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Recomendações para o Projeto e Dimensionamento Profª Gersina N.R.C. Junior.

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Apresentação em tema: "Recomendações para o Projeto e Dimensionamento Profª Gersina N.R.C. Junior."— Transcrição da apresentação:

1 Recomendações para o Projeto e Dimensionamento Profª Gersina N.R.C. Junior

2 Recomendações Para Projeto Vazão; Diâmetro mínimo; Lâmina dágua máxima; Declividade mínima; Tensão trativa; Velocidade de escoamento e velocidade crítica; Profundidade e recobrimento do coletor de esgoto; Poço de visita; Coletores e interceptores; Coeficientes; Principais recomendações que o projetista deve observar:

3 Recomendações Para Projeto Vazão De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b), Na NBR Caso inexistam dados pesquisados e comprovados, com validade estatística, A menor vazão que deve ser admitida em qualquer trecho no dimensionamento é de 1,5 L/s Corresponde à vazão de uma válvula de descarga de vaso sanitário

4 Recomendações Para Projeto Vazão Efluentes industriais O projetista deve ter dados atualizados da localização e vazão das industrias existentes. Estimativa de expansão do segmento industrial na área esgotada Obs: algumas vezes a vazão de efluente industrial pode ser muito maior do que a contribuição doméstica no trecho.

5 Recomendações Para Projeto Vazão Efluentes industriais Informações nem sempre fácil de se obter, solicitar auxílio de entidades: Federação ou Associação de Indústrias do estado e do município CREA; Secretarias de Meio Ambiente (estado e município); Visitar as industrias, observar horário de lançamento dos efluentes industriais.

6 Recomendações Para Projeto Diâmetro mínimo De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b), Na NBR mm É recomendado o diâmetro mínimo de 100 mm 150 mm ou 200 mm Em casos justificados pode ser utilizado 150 mm ou 200 mm como diâmetro mínimo da rede coletora

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8 Recomendações Para Projeto Lâmina Dágua Máxima De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b), Na NBR Igual ou inferior a 75% do diâmetro do coletor Objetivo: assegurar que a tubulação funcione como conduto livre para a vazão de final de plano

9 Recomendações Para Projeto Declividade Mínima A declividade do projeto do coletor é estabelecida a partir do conhecimento da declividade mínima recomendada na NBR 9649 e da declividade do terreno. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b), Na NBR 9649, recomenda a declividade mínima que satisfaça a autolimpeza nas tubulações pelo menos uma vez por dia, de acordo com a seguinte expressão:

10 Recomendações Para Projeto Declividade Mínima Expressão: Em que: Imín = Declividade mínima, m/m; Qi = Vazão de jusante de início de plano, L/s.

11 Recomendações Para Projeto Declividade do Terreno A declividade do terreno (It) é calculada pela diferença entre a CTM(conta do terreno a montante) e CTJ(conta do terreno a jusante): Comprimento do trecho

12 Recomendações Para Projeto Declividade Mínima Em terreno com elevação de montante para jusante A declividade deve ser a mínima possível, uma vez que a profundidade aumenta ao longo do trecho.

13 Recomendações Para Projeto Declividade Mínima Em terreno plano A declividade deve ser a mínima possível, uma vez que a profundidade aumenta ao longo do trecho.

14 Recomendações Para Projeto Declividade Mínima O ideal:Coletor em terreno acompanhando com a declividade do terreno

15 Recomendações Para Projeto Declividade Mínima Portanto sempre que possível, o projetista deve aproveitar o topografia do terreno para evitar: Coletores com grandes profundidades; Coletores com grandes diâmetros; Coletores com grandes extensões; Singularidades com profundidade excessiva; Estações elevatórias de esgoto em quantidade e em profundidade excessiva.

16 Recomendações Para Projeto Declividade Mínima Quando não é possível utilizar a declividade do terreno, o projetista dimensiona o coletor com o valor igual ou maior ao da declividade mínima recomendada na NBR 96/1986.

17 Recomendações Para Projeto Tesão Trativa Ou Tesão de Arraste Regime permanente é admitido A vazão varia ao longo do tempo As partículas sólidas tendem a depositar-se no fundo do coletor

18 Recomendações Para Projeto Tesão Trativa A tensão trativa A tensão trativa é a grandeza física que promove o arraste do material sedimentado. É a força que promove a autolimpeza do conduto atuando junto a parede da tubulação na parcela correspondente ao perímetro molhado A tensão trativa é definida como uma tensão tangencial exercida sobre a parede do conduto líquido escoado.

19 Recomendações Para Projeto Tesão Trativa A tensão trativa calculada pela é equação: Representa um valor médio da tensão ao longo do perímetro molhado da seção transversal considerada m que: = tensão trativa média [Pa] RH = raio hidráulico [m] I p = declividade de projeto da tubulação [m/m] ץ = peso específico do líquido [Kgf/m 3 ]

20 Distribuição experimental da tensão trativa em conduto circular

21 Tesão Trativa e o Arraste do Materiais Sólidos Material sólido encontrado no esgoto: Partículas orgânicas e Inorgânicas Partículas Gravidade

22 Tesão Trativa e o Arraste do Materiais Sólidos Estudo da deposição dessas partículas Bastante complexo Vazão do esgoto varia ao longo do tempo O movimento do líquido é na realidade variado Embora se admita para o dimensionamento das tubulações de esgoto, movimento permanente e uniforme

23 Tesão Trativa e o Arraste do Materiais Sólidos A tensão trativa crítica é definida como uma tensão mínima necessária para o início do movimento das partículas depositadas nas tubulações de esgoto Valor normalmente determinado através de pesquisa em campo, depende de vários fatores: Peso específico da partícula e do líquido; Dimensões da partícula; Viscosidade do líquido.

24 Tesão Trativa e o Arraste do Materiais Sólidos Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b), na NBR 9649, cada trecho da rede coletora deve ser dimensionado pelo critério da tensão trativa com valor maior ou igual a: Equação

25 Tesão Trativa e o Controle de Sulfeto O sulfeto de hidrogênio(H 2 S) ou gás sulfidrico. É o mais importante gás observado em sistemas de coleta e transporte de esgoto sanitário, associado à produção de odores desagradáveis, corrosão e toxidez. H2SH2S Odor característico de ovo podre, é extremamente tóxico, é corrosivo a metais como ferro, zinco, cobre, chumbo e cádmio, precursor de ácido sulfúrico(H 2 SO 4 ).

26 Tesão Trativa e o Controle de Sulfeto Sulfeto em Esgoto Sanitário Provenientes: Despejos industriais; Águas de infiltração; Decomposição anaeróbia da matéria orgânica contendo enxofre Principal origem de sulfeto em esgoto sanitário é devido a ação de bactérias que reduzem o sulfato para obter energia para sua manutenção e crescimento.

27 Tesão Trativa e o Controle de Sulfeto Em tubulações curtas e esgoto fresco encontramos bastante oxigênio dissolvido. Não apresentam problemas relativos a sulfetos de hidrogênio(H 2 S) ou gás sulfidrico.

28 Tesão Trativa e o Controle de Sulfeto Redes extensas e velocidades baixas o oxigênio dissolvido diminui, prevalecendo conduções anaeróbias no esgoto o que propicia nos coletores-tronco, interceptores e emissários o aparecimento de sulfetos e o desprendimento de sulfetos de hidrogênio.

29 PROCESSOS QUE OCORREM EM CONDUTOS DE ESGOTO COM OXIGÊNIO SUFICIENTE PARA PREVENIR A ENTRADA DO SULFETO NO ESGOTO

30 PROCESSOS QUE OCORREM EM CONDUTOS DE ESGOTO SOB CONDIÇÕES DE FORMAÇÃO DO SULFETO

31 Corrosão Causada Por Sulfeto De Hidrogênio Representação esquemática de desenvolvimento típico de corrosão em tubo de concreto armado

32 Recomendações Para Projeto Velocidade de Escoamento e Velocidade Crítica Para determinado conduto A velocidade de escoamento e a vazão são tanto maiores quanto mais acentuada for a sua declividade Velocidade máxima tolerada solução mais econômica?

33 Escoamento Em Tubulações Com Grande Declividade

34 Detalhes do Lançamento de Gotas Dágua Devido a Turbulência na Superfície do Escoamento

35 Escoamento Aerado

36 Recomendações Para Projeto Velocidade de Escoamento e Velocidade Crítica Pelo fato das declividades elevadas contribuírem para grandes profundidades e entrada de bolhas no escoamento, na NBR 9649, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b), sugere que a máxima declividade admissível é aquela para a qual se tenha velocidade final de escoamento de 5m/s.

37 Recomendações Para Projeto Velocidade de Escoamento e Velocidade Crítica Quando a velocidade final (Vf) é superior à velocidade crítica (Vc), a lâmina de água máxima deve ser reduzida para 50% do diâmetro do coletor. Para o caso de se ter Y/D > 0,5 geralmente o mais adequado é aumentar o diâmetro do coletor. A velocidade crítica é definida por: onde: Vc = velocidade crítica, m/s; RH= raio hidráulico para a vazão final, m; g= aceleração da gravidade, m/s 2 Velocidade de Escoamento e Velocidade Crítica

38 Recomendações Para Projeto Profundidade e Recobrimento do Coletor de Esgoto

39 O conhecimento do subsolo será indispensável para se ter idéia da presença de rochas, solos de baixa resistência, lençol freático e outros problemas Ideal Reconhecimento completo do subsolo - Sondagens Custo elevado Recomendações Para Projeto

40 Profundidade e Recobrimento do Coletor de Esgoto Para a norma NBR 9649: A rede coletora não deve ser aprofundada para atendimento de economia com cota de soleira abaixo do nível da rua. As profundidades mínimas são estabelecidas para atender as condições de recobrimento mínimo, para proteção da tubulação e, também permitir que a ligação predial seja executada adequadamente Recomendações Para Projeto

41 Localização dos coletores na via pública. Profundidade e Recobrimento do Coletor de Esgoto Profundidade não < 0,90 Profundidade não < 0,65 Recomendações Para Projeto

42 Profundidades do Coletor de Esgoto Passeio 2,0 a 2,5 m Eixo ou terço 3,0 a 4,0 m Máximas Proteção da tubulação Permite a ligação predial Mínimas Leito 0,90 m Passeio 0,65 m Norma Recomendações Para Projeto

43 Poço de Visita A Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b), recomenda na NBR 9649 que as dimensões dos poços de visita devem obedecer aos seguintes limites: Diâmetro mínimo do tampão deve ser de 0,60 m; Dimensão mínima da câmara de 0,80 m. Distância entre PVs seja aquela que possibilite o alcance dos instrumentos de limpeza. Projetistas Distâncias da ordem de 100 m Recomendações Para Projeto

44 Poço de Visita Quando o coletor afluente apresentar um desnível com altura maior ou igual a 0,50 m em relação ao coletor efluente NBR 9649 Utilização de tubo de queda Recomendações Para Projeto

45 Coeficientes O projetista nem sempre dispõe de informações importantes ao projeto relacionadas com o final do empreendimento, para garantir segurança ao dimensionamento da rede coletora devem ser utilizados os seguintes valores de coeficientes: Recomendações Para Projeto

46 Coeficientes Valor do consumo médio per capita de água (q) É o volume médio diário anual de água utilizada por um habitante, calculada por: Em que: q = consumo médio per capita de água em determinado período, em L/hab.dia; V = volume consumido de água no período, em L; P = população abastecida, em hab. Recomendações Para Projeto

47 Consumo per capita (q). Parâmetro extremamente variável entre diferentes localidades, depende de diversos fatores: Hábitos higiênicos e culturais da comunidade; A quantidade de micro-medições nos sistemas de abastecimento; As instalações e equipamentos hidráulicos-sanitários dos imóveis; Os controles exercidos sobre o consumo; O valor da tarifa; A abundância ou escassez de mananciais; A intermitência ou regularidade de abastecimento; A temperatura média da região A renda familiar A disponibilidade de equipamentos domésticos que utilizam água em quantidade apreciável.... Coeficientes Recomendações Para Projeto

48 Porte da comunidade Faixa da população (hab.) Consumo per capita- q (l/hab.dia) Povoado rural< Vila Pequena localidade Cidade média Cidade Grande> Consumo per capita de água (q). Consumo per capita (q). Coeficientes Recomendações Para Projeto

49 Consumo per capita (q). É o consumo médio diário de água de um indivíduo É o consumo efetivo de água per capita multiplicado pelo coeficiente de retorno (C) Contribuição per capita de esgoto. Coeficientes Recomendações Para Projeto

50 a relação média entre o volume de esgotos produzido e o volume de água efetivamente fornecido à população. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986b),na NBR 9649 define o coeficiente de retorno como: Coeficientes coeficiente de retorno (C) Recomendações Para Projeto

51 Depende de fatores como: Localização e tipo de residência; Condições de arruamento; Tipo de clima; Conservação das redes de água e esgoto; Existência de fontes particulares de abastecimento. Situa-se entre 0,5 e 0,9 norma brasileira: 0,8 na falta de valores medidos em campo. Coeficientes coeficiente de retorno (C) Recomendações Para Projeto

52 Coeficientes Corresponde ao dia de maior consumo de água É a relação entre a maior vazão diária verificada no ano e a vazão média anual (norma: 1,2) Variação do consumo do ano Coeficiente de máxima vazão diária (K 1 ) Recomendações Para Projeto

53 Coeficientes Coeficiente de máxima vazão horária (K 2 ) Corresponde à hora de maior consumo de água É a relação entre a maior vazão observada em um dia e a vazão média horária no mesmo dia (norma: 1,5) Variação do consumo diário Recomendações Para Projeto

54 Coeficientes Coeficiente de mínima vazão horária (K 3 ) relação entre a vazão mínima e a vazão média anual (norma: 0,5) Em alguns casos a interesse em determinar o coeficiente de mínima vazão horária (estações de tratamento de esgoto). Os valores dos coeficientes são admitidos constante ao longo do tempo, qualquer que seja a população existente na área. Recomendações Para Projeto

55 Observar que quanto menor a localidade maior a variação c) Região Metropolitana de São Paulo CURVAS DE VARIACÃO HORÁRIA DE VAZÃO DE ESGOTOS a) Cardoso(5.000hab) b) Tatuí(20.000hab)

56 Consumo per capita medido em outros países (l/hab.dia) Consumo per capita efetivo nas capitais brasileiras RMSP: Região Metropolitana de São Paulo

57 Taxa de Contribuição de Infiltração Recomendações Para Projeto A NBR 9649 da ABNT recomenda que a taxa de contribuição de infiltração depende das condições locais, tais como: Nível de água do lençol freático; Natureza do subsolo; Qualidade da execução da rede; Material da tubulação e; Tipo de junta utilizada.

58 Taxa de Contribuição de Infiltração Recomendações Para Projeto As águas do subsolo penetram nos sistemas através dos seguintes meios: Pelas juntas das tubulações; Pelas paredes das tubulações; Através das estruturas dos poços de visita, tubos de inspeção e limpeza, terminal de limpeza, caixas de passagem, estações elevatórias etc. NBR Taxa de infiltração: TI = 0,05 a 1,0 L/s x km

59 Taxas de infiltração,em L/s.km, em redes de esgotos sanitários obtidas por medições ou recomendadas para projetos


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