SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS E PLUVIAIS

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1 SANEAMENTO AMBIENTAL I SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS E PLUVIAIS EDUARDO RIBEIRO DE SOUSA LISBOA, SETEMBRO DE 2001

2 CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM EDUARDO RIBEIRO DE SOUSA

3 ÍNDICE DO TEXTO 1. INTRODUÇÃO TIPIFICAÇÃO E CONSTITUIÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM Considerações introdutórias Tipificação dos sistemas Constituição dos sistemas - órgãos acessórios CONCEPÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DRENAGEM Considerações de âmbito geral Escolha do tipo de sistema - unitário versus separativo Traçado em planta e em perfil longitudinal CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM i

4 1. INTRODUÇÃO O presente Documento destina-se a apresentar os princípios gerais a ter em consideração na concepção de infra-estruturas de drenagem de águas residuais comunitárias e pluviais, tendo um carácter de introdução geral do assunto. No Capítulo seguinte - Tipificação e Constituição dos Sistemas de Drenagem - dá-se uma panorâmica muito geral da evolução histórica destas infra-estruturas, definem-se os diferentes tipos de sistemas para a drenagem de águas residuais comunitárias e pluviais e descreve-se a sua constituição. Neste último caso, a apresentação é fundamentalmente orientada para uma descrição sumária dos principais órgãos acessórios gerais e especiais dos sistemas. No último capítulo - Concepção dos Sistemas de Drenagem - discutem-se, primeiramente, os aspectos a observar no âmbito da concepção geral dos sistemas, ao que se segue uma apresentação dos aspectos mais específicos, como sejam os princípios de escolha do tipo de sistema a utilizar e os critérios relativos ao traçado em planta e em perfil longitudinal. 2. TIPIFICAÇÃO E CONSTITUIÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 2.1 Considerações introdutórias A água distribuída é utilizada para diversos fins, nomeadamente para usos domésticos, comerciais, industriais e municipais (higiene urbana e rega de zonas verdes). Estes usos modificam, em maior ou menor extensão, as características físicas, químicas e biológicas da água e transformam-na em águas residuais impróprias para reutilização directa, sendo indispensável o seu afastamento do aglomerado populacional (drenagem) e o seu tratamento (depuração), a fim de evitar riscos para a saúde pública, incomodidade para as populações e prejuízos para a ecologia dos meios receptores (destino final), quer se trate de uma massa de água ou do solo. Além dos problemas acabados de referir relativos às águas residuais comunitárias, torna-se necessário dominar o escoamento das águas pluviais, sendo interessante referir, e contrariamente ao que se poderia supor, que foi exactamente com estes objectivos que as primeiras redes de CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 1

5 drenagem foram construídas. O desenvolvimento industrial, com a consequente concentração populacional nas grandes cidades, levou a que só no século XIX tivesse sido autorizada a ligação das águas residuais domésticas às redes de drenagem pluviais existentes, o que agravou os riscos de transmissão de doenças de origem hídrica, devido às condições precárias daquelas redes (Figura 1 a) e b)). O tratamento de águas residuais passou, no século XX, a constituir uma necessidade imperiosa em certos casos mais flagrantes, tendo sido inseridas estações de tratamento nos sistemas existentes (Figura 1 c)). Mais tarde, reconhecidas as vantagens de separar as águas pluviais das restantes (refira-se a grande desproporção de caudais normalmente existente entre os dois tipos de águas residuais), foram introduzidos os sistemas de drenagem com a concepção actual, inclusivamente sujeitando as águas residuais industriais a pré-tratamento antes do seu lançamento nas redes públicas de colectores, de tal forma que as águas residuais possam ser conduzidas nas redes de drenagem e depuradas em estações convencionais (Figura 1 d), e) e f)). 2.2 Tipificação dos sistemas A legislação portuguesa presentemente em vigor (Decreto Regulamentar nº 23/95, de 23 de Agosto - Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas Residuais) define, no artigo 116.º, do citado diploma legal, que os sistemas de drenagem de águas residuais (ou mais especificamente as redes de drenagem), podem classificar-se em: separativos, constituídos por duas redes de colectores distintas, uma destinada às águas residuais domésticas e industriais e outra à drenagem das águas pluviais ou similares; unitários, constituídos por uma única rede de colectores onde são admitidas conjuntamente as águas residuais domésticas, industriais e pluviais; mistos, constituídos pela conjugação dos dois tipos anteriores, em que parte da rede de colectores funciona como sistema unitário e a restante como sistema separativo; separativos parciais ou pseudo-separativos, em que se admite, em condições excepcionais, a ligação de águas pluviais de pátios interiores ao colector de águas residuais domésticas. A escolha do tipo de sistema é condicionada por diversos factores técnicos e económicos. CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 2

6 Figura 1 - Evolução histórica dos sistemas de drenagem de águas residuais CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 3

7 2.3 Constituição dos sistemas - órgãos acessórios Os componentes dos sistemas de drenagem de águas residuais podem ser divididos em três grandes grupos: a rede de colectores; as instalações e condutas elevatórias, e um conjunto de órgãos acessórios gerais e especiais, os quais se destinam a assegurar um adequado funcionamento do sistema, nas condições definidas, e permitem, além disso, proceder às necessárias operações de exploração e de manutenção. O objectivo deste sub-capítulo é o de dar uma perspectiva global dos tipos de órgãos acessórios, nomeadamente os seguintes. Câmaras ou caixas de visita e de queda As câmaras ou caixas de visita são os órgãos mais numerosos e correntes em sistemas de drenagem, permitindo a inspecção e a limpeza dos colectores, a remoção de obstruções, a verificação das condições e das características do escoamento e a amostragem da qualidade das águas residuais. O Decreto Regulamentar nº 23/95, de 23 de Agosto - Regulamento Geral dos Sistemas Públicos e Prediais de Distribuição de Água e de Drenagem de Águas Residuais, estipula, no seu artigo 155.º, que: 1 - É obrigatória a implantação de câmaras de visita: a) Na confluência dos colectores; b) Nos pontos de mudança de direcção, de inclinação e de diâmetro dos colectores; c) Nos alinhamentos rectos, com afastamento máximo de 60 m e 100 m, conforme se trate, respectivamente, de colectores não visitáveis ou visitáveis. 2 - Os afastamentos máximos referidos na alínea c) do número anterior podem ser aumentados em função dos meios de limpeza, no primeiro caso, e em situações excepcionais, no segundo. No caso de existir um grande desnível, terá de se prever a localização de uma caixa de visita que, neste caso, tem a designação de caixa de queda. As câmaras de visita podem ser, em planta, de secção rectangular ou circular, com cobertura plana ou tronco-cónica assimétrica, com geratriz vertical. As câmaras de visita podem, ainda, ser CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 4

8 centradas ou descentradas em relação ao alinhamento planimétrico do colector, sendo este último tipo o que permite o melhor acesso pelos técnicos de exploração. As câmaras de visita são constituídas por (ver Documento - Órgãos Gerais de Sistemas de Drenagem): soleira, formada em geral por uma laje de betão que serve de fundação às paredes; corpo, formado pelas paredes, com disposição em planta normalmente rectangular ou circular; cobertura, plana ou tronco-cónica assimétrica, com uma geratriz vertical na continuação do corpo para facilitar o acesso; dispositivo de acesso, formado por degraus encastrados ou por escada fixa ou amovível, devendo esta última ser utilizada somente para profundidades iguais ou inferiores a 1,7 m; dispositivo de fecho resistente. Ramais de ligação (águas residuais comunitárias e águas pluviais) Um ramal de ligação é o troço de tubagem, privativo de uma ou mais edificações, compreendido entre a câmara do ramal de ligação e a rede geral de drenagem. As águas pluviais dos edifícios são conduzidas, por rede apropriada, às vias adjacentes e seguem daí para os colectores da rede geral, directamente ou através de valetas, de sarjetas ou de sumidouros. As águas residuais comunitárias convergem no chamado ramal de ligação, após ser colectada por redes de drenagem interiores dos edifícios. Uma vez que os aspectos relativos a ramais de ligação não são tratados no âmbito da disciplina, apenas se referem aqui dois pontos importantes, que surgem na interdependência das redes interiores e das redes gerais de drenagem. Estes dois pontos são, respectivamente, a ligação propriamente dita ao colector, que deve ser feita por meio de forquilhas simples, e a ventilação das redes, através das condutas de ventilação dos edifícios, com ligação na câmara sifónica de saída. CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 5

9 Dispositivos de lavagem Estes dispositivos destinam-se à limpeza dos colectores, quando não possam ser garantidas as condições de auto-limpeza. Esta situação verifica-se, em geral, nos troços de montante das redes unitárias ou separativas de águas residuais comunitárias. Quando se verificar a necessidade de proceder a uma limpeza periódica dos colectores, a forma mais adequada consiste em lançar uma corrente de varrer através de uma caixa de visita, ou com uma mangueira ligada em cada operação à boca de incêndio ou de rega mais próxima, ou por construção de uma câmara especial, órgão acessório usualmente designado por câmara de corrente de varrer (ver Documento Órgãos Gerais dos Sistemas de Drenagem). Embora seja prática usual em Portugal incluir câmaras de corrente de varrer em redes, ou adaptar caixas de visita correntes a câmaras de corrente de varrer, entende-se que essa solução deve ser, na medida do possível, evitada, porquanto constitui um risco potencial e grave de curto-circuito entre as águas residuais comunitárias e a água potável. Esta prática deve ser progressivamente substituída por operações de limpeza de rotina, a levar a cabo pelos técnicos encarregados da exploração dos sistemas. Sarjetas e sumidouros As sarjetas e os sumidouros são os órgãos gerais dos sistemas que garantem o acesso das águas pluviais às redes de drenagem. Este facto obriga a dimensionar e a localizar muito cuidadosamente estes órgãos, uma vez que, se a capacidade de escoamento e o seu número forem insuficientes, os colectores nunca chegam a receber o caudal de ponta devido, com o consequente desaproveitamento da capacidade para que foram dimensionados. Em Portugal, as características das sarjetas e dos sumidouros estão normalizadas (ver Documento Órgãos Gerais dos Sistemas de Drenagem). Consideram-se dois tipos básicos de sarjetas, as de lancil ou do tipo L (bocas de lobo) e as de valeta ou dos tipos V e F (sumidouros), havendo a considerar um terceiro tipo, também usualmente designado por sumidouro, que é colocado transversalmente aos arruamentos, em geral em pontos baixos, e que recolhe as águas pluviais que se escoam em toda a sua largura. CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 6

10 No caso de redes unitárias é conveniente prever uma vedação hidráulica nas sarjetas ou sumidouros, que impeça a saída dos gases da rede para o exterior. Estes órgãos são designados por sarjetas sifonadas e podem ser dos tipos normalizados LH, VH e FH. As sarjetas podem, ainda, ter pequenas câmaras de retenção, ou desarenadores, no fundo das caixas de recepção das águas pluviais (tipos normalizados LC, LHC, VO, VHC, FC e FHC). Bacias de retenção Dado que a utilização de bacias de retenção em sistemas de drenagem de águas pluviais é objecto de um outro documento (ver Documento - Órgãos Especiais dos Sistemas de Drenagem), apenas se refere aqui que estes órgãos se destinam a reduzir os caudais de ponta de águas pluviais, através de armazenamento, por um período de tempo limitado, de um certo volume dessas águas pluviais, o qual é rejeitado na rede de drenagem após a passagem da onda de cheia. Câmaras de retenção As câmaras de retenção, também chamadas desarenadores, destinam-se a reter, não só as areias, mas também quaisquer outros detritos sedimentáveis, sendo a sua utilização feita apenas em redes unitárias ou separativas de águas pluviais, e só em certos casos. As câmaras de retenção que se podem prever nas sarjetas, tal como se referiu anteriormente, constituem órgãos deste tipo, estando o seu uso apenas recomendado quando os arruamentos não são pavimentados ou quando no colector não existam condições de auto-limpeza. Descarregadores de tempestade, de transferência e de segurança De entre os órgãos de saída de águas residuais ou pluviais das redes de drenagem, para além das estações de tratamento ou de saída final para o meio receptor, salientam-se três tipos, consoante as suas finalidades: se se destinam a desviar caudais em excesso, em redes unitárias ou separativas de águas pluviais, designam-se por descarregadores de tempestade; se o seu objectivo é a transferência de caudais de um colector para outro menos sobrecarregado ou de maior capacidade, denominam-se descarregadores de transferência; finalmente, se são construídos para efeitos de segurança a montante de estações de tratamento, de instalações CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 7

11 elevatórias ou de outros órgãos, designam-se por descarregadores de segurança, podendo funcionar como descarregadores de superfície ou como descargas de fundo. Os descarregadores de tempestade são objecto de tratamento específico no Documento - Órgãos Especiais dos Sistemas de Drenagem. Dispositivos de saída de caudal e outras obras especiais Neste âmbito, podem considerar-se os sifões invertidos, as obras de junção e transição entre colectores de grandes dimensões, as bocas de entrada de águas pluviais provenientes de terrenos não urbanizados, as bacias de dissipação de energia hidráulica, os dispositivos de regulação de nível, as portas de maré, entre outros. Os órgãos deste tipo são objecto de tratamento específico no Documento - Órgãos Especiais dos Sistemas de Drenagem. 3. CONCEPÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DRENAGEM 3.1 Considerações de âmbito geral A concepção e dimensionamento de um sistema de drenagem requer o desenvolvimento de um conjunto de actividades: recolha de elementos de base para dimensionamento; inquérito sobre os condicionalismos locais do projecto e sobre a área urbanizada abrangida; escolha do tipo de sistema de drenagem mais adequado e do modo como se irá processar o tratamento das águas residuais ou o seu destino final, assim como dos componentes do sistema; análise de soluções alternativas técnico-economicamente viáveis, a fim de encontrar uma situação de compromisso que permita resolver os principais problemas existentes; dimensionamento de todas as tubagens (vulgarmente designadas por colectores), em diâmetro e inclinação, e, de um modo geral, de todos os outros componentes do sistema correspondentes ao traçado escolhido, para os caudais de projecto. CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 8

12 No âmbito do presente Documento, dada a sua natureza, serão abordados fundamentalmente os aspectos gerais relativos às 2ª, 3ª e 4ª questões referidas, relegando para outros Documentos a apresentação e discussão das questões relativas aos elementos de base e ao dimensionamento hidráulico e sanitário dos colectores (quer para redes de drenagem de águas residuais comunitárias, quer para redes de drenagem de águas pluviais). No que respeita aos condicionalismos locais do projecto, o engenheiro deve sempre, com extremo cuidado e em estreita ligação com os responsáveis pela exploração dos sistemas de saneamento básico, fazer uma análise que lhe permita: inventariar os projectos de execução de novos sistemas, de remodelação ou ampliação dos já existentes ou de estações de tratamento; conhecer as evoluções previsíveis em termos de ocupação urbanística (habitação, comércio, indústria, equipamentos sociais, etc.), que possibilitem estimar os caudais de águas residuais e a carga orgânica transportada; inquirir sobre as particularidades técnicas locais (tais como, modo de exploração dos sistemas, ramais de ligação, etc.), regime de precipitação, geologia, entre outros. A análise anterior deve contemplar as zonas a montante e a jusante da área coberta pelo projecto, uma vez que certas decisões de ordem técnica poderão estar condicionadas por informação obtida nessa análise. Assim, a existência a jusante da área em estudo de uma rede de drenagem com características bem determinadas, nomeadamente no que se refere ao tipo de rede existente (unitária, separativa, mista, separativa parcial ou pseudo-separativa), poderá condicionar, desde logo, o tipo de sistema a utilizar. Por outro lado, é importante analisar a capacidade de escoamento excedentária, ou seja, os caudais admissíveis nos troços de cabeceira e ao longo da rede já existente, assim como dos restantes componentes do sistema. No caso das águas pluviais, esta análise deve ser feita com base num dado período de retorno. Interessa, ainda, averiguar a existência de emissários ou interceptores (naturais ou artificiais), assim como os caudais máximos admissíveis e a correspondente carga orgânica que a eles possa afluir, uma vez que a esses emissários ou interceptores poderão ligar-se estações de tratamento CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 9

13 existentes ou previstas. O conhecimento da natureza do terreno da zona em estudo e, em particular, do nível freático e dos riscos potenciais de contaminação da água subterrânea, devem constituir aspectos de análise na concepção de um sistema de drenagem de águas residuais comunitárias e de águas pluviais. Um outro aspecto de grande importância, deverá ser a análise da existência, a montante da área em estudo, de futuros planos de urbanização ou de expansão do próprio aglomerado populacional e cujas águas residuais comunitárias e pluviais venham a ser drenadas através do sistema em estudo. Este aspecto poderá apresentar-se de certa relevância para os sistemas de drenagem de águas pluviais, dadas as alterações que sofrem as características de escoamento a partir do momento em que é urbanizada uma dada área (aumento significativo das áreas impermeáveis). Nestas condições, a concepção do sistema em estudo deve ser feita de forma a que o escoamento, presente ou futuro, se possa verificar nas melhores condições. Assim, poderão ser encaradas medidas, tais como o sobredimensionamento dos colectores, a criação a montante do sistema em estudo de bacias de retenção, no caso das águas pluviais, a possibilidade de duplicação futura dos colectores, etc. Refira-se, no entanto, que o sobredimensionamento de uma rede de drenagem pode levar, por um lado, a que, num período transitório, o seu funcionamento se dê em condições precárias (não verificação das condições de auto-limpeza, por exemplo) e, por outro, se incorra em investimentos e encargos financeiros desnecessários. 3.2 Escolha do tipo de sistema - unitário versus separativo A escolha do tipo de sistema, que não deve resultar de práticas de rotina pessoal ou locais, é condicionada por diversos factores, cuja análise se realiza seguidamente. A concepção dos primeiros sistemas de águas residuais contemplava quase só redes do tipo unitário, porque se considerava que este era o mais económico. No entanto, com o avanço da experiência e o reconhecimento dos problemas de poluição e contaminação da água - o que conduziu à necessidade de recorrer ao tratamento das águas residuais antes do seu lançamento num meio receptor aquático - os sistemas do tipo unitário começaram a ser postos em causa. CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 10

14 De entre as principais características de um sistema unitário, podem ser apontadas as seguintes: os órgãos dos sistemas, designadamente as redes e as estações de tratamento, não são dimensionados para escoar os caudais correspondentes às maiores precipitações, mas sim às relativas a um dado período de retorno; os caudais em excesso, quando ocorrem maiores precipitações, são rejeitados, em geral, na linha de água mais próxima ou temporariamente armazenados. Esta situação será tanto mais desfavorável quanto maior for a intensidade da precipitação e menor a sua duração; os caudais em excesso são uma mistura de águas residuais comunitárias e pluviais, pelo que a sua rejeição no meio aquático pode acarretar problemas de poluição e contaminação; Dadas as grandes variações dos caudais extremos (mínimo e de ponta) é bastante difícil manter condições hidráulicas de escoamento em tempo seco, de forma a que não se verifique sedimentação das matérias em suspensão transportadas nas águas residuais; deste modo, os riscos de formação de gás sulfídrico são mais elevados, o que pode ocasionar odores desagradáveis e corrosão do material dos colectores (ver Documento - Ocorrência, Efeitos e Controlo de Septicidade em Colectores). Além disso, quando ocorrem as primeiras chuvadas, após uma prolongada estiagem, afluem à estação de tratamento elevadas cargas poluentes; Nem sempre as redes de drenagem unitárias conduzem a uma maior economia, como uma análise sucinta poderá deixar antever, principalmente pelas seguintes razões: as sarjetas, os sumidouros e outros órgãos de entrada na rede têm, em geral, de ser sifonados; o emissário (colector, sem serviço de percurso, que liga o ponto terminal de uma rede ao local de rejeição das águas residuais, com ou sem passagem por ETAR), em sistemas unitários, mesmo de pequena dimensão, pode atingir um diâmetro significativo, contrariamente ao que se verifica nos sistemas separativos de águas residuais comunitárias; nos sistemas separativos de águas pluviais o grande desenvolvimento do emissário pode ser evitado, desde que o caudal pluvial possa ser rejeitado numa linha de água próxima; quando há necessidade de recorrer a bombeamento, a capacidade deste órgão CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 11

15 complementar é maior e, consequentemente, mais elevados o investimento e os encargos de exploração; nos sistemas unitários, os colectores têm de ser construídos com materiais resistentes à corrosão, consequentemente mais caros, verificando-se nos sistemas separativos de águas pluviais a situação oposta, dado que só transportam água de escoamento superficial, praticamente sem efeitos corrosivos; quando existir estação de tratamento a jusante do sistema, a sua capacidade terá de ser superior no caso de um sistema unitário, o que corresponde a um investimento inicial e custos de exploração superiores, mesmo que se recorra a descarregadores de tempestade. Da análise anterior não se pretende, no entanto, recomendar o recurso sistemático ao sistema do tipo separativo de águas residuais comunitárias e águas pluviais, uma vez que certas condições locais e específicas de cada caso poderão recomendar outro tipo de solução. Assim, a escolha de um sistema separativo pode ser recomendada se a rede a jusante à qual irá ser ligado o sistema em estudo é também do tipo separativo, em que as água residuais comunitárias seja depurada numa estação de tratamento. Uma outra situação é quando existem exutores com capacidade disponível na proximidade do aglomerado populacional em estudo, para a rejeição das águas pluviais, desde que os padrões de qualidade para a rejeição no meio receptor sejam compatíveis com esse procedimento. A escolha de sistemas unitários estará prejudicada à partida se o meio receptor for particularmente sensível, não permitindo a rejeição de caudais em excesso através de descarregadores de tempestade. Pelo contrário, a escolha poderá incidir sobre um sistema do tipo unitário ou misto desde que, por exemplo, o sistema a jusante seja também do tipo unitário ou misto, sem perspectivas de evolução, a curto ou médio prazo, e estando, desde o início, ligado a uma estação de tratamento. De realçar que um sistema deste tipo só é viável se for possível implantar descarregadores de tempestade para rejeitar os caudais em excesso, em termos compatíveis com os padrões de qualidade para o meio receptor. CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 12

16 3.3 Traçado em planta e em perfil longitudinal O traçado de urna rede depende da disposição planimétrica e altimétrica do aglomerado populacional, da implantação de outras infra-estruturas subterrâneas, do tipo de sistema (unitário ou separativo) e da localização do ponto ou dos pontos de rejeição das águas residuais e pluviais, seja uma estação de tratamento, um emissário ou interceptor já existente ou um meio receptor, por exemplo aquático. No que respeita ao traçado em planta, os colectores (unitários, comunitários ou pluviais) devem ser instalados, tanto quanto possível, ao longo do eixo dos arruamentos, a fim de igualar os custos dos ramais de ligação dos prédios, de um e de outro lado. É esta a disposição regulamentar em Portugal, sendo a prática corrente e desejável em situações normais. Em urbanizações modernas, a implantação dos colectores ao longo dos espaços livres públicos (sob os passeios, atravessamento de zonas verdes, etc.) poderá constituir uma solução técnica e economicamente vantajosa, dada a redução de cargas permanentes e rolantes sobre os colectores, a redução de despesas de arranque e reposição dos pavimentos para a sua execução e adequada adaptação aos talvegues naturais. Em qualquer caso, se o arruamento tiver uma largura superior a 25 m, é aconselhável desdobrar a rede em dois troços, um de cada lado. No entanto, não devem localizar-se colectores sob edifícios, a não ser em situações absolutamente fora do vulgar, pouco prováveis em novas urbanizações. As redes de drenagem são constituídas por uma série de alinhamentos rectos, ligados por caixas (ou câmaras) de visita, só se admitindo curvas em colectores acessíveis de muito grande diâmetro. As caixas de visita, que permitem o acesso aos colectores para observação, manutenção e exploração da rede, são localizadas de acordo com os preceitos referidos em 2.3. No traçado em planta, é conveniente evitar junções de colectores que obriguem o escoamento a descrever curvas muito apertadas, recomendando-se que o ângulo entre eixos não ultrapasse os 60º, na generalidade dos casos de redes separativas de águas residuais comunitárias. No caso de redes unitárias ou separativas de águas pluviais, uma vez que os diâmetros atingem facilmente dezenas de centímetros e as velocidades de escoamento 3,0 a 5,0 m/s, poderá recomendar-se a construção de caixas de visita de maiores dimensões e com uma configuração especial ou a inserção de uma caixa intermédia, permitindo que a confluência do colector afluente se faça a CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 13

17 45º). Em alternativa, e desde que as condições topográficas o permitam, pode considerar-se uma confluência com queda, com a cota da soleira do colector afluente superior à do extradorso do colector de jusante. No que respeita ao traçado em perfil longitudinal, constitui aspecto importante a profundidade de assentamento dos colectores. Esta profundidade é condicionada, por um lado, pelas cotas necessárias à inserção dos órgãos acessórios, nomeadamente os ramais de ligação em sistemas unitários ou separativos de águas residuais comunitárias, e, por outro, por condições tais que sejam evitados danos nos colectores, devidos à acção dinâmica do tráfego rodoviário. Em geral, é definida uma profundidade mínima de assentamento, medida pela distância entre o pavimento da via pública e o extradorso dos colectores. O Decreto Regulamentar nº 23/95, de 23 de Agosto, já citado, estipula, no seu artigo 137.º, que: 1 - A profundidade de assentamento dos colectores não deve ser inferior a 1 m, medida entre o seu extradorso e o pavimento da via pública. 2 - O valor referido no número anterior pode ser aumentado em função de exigências do trânsito, da inserção dos ramais de ligação ou da instalação de outras infra-estruturas. 3 - Em condições excepcionais, pode aceitar-se uma profundidade inferior à mínima desde que os colectores sejam convenientemente protegidos para resistir a sobrecargas. Quando existam caves de edifícios com uma certa profundidade, pode ser adequado recorrer ao bombeamento das águas residuais respectiva, em vez de implantar os colectores a profundidades demasiado grandes. Por outro lado, em zonas onde haja interferência com tubagens do sistema de distribuição de água, o Decreto Regulamentar nº 23/95, estipula, no seu artigo 24.º, que: 3 - A implantação das condutas [de distribuição de água] deve ser feita num plano superior ao dos colectores de águas residuais e a uma distância não inferior a 1 m, de forma a garantir protecção eficaz contra possível contaminação, devendo ser adoptadas protecções especiais em caso de impossibilidade daquela disposição. CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 14

18 Relativamente ao alinhamento dos colectores em perfil longitudinal, ou seja, aos aspectos a observar no traçado associado à continuidade hidráulica do escoamento através das caixas de visita, o Decreto Regulamentar nº 23/95, estipula, no seu artigo 159.º, que: 2 - Nas alterações de diâmetro [dos colectores] deve haver sempre a concordância da geratriz superior interior dos colectores, de modo a garantir a continuidade da veia líquida. No entanto, um critério corresponde a considerar que a cota da linha de energia específica, a montante da caixa de visita, é igual à cota da linha de energia específica a jusante mais uma dada queda ou perda de carga na caixa. No entanto, a cota da soleira do colector, a jusante da caixa de visita, nunca deve ser superior à da soleira do colector ou colectores afluentes a ela. Os critérios apontados, destinam-se a atender aos casos de mudança brusca de trainel através da caixa de visita, para os quais a velocidade de escoamento seja maior no colector de montante. Reduzem-se ou eliminam-se, assim, as perturbações do escoamento que, de outro modo, se registariam. Em certos casos especiais, pode ser recomendado um cálculo mais rigoroso da queda necessária, no sentido desta absorver o excesso de energia em jogo. Este aspecto terá mais acuidade em sistemas de drenagem de águas pluviais. Em perfil longitudinal, as rasantes devem, na medida do possível, manter-se paralelas ao terreno. No entanto, por motivos, tanto de funcionamento hidráulico do sistema, como construtivos, há necessidade de manter inclinações mínimas e máximas (ver Documentos respectivos). Quando as condições hidráulicas de escoamento permitem que os sólidos em suspensão de natureza orgânica e/ou inorgânica (areia e silte) transportados pelas águas residuais comunitárias ou pluviais sedimentem, levando à obstrução dos colectores no fim de um prazo mais ou menos longo, é necessário considerar inclinações mínimas para os colectores. A limitação da velocidade de escoamento tem por objectivo impedir a erosão das caixas de visita e da soleira dos colectores (mais sensível, no entanto, aos caudais permanentes). Finalmente, é usual impor, ainda, limites máximos e mínimos para as inclinações dos colectores por razões construtivas. O traçado da rede, tanto em perfil longitudinal, como em planta, tem que respeitar necessariamente outras infra-estruturas subterrâneas, tais como as do sistema de distribuição de CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 15

19 água, gás, electricidade, telefones, entre outras. Os aspectos relativos às tubagens de água são bastante importantes em virtude dos riscos de possível contaminação, conforme já foi referido. Quando no aglomerado populacional se prevê a existência simultânea de uma rede separativa de águas residuais comunitárias e separativa de águas pluviais, a implantação relativa das duas redes deve ser feita atendendo a um conjunto de critérios, dos quais se salientam, a título de exemplo, os seguintes: em planta, o traçado dos colectores das duas redes deve apresentar sempre a mesma posição relativa, ou seja, o colector de águas residuais comunitárias sempre à direita ou à esquerda do pluvial (refere-se que o Decreto Regulamentar nº 23/95, estipula, no ponto 5 do seu artigo 135.º, que para minimizar os riscos de ligações indevidas de redes ou ramais, deve adoptar-se a regra de implantar o colector doméstico à direita do colector pluvial, no sentido do escoamento ); em perfil longitudinal, a soleira do colector pluvial deve ser localizada a uma cota superior à do extradorso do colector de águas residuais comunitárias; em perfil transversal, devem ser fixadas distâncias mínimas, na horizontal e na vertical, entre os extradorsos dos colectores pluvial e de águas residuais comunitárias (Figura. 2); nas confluências, nos cruzamentos e nas mudanças de direcção, as caixas de visita devem ser implantadas com a disposição que se apresenta na Figura 3. A consideração dos critérios acabados de referir permite minimizar a ocorrência de incompatibilidades entre os colectores pluviais e de águas residuais comunitárias, facilitando-se, assim, a exploração e manutenção das redes, a execução de ramais de ligação e a ligação de sarjetas ou sumidouros, com a consequente minimização da eventualidade de troca inadvertida de redes ou de ramais. Finalmente, refira-se que, uma vez traçada a rede ou redes de drenagem, obedecendo aos critérios indicados, e evitando o mais possível os pontos altos e baixos, pode verificar-se a impossibilidade de cumprir, em determinados pontos singulares, um dos principais objectivos na concepção de um sistema de drenagem, que é o da manutenção do escoamento por gravidade com superfície livre, em toda a sua extensão. Nestas situações, a evitar sempre que possível, mesmo que seja indispensável implantar certos troços da rede a maiores profundidades, é necessário recorrer a estações elevatórias. CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 16

20 Figura 2 - Perfil transversal: posição relativa dos colectores pluvial e de águas residuais comunitárias Figura 3 - Planta: implantação relativa dos colectores e das caixas de visita CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS DE DRENAGEM 17