dimensionamento da rede coletora de esgotos profª gersina n.r.c. junior

Dimensionamento da Rede Coletora 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 inicial e final do projeto;

b) Cálculo e preenchimento da planilha de dimensionamento.

Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário

Equações utilizadas no cálculo das vazões de início e final de plano

Vazão de esgoto sanitário de início de plano

Qinf Qindi Qdi Qesi 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



Qinf Qind 86400

K x qi x Pi x C Qi 2

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);


A vazão doméstica de início de plano também pode ser calculada em termos de área esgotada e densidade populacional:

86400

K x qi x di x ai x C Qi 2

Em que:

ai = área esgotada de início de plano ;

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



Vazão de esgoto sanitário de final de plano

Qinf Qindf Qdf Qf

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 a soma das vazões, medidas de efluentes industriais ou com a estimativa do consumo de água nas industrias.



Qinf Qind 86400

K x K x qf x Pf x C Qf 21

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).


A vazão doméstica de final de plano também pode ser calculada em termos de área esgotada e densidade populacional:


86400

K x K x qf x df x af x C Qf 21

Em que:

af = área esgotada de final de plano ;

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


A vazão do esgoto sanitário (início ou final de plano) corresponde à contribuição total da área a ser atendida

Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento

Alternativa de planilha de dimensionamento


a) Coluna 1 -Trechos

São anotados os números dos trechos, de acordo com a numeração estabelecida no traçado da rede coletora


b) Coluna 2 - Comprimento

São anotados os valores, em metros, dos comprimentos dos trechos da rede.


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

LT

Qi Txi

Tinf LT

Qindi

LT

Qdi Txi

Tinf LT

Qdi 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);


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

LT

Qf Txf

Tinf LT

Qindf

LT

Qdf Txf

Tinf LT

Qdf 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);


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

Lt x Txi Qti

Em que:

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

Lt = comprimento do trecho (m)


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

Lt x Txf Qtf

Em que:

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

Lt = comprimento do trecho (m)


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 existem contribuições anteriores, exemplo:

Qm sem trecho anterior



Caso 2: Outros trechos

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

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

Qm com 1(uma) contribuição de esgotos




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

Qm com 2(duas) contribuições de esgotos



Qm com 3 (três) contribuições de esgotos



f) Coluna 6 – Vazão jusante (Qj)

Equação:

Qj = Qm + Qt



Qj com 1(uma) contribuição de esgotos



Qm com 2(duas) contribuições de esgotos



Qm com 3 (três) contribuições de esgotos


g) Coluna 7 – Vazão de Projeto (Qp)

Podem ocorrer dois casos:

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

Caso 2: Utilizar o valor da vazão de jusante quando este valor for maior ou igual a 1,5 L/s.


g) Coluna 7 – Vazão de Projeto (Qp)Exemplo desses dois casos:


h) Coluna 9 – Declividade de projeto (Ip)

É necessário calcular a declividade do terreno (It) e a declividade mínima (Imín) do coletor, devendo adotar o valor que resulte em menor escavação do terreno.

Atendendo aos critérios de dimensionamento da lâmina líquida (Y/D), da tensão trativa e da velocidade crítica.



Lt

CTJ - CTM It

Declividade do terreno (It) (m/m)

-0,47Qpi x 0,0055 Imín 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



Normalmente, o dimensionamento é iniciado com o maior valor da declividade.

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


i) Coluna 8 – Diâmetro do coletor (D)

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

Nos demais trechos do coletor deve ser utilizado diâmetro igual ou maior do que o do coletor contribuinte ao PV montante.O valor do diâmetro pode ser modificado caso não atenda a relação Y/D, a velocidade final e a tensão trativa.


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

Calcular a relação:Ip

Qp

Ir na tabela 1- Dimensionamento e verificação das tubulações de esgoto.

Tabela 1- Dimensionamento e verificação das tubulações de esgoto


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

Exemplo : considerar D = 150mm e

Ip

Qp= 0,0130a razão:


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 ser utilizado diâmetro maior e repetido o procedimento para determinar Y/D.

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


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

Anotar o valor da relação

Ip

Vf

Para o diâmetro (coluna 8) e Y/D (coluna 10)



Exemplo : considerar D = 150mm e

Ip

Vf Ip

Qp= 0,0133 e Y/D = 0,200

Anotar a relação



Calcular a velocidade final:

Vf = valor encontrado x Ip

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)


l) Coluna 12 – Cota do terreno

São anotados as cotas do terreno a montante (CTM) e cota do terreno a jusante (CTJ)

São obtidas na planta com o traçado da rede coletora de esgoto


m) Coluna 13 – Cota do coletor

Verificar os casos:



Caso 1- Cota do coletor a montante (CCM) no trecho inicial ou de cabeceira.

CCM = CTM - PM

Expressão:

PM =



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

CCJ do trecho 1.1

CCJ = CCM – (Ip x Lt)



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.


m) Coluna 13 – Cota do coletorCaso 3- Cota do coletor a jusante (CCM) – 1 entrada e 1 saída.Quando o trecho da rede coletora de esgoto possuir apenas 1 contribuição, a CCM é igual a CCJ do trecho anterior, conforme mostrado no esquema:

=1,2



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

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



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


n) Coluna 14 – Profundidade do coletor



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

Adotar o recobrimento de no mínimo 0,60 e 0,90 m para coletor assentado no passeio e na rua respectivamente.

PM = R + D

Recobrimento

Diâmetro



Caso 2- Profundidade a jusante (PJ)

É calculada por:

PJ = CTJ - CCJ



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

É igual a profundidade de jusante do trecho anterior

A profundidade de montante para um trecho que recebe apenas uma contribuição é igual a profundidade a jusante do trecho contribuinte.



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

PM1.2 = PJ1.1



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

A profundidade de montante para um trecho que recebe 2 ou 3 contribuições é igual à maior profundidade de jusante entre os trechos contribuintes.



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

2 entradas e 1 saída.


o) Coluna 15 – Profundidade da singularidade de jusante

Caso 1- Trecho inicial(cabeceira) é igual ao valor da profundidade a jusante do coletor.

Caso 2 -2 a 3 trechos contribuintes

A profundidade da singularidade é igual à maior profundidade de jusante entre os coletores contribuintes.


p) Coluna 16 – Tensão trativa.

O Valor de Y/D (coluna 10) é utilizado na tabela 2 para verificar o valor de β;



Tabela 2- Raio Hidráulico (RH)



Anotar o valor do diâmetro;

Calcular o valor do Rh na expressão:

Rh = β x D

Calcular a tensão trativa na seguinte expressão:

IpRh x x

Em que:

= Tensão trativa Pa;

= Peso especifico do líquido, N/m;

RH = Raio hidráulico, m;

Ip = Declividade de projeto da tubulação, m/m


q) Coluna 17 – Velocidade crítica

Expressão:

Rh.g x 6 Vc 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 a velocidade final de escoamento não deve ser menor que o valor da velocidade crítica

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