SANEAMENTO II – AULA 13
8° semestre - Engenharia Civil
ELEMENTOS DE MICRO DRENAGEM URBANA
Profª. Priscila Pini
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SEÇÃO TRANSVERSAL
SEÇÃO TRANSVERSAL
SARJETAS
• Calhas coletoras de água pluviais oriundas das ruas e
avenidas localizadas entre o término da pista (leito
carroçável) e os meios fios.
• Tem a função de evitar alagamentos no passeio e na pista
para dar segurança aos pedestres e veículos.
Sarjeta,
meio-fio
e
pavimentação usada pela
Secretaria Municipal de
Serviços Públicos de
Maringá.
VAZÃO NAS SARJETAS
• A capacidade de vazão nas sarjetas depende de sua forma,
declividade e rugosidade.
• A fórmula de Manning pode ser usada para o cálculo de
vazão, que não é constante ao longo de seu comprimento.
• O coeficiente de rugosidade n varia devido ao efeito da
contribuição lateral de água proveniente da pista do
escoamento raso e esparramado, da profundidade variável
transversalmente e da tensão de cisalhamento junto ao
meio fio (paredes irregulares).
VAZÃO NAS SARJETAS
VAZÃO NAS SARJETAS
Canal triangular
Seção transversal da sarjeta junto ao meio fio.
y: altura da guia ou meio fio (y ≅ 15cm)
𝑦𝑜 : altura da lâmina de água máxima nas sarjetas (𝑦𝑜 ≅ 10cm)
L: faixa máxima de inundação
VAZÃO NAS SARJETAS
Canal triangular
Área molhada
𝑳 ∙ 𝒚𝒐
𝐀=
𝟐
Raio hidráulico
𝑳 ∙ 𝒚𝒐
𝑹𝑯 =
𝟐 ∙ 𝒚𝒐 + 𝒚𝒐 𝟐 + 𝑳𝟐
𝑳 ∙ 𝒚𝒐
𝟏
Vazão 𝐐 =
∙
𝟐 ∙ 𝒏 𝟐 ∙ 𝒚 + 𝒚 𝟐 + 𝑳𝟐
𝒐
𝒐
𝟐/𝟑
∙ 𝑰
VAZÃO NAS SARJETAS
Chamando
𝑳 ∙ 𝒚𝒐
𝟏
𝐍=
∙
𝟐 ∙ 𝒏 𝟐 ∙ 𝒚 + 𝒚 𝟐 + 𝑳𝟐
𝒐
𝒐
𝑸=𝑵∙ 𝑰
N pode ser encontrado em tabelas
ANEXO H (pág. 377 apostila)
𝟐/𝟑
VAZÃO NAS SARJETAS: CONSIDERAÇÕES
01) A faixa máxima de inundação (L) pode variar desde a água
escoando só nas sarjetas, onde L = 0,30m e 𝑦𝑜 = 0,10m até no
máximo onde a água escoa por toda a calha da rua onde L
varia para cada tipo de rua desde a guia até o eixo da rua e 𝑦𝑜
= 0,15m.
02) A vazão na sarjeta (capacidade da sarjeta) deve ser maior
à calculada pelo método racional (vazão pluvial): Qs > Qp.
03) Quando Qp ≥ Qs deve ser posicionada a 1ª boca de lobo.
04) A velocidade e a vazão máxima nas sarjetas estão
associadas as características da seção da rua. Normalmente
0,5m/s ≤ V ≤ 3,0m/s.
VAZÃO NAS SARJETAS
Para o cálculo da vazão em sarjetas também pode ser usada a
seguinte fórmula elaborada por Izzard.
𝒁
𝑸𝒔 = 𝟎, 𝟑𝟕𝟓 ∙ ∙ 𝒚𝟎 𝟖/𝟑 ∙ 𝑰
𝒏
ou
𝑸𝒔 = 𝑲 ∙ 𝑰
𝑳
𝒁 = tan 𝜃0 =
𝒚𝟎
Qs: vazão na sarjeta em m³/s
𝒚𝟎 : altura da água na sarjeta no alinhamento do meio fio (m)
Z: inverso da declividade transversal da sarjeta
I: declividade (m/m)
Equação sugerida pelo
K: tabelado (L/s)
Instituto das Águas PR
CAPTAÇÃO DAS ÁGUAS NAS SARJETAS: BOCAS DE LOBO
Para o posicionamento das BL recomendam-se alguns
critérios, tais como:
1. Quando for ultrapassada sua capacidade de engolimento
ou houver saturação da sarjeta (ambos os lados da via).
2. Deverá haver bocas de lobo nos pontos mais baixos por
receberem contribuições dos dois lados (sentidos).
3. Nos cruzamentos (esquinas de ruas e ou avenidas) antes
das faixas de pedestres.
CAPTAÇÃO DAS ÁGUAS NAS SARJETAS: BOCAS DE LOBO
Para o posicionamento das BL recomendam-se alguns
critérios, tais como:
4. Não dispondo de dados sobre a capacidade de escoamento
das sarjetas, recomenda-se um máximo espaçamento de 80m
entre duas bocas de lobo, consecutivas.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO COM ABERTURA NA GUIA
• São as mais utilizadas no Brasil.
• A água escoando pela sarjeta ao entrar pela abertura na
guia precisa mudar de direção.
• Quanto maior a declividade da
sarjeta maior a porcentagem de
água que passa pela boca de
lobo sem ser captada.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO COM ABERTURA NA GUIA
• Para aumentar a porcentagem de captação da água pela
boca de lobo é recomendado um rebaixamento
(depressão) na sarjeta de uns 5 cm junto a boca de lobo
direcionando o fluxo.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO COM ABERTURA NA GUIA
• A caixa de captação (alvenaria de tijolo ou bloco de
concreto) fica situada sob o passeio e possui tampa em
concreto armado.
• A altura máxima da abertura varia de 10 a 13 cm
geralmente é limitada pela altura da guia (meio fio) que é
em torno de uns 15 cm.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO COM ABERTURA NA GUIA
Sem depressão e altura da lâmina da água menor que a
abertura da guia
• Se as águas se acumularem sobre a boca de lobo e a altura
de água for menor que a altura da abertura na guia, esse
tipo de BL passa a funcionar como um vertedor de parede
espessa horizontal.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO COM ABERTURA NA GUIA
Sem depressão e altura da lâmina da água menor que a
abertura da guia
A vazão Q é dada pela fórmula:
𝑸 = 𝟏, 𝟕𝟎𝟓 ∙ 𝑪𝒅 ∙ 𝑳 ∙ 𝒚𝟎 𝟑/𝟐
Cd = 0,89, para 𝒚𝟎 = 0,06 m
Cd = 0,91, para 𝒚𝟎 = 0,12 m
Cd = 0,94, para 𝒚𝟎 = 0,18 m
Q: vazão em m³/s
Cd: coeficiente de vazão
L: comprimento da abertura da BL em metros
𝒚𝟎 : lâmina de água na entrada em metros.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO COM ABERTURA NA GUIA
• Se a altura da água sobre o local for maior do que o dobro
da altura da abertura na guia, a vazão será dada pela
fórmula de orifícios.
𝑸 = 𝟑, 𝟏𝟎𝟏 ∙ 𝑳 ∙ 𝒉 ∙ 𝒚
Q: vazão em m³/s
L: comprimento da abertura da BL em metros
h: altura da abertura na guia em metros
y: profundidade da água acima da cota média da abertura na
guia em metros.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO COM ABERTURA NA GUIA
• A capacidade hidráulica de engolimento de uma BL padrão
é de no máximo 60 L/s.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO COM ABERTURA NA GUIA
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO SEM DEPRESSÃO (y=𝑦0 )
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO SEM DEPRESSÃO (y=𝑦0 )
• Para o dimensionamento da boca de lobo sem depressão,
emprega-se a seguinte equação proposta por Wilken.
𝑸𝒄
= 𝟓, 𝟒𝟒 ∙ 𝑲 ∙
𝑳
𝟏
𝐭𝐚𝐧 𝜽
𝟗
𝟏𝟔
∙
𝒏 ∙ 𝑸𝟎
𝑰
𝟗
𝟏𝟔
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO SEM DEPRESSÃO (y=𝑦0 )
𝑄0 : vazão na sarjeta (à montante) em (m³/s)
𝑄𝑐 : vazão captada pela boca de lobo em (m³/s)
I: declividade longitudinal da sarjeta (m/m)
θ0 ou θ: ângulo entre a seção transversal da rua e a vertical
L: comprimento da abertura da boca de lobo (m)
n: coeficiente de rugosidade de Manning
K: é igual a 0,23, 0,20 e 0,18 respectivamente para os valores
de tan θ iguais a 12, 24 e 48.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO COM DEPRESSÃO (y ≠ 𝑦0 )
Verificar dimensionamento
na apostila.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
Quando a capacidade hidráulica de engolimento de uma boca
de lobo é menor que vazão pluvial a ser captada, podemos
optar por um sistema de bocas de lobo múltiplas:
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO COM GRADES
• BL com barras paralelas ao meio fio (guia) e algumas
transversais geralmente na forma retangular, ao nível da
sarjeta ou num rebaixamento desta.
• Este tipo de boca de lobo tem demonstrado na prática
uma redução da vazão de engolimento considerável.
• É muito comum logo no início da chuva, que pequenos
detritos venham a obstruir a entrada da água, reduzindo
ainda mais essa vazão.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO COM GRADES
Verificar
dimensionamento
na apostila.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
BOCAS DE LOBO COMBINADAS
• Possuem uma abertura no alinhamento do meio fio e
outra (grelha) ao nível da sarjeta.
• Geralmente são utilizadas em pontos baixos, passíveis de
maiores obstruções e/ou carente de melhor manutenção.
• Via de regra, a abertura ao longo do meio fio fica defronte
a abertura ao nível da sarjeta, ambas com o mesmo
comprimento, igual ao da boca de lobo.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
OBSERVAÇÕES
• De um modo geral, é indicado considerar uma folga
adicional à capacidade da BL quando do dimensionamento
(possibilidade de obstrução).
• Tanto a obstrução causada por detritos (lixo, folhas, flores,
tipo de solo, etc.) como as irregularidades do pavimento
das vias públicas próximo às sarjetas fazem com que a
capacidade de engolimento das BL seja inferior a
calculada, variando de 60 a 80%.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
Boca de lobo, conduto de ligação e uma caixa de ligação
sugerida pela Secretaria Municipal de Serviços Públicos da
cidade de Maringá.
TIPOS DE BOCAS DE LOBO
EXERCÍCIO
01) Dados para o dimensionamento de uma boca de lobo sem
depressão:
• vazão à montante da boca de lobo = 50 L/s
• declividade da sarjeta = 0,02m/m
• ângulo entre a seção transversal da sarjeta e a vertical
(guia) = 1,52916 radianos
• coeficiente de Manning = 0,013
Determine o menor valor para L (comprimento da abertura da
BL na guia) de modo que a vazão que passa sem ser captada
seja menor que 10 L/s.