Sistemas de Drenagem de águas residuais Constituição do Sistema de drenagem

Transcrição

1 Constituição do Sistema de drenagem

2 Evolução histórica do Sistema de drenagem

3 Evolução histórica do Sistema de drenagem

4 Classificação dos Sistemas de Drenagem Unitários - constituídos por uma única rede de colectores onde são admitidas conjuntamente as águas residuais domésticas, industriais e pluviais. Recolhem e drenam a totalidade das águas a afastar das zonas povoadas. 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. 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.

5 Escolha do tipo de sistema - unitário versus separativo 1 Vantagens É menos oneroso e de mais fácil construção. Desvantagens - Os caudais em excesso quando chove e é ultrapassada a capacidade da ETAR são uma mistura de águas residuais comunitárias e pluviais, pelo que a sua rejeição no meio aquático pode acarretar problemas de poluição e contaminação; É difícil manter condições hidráulicas de escoamento em tempo seco, (sedimentação das matérias em suspensão, riscos de formação de gás sulfídrico, odores desagradáveis e corrosão do material dos colectores); Quando ocorrem as primeiras chuvadas, após uma prolongada estiagem, afluem à estação de tratamento elevadas cargas poluentes; as sarjetas, os sumidouros e outros órgãos de entrada na rede têm, em geral, de ser sifonados;

6 Escolha do tipo de sistema - unitário versus separativo 2 Desvantagens - O emissário, em sistemas unitários, mesmo de pequena dimensão, pode atingir um diâmetro significativo; 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; nos sistemas unitários, os colectores têm de ser construídos com materiais resistentes à corrosão, 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.

7 Concepção e Dimensionamento de Sistemas de Drenagem 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 todos os 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.

8 Caudal de Dimensionamento CAUDAL MÉDIO DE DIMENSIONAMENTO: Sendo: Q Comunitário = Q pop + Q Ind. + Q Inf. Q Comunitário - Caudal total a drenar pelo colector Q pop - Caudal atribuível à população Q Ind. - Caudal atribuível à Indústria Q Inf. - Caudal de Infiltração de águas subterrâneas e de afluências pluviais.

9 Caudal de Dimensionamento CAUDAL DE DIMENSIONAMENTO: Sendo: F h - Q pop = F h. ( K r. Pop. Cap ) Factor de ponta instantâneo (variável com a população); 60 F h = 1,5 + Pop K r - coeficiente de redução que varia (normalmente) de 0,70 a 1,0, que resulta de que nem toda a água consumida é drenada (perdas, regas, lavagens, etc.); Pop. - População - do Ano 0 para verificação de Auto-limpeza; Cap. - Capitação - do Ano horizonte para verificação da capacidade.

10 Localização das caixas de visita Câmaras ou caixas de visita Decreto Regulamentar nº 23/95 Artigo 155.º 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.

11 Caixas de visita Caixa de visita para grandes D Caixa de visita Normalizadas

12 Localização e traçado dos colectores Decreto Regulamentar nº 23/95 Artigo 137.º 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. Artigo 24.º 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. Artigo 159.º 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.

13 Traçado dos colectores Traçado dos colectores em Planta e Perfil longitudinal 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; nas confluências, nos cruzamentos e nas mudanças de direcção, as caixas de visita devem ser implantadas com a disposição que se apresenta na Figura.

14 CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO-SANITÁRIO 1. Deverão ser observadas as características dos caudais a escoar, a sua variação, os seus valores extremos e as características dos sólidos transportados; 2. Caudais característicos de dimensionamento: a) De ponta no início de exploração da rede, para a verificação das condições de auto-limpeza; b) De ponta no ano horizonte de projecto, para avaliar da capacidade máxima do escoamento: 3. Auto-limpeza: condições de escoamento para o caudal de ponta ( início de exploração da rede ), tais que os sólidos depositados nas horas mortas possam ser arrastadas em horas de ponta.

15 CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO-SANITÁRIO 4. Diâmetro mínimo (Art. 134) D min = 200 mm. 5. Altura máxima do escoamento: a) Colectores domésticos D<= 500 mm y máx /D = 0,50 D> 500 mm y máx /D = 0,75 b) Colectores unitários e separativos pluviais y máx /D = 1 6. Velocidade Máxima de escoamento: V máx = 3 ms -1 para Colectores domésticos V máx = 5 ms -1 para Colectores unitários ou separativos pluviais

16 CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO-SANITÁRIO 6. Inclinações Mínimas e máximas por razões construtivas: J mín = 0,3% Regulamento Nacional (admitem-se inclinações inferiores desde que seja garantido o nivelamento e o poder de transporte); J mín = 1/ D(mm) Norma Europeia; J max = 15% Regulamento Nacional (salvo dispositivos especiais de ancoragem do colector) 7. Critério de auto-limpeza: Velocidade do escoamento para o caudal de ponta no início de exploração: V ALimpeza = 0,6 ms -1 para Colectores domésticos V ALimpeza = 0,9 ms -1 para Colectores unitários ou separativos pluviais Sendo inviáveis os limites referidos anteriormente, como sucede nos colectores de cabeceira, devem estabelecer-se declives que assegurem estes valores limites para o caudal de secção cheia.

17 Perfil Longitudinal dos Colectores

18 Selecção da Inclinação dos colectores Se i ideal < i mínimo i mínimo (*) Se i mínimo < i ideal < i máximo i ideal (*) I ideal - Inclinação que se obtém unindo a cota de soleira da caixa de visita de montante, com a cota da caixa de visita de jusante a que corresponde a profundidade mínima.

19 Selecção da Inclinação dos colectores Se i ideal > i máximo i máximo e recorrer a uma câmara de visita com queda. Se colector a montante estiver a uma profundidade superior à mínima adoptar um declive que traga o colector, a jusante, para a profundidade mínima regulamentar ou a exequível, face ao i mínimo aceitável.

20 Selecção da Inclinação dos colectores. Exemplos 1 Trechos com que arrancam com a profundidade mínima i terreno < i mímima i mínimo Regra Geral: i ideal < i mínimo i mínimo

21 Selecção da Inclinação dos colectores. Exemplos 2 Trechos com que arrancam com a profundidade mínima e i mímima <i terreno < i máxima Adoptar i terreno Regra Geral: i mínimo < i ideal < i máximo Adoptar i ideal

22 Selecção da Inclinação dos colectores. Exemplos 3 Adoptar i Mínimo Adoptar i Máximo

23 Diâmetro e outras regras do perfil longitudial Decreto Regulamentar nº 23/95 Artigo 135.º 1 - Nas redes separativas domésticas, a secção de um colector nunca pode ser reduzida para jusante. 2 - Nas redes unitárias e separativas pluviais, pode aceitar-se a redução de secção para jusante, desde que se mantenha a capacidade de transporte. Regras de implantação (Art.º 159º) inserção de um colector noutro deve ser efectuado no sentido do escoamento; alinhar geratrizes interiores superiores (evitar regolfos e entupimentos e garantir a continuidade da veia líquida); quedas simples (se desnível <= 0,50 m) ou guiadas (se > 0,50 m); se a profundidade da câmara de visita exceder os 5 m, construir um patamar de segurança a meio, com passagens não coincidentes.

24 Procedimento e Metodologia de Dimensionamento 1º cada troço entre duas caixas de visita deve ser dimensionado iniciando-se os cálculos por uma das caixas de visita de cabeceira, caminhando de montante para jusante e não se passando a qualquer troço de jusante sem ter concluído o dimensionamento de todos os troços a montante; 2º a determinação do diâmetro e da inclinação dos colectores deve ser feita em estreita ligação com o perfil longitudinal do terreno, em função das regras práticas enunciadas; 3º a altura e a velocidade de escoamento devem ser inferiores ou iguais às máximas admissíveis, para o caudal de ponta no ano horizonte de projecto (Q fi ); 4º a velocidade ou o poder de transporte devem ser superiores ou iguais aos mínimos exigidos (auto-limpeza), para o caudal de ponta no início de exploração da rede (Q in ); 5º as inclinações dos colectores devem estar compreendidas entre limites mínimos e máximos por razões construtivas. Critério Não Imperativo