SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTO SANITÁRIO

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1 Universidade Federal de Goiás Escola de Engenharia Civil Curso de Engenharia Civil 4º ANO SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTO SANITÁRIO Prof. MSc. Ricardo Prado Abreu Reis Setembro CV VP CV VP Cob. 7 1 I I TQ II II TQ 5 o Pav. 4 o Pav I I II II 3 o Pav. 2 o Pav. 1 - aparelho sanitário 5 - coluna de ventilação 2 - sifão 6 - coletor predial 3 - ramal de descarga 7 - ventilação primária 4 - tubo de queda 8 - ramal de ventilação Sc 1 o Pav. CI SS CP RPES CC

2 aparelho sanitário 5 - coluna de ventilação 2 - sifão 6 - coletor predial 3 - ramal de descarga 7 - ventilação primária 4 - tubo de queda 8 - ramal de ventilação

3 SÉCULO XIX - Gases provenientes das tubulações de E.S. podiam fazer mal à saúde, provocando epidemias, mesmo morte. Verificou-se posteriormente que isto não era verdade, pois a concentração de gases é muito pequena, constatando-se que os gases provenientes de esgoto são bastante incômodos e podem afetar o estado psicológico das pessoas. EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS PREDIAIS DE ESGOTOS SANITÁRIOS 1. Sistema de um sós tubo de queda (sem sifão) Banheiros permanentemente invadidos pelo mau cheiro.

4 Por questões de costume de arquitetura Introdução dos sifões e a conseqüente necessidade de ventilar o sistema de esgoto. SIFÃO Componente separador destinado a impedir a passagem dos gases do interior das tubulações para o ambiente sanitário rio.

5 2. Sistema com dois tubos de queda, totalmente ventilados 3. Sistema com um tubo de queda, totalmente ventilado 4. Sistema modificado com um tubo de queda

6 FENÔMENOS QUE AFETAM OS FECHOS HÍDRICOS DOS SIFÕES SIFONAGEM conjunto de fenômenos determinantes da redução total ou parcial da coluna d água em um sifão. EVAPORAÇÃO periodicidade de uso dos aparelhos sanitários; velocidade de evaporação da água do sifão ; função das características do local e da área de exposição. usualmente considerado: 1,3 a 11,4 mm/semana, para um período de não utilização de 4 semanas; Inglaterra: 2,5 mm/semana; Dinamarca: 2,0 mm/semana.

7 AUTO-SIFONAGEM Redução do fecho hídrico de um sifão, ocasionada pelo escoamento do aparelho sanitário ligado diretamente a este sifão. SIFONAGEM INDUZIDA Redução do fecho hídrico h de um sifão, ocasionada pelo escoamento de outros aparelhos sanitários, não ligados diretamente a este sifão.

8 SOBREPRESSÃO NO FECHO HÍDRICOH Ocorre devido à ação da descarga de outros aparelhos sanitários, gerando pressões positivas em fechos hídricos. Em geral, ocorre nas mudanças bruscas de direção do tubo de queda, devido ao bloqueio da passagem do fluxo de ar que se desenvolve no interior da tubulação. Pode provocar o retorno de espuma para o interior dos aparelhos sanitários ligados a trechos da tubulação passíveis da ocorrência desta sobrepressão. CARACTERIZAÇÃO DOS FENÔMENOS (+) pressão positiva; (-) pressão negativa; (1) aparelhos sujeitos à autosifonagem; (2) sifonagem induzida, devido ao fluxo no ramal; (3) sifonagem induzida, devido ao escoamento no tubo de queda; (4) sobrepressão

9 NORMALIZAÇÃO: NBR-8160/99 Estabelece critérios rios para que o sistema seja projetado e executado de tal modo a: possibilitar o rápido r escoamento e facilitar a manutenção; impedir que os gases provenientes do interior do SPES atinjam áreas de utilização; evitar a contaminação da água potável. ELEMENTOS DOS SISTEMA Tubulação de esgoto primário rio acesso a gases provenientes do coletor público ou dispositivos de tratamento. Tubulação de esgoto secundário protegidas, por desconectores,, dos gases provenientes das tubulações primárias. rias. Tubulação de ventilação proteção dos fechos hídricos h dos desconectores.

10 ELEMENTOS DO SISTEMA 01 EB 40mm 30 40mm CS 150X150X50 100mm mm TQB 11 PVC mm CV 17 50mm PVC 75

11 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA Podem ser dimensionados utilizando-se: método hidráulico; método das Unidades de Hunter de Contribuição - UHC. Em qualquer um dos métodos m respeitar os diâmetros nominais mínimos dos ramais de descarga indicados na Tabela 1. Unidades de Hunter de Contribuição - UHC Fator numérico que representa a contribuição considerada em função da utilização habitual de cada tipo de aparelho sanitário. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA RAMAIS DE DESCARGA Recebem diretamente os efluentes dos aparelhos sanitários. D 75 mm 2% I mín D 100 mm 1%

12 TABELA 1: Diâmetro do ramal de descarga Aparelho sanitário N ú m e r o d e unidades de Hunter de contribuição Diâm etro nom inal m ín im o d o r a m a l de descarga (D N ) Bacia sanitária Banheira de residência 2 40 Bebedouro 0,5 40 B id ê Chuveiro De residência C o le tiv o Lavatório De residência De uso geral M ictório Válvula de descarga Caixa de descarga D escarga autom ática D e c a lh a (2 ) Pia de cozinha residencial 3 50 Pia de cozinha Preparação industrial Lavagem de panelas Tanque de lavar roupas 3 40 M áquina de lavar louças 2 50 (3 ) M áquina de lavar roupas 3 50 (3 ) (1) O diâm etro nom inal DN m ínim o para o ram al de descarga de bacia sanitária pode ser reduzido para DN75, caso justificado pelo cálculo de dim ensionam ento efetuado pelo m étodo hidráulico e após revisão da NBR 6452/85, pela qual os fabricantes devem confeccionar variantes das bacias sanitárias com saída própria para ponto de esgoto de DN75, sem necessidade de peça especial de adaptação. (2) Por m etro de calha considerar com o ram al de esgoto. (3) Devem ser consideradas as recom endações dos fabricantes. (1 ) DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA Tabela 2: Unidades de Hunter de Contribuição para aparelhos não relacionados na Tabela 1. Diâmetro nominal mínimo do ramal de descarga DN Número de unidades de Hunter de contribuição UHC Exemplo 1: Ramal de descarga para lavatório de escola. UHC = 2 D = 40 mm

13 RAMAIS DE ESGOTO Recebem os efluentes de ramais de descarga diretamente ou a partir de um desconector. D 75 mm 2% I mín D 100 mm 1% A partir da soma das UHC dos aparelhos sanitários da Tabela 1, determinar através s da TABELA 3 Diâmetro dos Ramais de Esgoto. Tabela 3: Dimensionamento de ramais de esgoto. Diâmetro nominal mínimo do tubo DN Número de unidades de Hunter de contribuição UHC Exemplo 2: Ramal de esgoto de banheiro edifício residencial. Aparelho 1 Lv 1 Ch 1 Bi UHC UHC Tabela 3 D = 50 mm

14 TUBOS DE QUEDA Recebem efluentes de ramais de esgoto e ramais de descarga. Tabela 4 - Dimensionamento de tubos de queda. Diâm etro nom inal do tubo Núm ero m áxim o de unidades de Hunter de contribuição DN Prédio de até três pavim entos P ré d io c o m m a is d e trê s pavim entos Exemplo 3: Tubo de queda de edifício residencial com 14 pavimentos. Banheiro contendo 1 BS, 1 Lv,, 1 Bi e 1 Ch. Aparelho 1 BS 1 Lv 1 Ch 1 Bi UHC UHC UHC/pavimento Para todo o TQ: 10 UHC x 14 pavimentos = 140 UHC TABELA 4 D TQ = 100 mm

15 Exemplo 4: Tubo de queda de edifício comercial com 20 pavimentos. Banheiro contendo 5 BS, 5 Lv e 3 Mc com descarga automática. tica. Aparelho 5 BS 5 Lv 3 Mc UHC x x x 2 = 46 UHC/pav. Para todo o TQ: 46 UHC x 20 pavimentos = 920 UHC TABELA 4 D TQ = 150 mm OBSERVAÇÕES: Os tubos de queda devem, sempre que possível, ser instalados em um único alinhamento. Quando necessários, os desvios devem ser feitos com curvas de raio longo ou duas curvas de 45º; Devem ser previstos tubos de queda especiais para pias de cozinhas e máquinas de lavar louças, providos de ventilação primária, os quais devem descarregar em uma caixa de gordura coletiva; DTQ ao maior diâmetro a ele ligado.

16 Subcoletores e coletores Os subcoletores recebem efluentes de um ou mais tubos de queda ou de ramais de esgoto e os coletores de todo o edifício e podem ter declividade máxima m de 5%. Os subcoletores e coletor predial são dimensionados pela somatória das UHC conforme os valores da Tabela 5. OBSERVAÇÕES: Edifícios residenciais maior UHC de cada banheiro; aparelho sanitário de Demais casos UHC de todos os aparelhos. TABELA 5: Dimensionamento de subcoletores e coletores Diâmetro nominal do tubo Número máximo de unidades de Hunter de contribuição em função das declividades mínimas (%) DN 0,

17 Exemplo 5: Subcoletor Subcoletor de edifício residencial com 12 pavimentos. Banheiro contendo 1 BS, 1 Lv,, 1 Bi e 1Ch. TQ1 TQ2 A Aparelho de maior UHC BS = 6 Trecho AB: B 6 UHC x12 pav.. = 72 UHC 100 mm, com i mín = 1% Trecho BC: 72 UHC x UHC 100 mm, com i mín = 1% C SUBSISTEMA DE VENTILAÇÃO Tem a função de conduzir os gases para a atmosfera e evitar que os mesmos se encaminhem para os ambientes sanitários.

18 SUBSISTEMA DE VENTILAÇÃO Distância máxima de um desconector ao tubo ventilador Tabela 6 - Distância máxima de um desconector ao tubo ventilador. Diâm etro nom inal do ram al de descarga (D N ) D istância m áxim a (m ) 40 1, , , ,40 Ramais de ventilação São dimensionados através s da Tabela 7. 7 Tabela 7 - Dimensionamento de ramais de ventilação. G rupo de aparelhos sem bacias sanitárias N ú m e ro d e Diâm etro nom inal unidades de Hunter do ram al de de contribuição ventilação G rupo de aparelhos com bacias sanitárias N ú m e r o d e Diâm etro nom inal unidades de Hunter do ram al de de contribuição ventilação Até Até a a a Exemplo 7: 40 mm 50 mm D 50 mm 100 mm 100 mm TQ D = 0,40 m < 1,20 m Ok! CV 50 mm

19 São dimensionados através da Tabela 8. Tabela 8 - Dimensionamento de colunas e barriletes de ventilação. D iâm etro nom inal do tubo de queda ou do ram al de esgoto D N N ú m e r o d e unidades de H unter de contribuição D iâ m e t r o n o m in a l m ín im o d o t u b o d e v e n t ila ç ã o C o m p r im e n t o p e r m it id o (m ) A extremidade aberta de um tubo ventilador primário ou coluna de ventilação deve ser conforme a figura:

20 Exemplo 8: Edifício residencial de 8 pavimentos com pé direito de 3,0 m e banheiro contendo 1 BS, 1 Lv, 1 Bi e 1 Ch. UHC = ( ) 8 = 80 TABELA 4 D TQ = 100 mm H = 3,0 x 8 = 24 m TABELA 8 D CV = 75 mm Exemplo 9: Edifício comercial de 20 pavimentos com pé direito de 3,0 m e sanitário contendo 5 BS, 5 Lv e 3 Mc com descarga automática. UHC = (5 x x x 2) 20 = 920 TABELA 4 D TQ = 150mm H = 3,0 x 20 = 60 m TABELA 8 D CV = 150 mm A ventilação secundária pode ser realizada por meio de dispositivos de admissão de ar, ou seja, válvulas v de admissão de ar (VAA) devidamente posicionadas no sistema.

21 Como evitar o retorno de espuma? não efetuar ligações nas regiões de ocorrência de sobrepressão; efetuar o desvio do tubo de queda para a horizontal com dispositivos que atenuem a sobrepressão - curva de 90º raio longo ou duas curvas de 45º; instalar dispositivos com a finalidade de evitar o retorno de espuma. ZONAS DE SOBREPRESSÃO EXEMPLO 10: Dimensionar o sistema de esgoto sanitário para o banheiro de um edifício residencial com 12 pavimentos tipo, térreo e subsolo. Considerar pé direito de 2,80 m. 1. Ramais de descarga (TABELA 1) Lv - 1 UHC D = 40 mm Bi - 1 UHC D = 40 mm Ch - 2 UHC D = 40 mm BS - 6 UHC D = 100 mm 40 mm 50 mm 100 mm 2. Ramal de esgoto (TABELA 3) Aparelho UHC 1 Lv 1 1 Bi 1 1 Ch 2 4 UHC D = 50mm C V 75 mm 100 mm T Q

22 3. Tubo de Queda (TABELA 4) Aparelho UHC 1 BS 6 1 Lv 1 1 Bi 1 1 Ch 2 10 UHC x 12 Pav. = 120 UHC D = 100 mm 4. Subcoletor (TABELA 5) TQ1 TQ2 Aparelho de maior UHC BS = 6 A B C Trecho AB: 6 UHC x 12 Pav. = 72 UHC D = 100 mm com i mín = 1% Trecho BC: 72 UHC x 2 = 144 UHC D = 100 mm com i mín = 1% 5. Ventilação 5.1. Distância máxima da caixa sifonada ao tubo ventilador (TABELA 6) Para D RE = 50 mm D MÁX = 1,20 m D = 1,05 m < D MÁX OK! 5.2. Ramal de ventilação (TABELA 7) Aparelhos UHC 1 BS 6 1 Lv 1 1 Bi 1 1 Ch Coluna de ventilação (TABELA 8) UHC = 12 x 10 = 120 H = 12 x 2,80 = 33,60 m 10 UHC D = 50mm D CV = 75 mm

23 A. CAIXAS DE GORDURA a1. Caixa de gordura pequena (CGP), cilíndrica: Para a coleta de apenas 1 cozinha diâmetro interno: 0,30 m parte submersa do septo: 0,20 m capacidade de retenção: 18 litros diâmetro da tubulação saída: 75 mm a2. Caixa de gordura simples (CGS), cilíndrica: Para a coleta de 1 cozinha ou 2 cozinhas diâmetro interno: 0,40 m parte submersa do septo: 0,20 m capacidade de retenção: 31 litros diâmetro da tubulação saída: 75 mm CAIXAS DE GORDURA Cotas A B C D1 D2 D3 Dimensões (mm) , ,1 51,1

24 CAIXAS DE GORDURA a3. Caixa de gordura dupla (CGD), cilíndrica: Para a coleta de 2 cozinhas ou 3 a 12 cozinhas diâmetro interno: 0,60 m parte submersa do septo: 0,35 m capacidade de retenção: 120 litros diâmetro da tubulação saída: 100 mm CAIXAS DE GORDURA a4. Caixa de gordura especial (CGE), prismática de base retangular: distância mínima entre o septo e a saída: 0,20 m volume da câmara de retenção de gordura: onde: V = 2 N + 20 N = n o de pessoas servidas pelas cozinhas que contribuem para a caixa de gordura no turno em que existe maior afluxo; V = volume em litros. altura molhada: 0,60 m parte submersa do septo: 0,40 m diâmetro mínimo da tubulação de saída: 100 mm Para a coleta de mais de 12 cozinhas, ou ainda, para cozinhas de restaurantes, escolas, hospitais, quartéis, etc.

25 CAIXAS DE GORDURA a4. Caixa de gordura especial (CGE), prismática de base retangular: V = 2 N + 20 onde: N = n o de pessoas servidas pelas cozinhas que contribuem para a caixa de gordura no turno em que existe maior afluxo; V = volume em litros. B. CAIXAS DE INSPEÇÃO As caixas de inspeção devem ter: profundidade máxima de 1,00 m; base quadrada ou retangular de lado mínimo de 0,60 m, ou diâmetro mínimo igual a 0,60 m; tampa facilmente removível, permitindo perfeita vedação; fundo construído de modo a assegurar rápido escoamento e evitar formação de depósitos.

26 C. SISTEMA DE RECALQUE O dimensionamento é feito considerando-se os seguintes parâmetros: A capacidade da bomba em função da vazão máxima provável de contribuição dos aparelhos que possam estar em funcionamento simultâneo; O tempo de detenção ( d ) do esgoto na caixa; O intervalo de tempo ( t ) entre duas partidas consecutivas do motor. C. SISTEMA DE RECALQUE Caso 1 - A caixa coletora que recebe efluentes de bacias sanitárias, deve ter: profundidade mínima de 0,90 m, a partir do nível da geratriz inferior da tubulação afluente mais baixa e fundo inclinado para impedir a deposição de materiais sólidos quando a caixa for esvaziada completamente; ventilação por um tubo ventilador, preferencialmente independente de qualquer outra ventilação utilizada no edifício; dois grupos motobomba, para funcionamento alternado; diâmetro mínimo da tubulação de recalque: Ø75 mm.

27 C. SISTEMA DE RECALQUE Caso 2 - A caixa coletora que NÃO recebe efluentes de bacias sanitárias, deve ter: profundidade mínima de 0,60 m; diâmetro mínimo da tubulação de recalque: Ø40 mm. DIMENSIONAMENTO Volume útil da caixa coletora: onde: Vu = Q t 4 Vu - volume compreendido entre o nível máximo e o nível mínimo de operação da caixa (faixa de operação da bomba), em m 3 ; Q - t - capacidade da bomba determinada em função da vazão afluente de esgoto à caixa coletora, em m 3 /min; intervalo de tempo entre duas partidas consecutivas do motor, em minutos. C. SISTEMA DE RECALQUE Recomenda-se que o intervalo entre duas partidas ( t ) consecutivas do motor não seja inferior a 10 min e que a capacidade da bomba seja considerada como sendo, no mínimo, igual a duas vezes a vazão afluente de esgoto sanitário. O tempo de detenção do esgoto na caixa coletora pode ser determinado a partir da seguinte equação: d = onde: d - tempo de detenção do esgoto na caixa coletora, em minutos; V t - volume total da caixa coletora, em m 3 ; q - vazão média de esgoto afluente, em m 3 /min. V q O tempo de detenção do esgoto na caixa não deve ultrapassar 30 minutos para que não haja comprometimento das condições de aerobiose do esgoto. t

28 C. SISTEMA DE RECALQUE curvas características das bombas Sistema: Altura manométrica Hman (mca); Vazão (m 3 /h); ALTURA MANOMÉTRICA (mca)