SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Evolução Histórica dos Sistemas
Saneamento I - 1
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Evolução Histórica dos Sistemas
Saneamento I - 2
Setúbal – “canecos” à porta para recolha de “excreta”
Lisboa – colectores de cascões, ou “rateiros”
Fim Séc. XIX – XX – REVOLUÇÃO TECNOLÓGICA
1. UTILIZAÇÃO DO FERRO FUNDIDO
2. RAMAIS (BARRO e GRÉS)
3. BETÃO CIRCULAR
Corrente higienista – Preocupação com o tratamento dos efluentes
Saneamento I - 3
ESTADO DO SANEAMENTO EM PORTUGAL
. ASPECTOS HISTÓRICOS
I. SISTEMAS UNITÁRIOS
D. JOÃO II – Limpeza dos canos
1755 – Canalização metódica (colectores unitários em malha)
XX – Construção de Sistemas Separativos
1930 – Porto
40as – parte do Barreiro
50as – Beja, Caparica, Setúbal
60as – Viseu, Tomar
60as, 70as – Lisboa, Elvas
80 – Alcanena (fábricas de Curtumes)
C. Caparica – rede de fibrocimento com juntas estanque
90as – C. Estoril
ETAR em Lisboa: Alcântara, Chelas e Beirolas
Vale do Ave
Almada
Saneamento I - 4
SISTEMAS DE ÁGUAS RESIDUAIS
- CONSTITUIÇÃO -
- Redes interiores dos edifícios
a1) Águas pluviais
a2) Águas residuais domésticas, industriais e comerciais
- Ramais de ligação à rede geral de drenagem
- Rede geral de drenagem incluindo: colectores, câmaras de visita, sarjetas de
passeio e/ou sumidouros (em redes unitárias ou separativas de águas pluviais).
- Estações elevatórias e condutas de impulsão. Câmaras de parafusos de Arquimedes.
- Emissários e interceptores.
Saneamento I - 5
- Estações de tratamento – Câmaras de retenção de areia e/ou gorduras.
- Exutores de lançamento e destino final – emissários submarinos.
- Descarregadores de tempestade.
- Sifões invertidos. Pontes – canal em viadutos.
- Obras especiais – atravessamentos.
- Túneis.
- Lagoas de amortecimento e retenção.
Saneamento I - 6
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Constituição dos Sistemas
Saneamento I - 7
EXEMPLO DE SISTEMA
• SISTEMA DE SANEAMENTO DA COSTA DO ESTORIL
. Pop. 1000 000 hab
. Interceptor ø1,5 m a ø2,5 m em 25 km
. Várias Estação Elevatórias e Emissários afluentes ao interceptor
. ETAR – Fase líquida enterrada, perto da Guia (Cascais)
. Exutor Submarino para lançamento no mar
Saneamento I - 8
Área de atendimento do Sistema de Saneamento da Costa do Estoril (Concelhos de Oeiras,
Cascais e parte de Sintra e Amadora).
Saneamento I - 9
Representação esquemática do Sistema de Saneamento da Costa do Estoril, com o
interceptor, emissários afluentes (Jamor, Barcarena, etc.) e estações elevatórias das zonas
baixas (▲).
Saneamento I - 10
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Classificação dos Sistemas
Saneamento I - 11
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Classificação dos Sistemas
 Unitários
Constituídos por uma única rede de colectores onde são admitidas conjuntamente
as águas residuais domésticas, comerciais e industriais, e águas pluviais;
recolhem e drenam a totalidade das águas a afastar dos aglomerados
populacionais.
 Separativos
Constituídos por duas redes de colectores distintas, uma destinada à drenagem
das águas residuais domésticas, comerciais e industriais, e uma outra à drenagem
das águas pluviais ou similares.
 Mistos
Constituídos pela conjugação dos dois tipos anteriores, em que parte da rede de
colectores funciona como sistema unitário e a restante como sistema separativo.
 Separativos parciais ou pseudo-separativos
Em que se admite, em condições excepcionais, a ligação de águas pluviais de
pátios interiores ao colector de águas residuais domésticas.
Saneamento I - 12
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Escolha do Tipo de Sistema – Unitário Versus Separativo

Vantagens
É menos oneroso e de mais fácil construção.

Desvantagens
 Os caudais em excesso quando chove e é ultrapassada a capacidade da ETAR
são uma mistura de águas residuais comunitárias e pluviais, pelo que a sua
rejeição no meio aquático pode acarretar problemas de poluição e
contaminação.
 É difícil manter condições hidráulicas de escoamento em tempo seco,
(sedimentação de sólidos em suspensão, riscos de formação de gás sulfídrico,
odores desagradáveis e corrosão do material dos colectores).
 Quando ocorrem as primeiras chuvadas, após uma prolongada estiagem, afluem
à ETAR elevadas cargas poluentes.
 As sarjetas, os sumidouros e outros órgãos de entrada na rede têm, em geral, de
ser sifonados.
Saneamento I - 13
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Escolha do Tipo de Sistema – Unitário Versus Separativo

Desvantagens

O emissário, em sistemas unitários, mesmo de pequena dimensão, pode atingir
um diâmetro significativo; nos sistemas separativos de águas pluviais o grande
desenvolvimento do emissário pode ser evitado, desde que o caudal pluvial
possa ser rejeitado numa linha de água próxima.

Nos sistemas unitários, os colectores têm de ser construídos com materiais
resistentes à corrosão, verificando-se nos sistemas separativos de águas
pluviais a situação oposta, dado que só transportam água de escoamento
superficial, praticamente sem efeitos corrosivos.

Quando existir estação de tratamento a jusante do sistema, a sua capacidade
terá de ser superior no caso de um sistema unitário, o que corresponde a um
investimento inicial e custos de exploração superiores, mesmo que se recorra a
descarregadores de tempestade.
Saneamento I - 14
TRAÇADO EM PLANTA DE
SISTEMAS DE DRENAGEM
Colectores e câmaras de visita em arruamentos no núcleo urbano
Emissários e interceptores em regra, ao longo de linhas de vale (zonas
baixas)
Traçado condicionado pelo destino final das águas residuais
PRINCÍPIOS
a) Distância aos Núcleos Urbanos
a1) traçado ao longo de vales (rios)
a2) traçado ao longo da costa, como Estações Elevatórias (vizinhança do
oceano ou mares)
b) Afastamento da rejeição em zonas balneares
c) Rejeição em locais com boas condições de diluição e dispersão
Saneamento I - 15
Traçado de sistemas
Saneamento I - 16
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Concepção e Dimensionamento de Sistemas
A concepção e dimensionamento de um sistema de drenagem requer o desenvolvimento de
um conjunto de actividades:
 recolha de elementos de base para dimensionamento;
 inquérito sobre os condicionalismos locais do projecto e sobre a área urbanizada
abrangida;
 escolha do tipo de sistema de drenagem mais adequado e do modo como se irá
processar o tratamento das águas residuais ou o seu destino final, assim como dos
componentes do sistema;
 análise de soluções alternativas técnico-economicamente viáveis, a fim de encontrar
uma situação de compromisso que permita resolver os principais problemas
existentes;
 dimensionamento de todos os colectores, em diâmetro e inclinação, e, de um modo
geral, de todos os outros componentes do sistema correspondentes ao traçado
escolhido, para os caudais de projecto.
Saneamento I - 17
ASPECTOS A OBSERVAR NO TRAÇADO EM
PLANTA DOS COLECTORES
1- Cartografia adequada: levantamento topográfico à escala 1/1000 ou 1/2000 da zona já
urbanizada e da zona da futura expansão, onde figura toda a informação adequada
(linhas de água, etc.).
2- O traçado é feito em função da topografia da zona (o escoamento é por gravidade),
natureza do terreno, interferência com outros serviços existentes (água, luz, telefones,
…) – Consulta de cadastro.
3- Depois do primeiro traçado em gabinete, deslocação ao local para recolher
informações mais detalhadas, entre elas:
Saneamento I - 18
a)
Melhor localização dos ramais de ligação (fachada versus retaguarda)
b)
Natureza do terreno (areia, terra ou rocha dura ou branda).
c)
Tipo de acabamento dos pavimentos.
d)
Modo de atravessamento de linhas de água (pontes, viadutos, … etc.)
e)
Traçado do emissário, ou emissários.
f)
Níveis freáticos (problemas na execução da obra e cálculo dos caudais de
infiltração).
g)
Se estiverem previstas estações elevatórias analisar se existe energia eléctrica e
estudar a localização do colector de recurso.
h)
Mesmo que o projecto não inclua o estudo da estação de tratamento, analisar a
sua possível localização.
4- Localização das caixas de visita (ver aspectos a observar na localização das caixas de
visita).
Saneamento I - 19
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Caudal de Dimensionamento
Caudal médio de dimensionamento:
Qcomunitário = Q pop + Q ind. + Q inf.
sendo:
Qcomunitário
- caudal total a drenar pelo colector
Q pop
- caudal atribuível à população
Q ind.
- caudal atribuível à indústria
Q inf.
- caudal de infiltração de águas subterrâneas
e de afluências pluviais
Saneamento I - 20
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Caudal de Dimensionamento
Caudal de dimensionamento:
Q pop = Fh x ( ∑ Kr x População x Capitação )
sendo:
Fh
- factor de ponta instantâneo (variável com a população);
Fh  1,5 
Kr
60
Pop
- coeficiente de afluência que varia (normalmente) de 0,70 a
1,0, que resulta de que nem toda a água consumida é
drenada (perdas, regas, lavagens, etc.);
população
capitação
- do ano 0 para verificação de auto-limpeza;
- do ano horizonte para verificação da capacidade.
Saneamento I - 21
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Localização das Caixas de Visita
Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 155º / Câmaras de visita
1 - É obrigatória a implantação de câmaras de visita:
a) Na confluência dos colectores;
b) Nos pontos de mudança de direcção, de inclinação e de diâmetro dos colectores;
c) Nos alinhamentos rectos, com afastamento máximo de 60 m e 100 m, conforme se
trate, respectivamente, de colectores não visitáveis ou visitáveis.
2 - Os afastamentos máximos referidos na alínea c) do número anterior podem ser
aumentados em função dos meios de limpeza, no primeiro caso, e em situações
excepcionais, no segundo.
Saneamento I - 22
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Caixas de Visita
Caixas de visita normalizadas
Caixas de visita para grandes
Diâmetros
Saneamento I - 23
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Localização e Traçado de Colectores
Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 137º
1 - A profundidade de assentamento dos colectores não deve ser
inferior a 1 m, medida entre o seu extradorso e o pavimento
da via pública.
2 - O valor referido no número anterior pode ser aumentado em
função de exigências do trânsito, da inserção dos ramais de
ligação ou da instalação de outras infra-estruturas.
3 - Em
condições
excepcionais,
pode
aceitar-se
uma
profundidade inferior à mínima desde que os colectores sejam
convenientemente protegidos para resistir a sobrecargas.
Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 24º
3 - A implantação das condutas [de distribuição de água] deve ser feita num plano superior
ao dos colectores de águas residuais e a uma distância não inferior a 1 m, de forma a
garantir protecção eficaz contra possível contaminação, devendo ser adoptadas
protecções especiais em caso de impossibilidade daquela disposição.
Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 159º
2 - Nas alterações de diâmetro [dos colectores] deve haver sempre a concordância da geratriz
superior interior dos colectores, de modo a garantir a continuidade da veia líquida.
Saneamento I - 24
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Localização e Traçado de Colectores
Traçado de colectores / planta e perfil longitudinal
 em planta, o traçado dos colectores das duas redes deve
apresentar sempre a mesma posição relativa, ou seja, o
colector de águas residuais comunitárias sempre à
direita ou à esquerda do pluvial (refere-se que o Decreto
Regulamentar nº 23/95, estipula, no ponto 5 do seu artigo
135.º, que “… para minimizar os riscos de ligações
indevidas de redes ou ramais, deve adoptar-se a regra de
implantar o colector doméstico à direita do colector
pluvial, no sentido do escoamento …”);
 em perfil longitudinal, a soleira do colector pluvial deve
ser localizada a uma cota superior à do extradorso do
colector de águas residuais comunitárias;
 em perfil transversal, devem ser fixadas distâncias
mínimas, na horizontal e na vertical, entre os extradorsos
dos colectores pluvial e de águas residuais comunitárias;
 nas confluências, nos cruzamentos e nas mudanças de
direcção, as caixas de visita devem ser implantadas com
a disposição que se apresenta na Figura.
Saneamento I - 25
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Critérios de Dimensionamento Hidráulico-Sanitário
1. Deverão ser observadas as características dos caudais a escoar,
a sua variação, os seus valores extremos e as características
dos sólidos transportados;
2. Caudais característicos de dimensionamento:
a) de ponta no início de exploração da rede, para a
verificação das condições de auto-limpeza;
b) de ponta no ano horizonte de projecto, para avaliar da
capacidade máxima do escoamento.
3. Auto-limpeza: condições de escoamento para o caudal de ponta
(início de exploração da rede), tais que os sólidos depositados
nas horas mortas possam ser arrastadas em horas de ponta.
Saneamento I - 26
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Critérios de Dimensionamento Hidráulico-Sanitário
4. Diâmetro mínimo (Art. 134)
D mín = 200 mm
5. Altura máxima do escoamento:
a) colectores domésticos
D  500 mm
y máx / D = 0,50
D > 500 mm
y máx / D = 0,75
b) colectores unitários e separativos pluviais
y máx / D = 1
6. Velocidade máxima de escoamento:
V máx = 3 ms-1
para colectores domésticos
V máx = 5 ms-1
para colectores unitários ou separativos
pluviais
Saneamento I - 27
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Critérios de Dimensionamento Hidráulico-Sanitário
7. Inclinações mínimas e máximas por razões construtivas:
J mín =
0,3 % Regulamento Nacional (admitem-se inclinações
inferiores desde que seja garantido o nivelamento e o
poder de transporte);
J mín =
1/ D (mm)
J máx = 15%
Norma Europeia;
Regulamento Nacional (salvo dispositivos
especiais de ancoragem do colector)
8. Critério de auto-limpeza: Velocidade do escoamento para o caudal
de ponta no início de exploração:
V ALimpeza = 0,6 ms-1
para colectores domésticos
V ALimpeza = 0,9 ms-1
para colectores unitários ou
separativos pluviais
Sendo inviáveis os limites referidos anteriormente, como sucede nos
colectores de cabeceira, devem estabelecer-se declives que assegurem
estes valores limites para o caudal de secção cheia.
Saneamento I - 28
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Perfil Longitudinal dos Colectores
Saneamento I - 29
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Selecção da Inclinação dos Colectores
Se i ideal < i mínimo  i mínimo(*)
Se i mínimo < i ideal < i máximo  i ideal
(*) I
ideal
- inclinação que se obtém unindo a cota de soleira da caixa de visita de montante, com
a cota da caixa de visita de jusante a que corresponde a profundidade mínima.
Saneamento I - 30
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Selecção da Inclinação dos Colectores
Se
i ideal > i máximo  i máximo
e recorrer a uma câmara de visita com
queda.
Se colector a montante estiver a uma
profundidade superior à mínima, adoptar
um declive que traga o colector, a jusante,
para a profundidade mínima regulamentar
ou a exequível, face ao i mínimo aceitável.
Saneamento I - 31
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Selecção da Inclinação dos Colectores / Exemplos
Trechos com que arrancam com a
profundidade mínima
i terreno < i mímima  i mínimo
Regra geral:
i ideal < i mínimo  i mínimo
Saneamento I - 32
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Selecção da Inclinação dos Colectores / Exemplos
Trechos com que arrancam com a
profundidade mínima e
i mímima < i terreno < i máxima
Adoptar  i terreno
Regra geral:
i mínimo < i ideal < i máximo
Adoptar  i ideal
Saneamento I - 33
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Selecção da Inclinação dos Colectores / Exemplos
Adoptar  i mínimo
Adoptar  i máximo
Saneamento I - 34
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Diâmetro e Outras Regras do Perfil Longitudinal
Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 135º
1
- Nas redes separativas domésticas, a secção de um
colector nunca pode ser reduzida para jusante.
2 - Nas redes unitárias e separativas pluviais, pode
aceitar-se a redução de secção para jusante, desde que
se mantenha a capacidade de transporte.
Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 159º

inserção de um colector noutro deve ser efectuado no
sentido do escoamento;

alinhar geratrizes interiores superiores (evitar regolfos
e entupimentos e garantir a continuidade da veia
líquida);

quedas simples (se desnível  0,50 m) ou guiadas
(se > 0,50 m);

se a profundidade da câmara de visita exceder os 5 m,
construir um patamar de segurança a meio, com
passagens não coincidentes.
Saneamento I - 35
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Procedimento e Metodologia de Dimensionamento
1º
cada troço entre duas caixas de visita deve ser dimensionado
iniciando-se os cálculos por uma das caixas de visita de
cabeceira, caminhando de montante para jusante e não se
passando a qualquer troço de jusante sem ter concluído o
dimensionamento de todos os troços a montante;
2º
a determinação do diâmetro e da inclinação dos colectores
deve ser feita em estreita ligação com o perfil longitudinal do
terreno, em função das regras práticas enunciadas;
3º
a altura e a velocidade de escoamento devem ser inferiores
ou iguais às máximas admissíveis, para o caudal de ponta no
ano horizonte de projecto (Q fi);
4º
a velocidade ou o poder de transporte devem ser superiores
ou iguais aos mínimos exigidos (auto-limpeza), para o caudal
de ponta no início de exploração da rede (Q in);
5º
Critério
não Imperativo
as inclinações dos colectores devem estar compreendidas
entre limites mínimos e máximos por razões construtivas.
Saneamento I - 36
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Dimensionamento Hidráulico de cada Trecho de Colector
Conhecidos I colector , D e Q dim :
a) calcular
Qf eVf
b) determinar a relação Q dim / Q f
c) utilizar o ábaco das propriedades
hidráulicas das secções circulares:
curva de Q
Q dim / Q f
curva de V
y/D
y/Dy
V/VfV
d) utilizar o ábaco das propriedades
hidráulicas das secções circulares:
Saneamento I - 37
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Características Hidráulicas do Escoamento
Saneamento I - 38
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Características Hidráulicas do Escoamento
Q = Ks x S x R 2/3 x J 1/2
Q = 2 -13/3 x Ks x 
-2/3
(  – sin  ) 5/3 x D 8/3 x J 1/2
 Q
 n 1  sen n  6,063
 Ks J
0,6

 D 1,6  n 0,4


Saneamento I - 39
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Características Hidráulicas do Escoamento
• Um Quadro para Dimensionamento com Qponta do Ano 40;
• Um Quadro para Verificação para Qponta do Ano 0.
Trecho
[-]
População [hab]
Afluente
Acumulada
Qm
fp
Q inf
Q pt
D
I
h/D
V real
Real
Q sc
V sc
[L/s]
[-]
[L/s]
[L/s]
[mm]
[m/m]
[-]
[m/s]
[N/m2]
[L/s]
[m/s]
1-2
2-3
...
Saneamento I - 40
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Caixas de Visita / Corpo e Coberturas

Câmaras com diâmetro interior (D i) função da
profundidade (H):
H < 2,5 m
D i = 1,00 m
H > 2,5 m
D i = 1,25 m
Saneamento I - 41
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Caixas de Visita / Soleiras, Quedas Suaves e Quedas Bruscas
Saneamento I - 42
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Caixas de Visita / Soleiras, Quedas Suaves e Quedas Bruscas
Saneamento I - 43
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Caixas de Visita / Dispositivos de Fecho e Degraus Normalizados
Saneamento I - 44
SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS
Câmaras de Corrente de Varrer
Saneamento I - 45
INTRODUÇÃO AO CONTROLO DA POLUIÇÃO
Saneamento I - 46
Saneamento I - 47
INTRODUÇÃO AO CONTROLO DA POLUIÇÃO
ÁGUAS RESIDUAIS DOMÉSTICAS – QUADRO SIMPLIFICATIVO ORIENTADOR
MEIO RECEPTOR
PARÂMETROS
INDICADORES
RISCOS
CBO5
SS
ANOXIA
ANAEROBIOSE
MICROORGANISMOS
PATOGÉNICOS
SAÚDE PÚBLICA
RIOS
OCEANOS
PRAIAS
SAPAIS
ESTUÁRIOS
NUTRIENTES (N, P)
CBO5, SST
EUTROFIZAÇÃO,
ANAEROBIOSE
CBO5 – CARÊNCIA BIOQUÍMICA DE OXIGÉNIO AOS 5 DIAS E A 20ºC
SST – SÓLIDOS SUSPENSOS TOTAIS
NUTRIENTES – AZOTO E FÓSFORO (N, P)
Saneamento I - 48
INTRODUÇÃO AO CONTROLO DA POLUIÇÃO
NÍVEL DE TRATAMENTO
ORIENTAÇÕES/PROCESSOS/TIPOS
PRELIMINAR
GRADAGEM
TAMISAÇÃO
DESARENAÇÃO
DESENGORDURAMENTO
PRIMÁRIO
DECANTAÇÃO
SECUNDÁRIO
LAMAS ACTIVADAS
(Tanques de arejamento)
LEITOS PERCOLADORES
LAGUNAGEM
BIOFILTROS
DISCOS BIOLÓGICOS
TERCIÁRIO
REMOÇÃO DE NUTRIENTES (N, P)
DESINFECÇÃO POR
CLORO, RADIAÇÃO UV, … etc.
EFICIÊNCIA
SST > 50%
CBO5 > 20%
SS   80%
CBO5   70 a 90%
N E/OU P E/OU
REMOÇÃO DE
MICRORGANISMOS
Saneamento I - 49