Prof. Eng. Fábio Márcio Bisi Zorzal

Prof. Eng. Fábio Márcio Bisi Zorzal
Saneamento Ambiental Sistemas de Drenagem Pluvial Prof. Eng. Fábio Márcio Bisi Zorzal

Sumário Introdução Geral 4 Planejamento dos Sistemas 17
Critérios de Dimensionamento 230 Para a drenagem pluvial Redes de Drenagem Pluvial 230 Tanques de contenção 230 Barragens e vertedores 230

Capítulo 1 Introdução Geral

Introdução Geral Objetivos Justificativa
Projetar um sistema de drenagem pluvial urbano Justificativa Pré-requisito para formação em cursos técnicos profissionalizantes

Introdução Geral Sistemas de drenagem pluvial
Importância da drenagem pluvial Aspectos sanitários das águas pluviais Aspectos econômicos da drenagem Evolução dos serviços Drenagem pluvial no Brasil Normas para projetos

Introdução Geral Sistemas de drenagem pluvial
Conjunto de elementos que tem por objetivo a coleta, a contenção, o transporte e a disposição final das águas pluviais que escoam no terreno e outros elementos carreados no processo Unitário (esgotamento e drenagem num único tubo) Separador Absoluto (cada qual com seu tubo) Estático (independente) Condominial

Introdução Geral Classificação do sistema
Microdrenagem com todos seus componentes Bacia de coleta, sarjetas, bocas de lobo, tubos secundários e primários, conexões, poços de visita, caixas de passagem, etc. Macrodrenagem com todos os seus componentes Médios e grandes canais, tanques de contenção, barragens, comportas, dissipadores de energia, estações elevatórias, pátios de dragagem, etc.

Capítulo 2 Planejamento dos Sistemas

Planejamento dos Sistemas
Elementos da Norma Estudo Técnico Preliminar Anteprojeto Projeto Submetidos aos Órgãos Financiadores Obras menores não carecem de tantos detalhes, sendo normalmente assumidos pelos diretamente interessados

Estudo Técnico Preliminar Levantamento da cidade ou região de estudo sob os aspectos geo-políticos, administrativos, econômicos, culturais, sociais e outros, registrando também os seus potenciais e destacando as condições que interessam ao objetivo visado: Implantação, ampliação ou melhoria dos sistemas locais Individualmente ou em conjuntos intermunicipais Através de financiamento

Estudo Técnico Preliminar Elementos do Estudo Técnico Preliminar Dados e características da comunidade Dados dos sistemas existentes Administração dos sistemas existentes Sistemas propostos Análise final

Estudo Técnico Preliminar Dados e características da comunidade Descrição da situação geo-política, administrativa, social e cultural Localização Plantas de localização nas escalas: Nacional, Estadual, Municipal e Regional Clima Temperaturas máximas, médias e mínimas Dados de precipitação e suas ocorrências

Estudo Técnico Preliminar Dados e características da comunidade Comunicação Correios, telefone, ... Acesso Estradas de rodagem e férrea Navegação aérea, fluvial e marítima População Dados populacionais Estimativa de população para os próximos 40 anos

Estudo Técnico Preliminar Dados e características da comunidade Topografia Principais acidentes, cotas de inundações e áreas ocupadas e desoupadas Levantamentos topográficos existentes (plani-altimétricos) Estimar serviços topográficos a serem executados (e seus custos) Características Uso e ocupação do solo (Plano Diretor Urbano) Loteamentos aprovados, movimentos de construções Documentário Fotográfico (visualização panorâmica da cidade) Incluindo a delimitação das bacias hidrográficas com seus divisores de água

Estudo Técnico Preliminar Dados e características da comunidade Combate a incêndios Ocorrência de sinistros (Existência de organização de grande porte ou importância quanto ao risco de incêndio) Material e mão-de-obra Disponibilidade para a construção civil jazidas de material usado durante a obra ou fornecedores pessoal treinado e/ou especializado Disponibilidade para operação e manutenção indústrias de química ou fornecedores equivalentes

Estudo Técnico Preliminar Dados e características da comunidade Facilidades ou recursos Existência de oficinas mecânicas, equipamentos de terraplanagem, guinchos e gruas, britadores, betoneiras, etc. Energia elétrica Disponibilidade e confiança Características do sistema: tensão, corrente elétrica, potência, tarifas, etc. Condições sanitárias Condição do sistema de esgotamento sanitário, de drenagem pluvial e dos corpos d’água locais

Estudo Técnico Preliminar Dados e características da comunidade Desenvolvimento econômico-financeiro Apreciação da situação atual, tendências e prognósticos Crescimento e possibilidade de desenvolvimento industrial, comercial, domiciliar ou de serviços Apreciação das atividades sócio-econômicas do Município ou região de estudo

Estudo Técnico Preliminar Dados dos sistemas existentes Corpos d’água Descrição dos principais corpos d’água disponíveis para o lançamento de efluentes e disposição final de lodo de ETE Descrição das principais áreas para lançamento de massas de água de chuvas intensas e disposição final de material dragado Descrição geral dos mananciais da cidade, tendo em vista a possibilidade de interferência com a captação da cidade e o uso dos recursos hídricos para outras finalidades Análise quantitativa dos corpos d’água Análise qualitativa dos corpos d’água nos parâmetros CONAMA Sanitário Pluvial

Estudo Técnico Preliminar Dados dos sistemas existentes Estações elevatórias Enumeração e localização de todas as unidades Características mecânicas, elétricas e operacionais Suprimento de energia elétrica Coletores, interceptores, canais e emissários Capacidade, comprimento, diâmetro, material e estado de conservação Cotas de assentamento Avaliação por trechos existentes, quando diferentes entre si

Estudo Técnico Preliminar Dados dos sistemas existentes Contenção Descrição de todas as unidades Dimensões, principais, capacidade, velocidade, taxas, períodos de detenção, modo de operação dos equipamentos e estado de conservação Disposição final de material dragado Descrição dos processos de destino final de material de dragagem Volumes dragados, intervalo entre dragagem, local de destino, geometria da dragagem

Estudo Técnico Preliminar Administração dos sistemas existentes Características Propriedade: órgão responsável pelo serviço, organograma, forma de remuneração, número de funcionários, serviços contratados de terceiros Condições de operação e manutenção Situação dos técnicos, pessoal especializados, problemas de material, de operação e manutenção registrados Evolução das ligações prediais Número de usuários de cada um dos sistemas Incluindo sua evolução no tempo e no espaço

Estudo Técnico Preliminar Administração dos sistemas existentes Ligações prediais (normal em esgotamento sanitário) Preço Dificuldades encontradas para as ligações prediais Descrição da forma e material na execução das ligações Ligação monitorada e não monitorada Separação do sistema de esgotamento sanitário Estimativa de lançamentos clandestinos na rede pluvial Serviços no sistema Número de consertos mensais, limpeza, dragagem, etc.

Estudo Técnico Preliminar Administração do sistema de drenagem pluvial Custo do metro linear instalado Por parcela: pessoal, equipamentos, máquinas, etc. Preço do metro linear instalado Taxas de cobrança (implantação de sistema de cobrança) Situação de investimentos realizados e a realizar Balanço administrativo dos últimos três anos Expectativa para os próximos cinco anos Situação de caixa do setor responsável

Estudo Técnico Preliminar Administração do sistema de drenagem pluvial Custo do metro cúbico bombeado Por parcela: pessoal, energia elétrica, ampliações, etc. Custo do metro cúbico armazenado Custo do metro cúbico dragado Custo geral da manutenção e limpeza do sistema

Estudo Técnico Preliminar O sistema proposto As alternativas estudadas Descrever todas as alternativas técnicas possíveis Descrever todo custo associado à técnica empregada Análise das alternativas Do ponto de vista técnico-financeiro Do ponto de vista econômico-financeiro

Estudo Técnico Preliminar O sistema proposto Estimativa das despesas Custos de implantação Material, mão de obra, projetos, etc. Custos operacionais Pessoal, energia elétrica, produtos químicos, despesas de ampliação, etc. Financeiras Principal, juros, correção, multas, período, etc.

Estudo Técnico Preliminar Análise final Descrever a solução ideal Considerando todas as alternativas tecnológicas envolvidas no estudo de caso Detalhamento dos custos associados àquela alternativa Justificativa de todas as decisões tomadas Drenagem pluvial

Anteprojeto São prescrições para análise do Anteprojeto Somente será apresentado quando solicitado pelo órgão competente à contratação do serviço Somente será elaborado após a aprovação do Relatório Técnico Preliminar Normalmente são pedidos em grandes sistemas ou cercados por problemas especiais

Anteprojeto Elementos do Anteprojeto Memorial descritivo e justificativo Estimativa de custo Desenhos e demais peças gráficas

Anteprojeto Memorial descritivo e justificativo Composição de uma súmula das conclusões do Relatório Técnico Preliminar (vide adiante Elementos do Projeto) Eliminam-se as etapas de projeto estrutural, instalações e detalhes construtivos Estimativas de custo Compatíveis com o Anteprojeto Expectativa de desapropriações, relação de materiais e equipamentos para cada etapa da obra

Anteprojeto Desenhos e demais peças gráficas Esquema geral do sistema demandado Unidades construtivas com indicação dos principais dados como capacidade, cotas, comprimentos, etc. Coleta e transporte Traçado sobre plantas da cidade mostrando todas as principais linhas, com seus respectivos diâmetros e extensões, delimitação das diferentes zonas da cidade Microdrenagem e demais equipamentos Macrodrenagem e demais equipamentos

Anteprojeto Desenhos e demais peças gráficas Tanques de contenção Plantas de situação, planta baixa com localização esquemática das barreiras, comportas, tubulações, incluindo cortes, detalhes, etc. Área de disposição final de material dragado Plantas de situação, plantas esquemáticas e cortes elucidativos das instalações e equipamentos associados, perfis, etc. Material de dragagem

Anteprojeto Desenhos e demais peças gráficas Estações elevatórias Plantas de situação, planta baixa com localização esquemática dos conjuntos, tubulações, quadros de controle, cortes, etc.

Anteprojeto Desenhos e demais peças gráficas Interface com manancial Plantas, cortes, perfis de sondagem Interface com parques lineares Utilização dos recursos hídricos existentes Pontos de lançamento de efluentes finais Tipo de lançamento (canal emissário, condutos, etc. Local de destinação e volume requerido Plantas de situação, planta baixa, cortes principais, perfis, etc.

Projeto Seguem as mesmas premissas do Anteprojeto Reza em seu conteúdo as mesmas especificações técnicas quanto aos aspectos: Hidráulico Sanitário Pluvial Além dos itens obrigatórios quanto aos aspectos: Estrutural De instalações Detalhes construtivos

Projeto Elementos comuns dos projetos Projeto hidráulico, sanitário e pluvial Memorial descritivo e justificativo Especificações dos materiais Estimativas de custo e relação de materiais e equipamentos Desenhos e demais peças gráficas Projeto estrutural, de instalações e detalhes construtivos Itens pertinentes à composição física dos Sistemas de Drenagem Pluvial Interfaces com Sistemas de Esgotamento Sanitário

Projeto Elementos comuns dos projetos Alcance do projeto Mínimo de 40 anos Mínimo de 5 anos Etapas principais e seu cronograma físico-financeiro Estudo demográfico Estudar estatisticamente projetando o futuro do crescimento populacional, bem como fatores determinantes para aumento Zonas a serem esgotadas ou drenadas Padrão de ocupação atual confrontado com as expansões previstas e possíveis, considerar: fotos, mapas, etc. Sanitário Pluvial

Projeto Elementos comuns dos projetos Redes de coleta Diâmetros mais econômicos, bem como enumeradas, descritas, situadas e fornecidas as características construtivas e de funcionamento das tubulações Deve-se apresentar a planta do conjunto, a planta de situação, bem como esquema de toda a rede, incluindo conexões e peças localizadas e discriminadas (apresentar um quadro resumo) Traçado em planta e perfil (escala horizontal 1:2.000 e vertical 1:200) Especificar as possíveis desapropriações

Projeto Elementos comuns dos projetos Redes de coleta (continuação) Dispor a rede conforme critérios de declividade, aproveitando o máximo dos desníveis naturais do terreno Declividades características entre 1% e 2% Aumentando-se consideravelmente as declividades fazer uso dos dissipadores de energia Velocidade nas tubulações Mínima de 0,6m/s Deve atender ao critério da tensão trativa Máxima de 4m/s (ambas) Pluvial Sanitário

Projeto Elementos comuns dos projetos Redes de coleta (continuação) Diagrama de vazões todos os elementos utilizados no cálculo da rede, para melhor verificar seu dimensionamento planilhas de cálculo nas horas de funcionamento mais desfavoráveis Velocidade nas canalizações dado pelas condições de funcionamento e custo mínimo

Projeto Elementos comuns dos projetos Redes de coleta (continuação) Diâmetro mínimo se não for especificado, considerar o diâmetro mínimo de 100mm nas tubulações secundárias e 150mm nas tubulações primárias se não for especificado, considerar o diâmetro mínimo de 500mm nas tubulações secundárias e 300mm entre PV e BL Aumento de diâmetro Aumenta um diâmetro comercial quando a altura da lâmina d’água no interior da tubulação ultrapassar 50% da seção Sanitário Pluvial

Projeto Elementos comuns dos projetos Redes de coleta (continuação) Disposições construtivas afastamento de calçadas impeça o bom andamento da manutenção e atendimento em questões técnicas nas ruas de tráfego intenso e onde estiver prevista a pavimentação com tipo difícil de remoção e recomposição Ver regras da concessionária local ou prefeitura

Projeto Elementos comuns dos projetos Redes de coleta (continuação) Tubulações devem obedecer as especificações da ABNT devem ser adotados os diâmetros comerciais mais próximos (a favor da segurança) Poços de visita em derivações das linhas principais trechos em cruzamentos em trechos superiores a 100m, a cada 100m

Projeto Elementos comuns dos projetos Caixas de passagem Recebendo contribuições de bocas de lobos entre Poços de Visitas (PV’s) sucessivos Elementos especiais Travessias, emissários, sifões, interceptores, etc. Barragens, vertedores, comportas, tanques, etc. Deve-se justificar seu emprego Sanitário Pluvial

Projeto Elementos comuns dos projetos Corpo d’água receptor Devem ser enumerados, situados e descritos, sendo função de: quantidade e qualidade distâncias e desníveis em relação à cidade exposição à poluição regime de escoamento e alimentação do curso bacia hidrográfica, vazões, níveis máximos, mínimos características do leito no local do lançamento desapropriações necessárias locais de captação à montante e jusante

Projeto Elementos específicos do projeto pluvial Previsão de chuvas A duração da chuva deve ser de 10 minutos O período de retorno da chuva deve ser de 10 anos A intensidade da chuva deve ser dada pela equação de chuvas intensas para a região de estudo Coeficiente de retorno Será usado o coeficiente de Run Off para o cálculo da parcela de escoamento direto Pluvial

Projeto Elementos específicos do projeto pluvial Vazão total de drenagem Calculada como função da intensidade da chuva sobre uma área de drenagem, descontando-se a parcela de infiltração dada pelo complementar do coeficiente de Run Off Pluvial

Projeto Elementos específicos do projeto pluvial Sarjetas Na conjunção entre o pavimento e o passeio Deve haver um desnível do eixo da rua para a sarjeta Deve haver um desnível entre montante e jusante na própria sarjeta em direção às bocas de lobo Bocas de lobo (bueiros) Em cruzamentos de cada lado da rua na desembocadura da sarjeta Evitar as travessias de pedestres em 40m de afastamento Em trechos superiores a 60m, a cada 60m Pluvial

Projeto Elementos específicos do projeto pluvial Tanques de contenção (diques, barragens, lagos, etc.) Antes da desembocadura do último trecho no corpo d’água Descrição e justificativa das instalações de cada uma das unidades separadamente Os equipamentos e meios disponíveis na localidade As possíveis áreas de desapropriação (implantação e ampliação do sistema) Disposição final dos dejetos residuais (material dragado) Pluvial

Projeto Apresentação de Plantas e Memoriais Projeto hidráulico e sanitário Memorial descritivo e justificativo (formato A4) constando de todas as considerações, planilhas de cálculo, ensaios, provas, métodos, etc. usados durante a concepção Especificações dos materiais e equipamentos (formato A4) todos os materiais e componentes usados na obra de arte discriminando sua utilização em cada etapa da construção

Projeto Apresentação de Plantas e Memoriais Projeto hidráulico, sanitário e pluvial Estimativas de custo dos materiais e equipamentos (formato A4) especificação do cronograma físico-financeiro, bem como desapropriações e outros custos de maior importância Desenhos e demais peças gráficas (formato A1) esquema geral e detalhado de todas as partes do sistema Critérios de dimensionamento todos os elementos do sistema deverão ser dimensionados e projetados de acordo com critérios econômicos condizentes com a situação sócio-econômica da comunidade

Projeto Apresentação de Plantas e Memoriais Projeto estrutural Memorial descritivo e justificativo, memorial de cálculo, estimativas de custo, relação de materiais e equipamentos necessários à execução da obra Projeto de instalações Elétricas: grupos motrizes, subestações abaixadoras, etc. Hidráulicas: conjuntos elevatórios, equipamentos de medição, controle e comando, dosadores, etc. Esgoto e pluvial: rede coletora, equipamentos auxiliares, etc.

Projeto Apresentação de Plantas e Memoriais Detalhes construtivos Todos os detalhes importantes que façam parte ao pleno entendimento da concepção do projeto enquanto Sistema de Esgotamento Sanitário Sistema de Drenagem Pluvial

Projeto Apresentação de Plantas e Memoriais Sem os componentes de tanques de contenção

Exercício Escolha um local de sua cidade, preferencialmente um bairro de final de rede e, conforme conteúdo deste capítulo, apresente dados para composição De um Sistema de Drenagem Pluvial Estudo Técnico Preliminar Anteprojeto Projeto Analise também a disponibilidade do sistema atual

Referências Bibliográficas TUTTI, C. E. M.; PORTO, R. L; BARROS, M. T. de. Drenagem Urbana. Porto Alegre: Ed. ABRH, UFRGS, p WILKEN, P. S. Engenharia de Drenagem Superficial. São Paulo : CTSA, 1978, 478p

Capítulo 3 Critérios de dimensionamento

Critérios de Dimensionamento
Para o esgotamento sanitário Cálculo da quantidade de água Vazões de dimensionamento É função de: Tipo de sistema a ser implantado 1- Rede de esgotamento sanitário (inclui coletores de passeio, secundários, primários, interceptores, poços de visita, travessias, sifões, dissipadores de energia, etc.) 2-Emissários 3-Estações Elevatórias 4-Estação contenção prévio 5-Curso de água e mata ciliar 6-Manancial (Captação) 7-Lagoa de acumulação 8- Barragem de acumulação 1 7 8 3 2 4 6 Eventual aplicação na agricultura 5 5

Para a drenagem superficial Escoamento em canais Equação da continuidade Q = A . v Q - vazão do escoamento A - área da seção transversal do canal v - velocidade do escoamento O Escoamento em lâmina livre implica na diminuição da perda de carga, portanto deve-se desprezar as perdas no dimensionamento

Para a drenagem superficial Escoamento em canais Fórmula de Manning Dimensionamento de canais a partir da relação entre declividade, rugosidade do canal (coeficiente de Manning), raio hidráulico e velocidade do escoamento v = RH2/3 . i1/2 / n v - velocidade do escoamento RH - raio hidráulico i - inclinação do canal (declividade) n - coeficiente de Manning (pode-se considerar n=0,015)

Para a drenagem superficial Máxima de 4,0m/s Escoamento em canais Velocidade crítica Quando a velocidade final for superior à velocidade crítica, a maior lâmina d’água admissível deve ser 50% do diâmetro do coletor, assegurando a ventilação do trecho em tubos de seção circular Mínima de 0,6m/s VC = 6.(g.RH)1/2 VC - velocidade crítica g - aceleração da gravidade RH - raio hidráulico RH = Khidraulico . h/D RH - raio hidráulico Khidraulico - coeficiente hidráulico h/D - relação entre a altura da lâmina d’água e o diâmetro do tubo

Para a drenagem superficial Escoamento em canais Velocidade crítica

Para a drenagem superficial Escoamento em canais Profundidade crítica Profundidade em que há mudança de tipo de escoamento de laminar para turbulento hC = Q2/3 / g1/3 hC - profundidade crítica Q - vazão g - aceleração da gravidade

Para a drenagem superficial Escoamento em canais Raio hidráulico Relação entre a área molhada e o perímetro molhado Seção retangular incompleta RH = Área molhada / Perímetro molhado RH - Raio hidráulico Área molhada - área do tubo coberto pela lâmina d’água Perímetro molhado - Perímetro do tubo coberto pela lâmina d’água RH = b . h / (b+2h) RH - Raio hidráulico h e b - altura e base do canal

Capítulo 4 Redes de Drenagem Pluvial

Redes de Drenagem Pluvial
Aspectos gerais da rede de drenagem pluvial Coletores São canalizações destinadas a recolher e transportar o líquido decorrente das chuvas precipitadas sobre uma bacia coletora Coletor predial São canalizações instaladas no interior da propriedade Possuem diâmetro mínimo igual a 100mm A profundidade mínima de assentamento deve atender aos esforços e impactos que incidam sobre a tubulação A profundidade máxima deve respeitar o nível da instalação fornecido pela concessionária no coletor de rua Em toda mudança de direção deve haver caixa de inspeção A declividade mínima deve ser de 2%

Aspectos gerais da rede de drenagem pluvial Coletores (cont) São canalizações destinadas a recolher e transportar o líquido residual, doméstico ou industrial Coletor de passeio São canalizações instaladas na calçada dos quarteirões Possuem diâmetro mínimo igual a 100mm A profundidade mínima de assentamento deve ser de 0,6m A profundidade máxima deve respeitar o nível da instalação fornecido pela concessionária no coletor de rua Em todo término de trecho deve haver caixa de inspeção A declividade mínima deve ser de 2%

Dimensionamento da rede Preenchimento das planilhas Dados iniciais para o trabalho Limites dos divisores de água para cada sub-bacia a ser atendida coeficientes de Runoff (C) de cada sub-bacia distâncias, profundidades, diâmetros e velocidades máximas mínimas

Dimensionamento da rede Preenchimento das planilhas Comprimento dos trechos dados em escala retirados de: fotografias aéreas plantas plani-altimétricas cartas regionais outros levantamentos atualizados

Dimensionamento da rede Preenchimento das planilhas Cotas do terreno dados em escala retirados de: plantas plani-altimétricas dados iniciais para o trabalho (transparência anterior)

Dimensionamento da rede Preenchimento das planilhas Cotas do poço de visita e dos coletores (soleiras) nos trechos iniciais 0,50m como cota mínima para coletor de rua 0,30m como cota mínima para coletor de passeio nos trechos subseqüentes respeitam-se os mesmos valores, acompanhado o greide Rebaixamento rebaixo de assentamento ocasionado pela junção de dois tubos com diâmetros diferentes no mesmo poço de visita Profundidade do coletor = cota do terreno - cota do coletor Rebaixamento = (D-d)/2

Dimensionamento da rede Preenchimento das planilhas Declividades dos trechos devem apontar para as regiões baixas do terreno é dada pela relação entre o desnível do terreno e o comprimento do trecho deve respeitar o critério da tensão trativa, ou seja dado pela inclinação mínima de projeto 0,0046m/m para coletores 0,0035m/m para interceptores

Dimensionamento da rede Preenchimento das planilhas Vazões nos trechos vazão de montante nos trechos iniciais deve ser considerada zero nos trechos subsequentes deve-se somar todas as contribuições de jusante dos trechos anteriores vazão de contribuição é o produto da vazão de contribuição por metro de tubulação pelo comprimento da tubulação, incluindo a infiltração vazão de jusante é a soma da vazão de montante e a vazão de contribuição Qjus = Qcontrib + Qmont

Dimensionamento da rede Preenchimento das planilhas Diâmetros dos trechos é dado pela tabela de Manning para escoamento em canais livres, respeitando o coeficiente de Manning de 0,0015 (sugerido), a declividade de projeto (declividade mínima ou declividade do terreno) e a vazão de jusante no trecho toda vez que a vazão de jusante ultrapassar 50% da vazão plena dada pela tabela de Manning, procurar um diâmetro nominal superior à bitola mencionada h/D>0,50

Dimensionamento da rede Plantas construtivas Têm por objetivo reproduzir graficamente as informações registradas nas planilhas de cálculo traçado da rede e numeração dos poços de visita comprimento dos trechos e declividades cotas do terreno e profundidades do poço de visita e cota de fundo do poço de visita diâmetro dos coletores limites de área de atendimento e das sub-bacias Plantas construtivas

Dimensionamento da rede Plantas construtivas Convenções aceitas pelos projetistas Plantas construtivas 5,56 97 500 11 12 778,35 780,55 2,20 783,75 786,30 2,55 Profundidade do poço (m) Cota do terreno (m) Cota de assentamento do PV (m) Declividade (m/100m) Número do PV Diâmetro (mm) Comprimento do trecho (m)

Dimensionamento da rede Plantas construtivas Convenções aceitas pelos projetistas limite de área de projeto limite de áreas de sub-bacia poço de visita e coletores coletor de passeio terminal de limpeza e trecho inicial estação elevatória fossa séptica Plantas construtivas x . . . TL EE

Redes de Esgotamento Sanitário
Dimensionamento da rede Recomendações de projeto Verificação dos planos de escoamento atendimento de todas as residências vazão no trecho final deve ser igual à vazão máxima de projeto todos os trechos devem ter uma declividade igual ou maior que a declividade mínima em alguns casos prováveis de inserção de material depositante na rede, prever velocidades maiores que 0,60m/s considerar a vazão mínima de projeto como sendo

Dimensionamento da rede Recomendações de projeto A água pluvial não deve ficar parada evitar a deposição evitar a formação de escumas (material flutuante, principalmente quando conjugado com esgoto) evitar a formação de maus odores Aumentar as declividades em trechos de canais curtos Prever caixas de passagens para mudanças de direção Evitar áreas mortas para deposição de material Prever acesso à manutenção do sistema

Dimensionamento da rede Recomendações de projeto O esgoto não deve ficar parado evitar a deposição evitar a formação de escumas (material flutuante) evitar a formação de maus odores Aumentar as declividades em trechos de canais curtos Prever caixas de passagens para mudanças de direção Evitar áreas mortas para deposição de material Prever acesso à manutenção do sistema

Características Estruturais Avaliação das cargas Peso próprio da estrutura Peso do líquido contido Pressão hidrostática interior Pressão hidrostática exterior Cargas do aterro sobre a estrutura Sobrecargas fixas e móveis Variações de temperatura Reações de apoio

Para a drenagem pluvial
Capítulo 5 Critérios de Dimensionamento Para a drenagem pluvial

Para a drenagem pluvial Generalidades Importância da drenagem pluvial Eliminação das calamidades públicas decorrentes de chuvas intensas Vazão das enchentes à montante Contenção de enxurradas à jusante Diminuição das doenças de veiculação hídrica Aproveitamento dos recursos hídricos

Para a drenagem pluvial Generalidades Grandezas características Volume total anual (m³) Vazão média diária (m³/s) Para dimensionamento da rede de drenagem pluvial Volume médio diário (m³/dia) Para dimensionamento dos tanques de contenção

Para a drenagem pluvial Generalidades Características da drenagem pluvial Locais de contaminação da água Ruas, canais de drenagem urbana, pátios de estacionamento, etc. Locais de aproveitamento dos recursos hídricos Telhados de edifícios residenciais, comerciais e industriais Aproveitamento dos recursos hídricos ? Doenças de veiculação hídrica

Para a drenagem pluvial Generalidades Características da drenagem pluvial Vazão das enchentes à montante Podem operar com grandes transportes de água decorrentes das chuvas intensas Normalmente exigem grandes diâmetros Contenção das enxurradas à jusante Podem requerer a construção de canais ou tanques de contenção para reduzir os impactos da onda de inundação à jusante da bacia Normalmente exigem reservatórios de contenção

Para a drenagem pluvial Estimativa da descarga Parâmetros iniciais de projeto Indicação em planta Das curvas de nível da região de estudo Dos divisores de água de cada bacia contribuinte Corpos d’água receptores Canais de drenagem naturais e artificiais Elementos de contenção das cheias Reservatórios naturais e artificiais

Para a drenagem pluvial Estimativa da descarga Parâmetros iniciais de projeto Localização das sarjetas e bocas de lobo Lançamento e numeração dos Poços de Visita (PV’s) De montante para jusante Lançamento da rede de drenagem pluvial

Para a drenagem pluvial Estimativa da descarga Parâmetros iniciais de projeto Representação dos elementos Abacias CRunoff Curvas de nível Caimento natural 100 101 102 103 104 99 Reservatório de contenção das chuvas intensas Q7,10 QContenção

Para a drenagem pluvial Método Racional Estimativa da descarga Fatores que influenciam na descarga Área de contribuição, ou ainda, área de drenagem (A) Intensidade da chuva (i) Duração (t) Freqüência dada através do Período de Recorrência (T) Coeficiente de escoamento (Coeficiente de Run Off) Impermeabilização do terreno Q = C.i.A

Para a drenagem pluvial Estimativa da descarga Área de drenagem (A) Quanto maior a área de contribuição maiores serão as vazões nas seções à jusante da bacia hidrográfica Determinar os divisores de água da bacia hidrográfica Calcular as áreas e demais características da bacia hidrográfica Para uso do Método Racional Há exigência de que as áreas de contribuição sejam menores que 02 hectares Q7,10 Q = C.i.A

Para a drenagem pluvial Estimativa da descarga Intensidade da chuva (i) Duração (t) Freqüência dada através do Período de Recorrência (T) Conhecida a curva intensidade x duração x freqüência Recomenda-se que a chuva intensa deva ser calculada para Uma duração de inicial (ti) de 10minutos Um período de retorno (T ou TR) de 10anos i = [KTm] / (t+t0)n , onde: K, t0, m e n são coeficientes locais i dada em mm/h

Para a drenagem pluvial Estimativa da descarga Duração (t) Advém do tempo de concentração (tc) Tempo em que se observa a vazão numa seção qualquer dada a ocorrência de uma precipitação numa bacia de contribuição É determinada pela soma do tempo inicial (ti) e o tempo de permanência (tc) na bacia tc = ti + tp

Para a drenagem pluvial Estimativa da descarga Duração (t) Tempo inicial (ti) Como em pequenas bacias, até 2 hectares, a observação é de que muito rapidamente se observa uma contribuição numa seção de contribuição, a norma brasileira recomenda que o tempo inicial mínimo seja de 10 minutos Tempo de concentração inicial (ti) Tipo de área Declividade (%) tinicial (minutos) Densamente construídas 3 10 7 Residenciais 12 Com parques, jardins e campos 15

Para a drenagem pluvial Estimativa da descarga Duração (t) Tempo de permanência (tp) Tempo em que uma dada vazão de contribuição demora para atravessar todo um trecho Pode-se considerar uma velocidade de 1m/s tp = ltrecho /vtrecho

Para a drenagem pluvial Estimativa da descarga Duração (t) Tempo de permanência (tp) Expressão do Método Racional tp =16.ltrecho/((1,05-0,2p).(100.i)0,04) onde: p = percentual de área com cobertura vegetal i = declividade do terreno

Para a drenagem pluvial Estimativa da descarga Duração (t) Tempo de permanência (tp) Expressão de Kerby Tabela de valores de n para a fórmula de Kerby Tipo de terreno Valores de n Superfície livre e impermeável 0,02 Endurecido e desnudo 0,1 Pasto ralo ou cultivado 0,2 Herval médio 0,4 Mata em formação 0,6 Mata densa 0,8 tp =1,44.(ltrecho.n/i)0,47) onde: n = coeficiente de Kerby i = declividade do terreno

Para a drenagem pluvial Estimativa da descarga Período de recorrência (TR) Tempo, em anos, que uma chuva de intensidade “i” volta a ser superada Escolha do período de retorno (TR) TR (Anos) Tipo de obra Tipo de ocupação Mínima Máxima Microdrenagem Residencial 2 10 Comercial e serviços 5 Aeroportos Artérias de tráfego Macrodrenagem Residencial, comercial ou de serviços 50 100 Interesse específico 500

Para a drenagem pluvial Dados em: i em mm/h; T em anos; t em minutos Estimativa de descarga Intensidade da chuva (i) Equações de chuvas intensas de algumas capitais São Paulo Rio de Janeiro Curitiba Belo Horizonte Vitória i = 27,96T0,112/ (t+15)0,86T- -0,0144 i = 99,154T0,217/ (t+26)1,15 i = 1239T0,15/ (t+20)0,74 i = 1447,87T0,10/ (t+20)0,84 i = 2071T0,32/ (t+20)0,96

Para a drenagem pluvial Estimativa da descarga Coeficiente de Run Off Características originais de solo Capacidade de infiltração Potencial erosivo Características originais da cobertura vegetal Presença de cobertura vegetal Presença de vegetação ciliar Impermeabilização do terreno por área de contribuição Impactos da presença do homem na bacia de drenagem

Para a drenagem pluvial Método Racional Cálculo da quantidade de água Vazão de dimensionamento Baseado na Estimativa de descarga em cada sub-bacia É função de: Área de cada sub-bacia de drenagem Coeficiente de Run Off de cada sub-bacia de drenagem Intensidade pluviométrica local para t=10minutos e T=10anos Q = C.i.A, em m³/s

Para a drenagem pluvial Elementos de projeto Diâmetros nominais mínimos Bueiro e poços de visita 300mm Entre poços de visita 500mm Canais drenantes Boca de lobo Poço de visita Eixo da rua Calçamento Canal principal Sarjeta Canal secundário Caimento

Para a drenagem pluvial Elementos de projeto Recobrimentos mínimos Distâncias mínimas entre a cota do terreno e a cota superior do tubo coletor Canais drenantes Recobrimento mínimo a partir da cota mais alta do tubo Tipo de concreto Tubos Recobrimento (m) Simples 500 0,6 600 Armado 700 0,7 800 1 900 1000 1200 1,2 1500 1,5 Recobrimento NAmáximo Diâmetro

Para a drenagem pluvial Elementos de projeto Declividades mínimas Declividades mínimas para transposição entre dois poços de visita sucessivos Canais drenantes Declividades mínimas Diâmetro (mm) Declividade Mínima (m/100m) 300 0,3 350 0,23 400 0,19 500 0,14 600 0,11 700 0,09 800 0,07 900 0,06 1000 0,05 1200 0,04 PVmontante PVjusante Comprimento L Declividade i Afundamento (Dh) i = Dh/L

Para a drenagem pluvial Elementos de projeto Localização dos poços de visita (PV’s) Nos cruzamentos A cada 60m no mesmo trecho Em mudanças de inclinação Em mudanças de materiais Em conjunções de tubos Canais drenantes

Para a drenagem pluvial Elementos de projeto Sarjetas Beirais das ruas entre o passeio e a pista funcionando como canais livres escoando água para as bocas de lobo Caso A Ruas totalmente tomadas por água Caso B Ruas parcialmente tomadas por água Pátios drenantes Largura da calha Altura da calha na seção cheia NA

Para a drenagem pluvial Exercício A partir da escolha do local de sua cidade, faça as estimativas solicitadas com base em todos os quesitos que foram apresentados Previsão de chuva Adote todos os coeficientes que julgar necessário Justifique todos os valores adotados Faça todas as considerações que julgar necessário Previsão de vazão Estabeleça a vazão em cada um dos trechos lançados Estabeleça o coeficiente de Run Off para as porções de estudo

Para a drenagem pluvial Referências Bibliográficas WILKEN, P. S.. Engenharia de Drenagem Pluvial. São Paulo : CETESB, 1978. FRENDRICH, R., et. al.. Drenagem e Controle da Erosão Urbana. Curitiba : Champagnat, 1997. TUTTI, C. E. M.. Drenagem Urbana. Porto Alegre : ABRH, 1995.

Capítulo 40 Redes de Drenagem Pluvial

Aspectos gerais da rede de drenagem pluvial Geográficos Determinam a localização dos equipamentos que dão suporte ao funcionamento da rede Caimento do terreno Disposição dos elementos urbanos Alagadiços e baixadas de acumulação natural Rios e canais naturais drenantes

Aspectos gerais da rede de drenagem pluvial Técnicos Determinam a regularidade, a segurança e outros aspectos técnicos da drenagem pluvial no que se refere à rede Dispositivos de controle, manutenção e isolamento Elementos de acumulação Redes ramificadas Artéria principal de onde partem as transversais emprestando um formato de espinha de peixe Um ou mais canais de montante podem contribuir com um único canal de jusante

Aspectos gerais da rede de drenagem pluvial Técnicos Redes simples Passam pelo centro da rua Justificado pelos seus grandes diâmetros nominais Preferencialmente, devem acompanham a declividade do terreno Sarjetas Microdrenagem Macrodrenagem Acumuladores Canais naturais

Aspectos gerais da rede de drenagem pluvial Parâmetros técnicos Poço de visita Nível do terreno (ht) Nível do coletor (hc) Afundamento de um coletor para o outro Profundidade do Poço de visita Declividade de projeto (i) Q, L, D Cota de assentamento do coletor Montante Jusante

Aspectos quantitativos Vazão de contribuição (Qcontribuição) É a vazão de drenagem coletada ao longo de um trecho É função: Da área de drenagem Do coeficiente de Run Off da bacia de drenagem Da intensidade pluviométrica do local Qcontribuição = C.i.A, em m³/s

Aspectos quantitativos Vazão de montante (Qmontante) É a vazão que entra no trecho de contribuição da rede Nas extremidades seu valor é igual a zero Vazão de jusante (Qjusante) É a vazão que sai do trecho de contribuição da rede Qjusante = Qmontante + Qcontribuição

Aspectos quantitativos Vazão na seção plena É a máxima vazão que um tubo com um determinado diâmetro consegue transportar para uma dada inclinação É determinado pela equação de Manning Considerar um coeficiente de rugosidade “n” igual a 0,013

Aspectos quantitativos Tabela de Manning para cálculo de Qpleno Águas Pluviais começa aqui Veja tabela completa no Excel

Aspectos quantitativos Diâmetro nominal Diâmetro com o qual se consegue transportar a vazão de jusante do trecho com uma lâmina d’água que não ultrapassa 50% da seção É determinado: Pela inclinação de projeto Pela vazão de jusante no trecho

Aspectos quantitativos Cotas de assentamento Cota de montante Nos tubos iniciais devem ser iguais a 1,2m Nos tubos subseqüentes devem ser iguais à maior das cotas dos tubos de chegada de jusante do trecho anterior Cota de jusante Dado pela soma da cota de montante e o afundamento no trecho Afundamento Dado pelo produto da inclinação pelo comprimento do trecho Se o terreno for íngreme, o afundamento será igual ao seu desnível

Aspectos quantitativos Cotas de assentamento Esquema de assentamentos Desnível do terreno (Dy) Afundamento (Dh) Comprimento (L) Montante Jusante Qmontante Qjusante Qcontribuição Cota do terreno (hterreno) Cota do coletor (hcoletor) Profundidade do PV (hPV) Dh = i.L hcoletor de jusante = hcoletor de montante + Dh

Resolvido no Excel Exercícios Dimensione a rede a seguir A1 C1 A2 C2 A3 C3 A4 C4 A6 C6 A7 C7 A5 C5 A10 C10 A8 C8 A9 C9 1 2 3 4 6 7 8 5 10 Canal 9

Exercícios Para 15 quadras dispostas nas últimas 50 do trabalho sobre abastecimento de água Faça o dimensionamento da rede de drenagem pluvial Faça o dimensionamento de um reservatório de contenção

Referências Bibliográficas WILKEN, P. S.. Engenharia de Drenagem Pluvial. São Paulo : CETESB, 1978. FRENDRICH, R., et. al.. Drenagem e Controle da Erosão Urbana. Curitiba : Champagnat, 1997. TUTTI, C. E. M.. Drenagem Urbana. Porto Alegre : ABRH, 1995.

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