Slide 1

Dimensionamento da RedeColetora de Esgotos

Profª Gersina N.R.C. Junior

Rede de Esgoto - Dimensionamento

Após a definição do traçado:

a) Cálculo da vazão a ser esgotada nas etapas iniciale final do projeto;

b) Cálculo e preenchimento da planilha dedimensionamento.

Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário

Equações utilizadas no cálculo das vazões deinício e final de plano

Vazão de esgoto sanitário de início de plano

Em que:

Qesi = Vazão do esgoto sanitário inicial (L/s);

Qdi = Vazão doméstica de início de plano (L/s);

Qind = Vazão industrial (L/s);

Qinf = Vazão de infiltração

Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário

Vazão de esgoto sanitário de início de plano

Em que:

Qesi = Vazão do esgoto sanitário inicial (L/s);

Qi = Vazão de esgoto sanitário inicial (L/s)

Pi = População de início de plano ( hab);

qi = Per capita inicial (L/hab.dia);

K2 = Coeficiente de máxima vazão horária;

C = Coeficiente de retorno;

Tinf = Taxa de infiltração (L/s.Km);

Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário

A vazão doméstica de início de plano também podeser calculada em termos de área esgotada edensidade populacional:

Em que:

ai = área esgotada de início de plano ;

di = densidade populacional de início de plano , em habitantes porhectares (hab/ha)

Vazão de esgoto sanitário de início de plano

Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário

Vazão de esgoto sanitário de final de plano

Em que:

Qf = Vazão do esgoto sanitário final (L/s);

Qdf = Vazão doméstica de final de plano (L/s);

Qind = Vazão industrial (L/s);

Qinf = Vazão de infiltração

Determinada com asoma das vazões,medidas de efluentesindustriais ou com aestimativa do consumode água nas industrias.

Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário

Vazão de esgoto sanitário de final de plano

Em que:

Pf = População de final de plano ( hab);

qf = Per capita final (L/hab.dia);

K1 = Coeficiente de máxima vazão diária;

K2 = Coeficiente de máxima vazão horária;

C = Coeficiente de retorno;

Tinf = Taxa de infiltração (L/s.Km).

Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário

A vazão doméstica de final de plano também podeser calculada em termos de área esgotada edensidade populacional:

Vazão de esgoto sanitário de final de plano

Em que:

af = área esgotada de final de plano ;

df = densidade populacional de final de plano , em habitantes porhectares (hab/ha).

Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário

A vazão do esgoto sanitário (inícioou final de plano) corresponde àcontribuição total da área a seratendida

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

Alternativa de planilha de dimensionamento

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

a) Coluna 1 -Trechos

São anotados os números dostrechos, de acordo com anumeração estabelecida notraçado da rede coletora

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

b) Coluna 2 - Comprimento

São anotados os valores, emmetros, dos comprimentosdos trechos da rede.

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

c) Coluna 3 – Taxa de contribuição linear inicial (Txi)

Em que:

Tinf = taxa de contribuição de infiltração (L/s.m ou L/s.Km);

LT = Comprimento total da rede coletora;

Qi = Vazão do esgoto sanitário inicial (L/s);

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

c) Coluna 3 – Taxa de contribuição linear Final (Txf)

Em que:

Tinf = taxa de contribuição de infiltração (L/s.m ou L/s.Km);

LT = Comprimento total da rede coletora;

Qf = Vazão do esgoto sanitário final (L/s);

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

d) Coluna 5 – Vazão do trecho no início do plano (Qti)

Em que:

Txi = taxa de contribuição linearde início do plano (L/s.m);

Lt = comprimento do trecho (m)

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

d) Coluna 5 – Vazão do trecho no final do plano (Qtf)

Em que:

Txf = taxa de contribuição linearde final do plano (L/s.m);

Lt = comprimento do trecho (m)

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm)

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm)

Caso 1: Trecho de cabeceira (Qm = 0)

A vazão de montante (Qm) no primeiro trecho do coletor(trecho de cabeceira) é igual à zero, já que não existemcontribuições anteriores, exemplo:

Qm sem trechoanterior

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm)

Caso 2: Outros trechos

Quando um trecho da rede recebe contribuição de um ou maistrechos, a vazão de montante é:

Igual à vazão de jusante (Qj) do trecho anterior, exemplo:

Qm com 1(uma) contribuição de esgotos

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm)

Caso 2: Outros trechos

Igual à soma das vazões de jusante dos trechos anteriores,exemplos:

Qm com 2(duas) contribuições de esgotos

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm)

Qm com 3 (três) contribuições de esgotos

Caso 2: Outros trechos

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

f) Coluna 6 – Vazão jusante (Qj)

Equação:

Qj = Qm + Qt

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

f) Coluna 6 – Vazão jusante (Qj)

Qj com 1(uma) contribuição de esgotos

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

f) Coluna 6 – Vazão jusante (Qj)

Qm com 2(duas)contribuições de esgotos

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

f) Coluna 6 – Vazãojusante (Qj)

Qm com 3 (três)contribuições de esgotos

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

g) Coluna 7 – Vazão de Projeto (Qp)

Podem ocorrer dois casos:

Caso 1: Adotar 1,5 L/s,quando a vazão de jusante formenor que esse valor;

Caso 2: Utilizar o valor davazão de jusante quando estevalor for maior ou igual a 1,5L/s.

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

g) Coluna 7 – Vazão de Projeto (Qp)

Exemplo desses dois casos:

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

h) Coluna 9 – Declividade de projeto (Ip)

É necessário calcular adeclividade do terreno (It) e adeclividade mínima (Imín) docoletor, devendo adotar o valorque resulte em menorescavação do terreno.

Atendendo aos critérios dedimensionamento da lâminalíquida (Y/D), da tensão trativae da velocidade crítica.

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

h) Coluna 9 – Declividade de projeto (Ip)

Declividade do terreno (It) (m/m)

Declividade mínima (Imín) (m/m)

Em que:

CTM = cota do terreno de montante;

CTJ = cota do terreno de jusante;

Lt = Comprimento do trecho;

Qpi = vazão de projeto de início de plano

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

h) Coluna 9 – Declividade de projeto (Ip)

Normalmente, o dimensionamento é iniciado com omaior valor da declividade.

Caso esse valor resulte em elevada profundidade(coluna 14) ou não atenda o valor do recobrimento, érecomendado que a declividade de projeto sejaalterada para o valor no intervalo Imín ≤ Ip < It

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

i) Coluna 8 – Diâmetro do coletor (D)

Para o primeiro trecho do coletor(cabeceira) deve ser utilizado o diâmetromínimo estabelecido no projeto (100mm, NBR 9649/1986 ou 150 mm usadoem algumas companhias de saneamento)

Nos demais trechos do coletor deve serutilizado diâmetro igual ou maior do que odo coletor contribuinte ao PV montante.

O valor do diâmetro pode sermodificado caso não atenda a relaçãoY/D, a velocidade final e a tensão trativa.

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

j) Coluna 10 – Altura da lâmina liquida (Y/D)

Calcular a relação:

Ir na tabela 1- Dimensionamento everificação das tubulações deesgoto.

Tabela 1- Dimensionamento e verificação das tubulações deesgoto

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

j) Coluna 10 – Altura da lâmina liquida (Y/D) de inícioe final de plano.

Exemplo : considerar D = 150mm e

= 0,0130

a razão:

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

j) Coluna 10 – Altura da lâmina liquida (Y/D)

Caso o valor da relação Y/D seja maior que 0,75,ou seja não atender a NBR 9649/1986, deve serutilizado diâmetro maior e repetido o procedimentopara determinar Y/D.

Caso o valor da relação Y/D atenda a NBR 9649/1986,anotar o valor na coluna 10.

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

k) Coluna 11 – Velocidade final de escoamento (Vf) deinício e final de plano.

Anotar o valor da relação

Para o diâmetro (coluna 8) e Y/D (coluna10)

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

k) Coluna 11 – Velocidade final de escoamento (Vf) deinício e final de plano.

Exemplo : considerar D = 150mm e

= 0,0133

e Y/D = 0,200

Anotar a relação

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

k) Coluna 11 – Velocidade final de escoamento (Vf) deinício e final de plano.

Calcular a velocidade final:

Vf = valor encontrado x

Caso o valor de Vf seja superior a velocidade crítica(coluna 17), deve ser alterada a declividade de projeto(coluna 9) ou o diâmetro do coletor (coluna 8)

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

l) Coluna 12 – Cota do terreno

São anotados as cotas doterreno a montante (CTM) ecota do terreno a jusante(CTJ)

São obtidas na planta com otraçado da rede coletora deesgoto

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

m) Coluna 13 – Cota do coletor

Verificar os casos:

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

m) Coluna 13 – Cota do coletor

Caso 1- Cota do coletor a montante (CCM) notrecho inicial ou de cabeceira.

CCM = CTM - PM

Expressão:

PM =

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

m) Coluna 13 – Cota do coletor

Caso 2- Cota do coletor a jusante (CCJ).

CCJ do trecho 1.1

CCJ = CCM – (Ip x Lt)

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

m) Coluna 13 – Cota do coletor

Caso 2- Cota do coletor a jusante (CCJ).

CCJ = CCM – (Ip x Lt)

Em que:

CCM = cota do coletor a montante;

Ip = declividade de projeto;

Lt = comprimento do trecho.

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

m) Coluna 13 – Cota do coletor

Caso 3- Cota do coletor a jusante (CCM) – 1 entradae 1 saída.

Quando o trecho da rede coletora de esgoto possuirapenas 1 contribuição, a CCM é igual a CCJ do trechoanterior, conforme mostrado no esquema:

=1,2

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

m) Coluna 13 – Cota do coletor

Caso 4- Cota do coletor de montante – 2 ou 3entradas e 1 saída (CCM).

à menor CCJQuando o trecho da rede coletora possuir 2 ou 3contribuições no poço de visita, a cota do coletor amontante será igual à menor CCJ entre os trechosanteriores.

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

m) Coluna 13 – Cota do coletor

Caso 4- Cota do coletor de montante – 2 ou 3entradas e 1 saída (CCM).

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

n) Coluna 14 – Profundidade do coletor

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

n) Coluna 14 – Profundidade do coletor

Caso 1- Profundidade de montante (PM)-Início detrecho

Adotar o recobrimento de no mínimo 0,60 e 0,90 mpara coletor assentado no passeio e na ruarespectivamente.

PM = R + D

Recobrimento

Diâmetro

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

n) Coluna 14 – Profundidade do coletor

Caso 2- Profundidade a jusante (PJ)

É calculada por:

PJ = CTJ - CCJ

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

n) Coluna 14 – Profundidade do coletor

Caso 3- Profundidade de montante (PM)- 1 entrada e1 saída.

É igual a profundidade de jusante do trecho anterior

A profundidade de montante para um trecho querecebe apenas uma contribuição é igual aprofundidade a jusante do trecho contribuinte.

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

n) Coluna 14 – Profundidade do coletor

Caso 3- Profundidade de montante (PM)- 1 entrada e1 saída.

PM1.2 = PJ1.1

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

n) Coluna 14 – Profundidade do coletor

Caso 4- Profundidade de montante (PM)- até 3entradas e 1 saída.

A profundidade de montante para um trecho querecebe 2 ou 3 contribuições é igual à maiorprofundidade de jusante entre os trechoscontribuintes.

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

n) Coluna 14 – Profundidade do coletor

Caso 4- Profundidade de montante (PM)- até 3entradas e 1 saída.

2 entradas e 1 saída.

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

o) Coluna 15 – Profundidade da singularidade de jusante

Caso 1- Trecho inicial(cabeceira) éigual ao valor da profundidade ajusante do coletor.

Caso 2 -2 a 3 trechos contribuintes

A profundidade da singularidade éigual à maior profundidade de jusanteentre os coletores contribuintes.

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

p) Coluna 16 – Tensão trativa.

O Valor de Y/D (coluna 10) éutilizado na tabela 2 para verificar ovalor de β;

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

p) Coluna 16 – Tensão trativa.

Tabela 2- Raio Hidráulico (RH)

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

p) Coluna 16 – Tensão trativa.

Anotar o valor do diâmetro;

Calcular o valor do Rh naexpressão:

Rh = β x D

Calcular a tensão trativa naseguinte expressão:

Em que:

= Tensão trativa Pa;

= Peso especificodo líquido, N/m;

RH = Raio hidráulico, m;

Ip = Declividade de projetoda tubulação, m/m

Cálculo e Preenchimento da Planilha deDimensionamento

q) Coluna 17 – Velocidade crítica

Expressão:

Em que:

Vc = velocidade crítica, m/s;

g = aceleração da gravidade, (9,8 m/s2) m/s2;

RH = raio hidráulico.

Segundo a NBR 9649/1986, o valor avelocidade final de escoamento não deveser menor que o valor da velocidade crítica