como durante a sua utilização, devem
ser realizados testes para verificação da situação do sistema com relação a
eficiência da geração e manutenção da pressão negativa (vácuo) no interior das
tubulações. Os níveis de pressão negativa serão levantados através de vacuômetros
instalados junto aos trechos de tubulação a serem verificados e/ou através de
vacuômetros instalados nos tanques da central de vácuo.
A descrição destes testes pode ser verificada nos ítens a seguir.
A.1.11
Teste de estanqueidade (perda de vácuo)
Após e durante a execução do sistema de tubulações, cada ramal e suas conexões
devem ser testados, de tal forma a se detectar vazamentos de vácuo que
ocasionariam perda de eficiência pela diminuição da capacidade de manutenção dos
níveis de vácuo (pelas bombas) no interior das tubulações.
Sendo assim, cada porção de tubulação, o mais detalhadamente possível, deverá
ser inspecionada através de testes.
Os testes poderão ser realizados de três maneiras :
- Com vácuo : deve ser criada uma condição de pressão de 20” Hg (-67 kPa), no
interior do trecho do sistema de tubulações a ser testado. Chegando-se a esse nível
53
de pressão após 1 hora deverá ser feita a verificação da pressão negativa
remanescente.
A mínima pressão negativa exigida para este caso é o de 19” Hg (-64 kPa), perda de
1” Hg por hora (3 kPa/hora);
- Com ar comprimido: a seção do sistema de tubulação a ser testada deve ser
submetida a uma pressão de +300 kPa, comprimindo-se ar noseu interior. Após 1
hora de espera, o nível mínimo de pressão remanescente será de +285 kPa, ou
seja, a perda de pressão máxima admitida é de 15 kPa/hora.
- Com água pressurizada: o trecho a ser examinado deverá ficar completamente
preenchido com água, que será ainda pressurizada de forma a obter-se a pressão
de +300 kPa. Chegando-se a este nível de pressão positiva, não deverá ser notado
nenhum ponto com vazamento de água.
A.1.12
Notas importantes
- Nos trechos que possuem válvula de retenção (principalmente em trechos
intermediários a serem testados separadamente), verifique o sentido de abertura da
comporta da válvula, uma vez que dependendo do sentido de aplicação do fluido,
quando utilizar-se teste com pressão, a válvula poderá ser fechada e o trecho de
tubulação subsequente não seria testado.
54
- Os pontos de conexão de aparelhos a vácuo deverão ser tampados com “cap”,
tampão de borracha, ou peça equivalente, que propicie estanqueidade no ponto
plugado, quando efetuados testes sob pressão “positiva”.
- Após a realização de qualquer que seja o teste e verificando-se pontos que
possam gerar perda de vácuo durante a operação dos sistema, estes deverão ser
preenchidos e estancados, necessitando-se então uma nova conferência do trecho,
até que este possibilite o alcance dos níveis de perda de pressão (negativa ou
positiva) respectivos a cada teste. Tal correção pode ser executada utilizando-se
silicone, se após o teste for feito sob vácuo.
- Ao final da execução de todo o sistema de tubulações, porém antes da conexão
dos equipamentos de utilização à vácuo (bacias sanitárias, válvulas de interface, e
etc.), deverá ainda ser executado um teste à vácuo em todo o sistema
simultaneamente, devendo-se obedecer aos níveis de perda de pressão
preconizado.
55
A.2
A.2.1
Bacias Sanitárias a Vácuo
Instalação de bacias sanitárias a vácuo
A instalação da bacia sanitária a vácuo EVAC deve seguir conforme as
especificações descritas em anexo. A seqüência de montagem de seus elementos
constituintes deve ser seguida, evitando-se assim possíveis problemas de
funcionamento (por exemplo: trincas nas tubulações, vazamentos), necessidade de
manutenção corretiva e emergencial, ou entre outras situações indesejáveis.
A.2.2
Descrição
As bacias sanitárias EVAC VT900 / VT90 foram desenvolvidas para utilização em
sistemas de coleta de esgoto a vácuo EVAC em instalações prediais. Usam apenas
1,2 litros de água por descarga, promovendo assim uma economia de 90% de água
com relação a sistemas tradicionais. São fornecidas em porcelana branca para
montagem na parede ou no piso, a saída para a rede de coleta é horizontal e seu
funcionamento admite elevação do efluente. São fornecidas completas, com tampa,
assento, botão de acionamento, flexível de abastecimento de água e conexão para
rede de esgoto a vácuo. Estes aparelhos não precisam de eletricidade ou água para
funcionar, apenas de fornecimento de vácuo, presente na tubulação de coleta de
esgoto a vácuo. Quando da entrega da bacia sanitária a vácuo EVAC, pode-se
dividi-la em dois elementos principais fornecidos para a instalação:
56
A.2.3
Louça sanitária
Este elemento da bacia sanitária a vácuo EVAC, deve ser devidamente fixado ao
piso ou na parede, bem ancorado e interligado ao painel traseiro. Junto à louça são
montados o anel de dispersão de água e a tampa e assento. O botão de
acionamento pode ser montado na louça ou na parede. O anel de dispersão de água
e o botão de acionamento têm conexão direta aos componentes da placa traseira.
Conforme a figura A31.
Figura A31: Louças sanitárias Evac (Evac, 2002)
A.2.4
Painel traseiro
Constituído
pela
união
dos
componentes
mecânicos
responsáveis
pelo
funcionamento da bacia sanitária a vácuo. Estes componentes (módulo de controle,
válvula de descarga, válvula de água e demais componentes), são interligados por
mangueiras de EPDM ou neoprene, possibilitando o funcionamento do conjunto.
Todo este conjunto é fixado junto a uma placa metálica, que serve de base à
montagem deste aparato. Conforme a figura A32.
57
Figura A32: Painel traseiro Evac (Evac, 2002)
O painel traseiro é montado junto ao vaso encaixando-se a saída da porcelana
propriamente dita à entrada da válvula de descarga e apoiando ou parafusando a
placa metálica à porcelana.
A saída da válvula de descarga deve ser conectada à tubulação de coleta de esgoto
a vácuo através de luva de borracha e braçadeiras e a válvula de água , à rede de
abastecimento de água por meio de um flexível. Deve-se também conectar pelas
mangueiras apropriadas, o anel de dispersão de água à válvula de água e o botão
de acionamento à válvula de controle.
A tubulação de coleta de esgoto a vácuo deve ser bem fixada para evitar fadiga das
peças da placa traseira e a porcelana deve ser parafusada ao piso.
58
A.2.5
Instalações típicas
Além das possibilidades básicas
de instalação física das bacias sanitárias,
referentes aos respectivos modelos: diretamente no piso (VT900 / VT90 “floor
mounted”) ou junto às paredes da edificação (VT900 / VT90 “wall moutend”), alguns
arranjos
típicos
posicionamento
de
do
instalação
podem
ser
descritos
também
quanto
ao
botão de acionamento, posição relativa à parede e
encaminhamento da tubulação de coleta de esgoto.
A.2.6
Bacia sanitária a vácuo montada no piso (“floor mounted)
A bacia montada no piso pode ser colocada faceando a parede ou distante desta.
Quando montada faceando a parede, deve-se prever uma abertura na parede para
que se possibilite a conexão com a rede de abastecimento de água e com a rede de
coleta de esgoto. O botão de acionamento pode ser montado junto à louça ou na
parede, sendo que nos segundo caso deve-se encaminhar a mangueira de conexão
entre a válvula de controle e o botão propriamente dito.
A montagem do vaso deve ser feita por 2 parafusos fixados no piso, que quando
apertados dêem perfeito alinhamento entre a válvula de descarga e a tubulação de
coleta. O vaso deve ser perfeitamente fixado de forma a evitar o movimento relativo
entre o vaso e a tubulação, o que pode levar a quebra de componentes, por isso
também a tubulação deve ser muito bem fixada. Conforme a figura A33.
59
Figura A33: Esquema de montagem da bacia instalada no piso (Evac, 2002)
A.2.7
Bacia sanitária a vácuo montada na parede (“wall mounted”)
O modelo EVAC VT900 / VT90 montado na parede sempre será instalado faceando
a mesma, assim, necessariamente, haverá abertura na parede para conexão com as
redes de água e de esgoto a vácuo. Os parafusos de fixação são horizontais, fixados
na parede, neles se montam primeiramente a placa traseira e depois a louça com
porcas que prendem a louça contra a parede. Em caso de paredes que não tenham
resistência suficiente para suportar as cargas em questão, uma estrutura de aço
deve ser construída para a devida fixação da bacia.
Conforme a figura A34.
60
Figura A34: Esquema de montagem da bacia instalada na parede (Evac, 2002)
Figura A35: Características dimensionais do suporte do modelo de parede (Evac, 2002)
61
A.2.8
Considerações gerais
A.2.8.1 Botão de acionamento
As bacias montadas sobre o piso podem ter o botão de acionamento instalado na
parede (opcional) ou na louça. Já o modelo montado na parede tem o botão de
acionamento necessariamente montado na parede. Quando se instalar o botão na
parede deve-se prever um conduite embutido na parede para passagem da
mangueira de acionamento entre o botão propriamente dito e a parte traseira da
bacia, onde fica a válvula de controle. Conforme a figura 6.
Figura A36: Posicionamento do botão de acionamento (Evac, 2002)
A.2.8.2
Abertura para instalação e manutenção
Quando forem utilizadas bacias montadas faceando a parede, deverá haver uma
abertura na alvenaria para a instalação do abastecimento de água e coleta de
esgoto a vácuo. Tanto para as bacias montadas na parede quanto aquelas
montadas no chão, a profundidade da abertura deve ser de 12 cm.
62
Figura A37: Abertura em alvenaria / instalação da bacia EVAC faceando a parede (Evac, 2002)
A.2.8.3
Saída de esgoto a vácuo
Os sistemas a vácuo EVAC são dotados de capacidade de elevação do efluente e
saída do vaso é horizontal, assim algumas possibilidades se abrem no tocante à
conexão do vaso com a rede de coleta de esgoto a vácuo. Conforme figura A38.
Figura A38: Possibilidades de saída (Evac, 2002)
63
A.2.8.4
Conexão com a rede
O ramal coletor do vaso sanitário pode ser configurado em diferentes posições com
relação aos vasos e elementos estruturais. Pode estar acima da laje, abaixo desta
ou quando o efluente estiver subindo, o ramal estará instalado acima do forro, por
exemplo. Conforme a figura A39.
Figura A39: Ligação da bacia em tubulação para baixo (Evac, 2002)
Figura A40 : Ligação da bacia em tubulação elevada (Evac, 2002)
64
A.2.8.5
Alguns exemplos
Os desenhos que se seguem mostram algumas possibilidades de coleta efluente
das bacias sanitárias em diferentes configurações. Para maiores informações sobre
os arranjos de tubulações de coleta de esgoto a vácuo EVAC, deverá ser feita uma
consulta técnica diretamente com a empresa EVAC.
Exemplos, conforme as figuras A41, A42 e A43.
Figura A 41: Ligação de bacia em tubulação horizontal (Evac, 2002)
Figura A 42: Ligação de bateria de bacias em tubulação horizontal (Evac, 2002)
65
Figura A 43: Ligação de bateria de bacias em tubulação elevada (Evac,2002)
66
A.3
Válvulas de Interface a Vácuo
A.3 1 Válvulas de interface
São denominadas válvulas de interface (VI), os dispositivos do sistema EVAC
responsáveis pela coleta de dejetos não provenientes de bacias a vácuo EVAC ao
sistema de tubulações.
A coleta é realizada através de um conjunto de dispositivos que devem ser
montados e configurados de acordo com necessidades particulares de cada
instalação: origem do efluente(lavatórios, pias, chuveiros, balcões refrigerados,
áreas de preparo, cozinhas, e etc.), quantidade de aparelhos conectados a mesma
válvula de interface (VI), ela pode coletar o efluente de vários lavatórios ou
chuveiros, por exemplo : necessidade de elevação do efluente, existência ou não de
sólidos, entre outras considerações.
As válvulas de interface têm funcionamento pneumático, a vácuo, sendo que seu
acionamento se dá através de um sensor que detecta presença de dejetos no
reservatório temporário de efluente, denominado Buffer.
Ocorrendo o enchimento deste reservatório, até um nível preestabelecido, ocorre
então a abertura de uma válvula, chamada válvula de descarga, que permitirá,
através do diferencial de pressão criado pelo sistema, a entrada dos dejetos à
tubulação, em direção à central de vácuo e coleta EVAC.
67
A.3.2
Descrição
Uma válvula de interface é constituída, basicamente, por três equipamentos
principais, interligados por mangueiras de borracha (EPDM ou neoprene):
A.3.3
Módulo ativador ou válvula ativadora
Equipamento necessário para a detecção de efluentes nos reservatórios e para o
controle da abertura e fechamento da válvula de descarga do conjunto.
Conforme a figura A 44.
Figura A 44 : Detalhes da válvula ativadora EVAC (Evac, 2002)
A.3.4
Válvula de descarga
Constitui-se na interface entre o sistema de coleta de esgotos sanitários
convencional (por gravidade) e o sistema a vácuo EVAC. Podem ser utilizados dois
tipos de válvula de descarga como componentes de válvula de interface. A diferença
básica entre estas duas válvulas refere-se apenas ao tamanho.
DN 50: utilizada quando for necessário o escoamento para o interior do sistema de
tubulações a vácuo EVAC de dejetos sólidos e líquidos;
68
DN 32: utilizada quando forem escoados apenas dejetos líquidos;
Figura A 45 : Válvulas de descarga EVAC, DN 50 e DN 32 (Evac, 2002)
A.3.5
Buffer
É o reservatório utilizado para a coleta do efluente gravitacional convencional.
À partir deste reservatório e do funcionamento dos outros dois equipamentos
descritos acima é que ocorre a entrada dos dejetos gravitacionais ao sistema a
vácuo EVAC. A abertura da válvula de descarga é comandada pela válvula ativadora
quando esta recebe um sinal de um sensor de nível, instalado junto ao Buffer, de
que está cheio. Os Buffers devem ser utilizados de acordo com as características da
instalação da válvula de interface: necessidade de elevação, vazão, espaço para
instalação, impossibilidade de quebra de piso, e etc.
A.3.6
Buffer EVAC
È um reservatório com capacidade volumétrica de 1,0 litro, destinado a receber
exclusivamente efluentes líquidos e em baixas vazões. É utilizado quando da
69
captação de pequenos volumes de dejetos e quando não é necessário se embutir no
piso. Conforme a figura A46.
Figura 46: Vistas do Bufer EVAC (Evac, 2002)
A.3.7
Buffer horizontal
Quando, em edifícios com vários andares necessita-se captar os efluentes advindos
de andares superiores, emprega-se usualmente um Buffer horizontal, instalado no
forro falso do andar por onde as instalações estiverem passando, podendo também
ser enterrado em edifícios térreos. Este Buffer é montado com tubos e conexões de
PVC, cujas medidas deverão seguir o projeto desenvolvido pela equipe equipe
técnica da EVAC.
Basicamente, a capacidade volumétrica deste Buffer será de 4 litros, quando
captando vazões de até 1,0 litro por segundo, e de 2 litros para vazões de até 0,5
litro por segundo. Conforme a figura A47.
Figura A 47: Buffer horizontal (Evac, 2002)
70
A.3.8
Buffer vertical
Indicado para utilização em “shafts”, este Buffer é montado utilizando-se tubos e
conexões de PVC, de maneira similar ao Buffer horizontal. Seu volume interno,
medido a 7 cm acima do tubo interno do sensor de nível deve estar próximo de 4
litros, para uma vazão de até 1,0 litro por segundo. Tipicamente, o fluxo neste tipo de
Buffer é vertical para baixo, pois são, via de regra, usados em edifícios de vários
andares, instalados em colunas técnicas. Conforme a figura A48.
Figura A 48 : Buffer vertical ( Evac, 2002)
A. 3.9
Buffer de piso
Este tipo de Buffer pode ser utilizado para captação de águas servidas (lavagem de
pisos, por exemplo) ou ainda como caixa receptadora de efluentes advindos de pias
e de lavatórios, chuveiros, e etc. , semelhante a uma caixa sifonada do sistema de
esgoto sanitário convencional. O Buffer de piso pode ser construído em alvenaria,
71
devidamente impermeabilizada, ou pode-se utilizar uma caixa sifonada em PVC,
adaptando-se para a utilização no sistema a vácuo EVAC.
A adaptação basicamente consiste na instalação do sensor de nível no interior da
caixa da instalação da tubulação de interligação ao sistema. Conforme a figura A49.
Figura A 49 : Buffer de piso (Evac, 2002)
Importante :
Até a chegada aos Buffers, práticas normais de esgotamento sanitário gravitacional
devem ser seguidas, devendo-se atender às normas e recomendações das
autoridades locais para coleta de esgoto sanitário. Deve-se evitar a entrada de
gorduras, óleos e objetos sólidos estranhos a sistemas de esgotamento sanitário ao
sistema a vácuo EVAC, uma vez que o destino final do efluente é o sistema público
d esgoto sanitário. Assim, deve-se instalar caixas separadoras de gordura/sólidos
antes da chegada de efluentes que possam conter gorduras/sólidos aos Buffers.
Fazendo-se a interligação de todos estes elementos com a utilização de mangueiras,
tem-se uma válvula de interface. Conforme a figura A50.
72
Figura A 50 : Esquema da interligação de uma válvula de interface (Evac, 2002)
A.3.10
Princípio geral de funcionamento
A descarga de dejetos para o interior do sistema de tubulações se dá pela abertura
da válvula de descarga, quando um volume pré-determinado de efluentes se
acumula no Buffer.
Ocorrendo a detecção de dejetos no Buffer, o módulo ativador da válvula de
interface irá comandar a abertura da válvula de descarga por alguns segundos,
fazendo com que esta válvula promova a passagem dos dejetos armazenados no
Buffer para o interior da tubulação.
Ao término deste intervalo de tempo, ocorrerá o fechamento da válvula de descarga,
cessando a entrada dos dejetos ao sistema EVAC.
73
Como o vácuo utilizado na operação das válvulas é obtido através da interligação do
módulo ativador a um ponto da tubulação sob vácuo do sistema através de uma
mangueira, esta deverá conter uma mini válvula de retenção, capaz de evitar o
refluxo de líquidos da tubulação para o módulo ativador, o que poderia ocasionar
sua inoperância.
A.3.11
Instalação
As características de instalação dos componentes de uma vávula de interface
(módulo ativador, válvula de descarga e Buffer), como posicionamento, necessidade
de elevação do efluente, entre outras, são variáveis de acordo com a utilização do
sistema a vácuo EVAC. Assim, para cada aplicação, deverão ser respeitados limites
e regras conforme padrão técnico da EVAC.
74
A.3.11.1
Instalações típicas
Independentemente do tipo de Buffer e da válvula de descarga utilizados, as
válvulas de interface podem admitir algumas configurações básicas, como mostram
as figuras A51, A52, A53 e A54.
Figura A 51 : Esgotamento de efluentes sem a necessidade de elevação (Evac, 2002)
Figura A 52 : Arranjo com elevação - válvula de descarga no topo da elevação (Evac, 2002)
75
Figura A 53 : Arranjo com elevação – válvula de descarga à 3/4 da elevação (Evac, 2002)
Figura A 54 : Arranjo com elevação descarga à 1/3 da elevação, retenção de topo (Evac, 2002)
Os Buffers devem ter uma tomada de ar para seu funcionamento adequado. Caso as
normas de instalação de esgotamento gravitacional exijam, uma rede de ventilação
deve ser construída. Esta tomada de ar deve se prolongar, cerca de 15 cm, acima do
ponto mais alto de geração de efluente, que são via de regra, lavatórios ou pias. No
76
caso dos Buffers de piso não é necessário o uso da tomada de ar, a não ser em
caso de uso de tampa cega.
A.3.12
Possibilidades construtivas
Uma válvula de interface pode coletar o efluente de vários aparelhos gravitacionais.
Para tal, procede-se a construção de uma rede gravitacional, seguindo-se as normas
vigentes, até a chegada ao Buffer.
As figuras A55, A56, A57 e A58, trazem alguns esquemas de instalação de válvulas
de interface para a coleta de dejetos líquidos advindos de todo tipo de aparelhos
hidráulicos (lavatórios, chuveiros, drenagem de piso) e de refrigeração (coletando o
condensado de balcões refrigerados, câmaras frigoríficas, entre outros).
Figura A 55: Instalação típica de válvula de interface (Evac, 2002)
77
Rede gravitacional convencional até o Buffer deve conter dispositivos requeridos por
norma neste tipo de instalação, como caixas sifonadas, separadoras de sólidos e de
gorduras, ventilação e etc.
Figura A 56 : Instalação típica para coleta de um balcão refrigerado (Evac, 2004)
Figura A 57 : Instalação para coleta de um lavatório (Evac, 2002)
78
Mais de um aparelho pode ser coletado pela mesma válvula de interface
Figura A 58 : Elevação dupla (Evac, 2004)
Exemplo de aplicação : instalações com balcões refrigerados – pequena vazão de
condensado;
pequeno
número
de
aparelhos
como
lavatórios
de
baixa
simultaneidade com necessidade de dupla elevação.
A.3.13
Restrições de funcionamento
Algumas regras de posicionamento e localização da válvula de interface, tanto em
relação ao Buffer utilizado, quanto em relação ao sistema de tubulações deverão ser
respeitadas.
Tomando-se o conjunto de dispositivos que forma uma válvula de interface, os
principais cuidados a serem tomados estão abaixo enumerados:
79
1º) a instalação da válvula de descarga deve ser de tal forma que seu corpo e
conexão de saída estejam perfeitamente alinhados com a tubulação de coleta e
transporte de esgoto a vácuo e com a saída do Buffer. Caso esse item não seja
atendido, o funcionamento da válvula de interface poderá ser comprometido,
ocasionando a ruptura do corpo da válvula ou de sua conexão;
2º) a instalação da mini válvula de retenção é de extrema importância para o perfeito
e contínuo funcionamento da válvula de interface, uma vez que evita a passagem de
dejetos líquidos captados pelo sistema de tubulações para o interior do módulo
ativador;
3º) a utilização de mangueiras de material diferente dos citados anteriormente
(EPDM ou neoprene), pode acarretar a perda da eficiência da válvula de interface e
do sistema como um todo, através da possibilidade da entrada de ar ao sistema e a
consequente perda de vácuo:
4º) Elevação superior a 5 metros dos efluentes coletados deve ser comunicada à
equipe técnica da EVAC, para análise de viabilidade;
5º) a mangueira de borracha do sensor de nível não deve formar sifões (formando
um “S” : subindo, descendo e subindo de novo).
6º) as válvulas ativadoras devem sempre ser colocadas acima das válvulas de
descarga e com a seta na face que contém o botão de acionamento manual virada
para cima
80
7º) em válvulas sem elevação, a válvula ativadora deve ser colocada acima da altura
do aparelho de contribuição mais baixo.
8º) em toda a instalação de válvula de interface, a válvula ativadora, a válvula de
descarga e a tomada do sensor de nível do buffer devem ter acesso livre para
manutenção.
9º) os Buffers, com exceção aos do tipo de piso (desde que não usando tampa
cega), devem ter uma tomada de ventilação, que deve subir até acima do ponto mais
alto de geração de efluente (cerca de 15cm), tipicamente pias e lavatórios.
10º) até a chegada ao Buffer, práticas convencionais de esgotamento sanitário
devem ser adotadas, como o uso de sifões, caixas sifonadas, ventilação, caixas
separadoras de sólidos e de gorduras, e etc., de forma a tender aos requerimentos e
exigências das autoridades e normas locais ao empreendimento onde se instala o
sistema EVAC.
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ANEXO B
B.1
Empreendimentos que utilizam o sistema de Esgoto a Vácuo
Edifício Sede da BM&F SP/SP
185 Vasos EVAC e 55 Válvulas de Interface EVAC
Coleta de 100% dos efluentes
População: 2.700 pessoas
Ano de 1.998
Fábrica da Natura Cosméticos SP/SP
270 Vasos EVAC e 150 Válvulas de Interface EVAC
Coleta de 100% dos efluentes
População: 3.700 pessoas
Ano de 1.999
Petrobrás Petróleo Brasileiro RJ/RJ
65 Vasos EVAC
(23º, 24º Andar) Presidência /Diretoria.
Ano de 2.001
Pão de Açúcar / Sé Supermercados SP/SP
15 Vasos EVAC e 30 Válvulas de Interface EVAC
Coleta de 100% dos efluentes
8 Lojas no Total sendo (4 Lojas no Ano de 2.000 ) e (4 Lojas no Ano de 2.001)
População Total : 1.700 pessoas
82
Shopping Frei Caneca SP/SP
220 Vasos EVAC e 8 Válvulas de Interface EVAC
Coleta de 100% dos Vasos Sanitários
População: 3.700 pessoas
Ano de 2.001
Sonda Supermercados SP/SP (Shopping Frei Caneca)
12 Vasos EVAC
Ano de 2.001
Mac Donald’s Lanchonete SP/SP
2 Vasos EVAC
Coleta de 100% dos Vasos Sanitários
População: 300 pesssoas
Ano de 2002
INFRAERO Empresa Brasileira de Infra-estrutura Aeroportuária
Aeroporto Santos Dumont RJ / RJ
21 Vasos EVAC no Salão de Embarque
População: 13.000 pessoas
Ano de 2.001
83
INFRAERO Empresa Brasileira de Infra-estrutura Aeroportuária
Aeroporto Internacional de Guararapes – Recife PE
251 Vasos EVAC
01 Sistema EVAC de Coleta de esgoto para aeronaves
Ano de 2.001
Hipermercados Rede Davó - Mogi das Cruzes SP
Coleta de 100% dos efluentes
40 Vasos EVAC
35 Válvulas de Interface EVAC
População: 2.500 pessoas
Ano de 2.001
Petrobrás
Refinaria de Paulínia - Novo Centro de Treinamento
08 Vasos EVAC
03 Mictórios EVAC a Vácuo
Ano de 2.001
Rodoviária Novo Rio – Rio de Janeiro
62 Vasos EVAC
5 Válvulas de Interface EVAC
Ano de 2.002
84
Prefeitura Municipal de Ribeirão Preto – Parque Ecológico CURUPIRA
10 Vasos EVAC
Ano de 2.002
Industrias SKF do Brasil – São Paulo
06 Vasos EVAC
03 Mictórios Evac
Ano de 2.002
Supermercados Carrefour – São Paulo /SP 4 Lojas
10 válvulas de Interface EVAC
Loja Center Norte – Rebouças – Jundiaí- BH
Ano de 2.002
Hollyday Inn Convention Center e Hotel Jaraguá
72 vasos Evac
Ano de 2.002
Clínica Unimagem Belo Horizonte
05 vasos EVAC
Ano de 2.003
SESC e SENAC – Sede Nacional no Rio de Janeiro Complexo com 11 Edifícios
230 Vasos EVAC
100% da coleta a vácuo / Em execução 2003
85
Vivo Celular – Presidência
01 Toalete a vácuo Evac
Ano de 2.003