ÁGUAS PLUVIAIS. d) a estabilidade da vazão de esgotos, que é muito mais crítica, no sistema separador absoluto é maior.

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1 ÁGUAS PLUVIAIS 1. GENERALIDADES No Brasil, o sistema de drenagem da rede pública adota o Sistema Separador Absoluto, ou seja, existem redes independentes para a coleta de esgotos e de águas pluviais. É um sistema mais vantajoso que o Sistema Integrador Absoluto que recolhe, juntos, esgotos e águas pluviais. Vantagens: a) evita que, em chuvas fortes, os condutores trabalhem a plena carga e sifonem os desconectores, permitindo o acesso de gases do sistema primário de esgotos ao interior das habitações; b) os diâmetros dos sistemas de esgotos podem ser consideravelmente menores, pois não precisam ser dimensionados para suportar picos de chuvas; c) no sistema integrado a lâmina de esgoto é muito pequena, com velocidades baixas, e permitem a decantação de matérias pesadas e a formação de depósitos aderentes nas paredes dos coletores; d) a estabilidade da vazão de esgotos, que é muito mais crítica, no sistema separador absoluto é maior. Desvantagem: Necessita construção de duas redes separadas.. NORMA E NOMENCLATURA A norma que rege o dimensionamento de instalações para o esgotamento de águas pluviais de pequenas áreas é a NBR /1989 Instalações Prediais de Águas Pluviais. Abaixo, algumas definições presentes na Norma: Coletor Público é a tubulação que, operando em regime de escoamento livre, integra a Rede Pública de Águas Pluviais. É colocada sob a via carroçável ou sob a calçada, enterrada a profundidade conveniente. Caixas de Ralo caixas construídas junto ao meio-fio, recebem as águas provenientes da sarjeta ou de coletores. Coletores tubulações que conduzem, por gravidade, as águas pluviais das unidades prediais para as caixas. Caixas de areia desconectores que têm, por função, segurar areia e detritos provenientes dos telhados e das lajes, evitando que atinjam a Rede Pública. Condutores Verticais tubulações que ligam as calhas às caixas de areia. Calhas ou Canaletas elementos horizontais que coletam a água proveniente do telhado e a conduz para os condutores. Instalações de Águas Pluviais 1

2 3. ESTIMATIVA DE PRECIPITAÇÃO As calhas e condutores devem ser dimensionados para as chamadas chuvas críticas, de curta duração e grande intensidade. Para obras maiores, de grande responsabilidade, deve-se levantar os números de intensidade com maior precisão. Para áreas pequenas, até 100 m, MacIntyre sugere utilizar 150 mm/h como uma chuva crítica prudente. Para obras onde a segurança deve ser considerada como mais crítica, como as estações de metrô, ele sugere 16 mm/h. De forma mais precisa, determina-se a intensidade pluviométrica i a partir da fixação da duração da precipitação e do período de retorno, com base em dados pluviométricos do local. A duração da precipitação deve ser fixada em t = 5 min. e, o período de retorno, fixado segundo características da área a ser drenada, de acordo com o quadro abaixo: Tabela 1 Período de retorno de acordo com a área a drenar T Características 1 ano Áreas pavimentadas onde podem ser tolerados empoçamentos. 5 anos Coberturas e/ou terraços. 5 anos Coberturas e áreas onde empoçamentos ou extravasamentos não podem ser tolerados. Não havendo condições de se levantar os dados corretos de precipitação do local da obra, pode-se utilizar a tabela abaixo, extraída de Chuvas Intensas no Brasil, do prof. Otto Pfafstetter. Tabela Chuvas intensas no Estado de São Paulo ( i em mm/h e t = 5 min) Local Período de Retorno (anos) Avaré Bauru Campos do Jordão Lins Piracicaba Santos São Carlos São Paulo Taubaté Ubatuba APROVEITAMENTO DE ÁGUA DE CHUVA É uma tendência mundial o armazenamento e a utilização de água de chuva de forma pontual, nos locais de precipitação. Esta utilização traz as seguintes vantagens: Instalações de Águas Pluviais

3 a) reduz a vazão de pico nos escoamentos pelas galerias e tubulações de águas pluviais. Se tal prática for generalizada ou se tornar obrigatória, permitirá projetar sistemas urbanos de águas pluviais de dimensões menores, portanto mais econômicas; b) o armazenamento pontual, além de reduzir o pico de hidrogramas nos corpos receptores, reduzindo os problemas de inundações, pode permitir até se dispensar a construção dos reservatórios de contenção (piscinões), dispendiosos e de difícil manutenção; c) a água de chuva pode ser utilizada, sem nenhum tratamento, para fins não-potáveis tais como irrigação de gramados e plantas, lavagem de áreas ou veículos e nas descargas de bacias sanitárias. 5. VAZÃO DE PROJETO É utilizada a Fórmula Racional, pois as áreas envolvidas são sempre muito pequenas, em termos hidrológicos: Q = C. i. A / ( ) 60 onde: C = coeficiente de run-off (0,75 a 0,95 para telhados e coberturas); Q = vazão de projeto (l/min); i = intensidade pluviométrica (mm/h); A = área de contribuição (m ). 6. DIMENSIONAMENTO DAS CALHAS Calhas são, na verdade, pequenos canais trabalhando sob pressão atmosférica, portanto em regime livre. São calculadas pelas fórmulas usuais da hidráulica de canais: equação da continuidade e fórmula de Chezy, combinada com o coeficiente de Manning: (fórmula de Manning-Strickler). onde: Q = V.A 1 = R n Q H 3 Q = vazão, em m 3 /s; V = velocidade de escoamento, em m/s; A = área molhada, em m ; n = coeficiente de rugosidade de Manning; R H = raio hidráulico, em m; i = declividade, em m/m. A i As seções mais comuns nas calhas são as semicirculares e as retangulares. Em ambas, para o dimensionamento, considera-se o elemento trabalhando a seção plena. No caso de calhas semicirculares, o raio hidráulico vale: Instalações de Águas Pluviais 3

4 πr R H = = π R Para calhas retangulares, R ab = H a + b Recomenda-se, para as calhas, declividades entre 0,5% e %. R 7. DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES VERTICAIS Os condutores verticais podem ser ligados diretamente à calha ou podem receber um ralo quando se receia sua obstrução por folhas e outros detritos, ou quando ligados diretamente a um terraço. Eles não devem ser dimensionados como tubulações trabalhando a seção plena, pois não é esse, sabidamente, o seu regime de funcionamento. Além disso, a perda de carga ocasionada por grelhas e ralos colocados na entrada só pode ser determinada experimentalmente. É usual, assim, a utilização de tabelas práticas, já consagradas pelo uso, para esse dimensionamento. A tabela abaixo estabelece o diâmetro dos condutores em função da vazão transportada. Tabela 3 Dimensionamento dos condutores verticais Diâmetro (mm) Q (l/min) Pode-se, também, obter o diâmetro do condutor em função da área de cobertura. A tabela a seguir foi construída para uma precipitação de 150 mm/h (,5 l/min.m ) Tabela 4 Diâmetro de condutores verticais em função da área Diâmetro do condutor Área máxima de cobertura (m ) polegadas Mm Rio de Janeiro Considerando 1 cm por m de área Recomendação norteamericana / Fonte: MacIntyre, 1999 Instalações de Águas Pluviais 4

5 8. ÁREAS DE CONTRIBUIÇÃO PARA CÁLCULO DE VAZÃO EM CALHAS E COLETORES (Fórmulas Práticas) 8.1. Telhado h A a. b = + h b a 8.. Acréscimos superfície plana vertical A acréscimo = (a.b)/ A 1 A A acréscimo = 1 A A + Instalações de Águas Pluviais 5

6 EXERCÍCIO PROVÃO99 Considere o desenho abaixo, que representa um telhado em sua vista frontal e superior (incompleta), e atenda ao solicitado. 1,8 A B C D Figura 1 Elevação e planta do telhado a) Complete as linhas que faltam de interseção (cumeeira e rincões) da vista superior, desenhando-as. b) Dimensione a calha retangular entre os pontos A e C, encontrando a medida c da Figura, a seguir, para dar vazão às precipitações do plano ABDC. Figura Dimensões da calha Dados/Informações Técnicas: h Área: A = a + xb C. i. A Vazão de projeto: Q = 60 onde: Q = vazão de projeto [l/min]; C = coeficiente de escoamento superficial (adotar = 1); i = intensidade de precipitação de projeto (adotar 17 mm/h); Instalações de Águas Pluviais 6

7 A = área de contribuição [m ]. Adotar, no caso presente, dois condutores verticais para a água da chuva do plano ABCD. 1 1 Equação de Chézy: Q =. A. R 3 H. I n onde: Q = já definida [l/min]; n = 0,011 (coeficiente de rugosidade de Manning); A = área da seção molhada da calha [m ]; R H = raio hidráulico [m ]; I = 0,005 [m/m] (declividade da calha). Instalações de Águas Pluviais 7