UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI
CLÁUDIA SORIA
PARÂMETROS PARA GESTÃO DE EFLUENTE
E DRENAGEM EM INDÚSTRIA
SÃO PAULO
2009
2
CLÁUDIA SORIA
PARÂMETROS PARA GESTÃO DE EFLUENTE
E DRENAGEM EM INDÚSTRIA
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como exigência parcial
para a obtenção do título de Graduação
do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Anhembi Morumbi
Orientador: Profª Drª Adir Janete Godoy dos Santos
SÃO PAULO
2009
3
CLÁUDIA SORIA
PARÂMETROS PARA GESTÃO DE EFLUENTE
E DRENAGEM EM INDÚSTRIA
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado como exigência parcial
para a obtenção do título de Graduação
do Curso de Engenharia Civil da
Universidade Anhembi Morumbi
Trabalho____________ em: ____ de_______________de 2009.
______________________________________________
Nome do Orientador
______________________________________________
Nome do professor da banca
Comentários:_________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
4
Dedico este trabalho aos meus pais, Oscar e
Eunice, a minha irmã Fernanda, pelo apoio incondicional em todos os momentos da
minha vida, ao Elias que não verá o fim desta minha etapa mais sempre será minha
referência intelectual mais presente e onde estiver sei que estará orgulhoso, ao
Carlos Reis pela paciência no dia a dia, ao Julio Freitas, prof.o Maurício Cabral e a
prof.a Adir.
5
AGRADECIMENTOS
Agradeço à Universidade Anhembi Morumbi.
6
RESUMO
Pela descrição dos métodos utilizados para um projeto de drenagem industrial, este
trabalho descreveu a responsabilidade de uma indústria com a sua geração de
efluentes e com os impactos que uma ampliação de sua área de trabalho pode
gerar. Esta preocupação se dá tanto a necessidade do cumprimento das normas
regulamentadoras, em relação aos aspectos ambientais e de segurança, como para
a economia alcançada ao processo de Tratamento de Efluentes, garantidos uma boa
gestão dos diversos sistemas de fluidos e seus contaminantes gerados pela
indústria. Com sua ampliação, criando-se uma Nova Unidade, houve um
esgotamento da sua captação da vazão do sistema contaminado, caracterizado pela
eventual presença de hidrocarbonetos. Com cálculos hidrológicos e hidráulicos foi
possível determinar as vazões de projeto, sendo de 440m3 para um tempo de
concentração de 10 min, e um volume de 50m3 necessário para o dimensionamento
de um poço de captação. Determinou-se também as capacidades de suas três
bombas com capacidade de 220m3/h, atendendo as chuvas médias da região de
Cubatão e garantindo segurança na ocorrência de chuva de 20 anos.
Palavras Chave: Sistema de Drenagem Contaminado/ Oleoso/ Pluvial, Efluentes
Industriais, Hidrocarbonetos
7
ABSTRACT
By enumerating the methods used in an industrial draining project, this work
describes the factory responsibility on the effluents generation and the impacts that
can be caused by an expansion on its working area. This concern comes from both,
the need to comply to regulatory rules, relating to environmental and safety aspects,
and the economy achieved by the effluents treatment process, granting a better
handling of the multiple fluid systems and the contaminants generated by the factory.
Due to the expansion and the creation of a new unit, the rate of flow of the
contaminated system reached its cap, demonstrated by the casual presence of
hydrocarbon. Hydrological and hydraulic calculations enabled the determination of
the rate of flow for the project: 440 cubic meters for a ten minutes concentration time
and a volume of 50 cubic meters necessary to dimension a collection pit. The
capacity of its three pumps was also determined: 220 cubic meters per hour,
according to the average rainfall at the Cubatão region, granting safety in the event
of a 20 year rainfall.
Keywords: contaminated draining system / oily / pluvial / effluents / hydrocarbon /
factory
8
LISTA DE FIGURAS
Figura 5.1 – Trecho da Serra da SP Railway ............................................................ 22
Figura 5.2 – Antigas vias de acesso a cidade de São Paulo ..................................... 23
Figura 5.3 – Inauguração da Via Anchieta ................................................................ 23
Figura 5.4– Ar poluído em Cubatão - SP .................................................................. 26
Figura 5.5 – Comparação das características físicas de vários tipos de óleo ........... 32
Figura 5.6 – Restos da explosão ............................................................................... 34
Figura 6.1 – Infra-estruturas existentes ..................................................................... 42
Figura 6.2 – Sinalização dos sistemas de drenagem ................................................ 44
Figura 6.3 – Sinalização dos sistemas de drenagem, bombas ................................. 45
Figura 6.4 – Unidade de Coque ................................................................................ 46
Figura 6.5 – Área de captação contida e não controlada .......................................... 47
Figura 6.6 – Área de captação segregada e controlada ............................................ 48
Figura 6.7 – Indicação dos pontos de cálculo ........................................................... 65
Figura 6.8 – Curva de recalque da bomba ................................................................ 73
Figura 6.9 Operação do sistema contaminado durante a chuva ............................... 74
Figura 6.10 Operação do sistema contaminado após a chuva ................................. 74
Figura 7.1 – Dimensionamento hidráulico ................................................................. 78
9
LISTA DE TABELAS
Tabela 5.1 – Composição típica do gás natural
36
Tabela 6.1 – Cálculo da vazão para TR = 20 anos
69
Tabela 6.2 – Cálculo da vazão para TR = 2 anos
70
Tabela 6.3 – Valores de volumes
70
Tabela 7.1 Drenagem Pluvial – Área da Nova Unidade
75
Tabela 7.2 Drenagem Pluvial – Área de Carregamento de Caminhões
76
Tabela 7.3 Drenagem Contaminada – Área da Nova Unidade
77
Tabela 7.4 Dimensionamento da Tubulação de Drenagem Pluvial – Área da Nova
Unidade
79
Tabela 7.5 Dimensionamento de Canaleta de Drenagem Pluvial – Área de
Carregamento de Caminhões
80
Tabela 7.6 Dimensionamento da Tubulação e Canaleta de Drenagem Contaminada
– Área da Nova Unidade
81
10
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
BLx
boca de lobo
C3h3
propano
C4h10
butano
CANx
canaleta
CETESB
Companhia Ambiental do Estado de São Paulo
CH4
metano
COMGAS
Companhia de Gás e São Paulo
CONAMA
Conselho Nacional do Meio Ambiente
CPx
caixa de passagem
Cx
caixa
DAEE
Departamento de Água e Energia Elétrica
DBO
demanda bioquímica de oxigênio
DQO
demanda química de oxigênio
ETDI
Estação de Tratamento de Despejos Industriais
ETE
Estação de Tratamento de Esgoto
FCTH
Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica
FISPQ
Ficha de Informações de Segurança de produtos Químicos
Flash Point
ponto de ignição
GLP
gás liquefeito de petróleo
LTV
Theshold Limit Values - Limite de Tolerância
N
norte
n° CAS
registro único no banco de dados do Chemical Abstracts Service
N-amoniacal
nitrogênio amoniacal
NE
nordeste
N-nitrato
nitrogênio nitrato
N-nitrito
nitrogênio nitrito
NO
noroeste
N-orgânico
nitrogênio orgânico
N-total
nitrogênio total
O
oeste
OD
oxigênio dissolvido
11
off-site
instalações fora do limite de bateria da indústria
on-site
instalações dentro do limite de baterias da indústria
ONU
Organização das Nações Unidas
PIB
Produto Interno Bruto
PIGs
pipeline inspection gauge – dispositivo de inspeção de dutos
PVx
poço de visita
RFFSA
Rede Ferroviária Federal S.A.
RPBC
Refinaria Presidente Bernardes
S
sul
SE
sudeste
SO
sudoeste
SO2
dióxido de enxofre
TQx
tanque
W14
sistema contaminado
W4
sistema oleoso
W5
sistema pluvial limpo
Y/D%
percentual de uso do tubo
12
LISTA DE SÍMBOLOS
%
percentagem
∆h
borda seca mínima em canais
A
área
c
coeficiente de escoamento superficial
cm
centímetro
h
altura da lâmina d´água
ha
hectare
i
declividade
I
intensidade de pluviométrica
kg/kmol
quilograma por quilo mol
km²
quilômetro quadrado
L
comprimento
l/s
litro pro segundo
ln
logarítimo natural
m
metro
m/m
metro por metro
m/s
metro por segundo
m²
metro quadrado
m³
metro cúbico
m³/d
metro cúbico por dia
m³/h
metro cúbico por hora
m³/s
metro cúbico por segundo
min
minuto
mm
milímetro
mm/ano
milímetros por ano
mm/min
milímetro por minuto
n
coeficiente de rugosidade de Manning
Ø
diâmetro
ºC
graus Celsius
ph
potencial hidrogeniônico
Q
vazão
13
RH
raio hidráulico
S
área de seção molhada
t
tempo
tc
tempo de concentração
tf
tonelada força
TR
período de retorno
v
velocidade
V
volume
vc
viscosidade
14
SUMÁRIO
p.
1.
INTRODUÇÃO ................................................................................................... 16
2.
OBJETIVOS ....................................................................................................... 18
2.1
Objetivo Geral ........................................................................................................... 18
2.2
Objetivo Específico ................................................................................................. 18
3.
MÉTODO DE TRABALHO ................................................................................ 19
4
JUSTIFICATIVA ................................................................................................ 20
5
IMPORTÂNCIA PARA GESTÃO DE EFLUENTES .......................................... 21
5.1
Parque Industrial de Cubatão............................................................................... 21
5.1.1 Históricos Ambientais na região de Cubatão .................................................... 24
5.1.2 Recuperação de áreas em Cubatão ................................................................... 27
5.2
Utilização da água em Indústrias ........................................................................ 29
5.3
Efluentes .................................................................................................................... 30
5.3.1 Físico e Químico .................................................................................................... 30
5.3.2 Riscos e Acidentes ................................................................................................ 32
5.4
Licença Ambiental ................................................................................................... 36
5.5
Memória de Cálculo ................................................................................................ 38
5.5.1 Estudos Hidrológicos............................................................................................. 38
5.5.2 Estudos Hidráulicos ............................................................................................... 40
6
ESTUDO DE CASO ........................................................................................... 42
6.1
Tipos de Instalações Terrestres .......................................................................... 43
6.2
Drenagem na Área de Estudo .............................................................................. 43
6.2.1 Determinação das áreas....................................................................................... 46
15
6.3
Contribuição, Coleta e Escoamento ................................................................... 48
6.4
Classificação dos Sistemas .................................................................................. 49
6.4.1 Sistema Pluvial Limpo (W5) ................................................................................. 49
6.4.2 Sistema Contaminado (W14) ............................................................................... 50
6.4.3 Sistema Oleoso (W4) ............................................................................................ 51
6.4.4 Cálculos Hidrológicos ............................................................................................ 52
6.5
Dimensionamento do poço ................................................................................... 69
7
ANÁLISE DOS RESULTADOS ......................................................................... 75
8
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ............................................................ 82
REFERÊNCIAS......................................................................................................... 84
16
1. INTRODUÇÃO
Para a realização deste estudo de caso, o nome da indústria será preservado por
motivos sigilosos das informações previstas em contrato, e será usado o nome
fictício de “Óleo & Gás”. Por se tratar de uma ampliação da unidade existente esta
ampliação receberá a simples denominação de “Nova Unidade”.
Na história mundial ocorreram muitos acidentes industriais, provocando a morte de
milhares de vítimas, causando diversos prejuízos ambientais e afetando a imagem
das indústrias e das autoridades púbicas perante o olhar mundial.
Nos anos 60, as indústrias químicas e petroquímicas começaram a se desenvolver
ocasionando mudanças, como alterações nas condições de temperatura e pressão,
tornando-as mais críticas e, por conseqüência, com uma maior capacidade de
armazenagem de energia utilizada nos processos, representando, portanto, um
perigo
maior.
Paralelamente,
suas
instalações
começaram
a
crescer
vertiginosamente em seu tamanho, passando a operar com fluxo contínuo e
aumentando o número de interligações com outros layouts, tornando o processo
mais eficiente e mais complexo.
Apesar da tragédia, estes eventos foram fundamentais para despertar as
autoridades governamentais e a sociedade como um todo. Por exemplo, em 1974
um reator de produção explodiu, em Flixborough – Inglaterra. Este evento tornou-se
um marco na questão de avaliação de riscos e prevenção de perdas na indústria
química. Outros acidentes de grande impacto, entre eles San Carlos (Espanha,
1978), Bophal (Índia, 1984), Chernobyl (Ucrânia, 1986), de trágicas se tornaram de
grande importância para reforçar a necessidade de desenvolvimento na avaliação de
riscos, bem como o estabelecimento de diretrizes, regulamentos e legislações sobre
o tema para evitar estas tristes ocorrências (CETESB, 2009).
No Estado de São Paulo, esta preocupação ganhou ênfase em 1984, quando um
duto de gasolina da Petrobras rompeu causando um incêndio no município de
Cubatão que matou oficialmente 93 pessoas.
17
Este contexto social levou outras preocupações para a comunidade e as autoridades
públicas como a questão ambiental, representada principalmente pelas emissões de
poluentes no ar e nos corpos de água. Como conseqüência, as indústrias foram
obrigadas a examinar os efeitos de seus processos. Foi indispensável à criação de
normas que disciplinaram o uso de recursos naturais pelas indústrias (CETESB,
2009).
A Óleo & Gás está situada no município de Cubatão, fazendo parte do Complexo
Industrial e, como a maiorias das indústrias lá existentes, foi instalada em uma
época com poucos regulamentos ambientais, adequando-se posteriormente.
Para se enquadrar nos requisitos estabelecidos por órgãos competentes, a Óleo &
Gás possui sistemas de drenagem classificados para cada tipo de efluente gerado
no seu processo, visando impedir o lançamento de águas contaminadas/oleosas no
corpo receptor. Os efluentes coletados passam por diversos processos de
tratamento dentro da unidade da indústria. Porém, para não sobrecarregar a
Estação de Tratamento de Efluentes com efluentes livres de contaminações ou de
necessidades de tratamento não compatíveis, o sistema é separado em:
- Sistema Oleoso (W4)
- Sistema Pluvial Limpo (W5)
- e Sistema Contaminado (W14)
Cada Sistema é projetado e executado levando em consideração as características
químicas e físicas do efluente drenado, para uma melhor eficiência de escoamento,
sobrecargas e segurança.
18
2. OBJETIVOS
Este trabalho de conclusão de curso (TCC) discutiu a necessidade de gestão
ambiental de efluentes líquidos e fluidos de drenagem com composição mista de
aquosos e oleosos em instalações Industriais.
2.1 Objetivo Geral
Descrever as metodologias aplicáveis a drenagem de efluentes mistos do tipo
aquoso, oleoso e contaminado de instalações Industriais.
2.2 Objetivo Específico
Avaliar a metodologia de drenagem empregada em indústria situada na cidade de
Cubatão, para efluentes aquosos e contaminados (composto aquoso contaminado
pela eventual presença de hidrocarbonetos e outras características).
A metodologia de drenagem para a ampliação da Nova Área que foi calculada e
instalada compreende a avaliação de vazões dos sistemas existentes, captação e
escoamento até seu reservatório de espera para sua recuperação, reuso e
lançamento para a rede receptora seguindo os limites vigentes.
19
3. MÉTODO DE TRABALHO
Para o desenvolvimento e montagem desse trabalho foi usada a seguinte
metodologia: avaliação dos critérios prescritos pelas normas regulamentadoras
nacionais e internacionais, pesquisa bibliográfica e leitura de livros e artigos
técnicos. Estudo do projeto executivo de drenagem pluvial, contaminada e oleosa da
Indústria em questão.
Visita técnica em instalações industriais e área industrial da cidade de Cubatão,
consultas e entrevistas com profissionais especialistas na área, os quais fizeram
parte do corpo técnico da execução de projeto e consultoria de infra estrutura.
Avaliar os conceitos e regulamentos no âmbito proposto, com aplicação em uma
indústria em fase operacional.
20
4 JUSTIFICATIVA
Na atividade industrial são gerados efluentes considerados impróprios para o seu
lançamento direto na rede de esgoto ou em águas superficiais.
No Art. 1o a Resolução CONAMA n° 357 de 2005 do Conselho Nacional do Meio
Ambiente (CONAMA) “que dispõe sobre a classificação dos corpos de água e
diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as
condições e padrões de lançamento de efluentes”, regulamenta:
“Esta Resolução dispõe sobre a classificação e diretrizes ambientais para o
enquadramento dos corpos de água superficiais, bem como estabelece as
condições e padrões de lançamento de efluentes.” Tais efluentes líquidos
necessitam a segregação completa entre os sistemas oleoso/contaminado e o
sistema pluvial limpo.
A drenagem associada ao terreno de uma instalação industrial, com manejo de
condensado de gás natural apresenta especialmente hidrocarbonetos (petróleo e
gás), além de sulfetos, mercaptídeos e amônia*, entre outros contaminantes.
Na operacionalidade de uma instalação industrial é essencial a gestão ambiental dos
diversos tipos de efluentes e líquidos de drenagem. A gestão ambiental possui um
âmbito transdisciplinar, sendo um campo de atuação para o engenheiro civil.
Este TCC torna-se importante, pois avalia tópicos inerentes à área da engenharia
civil, que possuem significativa geração econômica e exigências ambientais
específicas, integrante da gestão ambiental em Indústrias.
*sulfetos, mercaptídeose amônia - encontrado em águas subterrâneas e ocorre freqüentemente em
águas residuárias, oriundo de despejos industriais e da decomposição de matéria orgânica
21
5 IMPORTÂNCIA PARA GESTÃO DE EFLUENTES
5.1 Parque Industrial de Cubatão
No parque industrial de Cubatão há 25 grandes indústrias e mais de 80 de porte
médio e pequeno, destacando-se a Refinaria Presidente Bernardes Cubatão (RPBC)
da Petrobras (petroquímico), Cosipa (siderúrgico), Bunge (fertilizantes), Fosfértil
(fertilizantes), Ripasa (papel), DowBrasil (químico), Carbocloro (químico), Copebrás
(químico), Cimento Rio Branco (cimento), Columbian (químico), Petrocoque
(químico), Estireno (químico) entre outras (NOVO MILÉNIO, 2009).
O marco inicial da industrialização de Cubatão é considerado a partir da instalação
da Curtidora Max, em 1895. Como na época, a região se dedicava à agricultura,
principalmente ao cultivo de banana, a curtidora que mais tarde seria conhecida
como Costa Muniz Indústria e Comércio se instalou em Cubatão em decorrência
desta exploração agrícola, utilizando o tanino extraído das bananeiras para curtição
de couro. Com supressão dos manguezais diminuiu a importância dos curtumes que
prossegui suas atividades até 1924, onde ocorreu a sua extinção completa. (A
TRIBUNA, 2009; FERREIRA, 1993).
Em 1950 o então deputado federal Antônio Feliciano decidiu instalar na baixada
santista a primeira refinaria de petróleo do País. Um fato curioso contribuiu para
essa escolha, Cubatão é cercada pelo paredão da Serra do Mar, que na época
consideravam um local de difícil acesso por aviões e navios em caso de guerra, um
local seguro para armazenar combustível. A preocupação era tanta que havia
projetos para construção de túneis em rocha onde os tanques de armazenamento
pudessem ficar protegidos, pois seria um alvo difícil em uma guerra (A TRIBUNA,
2009).
A instalação da Refinaria Presidente Bernardes (RPBC) da Petrobras no município
de Cubatão possibilitou que outras indústrias se instalassem na região. Elas foram
atraídas pelos subprodutos da RPBC iniciando-se assim o parque industrial de
Cubatão (FERREIRA, 1993).
22
Outros fatores são relevantes para a implantação do parque industrial. Um efeito é a
São Paulo Railway, estrada de ferro inglesa que liga Jundiaí, cidade do interior de
São Paulo, e Santos que em 16 de fevereiro de 1897 foi liberada para tráfego, onde
passou a ser denominada Estrada de Ferro Santos/Jundiaí. Em 1946 passou a fazer
parte da Rede Ferroviária Federal S.A. – RFFSA em 1957 (NOVO MILÉNIO, 2009).
A Figura 5.1 apresenta a São Paulo Railway, em foto da primeira metade do século
XX.
Figura 5.1 – Trecho da Serra da SP Railway
Fonte: MILÊNIO (2009), cartão postal do arcevo do prof.° e pesquisador santista
Francisco Caballa
Com o tempo, a Estrada de Ferro que ligava o litoral ao planalto como o Caminho do
Mar já se tornara obsoleto, pois não atendia mais às crescentes necessidades
viárias do Estado de São Paulo. Em 9 de julho de 1939 iniciou-se a construção da
Via Anchieta, estada de 67 quilômetros que ligaria o planalto ao Porto de Santos
(NOVO MILÉNIO, 2009). A Figura 5.2 apresenta a foto do Caminho do Mar (Estrada
Velha de Santos).
23
Figura 5.2 – Antigas vias de acesso a cidade de São Paulo
Fonte: Fonte: Departamento de Estradas e Rodagem de São Paulo (2003).
As indústrias químicas e petroquímicas optaram quase que exclusivamente pelo
modal rodoviário, tanto para recebimento de matérias-primas como para o
escoamento de sua produção, com destino ao planalto ou ao porto de Santos
(NOVO MILÉNIO, 2009; FERREIRA, 1993). A Figura 5.3 apresenta a inauguração
da Via Anchieta.
Figura 5.3 – Inauguração da Via Anchieta
Fonte: NOVO MILÊNIO (2009)
24
A circulação entre o planalto de Piratininga e litoral tendo Cubatão como passagem
obrigatória foi um dos principais pressupostos para a decisão de instalar ali um
centro processador de matérias-primas (NOVO MILÉNIO, 2009).
5.1.1 Históricos Ambientais na região de Cubatão
Cubatão é um município da região metropolitana de São Paulo que tem uma
localização estratégica e uma abundante disponibilidade de recursos hídricos e
energéticos. Possui uma área de 142,30 km2 de extensão sendo cerca de 50% deste
território constituído de serras, 18% de mangues aterrados e planícies aluviais de
piemonte e 24% de manguezais propriamente ditos. Abrange uma planície
sedimentar, quase ao nível do mar onde aproximadamente 60% desta planície e
24% dos manguezais estão ocupados pelo complexo industrial. Todas essas
interferências atuam no funcionamento natural do meio ambiente uma vez que todos
os elementos influenciam-se mutuamente (FERREIRA, 1993).
O clima é tropical quente e úmido, com temperatura média de 23° C e umidade
variável entre 70 e 90% (FERREIRA, 1993).
Os corpos de água e o comportamento dos mangues têm influência direta com a
Serra do Mar. A região apresenta um regime pluviométrico torrencial, com
precipitação da ordem de 3.500 mm/ano, os dias de chuva chegam a 270 por ano
(MILARÉ e MAGRI, 1992).
Os mangues têm a função de reter os sedimentos que provem da serra somado à
água, funcionam como filtros que impedem que grande quantidade de finos se
deposite ao fundo dos rios e canais, evitando o seu assoreamento que provoca a
diminuição da vazão das águas que buscam o mar. Como os rios, mangues e canais
estão instalados na planície que tem uma declividade quase nula, esta significativa
diminuição da vazão dos rios e canais pode causar inundações (FERREIRA, 1993;
MILARÉ e MAGRI, 1992).
25
O município de Cubatão é encapsulado entre paredões da Serra do Mar a Norte,
Noroeste (NO) e Nordeste (NE) e divide-se em duas sub-bacias, quase
independentes entre si. Em uma delas está instalada a Refinaria Presidente
Bernardes – Cubatão (RPBC) da Petrobras além de outras indústrias de pequeno
porte. É cercada pela serra a Norte (N), Leste (L) e Oeste (O) e pouco aberta pelo
Sul. A segunda bacia contém indústrias de fertilizantes, pela Cosipa e a já extinta
Vila Parisi. Nesse cenário as massas de ar se mobilizam num permanente mormaço
(FERREIRA, 1993; MILARÉ e MAGRI, 1992).
Devido a sua topografia acidentada, em condições de instabilidade atmosférica
(inversão térmica ou calmaria) transforma o município de Cubatão em verdadeiras
caixas fechadas, um caldeirão climático que desfavorece a dispersão dos poluentes.
O regime dos ventos da região é predominante a Sudoeste (SO), Sul (S) e Sudeste
(SE), deslocando das bacias para os paredões, ou seja, leva os poluentes gerados
nas indústrias (que se instalam nas bacias) para a Serra do Mar causando prejuízos
irreparáveis a vegetação (FERREIRA, 1993; MILARÉ e MAGRI, 1992).
Ao longo de milhões de anos a Mata Atlântica formou um sistema de interação
recíproca. O sistema radicular da vegetação local atua como um freio a erosão
hídrica com o travamento do solo. Este efeito pode aumentar em até quatro vezes a
resistência ao cisalhamento e ao escorregamento do solo (MILARÉ e MAGRI, 1992).
Assim, nesse ambiente, a tecnoburocracia brasileira insistiu em remar contra a maré
decidindo instalar um Complexo Industrial deste porte em Cubatão, as custa de
grandes investimentos e muitas tragédias que estariam por vir, segundo Léa
Goldenstein, 1977 “a industrialização da região não se deu em função de condições
locais favoráveis, mas apesar das condições locais desfavoráveis” (FERREIRA,
1993).
Em 1970 começava o chamado “Milagre Brasileiro” buscando um grande
desenvolvimento econômico. A outra face da moeda era sentida por Cubatão cujo
silêncio, que até aqui cercou a questão ambiental, se rompeu e foi ouvida pelo
mundo quando tragédias como diversos caso anencefalia e o incêndio na Vila Socó
(NOVO MILÊNIO, 2003).
26
Segundo da CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo) o Complexo
Industrial estava emitindo cerca de 30 mil toneladas/mês de material poluente
apenas no ar e por volta de um milhão e meio de toneladas/ano de partículas
sólidas. Havia 75 tipos de poluentes principais que eram emitidos pelas fábricas,
inclusive aos finais de semana (NOVO MILÊNIO, 2003). Estes poluentes tendem a
se combinar, dependendo com as condições climáticas, podendo formar substâncias
químicas (NOVO MILÊNIO, 2003). A Figura 5.4 mostra o cenário de Cubatão na
década de 80.
Figura 5.4– Ar poluído em Cubatão - SP
Fonte: LETRASDESPIDAS (2009).
A qualidade de vida dos trabalhadores e dos moradores não fazia parte das
preocupações das elites dirigentes responsáveis pelo desenvolvimento do País. Por
outro lado as promessas de expansão do setor produtivo que viria com mais obras
no complexo e infra-estrutura para a cidade atenderia a necessidade de emprego.
Essa abundância de empregos gerados dentro das indústrias ou em trono conseguiu
desviar a atenção de todos sobre a questão ambiental, mesmo quando esta ficou
evidenciada. O silêncio viria dos próprios moradores que temiam perder seus
empregos (FERREIRA, 1993).
Toda a área era coberta por uma atmosfera sufocante, caracterizada por uma névoa
colorida formada pelos efluentes despejados das chaminés das indústrias. Havia um
27
sentimento de perplexidade por parte dos moradores, principalmente do, já extinto,
bairro de Vila Parisi, onde habitavam 12 mil pessoas, em plena área de aglomeração
industrial. Começavam a surgir muitos casos de crianças com malformações
congênitas, trabalhadores com deformados causados por produtos de seu trabalho,
o cotidiano nas indústrias não ofereciam as mínimas condições de segurança, levas
de asmáticos, leucopênicos, neuróticos, e também mortos (FERREIRA, 1993).
A imprensa, em conjunto com associações locais, Prefeitura de Cubatão e a
comunidade, teve papel fundamental para essas denúncias através da divulgação
da emergência de Cubatão de maneira sensacionalista. Manchetes como “Fábrica
de Monstros em Cubatão” serviram para que o grito das vítimas do “Vale da Morte”
pudesse ecoar para o mundo. Começa assim, uma longa fase de denúncias ligadas
à poluição gerada pelo Complexo Industrial (FERREIRA, 1993).
O golpe de misericórdia acontece em 24 de fevereiro de 1984 com a explosão de um
oleoduto da Petrobras que passava pela favela da Vila Socó, que foi destruída pelas
chamas matando centenas de pessoas, embora as autoridades e imprensa não
tiverem confirmado pelo menos 508 pessoas devem ter sido motas pelo incêndio,
dentre elas 450 crianças, A temperatura, em alguns pontos, ultrapassou a mil graus,
muitos foram os desaparecidos, muitos foram na verdade reduzidos a cinzas
(FERREIRA, 1993; NOVO MILÊNIO, 2003).
Diante dos fatos, Cubatão se mostrou um local inadequado para a instalação de um
complexo industrial
5.1.2 Recuperação de áreas em Cubatão
Para a promoção do desenvolvimento sustentável, que é o desenvolvimento capaz
de suprir as necessidades da geração atual, sem comprometer a capacidade de
atender as necessidades das futuras gerações, no parque industrial de Cubatão
houve uma emergência da necessidade de políticas públicas. Em 1983, por decisão
do então governador do Estado de São Paulo André Franco Montoro, iniciou-se o
Programa de Controle de Poluição de Cubatão. Implementado pela CETESB –
Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental teve como diretrizes básicas
28
controlar as fontes de poluição do ar, água e solo, desenvolver estudos, pesquisas e
atividades que obtenha um quadro mais preciso da problemática ambiental. Este
programa foi dividido em diversas etapas de execução, sendo a primeira encerrada
em dezembro de 1989 onde houve a redução de 89% das 320 fontes de poluição
(CIESP, 2009; PASCHOAL, 1997).
Desde o início do programa houve significativas reduções nas emissões
atmosféricas, efluentes líquidos e sólidos. Um exemplo deste avanço é a diminuição
de 98,98% de materiais particulados, 95,79 de hidrocarbonetos, 72,17% de óxidos
de enxofre, 99,43% de amônia, 8,96% de óxidos de nitrogênio, e, 99,11% fluoretos
para emissões atmosféricas. Nos corpos de água houve uma redução de 28,3% na
sua captação, mesmo para um aumento de 12,8% no consumo, uma redução no
lançamento de efluentes das indústrias de 29,4%, aumento de 65,6% na utilização
de água de reuso e diminuição de 43,4% da produção de carga orgânica (CIESP,
2009).
A gestão de recursos sólidos também teve grandes melhorias com a redução de
17,6% na geração de resíduos, 89,6% no uso de aterro sanitário e incineração, que
em paralelo atua como ação positiva nas emissões atmosféricas, e aumento de
19,6% na reciclagem de resíduos (CIESP, 2009).
A ONU – Organização das Nações Unidas em 1992 concedeu ao município de
Cubatão o título de “Cidade-Símbolo da Ecologia e Exemplo Mundial de
Recuperação Ambiental”.
Em 1993 o Programa de Controle da Poluição executado pela CETESB foi o maior
responsável pelos resultados de melhorias ambientais vistos no município de
Cubatão. Apesar deste avanço ainda não há a sustentabilidade dos recursos
naturais, nem está garantida a qualidade de vida exigida pelo desenvolvimento
sustentável (FERREIRA, 2007).
Indicadores demonstram que a qualidade da água ainda está muito abaixo do
exigido para a proteção ambiental de Cubatão, especial nos Rios Mogi e
Piaçaguera. Ainda há condições precárias de saneamento básico, com atendimento
29
de 35% dos domicílios por rede geral de esgoto sanitário, sendo possível concluir
que 65% deste esgoto vêm tendo como destino final os corpos d’água da região.
Apesar deste fato o PIB (Produto Interno Bruto) no município teve aumento entre
1999 a 2004, além de ser cinco vezes superior ao PIB do Estado de São Paulo no
ano 2004. (FERREIRA, 2007).
As indústrias no começo do Programa pouco contribuíram para a melhoria da
qualidade ambiental, somente quando a CETESB aplicou inúmeras autuações
obrigou-as a se adequarem suas atividades à legislação vigente. Boa parte deste
avanço é mérito da comunidade do município em conjunto com a mídia,
pressionaram as indústrias para que adotasse uma conduta mais pró ativa
(FERREIRA, 2007).
5.2 Utilização da água em Indústrias
A Indústria demanda água para diversas aplicações como:
- Matéria-prima: a água é incorporada ao produto final, o grau de qualidade pode
variar significamente;
- Uso como fluído auxiliar: a água atua como preparação de suspensões e soluções
químicas, compostos intermediários, reagentes químicos, como veículo ou em
operações de lavagem;
- Uso para geração de energia: transformação de energia cinética, potencial ou
térmica acumulada na água em energia elétrica;
- Uso como fluido de aquecimento e/ou resfriamento: a água é utilizada para
aquecer (vapor) ou remover calor de operações que gerem altas temperaturas que
podem comprometer o desempenho do sistema ou danificar equipamentos;
- Transporte e assimilação de contaminantes: a água é utilizada em instalações
sanitárias, na lavagem de equipamentos e instalações ou para incorporação de
30
subprodutos sólidos, líquidos ou gasosos provenientes dos processos industriais.
(MIERZWA e HESPANHOL, 2005)
Este último item foi mais significativo para o estudo deste trabalho, lavagem em
áreas contidas de unidades de processo como bombas, áreas de descarregamento
de caminhões e lavagem de equipamentos são algumas contribuições que
necessitam de um bom projeto de drenagem classificando seu sistema pela
característica do efluente a ser drenado e o seu destino que pode ser Estações de
Tratamento de Efluentes, ou direto para o corpo receptor, para água pluvial limpa.
(MIERZWA e HESPANHOL, 2005)
Na execução de projetos de drenagem a segregação dos sistemas contaminado,
oleoso e pluvial das áreas de contribuição deve ser completa para impedir que sejam
lançados líquidos impróprios no corpo receptor e evitar que haja sobrecarga na
Estação de Tratamento de Efluentes com a efluência desnecessária de água pluvial
limpa.
5.3 Efluentes
Para um correto projeto de drenagem e tratamento, a caracterização dos efluentes é
de necessária importância. Na unidade deve dispor de dados suficientes para essa
caracterização como medir ou estimar as vazões mínima, média e máxima através
de vertedores, calhas ou outros dispositivos de medição. Analisar amostras em
laboratório todos os parâmetros dos poluentes incorporados, como teor de óleos e
graxas, e estudos de trabalhabilidade para prever taxas de remoção.
5.3.1 Físico e Químico
O Petróleo é um derivado de matéria orgânica. Restos de plantas e animais
sedimentam-se e com o tempo, depois de submetidos a transformações aeróbicas e
anaeróbicas por bactérias e sob forte pressão e temperaturas, transformam em um
líquido oleoso cuja cor varia segundo a origem. Devido às condições dessa
formação ser variável cada óleo formado apresentará características diferentes,
tendo os hidrocarbonetos como o principal componente (98% do total), entre
31
enxofre, nitrogênio e oxigênio. Devido a essa predominância no petróleo a sua
presença em efluentes são indicadores de poluição (CETESB, 2009).
Há classes que organizam os compostos de carbono, pois são muito numerosos e
apresentam estruturas e tamanhos diferentes, são ramificados ou não ramificados.
Os hidrocarbonetos é a classe mais simples dos compostos orgânicos, constituído
apenas de carbono e hidrogênio, e são divididos em quatro tipos que se diferenciam
pelo tipo de ligação carbono-carbono em suas moléculas: alcanos, alcenos, alcinos
e hidrocarbonetos aromáticos (BROWN; LEMAY; BURSTEN, 2005).
Os alcanos são bem conhecidos, pois são muito utilizados no dia a dia como
combustível para aquecimento e em alguns países para geração de eletricidade. O
metano (CH4) e o propano (C3H8) são os principais componentes do gás natural e do
gás engarrafado – GLP – Gás Liquefeito de Petróleo - respectivamente, ambos
utilizados para aquecimento doméstico em fogões a gás e aquecimento de água. O
butano (C4H10) é utilizado em isqueiros descartáveis e lanternas a gás de
acampamento. Os alcanos de 5 a 12 átomos de carbono por molécula são
encontrados na gasolina (BROWN; LEMAY; BURSTEN, 2005).
O que varia para cada tipo de produto refinado é o seu ponto de ebulição processo
realizado pelas refinarias através da destilação. Conforme o óleo é submetido a
temperaturas maiores, diferentes componentes atingem seu ponto de ebulição, o
que caracteriza a volatilidade do óleo, que se destila a uma dada temperatura
(CETESB, 2009).
A relação dos diversos comportamentos do óleo em relação à temperatura também
caracteriza o seu ponto de ignição ou “Flash Point”. Essa propriedade é de enorme
importância para a segurança durante o processo com esses produtos, pois é a
temperatura que seus vapores irão ignizar quando em contato de uma fonte de
ignição.
Óleos
leves
como
querosene
e
nafta
ignizam
mais
facilmente,
proporcionando um risco eminente a incêndios (CETESB, 2009).
Viscosidade e tensão superficial também são propriedades importantes do óleo. A
viscosidade é a sua resistência ao fluxo, informação utilizada no dimensionamento
32
de sistemas de drenagem contaminada e oleosa. Em temperaturas baixas o fluido
pode não escoar, resultado da formação de uma estrutura microcristalina. Está
diretamente relacionado à temperatura e quantidade de frações leves na mistura.
A força de atração entre as moléculas de um líquido caracteriza a tensão superficial,
que decresce com o aumento da temperatura e em óleos leves. Junto com a
viscosidade determina a taxa de espalhamento e espessura das machas de óleo
(CETESB, 2009).
Em geral os óleos são classificados como:
- não persistentes que tendem a dissipar rapidamente (gasolina, nafta, querosene e
óleos leves);
- persistentes demoram a dissipar (óleos crus). Essa persistência depende da
gravidade específica do produto, da sua densidade em relação à água pura.
Praticamente todos os óleos têm densidade menor que 1 (CETESB, 2009).
A solubilidade é a capacidade dos óleos de se dissolver em um solvente, que no
caso do sistema de drenagem é a água. Porém a solubilidade do óleo em água é
muito baixa. A Figura 5.5 mostra os tipos de óleo e suas características.
Figura 5.5 – Comparação das características físicas de vários tipos de óleo
Fonte: CETESB (2009).
5.3.2 Riscos e Acidentes
Os produtos gerados pelo refino do petróleo e os componentes utilizados para o
processo possuem grande potencial para causar incêndios, explosões ou riscos a
saúde do homem e organismos que habitam as proximidades da refinaria. E
importante para que os manipulam saibam as característica de cada componente e
33
que ações tomar em caso de acidentes ou exposição direta. A história nos mostra à
proporção que pode chegar um acidente e os inúmeros prejuízos que causam
principalmente a vida humana.
Um exemplo famoso ocorreu na Vila Socó (atual vila São José), no município de
Cubatão/SP onde a empresa responsável foi a RPBC da Petrobras. No dia
24/02/1984 por volta das 22:30hs os moradores perceberam um vazamento de
gasolina em um oleoduto da Petrobras, ocorrido por um inadequado alinhamento
que transferiu gasolina para um duto que se encontrava fechado, gerando
sobrepressão e ruptura. Pelo mangue se espalhou cerca de 700 mil litros de
gasolina e interessados pela possibilidade de venda deste combustível, muitos
moradores o coletaram e armazenaram em suas casas. O produto se espalhou pela
região alagada devido a maré e com uma ignição, após duas horas do início do
vazamento um incêndio se alastrou por toda área alagadiça (CETESB, 2009).
O número oficial é 93 mortes, porém fontes extra-oficiais demonstram que foram
mais de 500 mortes entre as quais aproximadamente 450 crianças, baseado no
número de alunos que não compareceram mais às aulas e sumiço de famílias
inteiras cujos corpos não foram reclamados (CETESB, 2009; NOVO MILÊNIO,
2009).
A Figura 5.6 mostra o mangue após o incêndio, o vazamento não foi percebido e a
gasolina bombeada misturou-se ao mangue.
34
Figura 5.6 – Restos da explosão
Foto: Nieis Andreas/AE - 25/2/1984
Fonte: NOVO MILÉNIO (2009).
Além de gasolina há diversos produtos como Asfalto, Enxofre, Gás Liquefeito de
Petróleo (GLP) e Gás Natural.
Asfalto
Características e Aplicações - Obtido após as frações leves (querosene, nafta) são
retiradas. Possui propriedade aglutinante, flexibilidade e alta resistência à ação de
ácidos, sais e álcalis. Utilizado na construção de revestimentos asfáltico de
pavimentação.
Riscos - Na sua manipulação o asfalto quente pode aderir à pele sendo difícil sua
remoção provocando queimaduras. Vapores provocam irritação ocular, respiratórios
e efeitos ao sistema nervoso central. Pode inflamar quando exposto a calor ou
fagulhas.
Prejuízos ao Meio Ambiente - Ar: Provoca cheiro característico. Água: Vazamento
pode causar mortalidade de organismos aquáticos e prejudicar animais selvagens.
Transmite qualidades indesejáveis, afetando seu uso. Solo: contamina o lençol
freático.
35
Precauções - Utilizar na manipulação proteção para os olhos e face. Em contato com
a pele lavar com água fria e óleos minerais para a sua remoção. No contato com os
olhos lavar em água corrente por 15 min (REFAB, 2009).
Enxofre
Características e Aplicações – Se apresenta sob forma de cristais ou pó e possui
uma coloração amarela. Utilizado em diversos ramos da indústria.
Riscos – Em pó forma uma mistura de fácil ignição podendo ser explosiva, apesar de
o enxofre sólido apresentar pequeno risco de incêndio. Quando queimado libera
SO2, que é tóxico e irritante para as mucosas e vias respiratórias. Quando líquido
libera gás sulfídrico devido às impurezas de hidrocarbonetos.
Prejuízos ao Meio Ambiente – Ar: resultante da queima seus gases são poluentes.
Água: causa poluição, pois em forma sólida é insolúvel.
Precauções - Manter em local ventilado. Em contato com os olhos lavar com água
corrente (REFAB, 2009).
GLP (Gás Liquefeito de Petróleo)
Características e Aplicações – É separado das frações mais leves do petróleo ou
mais pesada do gás natural. Por ser um produto inodoro, deve-se incorporar odor ao
produto para melhor identificar o seu vazamento. Devido à facilidade de transporte,
no estado líquido é armazenado em botijões, é muito utilizado como combustível,
principalmente como “gás de cozinha”.
Riscos – Altamente inflamável e explosivo. Causa asfixia simples.
Prejuízos ao Meio Ambiente – Ar: pode causar contaminações atmosféricas.
Precauções – Manter o local longe de fontes de calor e em caso de vazamento diluir
com neblina de água (REFAB, 2009).
36
Gás Natural
O gás natural é um combustível considerado “limpo”, em relação aos outros
combustíveis como o óleo, o carvão e a lenha ele permite uma redução da poluição
contribuindo para a proteção do meio ambiente e a melhoria da qualidade de vida
nos centros urbanos. Normalmente apresenta baixos teores de contaminantes como
o dióxido de carbono, nitrogênio e compostos de enxofre.
Sobre pressão atmosférica e temperatura ambiente permanece em estado gasoso. É
incolor e inodoro, e por ser mais leve que o ar, em caso de vazamento, dissipa-se
facilmente na atmosfera. Para melhor identificar esses vazamentos, o gás natural é
odorizado com enxofre.
Na Tabela 5.1 mostra a composição típica do gás natural, sendo os limites de
tolerância (LTV) uma referência no controle da saúde e não como divisões entre
concentrações perigosas e/ou seguras (COMGÁS, 2009).
Tabela 5.1 – Composição típica do gás natural
Fonte: Companhia de Gás de São Paulo - COMGÁS (2009).
5.4 Licença Ambiental
37
Foi realizado um estudo prévio de impacto ambiental (EIA) e relatório de impactos
ambientais (RIMA) para obter a Licença Ambiental composta pela Licença Prévia
(LI), concedida na fase de planejamento da obra, Licença de Instalação (LI), autoriza
a instalação da atividade a ser desenvolvida, e Licença de Operação (LO) autoriza
para funcionar ou iniciar a execução das atividades. Segundo a Licença de
Operação os efluentes líquidos gerados somente poderão ser lançados, direta ou
indiretamente, nas coleções de água, desde que obedeçam às condições
estabelecidas no Regulamento da Lei 997/76, aprovado pelo Decreto Estadual
8.468/76 e na Resolução CONAMA 357/05, incluindo as águas de lavagem e
limpeza de piso e equipamentos, bem como as drenagens de tanques e esferas ou
qualquer outro tipo de operação (CETESB, 2009).
Não há lançamento de águas pluviais e águas de refrigeração não contaminada nos
sistemas de tratamento de efluentes industriais e domésticos. As diversas redes de
drenagem de águas da entidade deverão ser segregadas e tratadas conforme suas
características específicas (CETESB, 2009).
As lagoas de armazenamento de água pluvial e/ou efluentes líquidos industriais
foram revestidas, visando à impermeabilização (CETESB, 2009).
Realizar automonitoramento mensal do efluente final da Estação de Tratamento de
Despejos Industriais (ETDI), para os parâmetros: amônia, cianeto, coliformes totais,
demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO),
fenol, pH, OD, sulfetos, resíduos sedimentáveis, chumbo, cobre, cromo total, ferro
solúvel, fosfato, N-amoniacal, N-nitrato, N-nitrito, N-orgânico, N-total, série de
sólidos, solventes aromáticos, solventes halogenados, sulfatos, surfactantes,
temperatura, vazão, zinco, e, ainda, benzo(a) pireno, benzo(a) fluoranteno, benzo(k)
fluoranteno, indeno (1,2,3-cd) pireno, dibenzo (a,h)antraceno, tolueno e vanádio
total, com apresentação de relatório trimestralmente. Caso durante um ano seja
confirmado que alguns desses parâmetros não se fazem presentes no efluente
tratado, eles poderão ser retirados do monitoramento (CETESB, 2009).
Realizar auto-monitoramento do efluente final das Estações de Tratamento de
Esgoto (ETEs), com freqüência semanal, para os parâmetros: coliformes totais,
38
DQO, DBO, sulfeto e materiais sedimentáveis, com apresentação de relatório
trimestralmente (CETESB, 2009).
5.5 Memória de Cálculo
Seguindo os dados descritos no item 6.2.146 foi possível realizar o cálculo das
vazões de contribuição para assim realizar o dimensionamento das redes dos
sistemas.
5.5.1 Estudos Hidrológicos
Os estudos hidrológicos têm como objetivo a coleta de dados climatológicos, bem
como sua tabulação a fim de subsidiar valores para o dimensionamento das obras
de drenagem pluvial. Para tanto foram empregados as metodologias e parâmetros
adiante definidos.
5.5.1.1 Estudos de Chuvas Intensas
Para o estudo das chuvas intensas foi utilizada a equação Eq. (1) desenvolvida para
a cidade de Cubatão e região, desenvolvida pelo DAEE-FCTH (Martinez e Magni):
Estação Piaçaguera – E3-038R
Coordenadas geográficas: Lat. 23°52’S; Long. 46°23’O
Altitude: 5m
Períodos de dados utilizados: 1972-90; 1992-96 (24 anos)
⎧
⎛ ⎛ TR ⎞ ⎞⎫
I = 25,102(tc + 20)−0,752 + 6,427(tc + 20)−0,705 ⎨− 0,477 − 0,901ln⎜⎜ ln⎜
⎟ ⎟⎟⎬
TR
1
−
⎝
⎠ ⎠⎭ Eq.(1)
⎝
⎩
onde:
I = intensidade pluviométrica, em mm/min;
tc = tempo de concentração, em min;
TR = período de retorno, em anos.
5.5.1.2 Tempo de Concentração
39
Define-se o tempo de concentração como sendo o tempo que uma gota d’água
teórica leva para ir do ponto mais afastado da bacia até o ponto de estudo. Esta
grandeza foi utilizada para definir a duração da chuva em determinada bacia.
O tempo de concentração mínimo adotado foi de 5 minutos para drenagem
superficial.
5.5.1.3 Tempo de Recorrência
Os dispositivos de drenagem são dimensionados para absorver a vazão
correspondente a um tempo de recorrência predeterminado. Na fixação deste
parâmetro foi adotado o seguinte valor:
TR = 20 anos
5.5.1.4 Vazão de Projeto
As vazões de projeto foram determinadas pelo método Racional, descrito a seguir:
Método Racional
Aplicado para bacias com áreas até 50 ha, este método admite como critério básico,
que o pico da vazão de uma bacia hidrográfica ocorra quando toda a bacia esteja
contribuindo, sob a ação de uma chuva de intensidade constante, com duração igual
ao tempo de concentração, e uniformemente distribuída.
O método é definido pela Eq.(2):
Q=
c⋅ I ⋅ A
6
onde:
Q = vazão de projeto, em m³/s;
c = coeficiente de escoamento superficial;
A = área da bacia, em ha.
Eq.(2)
40
Para o cálculo de vazão, neste trabalho foi utilizado o valor para o coeficiente de
escoamento superficial (c) apenas para áreas pavimentadas.
c = 0,90, para áreas pavimentadas;
c = 0,60, para as superfícies em taludes e pavimentadas com brita;
c = 0,30, para as áreas gramadas.
5.5.2 Estudos Hidráulicos
Os estudos hidráulicos consistem em resultados obtidos nos estudos hidrológicos,
para
em dimensionar e detalhar os dispositivos de drenagem empregados na
concepção do sistema projetado. A drenagem das áreas consideradas foi composta
por dutos, canaletas, sarjetas, caixas coletoras, bocas de lobo, dentre outros
dispositivos.
Para o dimensionamento dos dispositivos de condução foi empregada a equação de
Manning associada à equação da continuidade, representados pelas eq.(3) e eq.(4):
v=
RH 2 / 3 ⋅ i 1 / 2
n
Q = v⋅S
eq.(3)
eq.(4)
onde:
v = velocidade média de escoamento, em m/s;
RH = raio hidráulico da seção, em m;
i = declividade longitudinal, em m/m;
n = coeficiente de rugosidade de Manning;
Q = vazão, em m³/s;
S = área da seção molhada, em m².
O coeficiente de rugosidade de Manning foi adotado conforme o material empregado
no dispositivo, a saber:
41
Tubos de concreto
n = 0,0130
Tubos de Ferro Fundido
n = 0,0130
Canais trapezoidais ou retangulares:
Em concreto
n = 0,0130
Sarjetas e valetas de grama
n = 0,030 a 0,065 (função da declividade)
A declividade mínima adotada para os dispositivos de drenagem foi de 0,0006 m/m.
Relação máxima entre seção molhada / diâmetro do tubo:
Y/D = 0,67%
As velocidades máximas e mínimas de escoamento foram estabelecidas para não
ocasionar abrasão e impedir o assoreamento. Estas velocidades estão relacionadas
seguir:
Mínima (m/s)
Máxima (m/s)
Canaletas ou canais de concreto
0,60
4,00
Dutos fechados
0,60
2,00
Borda seca mínima em canais: Δh = 5 cm
Drenagem Pluvial e Contaminada
No cálculo da rede contaminada foram consideradas as seguintes condições de
operação:
- Áreas contidas e não valvuladas: contribuição diretamente para o sistema;
- Demais áreas contidas e valvuladas: as válvulas permanecem fechadas durante as
chuvas.
42
6 ESTUDO DE CASO
Visando expandir a produção de gás natural a Óleo & Gás adequou a sua atual
Unidade. Para essa nova unidade, o projeto de drenagem aproveitou algumas infraestruturas como caixas de passagem do sistema pluvial, contaminado e oleoso.
Seguindo
as
ruas
existentes
que
passariam
por
reformas
avaliou-se
o
caminhamento das canaletas de drenagem do Recebimento de PIGs*, e da área de
Recebimento, passando pela nova Unidade até um Vaso de Pump-Out**. A Figura
6.1 mostra a avaliação das infra-estruturas existes para aproveitamento.
Figura 6.1 – Infra-estruturas existentes
Fonte: Genpro Engenharia S.A. (2008).
* PIGs – pipeline inspection gauge; dispositivo de inspesão de dutos.
** Pump-Out – caixa de inspesão.
43
6.1 Tipos de Instalações Terrestres
A unidade foi adequada para produzir gás de venda especificado. Para tanto se
incluiu um Sistema de Refrigeração a Propano e um Sistema de Glicol para o
processamento de 2.220.000 m³/d de gás natural e 740m³/d de condensado de gás
natural.
O off-site* tem por objetivo elaborar o projeto das interligações entre linhas de
processo existente na planta com linhas futuras, em virtudes da implementação dos
Sistemas de Refrigeração a Propano e de Desidratação do Gás com Glicol, bem
como das interligações das linhas de utilidades. Está previsto pelo off-site sistemas
de recebimento, estocagem e transferência de etanol, glicol e propano.
O projeto de off-site incluiu o dimensionamento de um sistema de drenagem fechada
(pump-out) adequado, para receber condensado de gás natural dos equipamentos,
propano refrigerante do on-site**, em caso de parada da unidade ou contaminação,
e eventualmente água, visto que atualmente esta drenagem é feita para canaleta.
Está previsto, também, um vaso para drenagem de glicol que é esgotado através de
caminhão vácuo.
Devido à adequação houve um aumento no consumo de água de resfriamento e,
portanto, foi necessário instalar uma nova Torre de Resfriamento.
6.2 Drenagem na Área de Estudo
Para atender ao projeto estava prevista a interligação da drenagem contaminada
(W14) das novas áreas de contribuição à rede existente, que atualmente descarrega
em um poço de drenagem, localizado em outra unidade. A Figura 6.2 mostra a
sinalização de uma captação de efluente contaminada (W14).
* off-site - instalações fora do limite de bateria da indústria
** on-site - instalações dentro do limite de bateria da indústria
44
Figura 6.2 – Sinalização dos sistemas de drenagem
Fonte: Genpro Engenharia S.A. (2008).
Verificou-se se o sistema existente suportaria as novas demandas, considerando as
as áreas de contribuição da Área Nova. Verificou-se que o Tanque de Acúmulo de
Água Oleosa e das Bombas de Transferência de Água Oleosa existentes, não
estava atendendo às necessidades das áreas atuais.
Após identificação dos parâmetros levantados em campo e de documentos
existentes, e considerando as áreas de contribuição do sistema existente fornecidas
pela Óleo & Gás, verificou-se que um Tanque que operava com as Bombas J-8443
A/B, ilustrada na Figura 6.3, tinha capacidade para bombear as vazões contribuintes
ao sistema.
45
Figura 6.3 – Sinalização dos sistemas de drenagem, bombas
Fonte: Genpro Engenharia S.A. (2008).
Foi verificado em levantamento de campo e documentação recebida que há outras
contribuições além da área indicada pela cliente ao Tanque existente P-8404.
Para o acréscimo de vazão, devido ao aumento de área de contribuição, verificou-se
a necessidade de aumento de capacidade das bombas.
Para a verificação do sistema do Tanque P-8404 foi considerada a área de
contribuição existente de 6841m², da área do Coque, e o acréscimo de 1600 m²
relativos à nova Unidade. Não foi considerada a vazão proveniente das outras áreas
que afluem ao tanque P-8404.
Em reunião com a Óleo & Gás foi esclarecido que os problemas relatados sobre o
Tanque P-8404 devem-se ao estrangulamento da válvula de descarga da bomba J8443, em função da falta de capacidade da caixa 7 que recebe a vazão da bomba.
Também foi informado que existe em andamento projeto de alteração da descarga
das bombas J-8443 A/B que passarão a descarregar para o sistema oleoso W4, ao
46
invés do sistema contaminado W14, visando adequar as características das
drenagens existentes da área da Unidade Coque, ilustrado na Figura 6.4.
Figura 6.4 – Unidade de Coque
Fonte: Genpro Engenharia S.A. (2008).
Foi definida a premissa que dado a condição de saturação do sistema contaminado
W14 em dias de chuvas intensas, foi prevista a coleta, bombeamento e estocagem
dos picos de vazão de drenagem contaminada.
6.2.1 Determinação das áreas
Para unidade, foi feito um estudo para minimizar as áreas de contribuição ao sistema
contaminado (W14) pela segregação da área de cada equipamento utilizando-se
canaletas, tornando a área contida, que é uma área circundada por muretas,
ressaltos, canaletas, ou rebaixada, a fim de limitar o espalhamento dos líquidos no
seu interior e favorecer o seu escoamento através de ralos, de modo a impedir o
recebimento de contribuições de fora da área contida.
47
Desta forma foi possível reduzir as áreas de contribuição de 2500 m² para 1280 m².
A esta área foi acrescida a contribuição da área existente. Estas áreas estão
indicadas na Figura 6.5 referem-se a áreas segregadas, mas não controladas.
Áreas não Controladas:
Existente = 1.100 m²
Nova = 1.250 m²
Recebedor de Pig = 50 m²
TOTAL = 2.400 m²
Figura 6.5 – Área de captação contida e não controlada
Fonte: Genpro Engenharia S.A. (2008).
As áreas segregadas e controladas (que possuem dispositivos de controle de fluxo
do efluente nelas recebidos) encontram-se indicadas na Figura 6.6.
Áreas controladas:
Ilha de recebimento de produtos (nova) = 210 m²
Recebedor de Condensado (existente) = 1.600 m²
TOTAL = 1.810 m²
48
Figura 6.6 – Área de captação segregada e controlada
Fonte: Genpro Engenharia S.A. (2008).
6.3 Contribuição, Coleta e Escoamento
Há diretrizes, como normas internas especificada pela Óleo & Gás, necessárias para
regulamentar e guiar a atividade de implantação dos sistemas de drenagem pluvial,
contaminada e oleosa, devendo ser observado na sua íntegra quanto a sua
execução, verificação e revisão.
A drenagem pluvial abrange desde as tubulações de saída das calhas de coberturas
dos telhados, canaletas, caixas de válvulas de manobras e poços de visita até as
canaletas existentes.
A drenagem contaminada abrange desde as áreas segregadas das tubovias, áreas
de piso, áreas de bombas, bacias dos tanques, caixas de válvulas de manobra até
as canaletas existentes.
A drenagem oleosa compreende a captação de efluentes de áreas contidas onde
haja presença constante de hidrocarbonetos.
49
6.4 Classificação dos Sistemas
O projeto dos sistemas de drenagem deve atender a completa separação do sistema
de pluvial limpo, visando impedir o lançamento de efluentes contaminados/oleosos
no corpo receptor e para que a Estação de Tratamento de Efluentes não seja
sobrecarregada com a contribuição desnecessária de águas pluviais limpas.
O dimensionamento dos sistemas de drenagem deve atender a maior vazão de
contribuição:
- Descarga de emergência, chuva, drenos de equipamentos, água de resfriamento
de máquinas e efluentes de processo (ocorrendo simultaneamente);
- Águas de controle de emergência.
A contribuição da água de chuva é calculada considerando o tempo de chegada da
contribuição mais distante até o ponto de interesse, levando-se em consideração o
coeficiente de absorção do terreno.
Foi considerado um tempo de recorrência de 20 anos para a precipitação
pluviométrica da região.
6.4.1 Sistema Pluvial Limpo (W5)
Sistema para o qual são enviadas águas pluviais, de lavagem de piso, de
emergência, correntes aquosas precipitadas em áreas onde não apresentam
contaminação por hidrocarbonetos. Por admitir presença de substâncias em
concentrações tais que possibilitem o seu lançamento direto no corpo receptor,
segundo a Resolução CONAMA 357/05, estes são escoados preferencialmente por
gravidade através de canaleta aberta. Principais tipos de contribuição são:
- área administrativa;
- ruas externas aos limites de bateria da unidade;
- prédios, rua e áreas não sujeitas à contaminação de unidades de processo, áreas de transferência e estocagem e centrais de utilidades;
- áreas de esferas e cilindros de gases, mesmo liquefeitos, bem como os respectivos
- canais de fuga e bacia de contenção;
50
- bacias de tanques de GLP ou outros gases refrigerados;
- bacias de tanques que possuam sistema segregado de drenagem de fundo de
tanque;
- tubovias, exceto suas áreas contidas;
- áreas terraplenadas destinadas a futuras ampliações.
O escoamento foi realizado por gravidade em canaleta aberta e/ou meia cana,
construída de concreto armado, sendo necessária em locais de travessia a utilização
de tampas resistente a carga concentrada de 7,5 tf, e tubulação de concreto,
podendo ser armado ou não.
Para as tubulações de descidas de águas pluviais das coberturas foi utilizado ferro
fundido, ponta e ponta, junta elástica, com anel de borracha.
Tubulações de ventilação dos poços de visita são de aço carbono, extremidade
chanfrada, sem costura.
As tubulações enterradas de aço carbono foram revestidas externamente com fita
anticorrosiva, a base de polietileno laminada com selante betuminoso, protegido com
material antiaderente, e/ou a base de polietileno laminada com selante elastomérico.
Nas tubulações de aço carbono ascendentes, o revestimento foi prolongado até
30cm acima da superfície do terreno ou pavimento. Já as tubulações de aço carbono
aéreas foram pintadas externamente na cor preto 0010.
O sistema deve passar por tratamentos de remoção de sólidos grosseiros e areia
antes de ser lançado ao corpo receptor.
6.4.2 Sistema Contaminado (W14)
Sistema para o qual são enviados efluentes provenientes de água de chuva, de
resfriamento, de controle de emergência, de lavagem de pisos ou drenos coletados
que sejam caracterizados pela eventual presença de hidrocarbonetos, podendo
conter sólidos suspensos e dissolvidos e/ou outros contaminantes. Principais tipos
de contribuições são:
51
- bacias de tanque, exceto as bacias de tanque de GLP e outros gases liquefeitos ou
refrigerados;
- áreas contidas de tubovias que são sujeitas a vazamentos;
- áreas não contidas de unidades de processo, de centrais de termoelétricas e de
bombas;
- áreas contidas da Estação de Tratamento de Efluentes Líquidos;
- áreas contidas de estações de compressores;
- área de recolhimento e limpeza de materiais e equipamentos de combate a
poluição por óleo;
- área de conferência de cargas de caminhões-tanques.
O escoamento do sistema contaminado é realizado por gravidade, preferencialmente
por canaletas abertas e em concreto armado, até a entrada da Estação de
Tratamento de Efluentes Líquidos.
No caso de drenagem de bacia de Tanques esta foi ser totalmente segregada da
drenagem de fundo de tanque.
Os efluentes contaminados provenientes de áreas não contidas de unidades de
processo, central termoelétrica e casa de bombas, por exemplo, a drenagem é feita
através de sistema selado e enterrado até o limite de bateria da unidade por
questões de segurança.
Todo o sistema foi realizado com tubulação de ferro fundido dúctil, ponta e bolsa,
junta elástica, com anel de borracha nitrílica.
6.4.3 Sistema Oleoso (W4)
Sistema para o qual são enviados efluentes provenientes de água de chuva, de
resfriamento, de controle de emergência, de lavagem de pisos ou drenos coletados
que sejam caracterizados pela presença constante de hidrocarbonetos, podendo
conter sólidos suspensos e dissolvidos e/ou outros contaminantes. Principais tipos
de contribuições são água de chuva, de controle de emergência, de resfriamento, de
lavagem de pisos e drenos coletados em locais tais como:
- áreas contidas de unidade de processo, de centrais de bombas;
52
- áreas de carga e descarga de caminhões e vagões-tanque para petróleo ou seus
derivados;
- área de lavagem de equipamentos em oficinas;
- área de lavagem de feixe de permutadores;
- áreas contidas do campo de treinamento de combate a incêndio;
- postos de serviços e garagens onde ocorram lubrificação e lavagem de veículos.
Efluentes tais como:
- drenagem de fundo dos tanques de petróleo e derivados exceto GLP e outros
gases liquefeitos ou refrigerados;
- drenagem de fundo de aterro industrial;
- drenos de fundo dos equipamentos de unidades de processo, de áreas de bombas
que contenham ou movimentem óleos;
- purga intermitente de superfície das bacias de acumulação das torres de
resfriamento;
- efluentes das dessalgadoras;
- água de produção de petróleo;
- água oleosa de lastro de tanque;
- efluentes de tanques de lavagem de peças, equipamentos e instrumentos que se
utilizam de derivados de petróleo e outros produtos químicos.
6.4.4 Cálculos Hidrológicos
6.4.4.1 Critérios de Cálculo
Para o dimensionamento do sistema de drenagem pluvial e contaminada foi utilizado
os critérios de cálculo de vazões conforme o item 5.5.1.
Com a eq.(1), descrita no item 5.5.1.1, foi calculado primeiramente as respectivas
intensidades I (mm/min) de cada trecho de montante para jusante:
= 25,102
+ 20
,
+ 6,427
+ 20
,
−0,477 − 0,901
eq.(1)
53
onde, o tc (tempo de concentração) se iniciou em 5min e foi acumulando de acordo
com o tempo de percurso de cada trecho.
A vazão de chegada à jusante foi calculada pelo método Racional conforme descrito
no item 5.5.1.4 e através da eq.(2):
=
. .
eq. (2)
onde,
c (coeficiente de escoamento superficial) adotado foi 0,90 para áreas pavimentadas;
A (área de contribuição) é utilizada em ha (hectares) e acumulou-se no decorrer da
linha de captação.
6.4.4.2 Memória de Cálculo para Drenagem Pluvial – Área da Nova Unidade
de PV1 para PV2:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,211
6
Q = 0,1140 m³/s
25,102 5,51 + 20
,
I = 3,637 mm/min
=
0,9
3,637 0,388
6
Q = 0,2107 m³/s
de PV3 para PV4:
+ 6,427 5,51 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
54
,
25,102 5,98 + 20
+ 6,427 5,98 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
+ 6,427 6,17 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I = 3,590 mm/min
=
0,9
3,590 0,511
6
Q = 0,2755 m³/s
de PV4 para PV5:
,
25,102 6,17 + 20
I = 3,570 mm/min
=
0,9
3,570 0,611
6
Q = 0,3300 m³/s
de PV5 para CX:
,
25,102 6,3 + 20
+ 6,427 6,3 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I = 3,576 mm/min
=
0,9
3,576 0,722
6
Q = 0,3866 m³/s
de CP5 para CP6:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,009
6
Q = 0,0050 m³/s
de CP6 para CP7:
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
55
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,022
6
Q = 0,0122 m³/s
de CP7 para CP12:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0299
6
Q = 0,0166 m³/s
de CP8 para CP9:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,090
6
Q = 0,0050 m³/s
de CP9 para CP10:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,022
6
Q = 0,0122 m³/s
de CP10 para CP11:
56
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,035
6
Q = 0,0194 m³/s
de CP11 para CP12:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,043
6
Q = 0,0238 m³/s
de CP12 para PV2:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,073
6
Q = 0,0404 m³/s
de BL1 para PV1:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0615
6
Q = 0,0341 m³/s
de BL3 para PV2:
57
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0071
6
Q = 0,0395 m³/s
de BL5 para PV3:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0076
6
Q = 0,0424 m³/s
de BL7 para BL8:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0807
6
Q = 0,00447 m³/s
de BL2 para PV1:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,144
6
Q = 0,0799 m³/s
de BL4 para PV2:
58
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,035
6
Q = 0,0198 m³/s
de BL6 para PV3:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0489
6
Q = 0,0271 m³/s
de BL8 para PV4:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0236
6
Q = 0,0131 m³/s
de CP1 para BL4:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,013
6
Q = 0,0072 m³/s
de CP2 para CP3:
59
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0079
6
Q = 0,0044 m³/s
de CP3 para BL6:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,021
6
Q = 0,0116 m³/s
de CP4 para BL8:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,009
6
Q = 0,0050 m³/s
de C7 para C8:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,07
6
Q = 0,0388 m³/s
de C8 para BL2:
60
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,07
6
Q = 0,0388 m³/s
de CAN1 para CAN2:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,117
6
Q = 0,0648 m³/s
de CAN3 para CAN2:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0404
6
Q = 0,0224 m³/s
de CAN4 para CAN5:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,104
6
Q = 0,0576 m³/s
de CAN6 para CAN5:
61
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,078
6
Q = 0,0434 m³/s
de CAN2 para CAN5:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,1576
6
Q = 0,0873 m³/s
de CAN5 para CANAL EXISTENTE:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,340
6
Q = 0,1883 m³/s
62
6.4.4.3 Memória de Cálculo para Drenagem Pluvial – Área Carregamento de
Caminhões
de CAN10 para CAN11:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I= 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,1107
6
Q = 0,0613 m³/s
de CAN12 para CAN11:
,
25,102 6,44 + 20
+ 6,427 6,44 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I = 3,543 mm/min
=
0,9
3,543 0,0555
6
Q = 0,0295 m³/s
de CAN15 para CAN16:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I= 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,1016
6
Q = 0,0563 m³/s
de CAN17 para CAN16:
25,102 1,48 + 20
I = 4,127 mm/min
,
+ 6,427 1,48 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
63
=
0,9
4,127 0,1016
6
Q = 0,0629 m³/s
de CAN16 para CAN11
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I= 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,203
6
Q = 0,1126 m³/s
de CAN11 para CANAL1:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,369
6
Q = 0,2046 m³/s
de CAN16 para CAN11
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I= 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0505
6
Q = 0,0280 m³/s
de CAN12 para CAN13:
25,102 6,77 + 20
I = 3,512 mm/min
,
+ 6,427 6,77 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
64
=
0,9
3,512 0,2088
6
Q = 0,1100 m³/s
de CAN17 para CAN18
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I= 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0464
6
Q = 0,0257 m³/s
de CAN19 para CAN18:
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I = 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0513
6
Q = 0,0284 m³/s
de CAN18 para CAN13
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I= 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0928
6
Q = 0,0514 m³/s
de CAN13 para CANAL2:
25,102 5 + 20
,
I = 3,692 mm/min
+ 6,427 5 + 20
65
=
0,9
3,692 0,352
6
Q = 0,1951 m³/s
6.4.4.4 Memória de Cálculo para Drenagem Contaminada – Área da Nova Unidade
Para o cálculo da drenagem contaminada foi utilizados os mesmos critérios descritos
no item 6.4.4.1. Na Figura 6.7 mostra os pontos de cálculos indicados no projeto,
seguindo o caminhamento do fluxo até o TQ 1230001, onde está recebendo toda a
contribuição do sistema contaminado da Nova Unidade.
C17
C16
TQ 1230001
C11
C9
C13
C10
C6
C8
Figura 6.7 – Indicação dos pontos de cálculo
Fonte: Genpro Engenharia S.A. (2008).
de C1 para C2
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I= 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0848
6
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
66
Q = 0,0514 m³/s
de C2 para C3:
,
25,102 6,13 + 20
+ 6,427 6,13 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
+ 6,427 6,56 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I = 3,574 mm/min
=
0,9
3,574 0,147
6
Q = 0,079 m³/s
de C3 para C4:
,
25,102 6,56 + 20
I = 3,532 mm/min
=
0,9
3,574 0,1472
6
Q = 0,078 m³/s
de C5 para C4
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I= 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,01986
6
Q = 0,011 m³/s
de C4 para C6
25,102 6,62 + 20
,
+ 6,427 6,62 + 20
I= 3,526 mm/min
=
0,9
3,526 0,1569
6
Q = 0,083 m³/s
de C12 para C13
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
67
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
I= 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,1047
6
Q = 0,058 m³/s
de C13 para C11
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I= 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,1047
6
Q = 0,058 m³/s
de C7 para C8
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I= 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0921
6
Q = 0,051 m³/s
de C8 para C6
25,102 5 + 20
,
+ 6,427 5 + 20
I= 3,692 mm/min
=
0,9
3,692 0,0921
6
Q = 0,051 m³/s
de C6 para C10
25,102 6,98 + 20
I= 3,492 mm/min
,
+ 6,427 6,98 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
68
=
0,9
3,492 0,158
6
Q = 0,083 m³/s
de C10 para C11
25,102 7,08 + 20
,
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
+ 6,427 7,16 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
+ 6,427 7,32 + 20
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
,
−0,477 − 0,901
20
20 − 1
+ 6,427 7,08 + 20
I= 3,482 mm/min
=
0,9
3,482 0,1569
6
Q = 0,082 m³/s
de C11 para C17
25,102 7,16 + 20
,
I= 3,474 mm/min
=
0,9
3,474 0,263
6
Q = 0,137 m³/s
de C17 para C18
25,102 7,32 + 20
,
I= 3,459 mm/min
=
0,9
3,459 0,264
6
Q = 0,137 m³/s
de C18 para TQ1230001
25,102 7,56 + 20
,
I= 3,437 mm/min
=
0,9
3,437 0,264
6
Q = 0,136 m³/s
+ 6,427 7,56 + 20
69
6.5 Dimensionamento do poço
Para a determinação das dimensões do poço de transferência do efluente
contaminado foi elaborada uma planilha de vazão afluente em função do tempo de
concentração.
A partir dos valores de vazão, em função do tempo de concentração foram
calculados os diversos volumes acumulados no poço. Estes valores de volumes
estão descritos na Tabela 6.3.
Na Tabela 6.1 e Tabela 6.2 demonstra os cálculos realizados de conformes critérios
descritos no item 6.4.4.1, sendo na Tabela 6.2 considerado um TR = 2 anos.
Tabela 6.1 – Cálculo da vazão para TR = 20 anos
Sub-Áreas
de
Tempo de
Coef.
Intensidade
Vazão Vazão
Concentração pluviométrica
Drenagem - Escoam. Total
CONCRETO TOTAL Acum.
A (m²)
c
Axc
min
mm/min
2400
0,90
0,22
10,00
3,230
m³/s
m³/h
0,116 418,6
70
Tabela 6.2 – Cálculo da vazão para TR = 2 anos
Sub-Áreas
de
Tempo de
Coef.
Intensidade
Vazão Vazão
Concentração pluviométrica
Drenagem - Escoam. Total
CONCRETO TOTAL
Acum.
A (m²)
c
Axc
min
mm/min
m³/s
2400
0,90
0,22
10,00
1,859
0,067 241,0
m³/h
Em função destes valores escolheu-se uma bomba de 440 m³/h (duas bombas de
220 m³/h).
Conforme a Tabela 6.3 foi calculado valores de volume acumulado para cada tempo
de concentração, sendo que aos 6 minutos o poço atinge seu nível máximo e uma
das bombas é acionada para começar a bombear o efluente para fora do poço. O
volume no poço vai diminuindo nos minutos seguintes, pois a bomba continua em
funcionamento. Com 10 minutos o volume acumulado no poço começa a diminuir.
Tabela 6.3 – Valores de volumes
Sub-Áreas de
Drenagem CONCRETO
Intensidade
Coef.
Escoam.
TOTAL
Concentração
c
min
pluviométrica
bomba = 440,000
Vazão
mm/min
volume
Vazão
acumulado
bomba
4,349
3
m /s
3
m /h
m
3
volume
volume
bombeado
excedente
3
m /s
m
3
m
3
A (m2)
0,90
2400
0,90
1,00
4,196
0,157
563,6
9,4
0,122
-36,7
2400
0,90
2,00
4,055
0,151
543,8
18,1
0,122
-29,3
2400
0,90
3,00
3,925
0,146
525,5
26,3
0,122
-22,0
2400
0,90
4,00
3,804
0,141
508,7
33,9
0,122
-14,7
2400
0,90
5,00
3,692
0,137
493,0
41,1
0,122
-7,3
2400
0,90
6,00
3,587
0,133
478,5
47,8
0,122
2400
0,90
7,00
3,489
0,129
464,9
54,2
0,122
7,3
46,91
2400
0,90
8,00
3,398
0,126
452,2
60,3
0,122
14,7
45,63
2400
0,90
9,00
3,311
0,122
440,3
66,0
0,122
22,0
44,05
2400
0,90
10,00
3,230
0,119
429,1
71,5
0,122
29,3
42,19
2400
0,90
11,00
3,153
0,116
418,6
76,7
0,122
36,7
40,08
2400
0,90
12,00
3,081
0,114
408,7
81,7
0,122
44,0
37,73
2400
0,90
13,00
3,012
0,111
399,3
86,5
0,122
51,3
35,17
2400
0,90
14,00
2,947
0,108
390,3
91,1
0,122
58,7
32,41
47,85
71
2400
0,90
15,00
2,885
0,106
381,9
95,5
0,122
66,0
29,47
2400
0,90
16,00
2,826
0,104
373,9
99,7
0,122
73,3
26,36
2400
0,90
17,00
2,770
0,102
366,2
103,8
0,122
80,7
23,09
2400
0,90
18,00
2,716
0,100
358,9
107,7
0,122
88,0
19,68
2400
0,90
19,00
2,665
0,098
352,0
111,5
0,122
95,3
16,13
2400
0,90
20,00
2,616
0,096
345,3
115,1
0,122
102,7
12,45
2400
0,90
21,00
2,569
0,094
339,0
118,6
0,122
110,0
8,65
2400
0,90
22,00
2,524
0,092
332,9
122,1
0,122
117,3
4,73
2400
0,90
23,00
2,481
0,091
327,1
125,4
0,122
124,7
0,71
2400
0,90
24,00
2,439
0,089
321,5
128,6
0,122
132,0
-3,40
2400
0,90
25,00
2,399
0,088
316,1
131,7
0,122
139,3
-7,62
2400
0,90
26,00
2,361
0,086
310,9
134,7
0,122
146,7
-11,92
2400
0,90
27,00
2,324
0,085
306,0
137,7
0,122
154,0
-16,31
2400
0,90
28,00
2,288
0,084
301,2
140,6
0,122
161,3
-20,78
2400
0,90
29,00
2,254
0,082
296,6
143,3
0,122
168,7
-25,32
2400
0,90
30,00
2,221
0,081
292,1
146,1
0,122
176,0
-29,93
2400
0,90
31,00
2,189
0,080
287,8
148,7
0,122
183,3
-34,62
2400
0,90
32,00
2,158
0,079
283,7
151,3
0,122
190,7
-39,37
2400
0,90
33,00
2,128
0,078
279,7
153,8
0,122
198,0
-44,18
2400
0,90
34,00
2,099
0,077
275,8
156,3
0,122
205,3
-49,05
2400
0,90
35,00
2,071
0,076
272,0
158,7
0,122
212,7
-53,97
2400
0,90
36,00
2,044
0,075
268,4
161,0
0,122
220,0
-58,95
2400
0,90
37,00
2,018
0,074
264,9
163,4
0,122
227,3
-63,98
2400
0,90
38,00
1,992
0,073
261,5
165,6
0,122
234,7
-69,06
2400
0,90
39,00
1,967
0,072
258,2
167,8
0,122
242,0
-74,19
2400
0,90
40,00
1,943
0,071
255,0
170,0
0,122
249,3
-79,37
2400
0,90
41,00
1,920
0,070
251,8
172,1
0,122
256,7
-84,58
2400
0,90
42,00
1,897
0,069
248,8
174,2
0,122
264,0
-89,84
2400
0,90
43,00
1,875
0,068
245,9
176,2
0,122
271,3
-95,14
2400
0,90
44,00
1,853
0,067
243,0
178,2
0,122
278,7
-100,48
2400
0,90
45,00
1,832
0,067
240,2
180,1
0,122
286,0
-105,85
2400
0,90
46,00
1,812
0,066
237,5
182,1
0,122
293,3
-111,26
2400
0,90
47,00
1,792
0,065
234,8
184,0
0,122
300,7
-116,71
2400
0,90
48,00
1,773
0,065
232,3
185,8
0,122
308,0
-122,19
2400
0,90
49,00
1,754
0,064
229,8
187,6
0,122
315,3
-127,70
2400
0,90
50,00
1,736
0,063
227,3
189,4
0,122
322,7
-133,24
2400
0,90
51,00
1,718
0,062
224,9
191,2
0,122
330,0
-138,81
2400
0,90
52,00
1,700
0,062
222,6
192,9
0,122
337,3
-144,41
2400
0,90
53,00
1,683
0,061
220,3
194,6
0,122
344,7
-150,04
2400
0,90
54,00
1,666
0,061
218,1
196,3
0,122
352,0
-155,70
2400
0,90
55,00
1,650
0,060
216,0
198,0
0,122
359,3
-161,38
2400
0,90
56,00
1,634
0,059
213,8
199,6
0,122
366,7
-167,08
2400
0,90
57,00
1,618
0,059
211,8
201,2
0,122
374,0
-172,82
2400
0,90
58,00
1,603
0,058
209,8
202,8
0,122
381,3
-178,57
2400
0,90
59,00
1,588
0,058
207,8
204,3
0,122
388,7
-184,35
2400
0,90
60,00
1,574
0,057
205,8
205,8
0,122
396,0
-190,15
72
2400
0,90
61,00
1,560
0,057
204,0
207,4
0,122
403,3
-195,97
2400
0,90
62,00
1,546
0,056
202,1
208,8
0,122
410,7
-201,82
2400
0,90
63,00
1,532
0,056
200,3
210,3
0,122
418,0
-207,68
2400
0,90
64,00
1,518
0,055
198,5
211,8
0,122
425,3
-213,57
2400
0,90
65,00
1,505
0,055
196,8
213,2
0,122
432,7
-219,47
2400
0,90
66,00
1,493
0,054
195,1
214,6
0,122
440,0
-225,39
2400
0,90
67,00
1,480
0,054
193,4
216,0
0,122
447,3
-231,33
2400
0,90
68,00
1,468
0,053
191,8
217,4
0,122
454,7
-237,29
2400
0,90
69,00
1,456
0,053
190,2
218,7
0,122
462,0
-243,27
2400
0,90
70,00
1,444
0,052
188,6
220,1
0,122
469,3
-249,26
2400
0,90
71,00
1,432
0,052
187,1
221,4
0,122
476,7
-255,27
2400
0,90
72,00
1,421
0,052
185,6
222,7
0,122
484,0
-261,30
2400
0,90
73,00
1,409
0,051
184,1
224,0
0,122
491,3
-267,34
2400
0,90
74,00
1,398
0,051
182,7
225,3
0,122
498,7
-273,39
2400
0,90
75,00
1,388
0,050
181,2
226,5
0,122
506,0
-279,46
2400
0,90
76,00
1,377
0,050
179,8
227,8
0,122
513,3
-285,55
2400
0,90
77,00
1,367
0,050
178,5
229,0
0,122
520,7
-291,65
2400
0,90
78,00
1,356
0,049
177,1
230,2
0,122
528,0
-297,76
2400
0,90
79,00
1,346
0,049
175,8
231,4
0,122
535,3
-303,89
2400
0,90
80,00
1,336
0,048
174,5
232,6
0,122
542,7
-310,03
2400
0,90
81,00
1,327
0,048
173,2
233,8
0,122
550,0
-316,19
2400
0,90
82,00
1,317
0,048
171,9
235,0
0,122
557,3
-322,35
2400
0,90
83,00
1,308
0,047
170,7
236,1
0,122
564,7
-328,53
2400
0,90
84,00
1,299
0,047
169,5
237,3
0,122
572,0
-334,72
2400
0,90
85,00
1,289
0,047
168,3
238,4
0,122
579,3
-340,92
2400
0,90
86,00
1,281
0,046
167,1
239,5
0,122
586,7
-347,14
2400
0,90
87,00
1,272
0,046
166,0
240,6
0,122
594,0
-353,36
2400
0,90
88,00
1,263
0,046
164,8
241,7
0,122
601,3
-359,60
2400
0,90
89,00
1,255
0,045
163,7
242,8
0,122
608,7
-365,84
2400
0,90
90,00
1,246
0,045
162,6
243,9
0,122
616,0
-372,10
2400
0,90
91,00
1,238
0,045
161,5
245,0
0,122
623,3
-378,37
2400
0,90
92,00
1,230
0,045
160,4
246,0
0,122
630,7
-384,65
2400
0,90
93,00
1,222
0,044
159,4
247,1
0,122
638,0
-390,93
2400
0,90
94,00
1,214
0,044
158,4
248,1
0,122
645,3
-397,23
2400
0,90
95,00
1,206
0,044
157,3
249,1
0,122
652,7
-403,54
2400
0,90
96,00
1,199
0,043
156,3
250,1
0,122
660,0
-409,86
2400
0,90
97,00
1,191
0,043
155,4
251,2
0,122
667,3
-416,18
2400
0,90
98,00
1,184
0,043
154,4
252,1
0,122
674,7
-422,52
2400
0,90
99,00
1,176
0,043
153,4
253,1
0,122
682,0
-428,86
2400
0,90
100,00
1,169
0,042
152,5
254,1
0,122
689,3
-435,21
2400
0,90
101,00
1,162
0,042
151,5
255,1
0,122
696,7
-441,57
2400
0,90
102,00
1,155
0,042
150,6
256,1
0,122
704,0
-447,94
2400
0,90
103,00
1,148
0,042
149,7
257,0
0,122
711,3
-454,32
2400
0,90
104,00
1,142
0,041
148,8
258,0
0,122
718,7
-460,70
2400
0,90
105,00
1,135
0,041
147,9
258,9
0,122
726,0
-467,10
2400
0,90
106,00
1,128
0,041
147,1
259,8
0,122
733,3
-473,50
73
2400
0,90
107,00
1,122
0,041
146,2
260,8
0,122
740,7
-479,91
2400
0,90
108,00
1,115
0,040
145,4
261,7
0,122
748,0
-486,32
2400
0,90
109,00
1,109
0,040
144,5
262,6
0,122
755,3
-492,75
2400
0,90
110,00
1,103
0,040
143,7
263,5
0,122
762,7
-499,18
2400
0,90
111,00
1,097
0,040
142,9
264,4
0,122
770,0
-505,62
2400
0,90
112,00
1,090
0,039
142,1
265,3
0,122
777,3
-512,06
2400
0,90
113,00
1,084
0,039
141,3
266,2
0,122
784,7
-518,51
2400
0,90
114,00
1,078
0,039
140,5
267,0
0,122
792,0
-524,97
2400
0,90
115,00
1,073
0,039
139,8
267,9
0,122
799,3
-531,43
2400
0,90
116,00
1,067
0,039
139,0
268,8
0,122
806,7
-537,91
2400
0,90
117,00
1,061
0,038
138,3
269,6
0,122
814,0
-544,38
2400
0,90
118,00
1,056
0,038
137,5
270,5
0,122
821,3
-550,87
2400
0,90
119,00
1,050
0,038
136,8
271,3
0,122
828,7
-557,36
2400
0,90
120,00
1,044
0,038
136,1
272,1
0,122
836,0
-563,86
2400
0,90
121,00
1,039
0,038
135,4
273,0
0,122
843,3
-570,36
Com 24 minutos o volume excedente volta a zero e a bomba para de funcionar o
volume do poço de transferência é determinado pela diferença dos volumes que
entram e saem. Plotou-se a curva de recalque da bomba em função do tempo de
concentração conforme a Figura 6.8.
900,0
800,0
700,0
V (m3)
600,0
VOLUME
PRECIPITADO
BOMBA
500,0
400,0
300,0
200,0
100,0
90
10
0
11
0
12
0
70
80
50
60
30
40
0
10
20
0,0
t (min)
Figura 6.8 – Curva de recalque da bomba
Fonte: Genpro Engenharia S.A. (2008).
Para a operação do sistema foi considerada as seguintes condições:
- Áreas contidas e não valvuladas tem contribuição direta para o sistema.
74
- Demais áreas contidas e valvuladas terão que permanecer com as válvulas
fechadas durante as chuvas, e ao liberar sua contribuição, a abertura das válvulas é
realizada de forma a não exceder a vazão das bombas do TQ 1230001, conforme
representação nas Figura 6.9 e Figura 6.10.
1) OPERAÇÃO DURANTE A CHUVA:
ÁREA CONTIDA
ÁREA CONTIDA
E CONTROLADA
F
Q=Pluvial
Q=0
VAZÃO AFLUENTE AO TQ DE TRANSFERÊNCIA DE
DRENAGEM CONTAMINADA W14
TQ-1230001
Figura 6.9 Operação do sistema contaminado durante a chuva
Fonte: Genpro Engenharia S.A. (2008).
2) OPERAÇÃO APÓS A CHUVA:
ÁREA CONTIDA
ÁREA CONTIDA
E CONTROLADA
A
Q=0
Q=CONTROLADA
VAZÃO AFLUENTE AO TQ DE TRANSFERÊNCIA DE
DRENAGEM CONTAMINADA W14
TQ-1230001
NOTA 1:
A VÁLVULA DE SAÍDA DA ÁREA CONTIDA E CONTROLADA PARA O SISTEMA CONTAMINADO DEVERÁ TER SUA ABERTURA REALIZADA
DE FORMA QUE A VAZÃO DE SAÍDA NÃO ULTRAPASSE A VAZÃO DAS BOMBAS DO TQ 1230001
NOTA 2:
CONSIDERAR SEMPRE A CONDIÇÃO DE ESCOAMENTO DE UMA ÁREA CONTROLADA POR VEZ.
Figura 6.10 Operação do sistema contaminado após a chuva
Fonte: Genpro Engenharia S.A. (2008).
75
7 ANÁLISE DOS RESULTADOS
Conforme os cálculos do item 6.4.4 foram possíveis determinar as vazões para o
sistema pluvial, que será lançado em uma rede existente para enfim serem lançados
direto no corpo receptor, e as vazões para o sistema contaminado, que será
encaminhado para o tanque TQ 1230001.
Na Tabela 7.1 mostra os resultados dos cálculos realizados no item 6.4.4.2.
Tabela 7.1 Drenagem Pluvial – Área da Nova Unidade
Trecho
Sub-Áreas de
Coef.
Drenagem -
Escoam.
CONCRETO
TOTAL
Sub-
Total
Montante
Jusante
A (m²)
c
Axc
Axc
PV1
PV2
PV3
PV4
PV5
PV2
PV3
PV4
PV5
CX
2059
1802
1256
1045
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
0,19
0,16
0,11
0,09
0,09
0,19
0,35
0,46
0,55
0,65
CP5
CP6
CP7
CP8
CP9
CP10
CP11
CP12
CP6
CP7
CP12
CP9
CP10
CP11
CP12
PV2
90
130
80
90
130
130
80
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
BL1
BL3
BL5
BL7
BL2
BL4
BL6
BL8
PV1
PV2
PV3
BL8
PV1
PV2
PV3
PV4
616
714
766
808
1443
358
490
237
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
CP1
CP2
CP3
CP4
BL4
CP3
BL6
BL8
130
80
130
90
C7
C8
C8
BL2
CAN1
CAN3
Tempo de Concentr.
Áreas Acum. Percurso
Int. Precip. Vazão
Acumulado
I
Total
min
min
mm/min
mᶟ/s
0,51
0,46
0,19
0,13
5,00
5,51
5,98
6,17
6,11
3,692
3,637
3,590
3,570
3,576
0,1140
0,2107
0,2755
0,3300
0,3866
0,01
0,02
0,03
0,01
0,02
0,03
0,04
0,07
5,00
5,00
5,00
5,00
5,00
5,00
5,00
5,00
3,692
3,692
3,692
3,692
3,692
3,692
3,692
3,692
0,0050
0,0122
0,0166
0,0050
0,0122
0,0194
0,0238
0,0404
0,06
0,06
0,07
0,07
0,13
0,03
0,04
0,02
0,06
0,06
0,07
0,07
0,13
0,03
0,04
0,02
5,00
5,00
5,00
5,00
5,00
5,00
5,00
5,00
3,692
3,692
3,692
3,692
3,692
3,692
3,692
3,692
0,0341
0,0395
0,0424
0,0447
0,0799
0,0198
0,0271
0,0131
0,90
0,90
0,90
0,90
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,02
0,01
5,00
5,00
5,00
5,00
3,692
3,692
3,692
3,692
0,0072
0,0044
0,0116
0,0050
700
0,90
0,06
0,06
0,06
5,00
5,00
3,692
3,692
0,0388
0,0388
CAN2
CAN2
1171
405
0,90
0,90
0,11
0,04
0,11
0,04
5,00
5,00
3,692
3,692
0,0648
0,0224
CAN4
CAN6
CAN5
CAN5
1040
784
0,90
0,90
0,09
0,07
0,09
0,07
5,00
5,00
3,692
3,692
0,0576
0,0434
CAN2
CAN5
0,14
5,00
3,692
0,0873
CAN5
CANAL EXIST
0,31
5,00
3,692
0,1883
76
Na Tabela 7.2 mostra os resultados dos cálculos realizados no item 6.4.4.3.
Tabela 7.2 Drenagem Pluvial – Área de Carregamento de Caminhões
Trecho
Montante
Jusante
Sub-Áreas de
Coef.
Drenagem -
Escoam.
CONCRETO
TOTAL
A (m²)
Tempo de Concentr.
Sub-
Total
Áreas
Acum.
Percurso
c
Axc
Axc
min
Int. Precip.
Vazão
Acumulado
I
Total
min
mm/min
mᶟ/s
5,00
3,692
0,0613
6,44
3,543
0,0295
5,00
3,692
0,0563
1,48
4,127
0,0629
CAN10
CAN11
1107
0,90
0,10
0,10
CAN12
CAN11
554
0,90
0,05
0,05
CAN15
CAN16
1017
0,90
0,09
0,09
CAN17
CAN16
509
0,90
0,09
0,09
CAN16
CAN11
0,18
5,00
3,692
0,1126
CAN11
CANAL1
0,33
5,00
3,692
0,2046
CAN12
CAN13
506
0,90
0,05
0,05
5,00
3,692
0,0280
CAN14
CAN13
2089
0,90
0,19
0,19
6,77
3,512
0,1100
CAN17
CAN18
464
0,90
0,04
0,04
5,00
3,692
0,0257
CAN19
CAN18
1277
0,90
0,04
0,04
1,85
4,076
0,0284
CAN18
CAN13
0,08
5,00
3,692
0,0514
CAN13
CANAL2
0,32
5,00
3,692
0,1951
1,44
1,48
1,77
1,85
77
Na Tabela 7.3 mostra os resultados dos cálculos realizados no item 6.4.4.4
Tabela 7.3 Drenagem Contaminada – Área da Nova Unidade
Trecho
Montante
Jusante
Sub-Áreas de
Coef.
Drenagem -
Escoam.
CONCRETO
TOTAL
A (m²)
c
Axc
Axc
Sub-
Total
Tempo de Concentr.
Int. Precip.
Vazão
I
Pluvial
min
mm/min
mᶟ/s
5,00
3,692
0,047
Áreas Acum. Percurso Acumulado
min
C1
C2
854
0,90
0,08
0,08
C2
C3
625
0,90
0,06
0,13
1,13
6,13
3,574
0,079
C3
C4
0,13
0,43
6,56
3,532
0,078
C5
C4
5,00
3,692
0,011
C4
C6
6,62
3,526
0,083
C12
C13
0,09
5,00
3,692
0,058
C13
C11
0,09
5,00
3,692
0,058
C7
C8
0,08
5,00
3,692
0,051
C8
C6
0,08
5,00
3,692
0,051
C6
C10
0,15
0,36
6,98
3,492
0,083
C10
C11
0,14
0,11
7,08
3,482
0,082
C11
C17
0,24
0,08
7,16
3,474
0,137
C14
C15
0,100
C15
C16
0,100
C16
C17
0,100
C17
C18
C18
TQ 1230001
200
0,90
0,02
0,02
0,14
1054
919
0,90
0,90
0,09
0,08
0,06
0,24
0,16
7,32
3,459
0,137
0,24
0,24
7,56
3,437
0,136
78
O caminhamento, inclinação (i) diâmetros tubulações e/ou largura de canaletas
foram dimensionados conforme a vazão de cada trecho e a elevação da topografia
do terreno conforme a Figura 7.1. Para canais trapezoidais o procedimento é o
mesmo, substituindo pela seção correspondente ao projeto.
Figura 7.1 – Dimensionamento hidráulico
Foi adotado em tubulações um percentual de uso de 67% da área de seção do tubo.
No caso de canaleta foi mantida uma borda seca mínima de 5 cm.
As velocidade e declividades também foram fixadas limites:
velocidade mínima para canais, canaletas e dutos = 0,60 m/s
velocidade máxima – canais e canaletas = 4,00 m/s
- dutos = 2,00 m/s
declividade mínima = 0,0006 m/m
declividade máxima = deve ser limitada pela velocidade
79
Na Tabela 7.4 mostra os cálculos para o dimensionamento da tubulação para
drenagem de água pluvial na área da Nova Unidade.
Tabela 7.4 Dimensionamento da Tubulação de Drenagem Pluvial – Área da Nova Unidade
TUBULAÇÃO
Trecho
Montante
Vazão
Jusante
Diâmetro
Extensão
Decliv.
Tirante
Veloc.
CANALETAS
Seção
LÂMINA
Veloc.
Total
φ
L
i
Y/D
v
b
h
v
m³/s
m
m
m/m
%
m/s
m
m
m/s
0,40
0,10
0,92
PV1
PV2
PV2
PV3
0,1140
0,2107
0,60
0,60
28,50
29,75
0,0020
0,0020
45
66
0,92
1,07
PV3
PV4
0,2755
0,60
17,24
0,0040
63
1,49
PV4
PV5
0,3300
0,80
9,63
0,0020
53
1,21
PV5
CX
0,3866
0,80
25,54
0,0020
59
1,26
CP5
CP6
0,0050
0,15
13,00
0,0030
56
0,49
0,62
CP6
CP7
0,0122
0,20
13,00
0,0030
61
CP7
CP12
0,0166
0,25
4,00
0,0030
50
0,67
CP8
CP9
0,0050
0,15
13,00
0,0030
56
0,49
CP9
CP10
0,0122
0,20
13,00
0,0030
61
0,62
CP10
CP11
0,0194
0,25
13,00
0,0030
56
0,69
CP11
CP12
0,0238
0,25
4,00
0,0030
64
0,73
CP12
PV2
0,0404
0,30
20,00
0,0030
66
0,83
BL1
PV1
0,0341
0,40
2,95
0,0030
37
0,79
BL3
PV2
0,0395
0,40
3,45
0,0030
40
0,82
BL5
PV3
0,0424
0,40
2,95
0,0030
42
0,84
BL7
BL8
0,0447
0,40
10,00
0,0030
43
0,85
BL2
PV1
0,0799
0,40
2,95
0,0030
62
0,98
BL4
PV2
0,0198
0,40
4,95
0,0030
28
0,68
BL6
PV3
0,0271
0,40
2,95
0,0030
34
0,75
BL8
PV4
0,0131
0,40
6,70
0,0030
23
0,60
CP1
BL4
0,0072
0,15
0,0050
60
0,65
CP2
CP3
0,0044
0,15
0,0050
44
0,58
CP3
BL6
0,0116
0,15
0,0050
85
0,69
CP4
BL8
0,0050
0,15
0,0050
48
0,60
54
1,00
C7
C8
0,0388
C8
BL2
0,0388
CAN1
CAN2
0,0648
0,0030
0,40
0,20
0,90
CAN3
CAN2
0,0224
0,0030
0,40
0,09
0,67
CAN4
CAN5
0,0576
0,0030
0,40
0,18
0,87
CAN6
CAN5
0,0434
0,0030
0,40
0,15
0,80
CAN2
CAN5
0,0873
0,40
0,0050
56
1,22
0,1883
0,50
0,0050
62
1,48
CAN5
CANAL EXIST
0,0050
0,30
0,0050
80
Na Tabela 7.5 mostra os cálculos para o dimensionamento das canaleta para
drenagem da água pluvial na área de carregamento de caminhões.
Tabela 7.5 Dimensionamento de Canaleta de Drenagem Pluvial – Área de Carregamento de
Caminhões
TUBULAÇÃO
Trecho
Montante
Jusante
CANALETAS
Vazão
Diâmetro
Extensão
Decliv.
Tirante
Veloc.
Seção
LÂMINA
Veloc.
Total
ϕ
L
i
Y/D
v
b
h
v
l/s
m
m
m/m
%
m/s
m
m
m/s
CAN10
CAN11
61,3
75,30
0,0030
0,40
0,17
0,87
CAN12
CAN11
29,5
37,70
0,0030
0,40
0,10
0,71
CAN15
CAN16
56,3
75,30
0,0030
0,40
0,17
0,85
CAN17
CAN16
62,9
37,70
0,0030
0,40
0,18
0,88
CAN16
CAN11
112,6
0,40
7,00
0,0050
66
1,29
CAN11
CANAL1
204,6
0,60
13,00
0,0050
48
1,51
CAN12
CAN13
28,0
75,30
0,0030
0,40
0,10
0,71
CAN14
CAN13
110,0
37,70
0,0030
0,40
0,28
1,00
CAN17
CAN18
25,7
75,30
0,0030
0,40
0,10
0,68
CAN19
CAN18
28,4
37,70
0,0030
0,40
0,10
0,69
CAN18
CAN13
51,4
0,40
7,00
0,0050
41
1,06
CAN13
CANAL2
195,1
0,60
13,00
0,0050
47
1,49
81
Na Tabela 7.6 mostra os cálculos para o dimensionamento das tubulações e
canaletas para drenagem de efluentes contaminados.
Tabela 7.6 Dimensionamento da Tubulação e Canaleta de Drenagem Contaminada – Área da
Nova Unidade
TUBULAÇÃO
Trecho
Montante
Vazão Diâmetro Extensão Decliv.
Jusante
CANALETAS
Tirante Veloc. Seção LÂMINA Veloc.
Total
ϕ
L
i
Y
Y/D
v
b
h
v
mᶟ/s
m
m
m/m
m
%
m/s
m
m
m/s
C1
C2
0,0473
69,00
0,0050
0,30
0,18
1,02
C2
C3
0,0793
29,00
0,0050
0,30
0,26
1,13
C3
C4
0,0784
0,40
4,50
0,0050
0,21
52
1,19
C5
C4
0,011
0,20
20,00
0,0050
0,10
48
0,73
C4
C6
0,0835
0,40
26,00
0,0050
0,22
54
1,21
C12
C13
0,0584
0,40
42,00
0,0050
0,17
43
1,10
C13
C11
0,0584
0,40
8,00
0,0050
0,17
43
1,10
C7
C8
0,0509
82,00
0,0050
0,40
0,20
1,16
C8
C6
0,0509
0,20
7,90
0,0050
C6
C10
0,0826
0,40
7,60
0,0050
0,21
5654
1,22
C10
C11
0,0824
0,40
5,50
0,0050
0,21
53
1,20
C11
C17
0,1372
0,40
15,00
0,0070
0,27
67
1,54
C14
C15
0,1000
0,40
19,00
0,0050
0,24
61
1,26
C15
C16
0,1000
0,40
42,00
0,0050
0,24
61
1,26
C16
C17
0,1000
0,40
44,00
0,0050
0,24
61
1,26
C17
C18
0,1366
0,40
22,00
0,0070
0,27
67
1,54
0,1357
0,40
0,80
0,0070
0,27
67
1,54
C18
TQ
1230001
82
8 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Com as metodologias utilizadas neste trabalho, como os Estudos de Chuvas
Intensas para o Estado de São Paulo desenvolvido pelo DAEE-FCTH, sendo
utilizada a equação para o município de Cubatão, e o Método Racional foi possível
calcular as vazões de projeto que atenderá a Nova Unidade ampliada pela Óleo &
Gás.
Os cálculos demonstraram que a vazão a ser atendida para um TR = 20 anos, com
tempo de concentração de 10 min é de 440 m³/h e que a vazão da Chuva Média
necessária é de 220 m³/h, baseado no que foi definido Óleo & Gás, utilizando TR = 2
anos.
O sistema de captação e transferência de água contaminada (sistema W4) projetos
foi constituído de um poço de captação que receberá toda a drenagem contaminada
da área da Nova Unidade. Este poço foi construído em concreto armado, e possui
volume útil de 50 m³, para atender o liga/desliga das bombas. Em função da cota de
chegada das tubulações de drenagem (-1,5m) e das características necessárias
para a instalação de bombas verticais, o poço possui um volume total de
aproximadamente 100 m³.
Foram instaladas três Bombas de Drenagem Contaminada B-1230014 A/B/C, cada
bomba com capacidade de 220 m³/h localizadas no poço de captação, sendo que de
forma normal apenas uma bomba irá operar e desta forma atenderá a Chuva Média
da Unidade Nova. Caso ocorra a chuva de 20 anos, através de aumento do nível do
poço partirá a segunda bomba. A terceira bomba será reserva.
A vazão de efluentes contaminados é bombeada para um tanque de contenção para
posterior descarte após os picos de chuva. A localização, capacidade e demais
características deste tanque foram definidos pela Óleo & Gás.
Para o sistema Pluvial Limpo (W5) a vazão calculada de 678m3/h é lançada no canal
existente.
83
As indústrias estão sempre evoluindo seus processos para uma melhor eficiência na
fabricação de inúmeros produtos de primeira necessidade para a sociedade e gerar
lucro. Esta corrida tem outro lado onde normas disciplinam o uso dos recursos
hídricos para minimizar os problemas de poluição ambiental, já bem conhecidos,
causados pela emissão de efluentes nos corpos receptores. O comércio nacional e
internacional já opta por produtos que seu processo esteja em conformidade com
questões ambientais e de segurança, gerando uma concorrência maior.
De olho neste novo cenário, a indústria precisou aperfeiçoar seus processos de
infra-estrutura para se adequar as crescentes exigências na geração de efluentes e
gestão da demanda de água.
O sistema de drenagem de uma indústria vem não apenas com um meio por onde
se descarta o que não se precisa, mas como um comunicador entre o progresso e a
sustentabilidade. Como uma coleta seletiva de lixo, cabe aos diversos sistemas de
drenagem separar as vazões com características diferentes para uma melhor
eficiência dos sistemas de tratamento, garantindo economia devida ao:
- reuso de fluídos antes descartados;
- diminuição do volume de tanques de armazenamento;
- diminuição dos gastos com manutenção de dispositivos de drenagem onde seu
material não é compatível com o fluido que transporta;
- com estudos hidrológicos evita-se o superdimensionamento do sistema garantindo
escoamento de vazões máximas prevista para um período de retorno admitido;
- durabilidade e segurança;
- melhor encaminhamento das linhas.
A água é um recurso de vital importância para os seres humanos e sua
disponibilidade está cada vez mais limitada. A otimização do uso e reuso da água
deve ter mais destaque entre os diversos setores que dependem deste recurso. Em
muitas as atividades industriais é tolerável utilizar água com grau de qualidade
inferior ao da água potável.
Investir no correto uso da água é a condição essencial para um melhor nível de
desenvolvimento.
84
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