Dimensionamento da Rede Coletora de Esgotos. Profª Gersina N.R.C. Junior

Transcrição

1 da Rede Coletora de Esgotos Profª Gersina N.R.C. Junior

2 Rede de Esgoto - Após a definição do traçado, numeração dos trechos e indicação do sentido de escoamento da rede de esgoto: a) Cálculo da vazão a ser esgotada nas etapas inicial e final do projeto; b) Cálculo e preenchimento da planilha de dimensionamento.

3 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 Qi Qdi Qindi Qinf Em que: Qi = 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

4 Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário Vazão de esgoto sanitário de início de plano Em que: C x Pi x qi x K 2 Qi Pi = População de início de plano ( hab); qi = Per capita inicial (L/hab.dia); K 2 = Coeficiente de máxima vazão horária; C = Coeficiente de retorno; Tinf = Taxa de infiltração (L/s.Km); Qind Li = Comprimento da rede no início do plano (Km) Qinf Qdi (L/s) Vazão doméstica inicial

5 Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário Vazão de esgoto sanitário de início de plano A vazão doméstica de início de plano também pode ser calculada em termos de área esgotada e densidade populacional: Em que: C x ai x di x qi x K Qi ai = área esgotada de início de plano, ha ; di = densidade populacional de início de plano, em habitantes por hectares (hab/ha)

6 Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário Vazão de esgoto sanitário de final de plano Qf Qdf Qindf Qinf 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.

7 Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário Vazão de esgoto sanitário de final de plano C x Pf x qf x K x K 1 2 Qf Em que: Pf = População de final de plano ( hab); qf = Per capita final (L/hab.dia); K 1 = Coeficiente de máxima vazão diária; K 2 = Coeficiente de máxima vazão horária; C = Coeficiente de retorno; Tinf = Taxa de infiltração (L/s.Km); Qind Lf = Comprimento da rede no final do plano (Km) Qinf Qdf (L/s) Vazão doméstica final

8 Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário Vazão de esgoto sanitário de final de plano A vazão doméstica de final de plano também pode ser calculada em termos de área esgotada e densidade populacional: Em que: C x af x df x qf x K x K 1 2 Qf af = área esgotada de final de plano, ha ; df = densidade populacional de final de plano, em habitantes por hectares (hab/ha).

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

10 Alternativa de planilha de dimensionamento

11 a) Coluna 1 -Trechos São anotados os números dos trechos, de acordo com a numeração estabelecida no traçado da rede coletora

12 b) Coluna 2 - Comprimento São anotados os valores, em metros, dos comprimentos dos trechos da rede.

13 c) Coluna 3 Taxa de contribuição linear inicial (Txi) Em que: Txi Txi Qdi LT Txi Qdi LT Qi LT Qindi LT Tinf Tinf 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);

14 c) Coluna 3 Taxa de contribuição linear Final (Txf) Txf Em que: Txf Qdf LT Txf Qdf LT Qf LT Qindf LT Tinf Tinf 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);

15 d) Coluna 5 Vazão do trecho no início do plano (Qti) Qti Txi x Lt Em que: Txi = taxa de contribuição linear de início do plano (L/s.m); Lt = comprimento do trecho (m)

16 d) Coluna 5 Vazão do trecho no final do plano (Qtf) Qtf Txf x Lt Em que: Txf = taxa de contribuição linear de final do plano (L/s.m); Lt = comprimento do trecho (m)

17 e) Coluna 4 Vazão montante (Qm)

18 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

19 e) Coluna 4 Vazão montante (Qm) 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

20 e) Coluna 4 Vazão montante (Qm) Caso 2: Outros trechos Igual à soma das vazões de jusante dos trechos anteriores, exemplos: Qm com 2(duas) contribuições de esgotos

21 e) Coluna 4 Vazão montante (Qm) Caso 2: Outros trechos Qm com 3 (três) contribuições de esgotos

22 f) Coluna 6 Vazão jusante (Qj) Equação: Qj = Qm + Qt

23 f) Coluna 6 Vazão jusante (Qj) Qj com 1(uma) contribuição de esgotos

24 f) Coluna 6 Vazão jusante (Qj) Qm com 2(duas) contribuições de esgotos

25 f) Coluna 6 Vazão jusante (Qj) Qm com 3 (três) contribuições de esgotos

26 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.

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

28 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.

29 h) Coluna 9 Declividade de projeto (Ip) Declividade do terreno (It) (m/m) It Em que: CTM - Lt CTJ Imín CTM = cota do terreno de montante; CTJ = cota do terreno de jusante; Lt = Comprimento do trecho; Qpi = vazão de projeto de início de plano Declividade mínima (Imín) (m/m) 0,0055 x Qpi -0,47

30 h) Coluna 9 Declividade de projeto (Ip) 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

31 O valor do diâmetro pode ser modificado caso não atenda a relação Y/D, a velocidade final e a tensão trativa. Cálculo e Preenchimento da Planilha de 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.

32 j) Coluna 10 Altura da lâmina liquida (Y/D) Calcular a relação: Qp Ip Ir na tabela 1- e verificação das tubulações de esgoto

33 j) Coluna 10 Altura da lâmina liquida (Y/D) de início e final de plano. Tabela 1- e verificação das tubulações de esgoto Exemplo : considerar D = 150mm e Qp = 0,0130 Ip

34 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.

35 k) Coluna 11 Velocidade final de escoamento (Vf) de início e final de plano. Anotar o valor da relação Vf Ip Para o diâmetro (coluna 8) e Y/D (coluna 10)

36 k) Coluna 11 Velocidade final de escoamento (Vf) de início e final de plano. Exemplo : considerar D = 150mm e Anotar a relação Vf Ip = 5,3 Qp = 0,0133 e Y/D = 0,200 Ip

37 k) Coluna 11 Velocidade final de escoamento (Vf) de início e final de plano. Calcular a velocidade final: Vf = valor encontrado x Ip Caso o valor de Vf seja superior a velocidade crítica (coluna 17), deve se alterada a declividade de projeto (coluna 9) ou o diâmetro do coletor (coluna 8)

38 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

39 m) Coluna 13 Cota do coletor Verificar os casos:

40 m) Coluna 13 Cota do coletor Caso 1- Cota do coletor a montante (CCM) no trecho inicial ou de cabeceira. Expressão: CCM = CTM - PM

41 m) Coluna 13 Cota do coletor Caso 1- Cota do coletor a montante (CCM) no trecho inicial ou de cabeceira. PM= Profundidade de montante PM= R + D Onde: R = recobrimento de no mínimo 0,60 e 0,90 m para coletor assentado no passeio e na rua, respectivamente; D = Diâmetro em metro

42 CCJ do trecho 1.1 Cálculo e Preenchimento da Planilha de m) Coluna 13 Cota do coletor Caso 2- Cota do coletor a jusante (CCJ). CCJ = CCM (Ip x Lt) PM =

43 m) Coluna 13 Cota do coletor 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.

44 m) Coluna 13 Cota do coletor Caso 3- Cota do coletor a montante (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

45 m) Coluna 13 Cota do coletor 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 CCJ entre os trechos anteriores.

46 m) Coluna 13 Cota do coletor Caso 4- Cota do coletor de montante 2 ou 3 entradas e 1 saída (CCM).

47 n) Coluna 14 Profundidade do coletor

48 n) Coluna 14 Profundidade do coletor Caso 1- Profundidade de montante (PM)-Início de trecho PM = R + D Adotar o recobrimento de no mínimo 0,60 e 0,90 m para coletor assentado no passeio e na rua respectivamente.

49 n) Coluna 14 Profundidade do coletor Caso 2- Profundidade a jusante (PJ) É calculada por: PJ = CTJ - CCJ

50 n) Coluna 14 Profundidade do coletor Caso 3- Profundidade de montante (PM)- 1 entrada e 1 saída. A profundidade de montante para um trecho que recebe apenas uma contribuição é igual a profundidade a jusante do trecho contribuinte. É igual a profundidade de jusante do trecho anterior

51 n) Coluna 14 Profundidade do coletor Caso 3- Profundidade de montante (PM)- 1 entrada e 1 saída. PM 1.2 = PJ 1.1

52 n) Coluna 14 Profundidade do coletor 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.

53 n) Coluna 14 Profundidade do coletor Caso 4- Profundidade de montante (PM)- até 3 entradas e 1 saída. 2 entradas e 1 saída.

54 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.

55 p) Coluna 16 Tensão trativa. O Valor de Y/D (coluna 10) é utilizado na tabela 11 para verificar o valor de β;

56 p) Coluna 16 Tensão trativa. Tabela 11- Raio Hidráulico (RH)

57 p) Coluna 16 Tensão trativa. Anotar o valor do diâmetro; Calcular o valor do Rh na expressão: Rh = β x D Calcular a tensão trativa na seguinte expressão: x Rh x Ip Em que: = Tensão trativa Pa; = Peso especifico do líquido, N/m; Rh = Raio hidráulico, m; Ip = Declividade de projeto da tubulação, m/m

58 q) Coluna 17 Velocidade crítica Em que: Expressão: Vc 6 x Rh.g Vc = velocidade crítica, m/s; g = aceleração da gravidade, (9,8 m/s 2 ) m/s 2 ; 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