Aula 5 TRAÇADO DA REDE COLETORA Tipos de traçado de rede Topografia do terreno Escoamento segundo o caimento do terreno Tipos de traçado de rede: Perpendicular; Leque; Radial ou distrital.
Perpendicular: aparece em cidades atravessadas ou circundadas por cursos d água
O Traçado dos coletores troncos é perpendicular ao curso d'água
Deve-se construir um interceptor margeando o curso d'água
Leque: Utiliza-se em terrenos acidentados
Coletor-tronco corre pelos fundos dos vales Nele incidem os coletores secundários
Lembra uma espinha de peixe
Radial ou distrital: utilizado em cidades planas
Divide-se em setores independentes criando-se pontos baixos Destes pontos baixos recalcam-se esgotos para o destino final
Esse tipo de rede é bastante comum em cidades litorâneas
A Influência dos órgãos acessórios no traçado Fluxo de esgotos que uma tubulação lança em um poço de visita ou em outro órgão acessório A orientação do escoamento dos esgotos se dá por meio de canaletas situadas no fundo dos órgãos acessórios (exceção dos TILs pré-fabricados em PVC). Orientações do fluxo possibilitam ao projetista concentrar a vazão em determinados coletores.
Ponto A: esquema característico de pontos altos (ponto seco)
Início de uma canalização - sempre com uma ponta seca: Todo trecho de cabeceira deve ter como singularidade de montante um PV ou TL. OBS: quatro pontas secas, indicando início de quatro coletores
Ponto B: Esquema característico de pontos baixos (recebem esgoto)
O PV e o TIL podem receber mais de uma ligação afluente, mas devem apresentar uma só saída. Pontos baixos onde convergem três coletores
Traçado de rede conforme orientação do fluxo
Traçado de rede conforme orientação do fluxo
O traçado deve seguir as declividades do terreno evitando-se declividades contrárias à da topografia, salvo em trechos curtos onde não houver outra opção. Deve-se reduzir ao máximo o número de bacias de drenagem, minimizando-se assim também o número de elevatórias e a extensão de interceptores.
Ligação predial: segundo a NBR 9649 é o início da rede coletora e também o trecho final do coletor predial de propriedade particular. Ligação predial interliga o coletor predial ao coletor público e situa-se entre este e o alinhamento do terreno. Uma caixa de inspeção delimita a responsabilidade de manutenção e reparação do coletor predial e da rede coletora.
Segundo a NBR 8160 - Sistemas prediais de esgoto sanitário a caixa de inspeção é destinada a permitir a inspeção, limpeza, desobstrução, junção, mudanças de declividade e/ou direção das tubulações.
Sistemas de ligação do coletor predial a rede de esgotos Sistema ortogonal: Ligações simples; Sistema ortogonal: Ligações múltiplas; Sistema radial: Ligações múltiplas.
Sistema ortogonal com ligações simples: é quando um único ramal predial é encaminhado a rede coletora, de forma que o ramal predial fique perpendicular ao alinhamento da lote.
Em função da distância da rede coletora ao alinhamento dos lotes e da profundidade em que essa rede foi implantada em relação a extremidade do ramal interno: Ligação no passeio adjacente; Ligação no terço adjacente; Ligação no eixo.
Sistema ortogonal com ligações múltiplas: é quando por um único ramal predial são esgotados dois ou mais prédios (ramal interno). Este sistema é utilizado principalmente quando: A rede coletora está no leito carroçável; A parte frontal dos lotes não é conhecida ou não ficou definida; Não se deseja ou procura-se evitar danos ao pavimento.
A conexão dos ramais com o ramal predial único deverá ser feita através de: caixa de inspeção, tês ou junções a 45.
Esses dispositivos de conexão deverão ficar localizados no passeio a fim de permitir fácil acesso para as operações de inspeção e desobstrução. Sistema radial com ligações múltiplas: é quando são encaminhados mais de um ramal predial para a derivação vertical do tê de ligação ou selim.
Este sistema é utilizado pelos seguintes motivos: Quando o tê de ligação já foi deixado em pontos pré-determinados, durante a execução da rede coletora, guardando uma distância prédeterminada entre si; Não foi deixado tê de ligação onde seria necessário e/ou existia impedimento para a colocação de selim.
Escolha da posição da rede em via pública
Pode ser assentada em cinco posições diferentes: eixo, terço par, terço ímpar, passeio par, passeio ímpar.
Considerações: Especificação par ou impar é determinada pela numeração dos prédios da rua, quando a mesma for oficializada pela prefeitura do município. Quando existir apenas a tubulação de esgoto sanitário na rua, ela poderá ser executada no eixo do leito carroçável ou assentada lateralmente, distando 1/3 da largura entre o eixo e o meio fio, quando o eixo for ocupado por galerias pluviais. No terço a tubulação é assentada a uma distância de 0,40 m do alinhamento das sarjetas.
LOCALIZAÇÃO DA TUBULAÇÃO NA VIA PÚBLICA
No eixo é recomendado para cidades onde galerias de drenagem estão localizadas no terço ou passeio. É também indicada para ruas ainda não pavimentadas. No passeio é teoricamente mais indicada. Poderão ser utilizados quando já não estiverem ocupados por outras estruturas, tiverem largura mínima de 1,50 m. A distância vertical entre tubulações que se cruzam deve ser igual ou superior a 0,5 m.
Dependendo das condições de via pública pode-se assentar: Uma tubulação Rede Simples (um coletor). Até duas tubulações Rede Dupla (dois coletores). No sentido da economia do empreendimento, o caso normal seria o de uma única tubulação atendendo aos dois lados da rua.
Entretanto, existem situações em que devem ser consideradas redes duplas, visando o menor custo das ligações prediais e à facilidade de manutenção e reparação: Vias com tráfego intenso; Vias com largura entre os alinhamentos dos lotes igual ou superior a 14m para ruas asfaltadas, ou 18m para ruas de terras;
Vias com interferências que impossibilitem o assentamento do coletor no leito carroçável, ou que constituam empecilho à execução das ligações prediais. Nesses casos, a tubulação poderá ser assentada no passeio, desde que a sua largura seja de preferência superior a 2,0 m ou a 2,5 m, dependendo do tipo de solo, e que não existam interferências que dificultem a obra.
Situação em um cruzamento: uma das ruas tem tubulação dupla
Se projeta também rede dupla: A partir do ponto em que os coletores se tornam muito grandes e devem ser construídos em tubos de concreto (Ø 400 mm). Não recebem ligações prediais diretas. O mesmo acontece para coletores a grande profundidades (maiores que 4 m).
Rede Simples Utilizada quando não ocorrer nenhum dos casos citados anteriormente. Os coletores serão lançados no eixo carroçável, ou no terço do leito carroçável. Caso em um dos lados da rua existam soleiras negativas, o coletor deverá ser lançado no terço correspondente.
A utilização de coletores auxiliares é um recurso mais vantajoso, sendo um tipo de traçado alternativo para diminuição dos custos. Trata-se de conduzir a rede principal apenas por algumas ruas, coletores auxiliares (ramais coletivos). Estes são construídos nos passeios, com recobrimento mínimo de 0,65 cm e DN 100. Os ramais coletivos devem ter comprimento máximo de 200m.
Outros fatores de Interferência no traçado da rede coletora: As interferências decorrentes de canalizações de drenagem urbana; cursos d água na área urbana; grandes tubulações de água potável e do trânsito. O aproveitamento de rede já existente também pode ser considerado uma interferência. Nesse caso deve-se dispor de um cadastro dos sistema com as seguintes informações: Localização da tubulação e dos órgãos acessórios em planta;
Sentido de escoamento; Diâmetro de cada trecho; Profundidade a montante e a jusante de cada trecho; Cota do tampão dos poços de visita e demais órgãos acessórios. Uma fonte de informação são os planos diretores de urbanização. Eles estabelecem: Setorização da densidade demográfica; Setor industrial; Sistema viário principal e preveem as zonas de expansão da cidade.
Aula 5 SISTEMAS ALTERNATIVOS Sistema condominial de esgoto. Redes de coleta e transporte de esgoto decantado. Redes pressurizadas e a vácuo. Dispositivo gerador de descarga.
SISTEMA CONDOMINIAL Origem: Rio Grande do Norte Características: Forma de concepção do traçado de redes Formação de condomínio Operação e manutenção: condomínio Dimensionamento hidráulico: método convencional Declividade mínima: 0,006 m/m
CONDOMINIAL x CONVENCIONAL
SISTEMA CONDOMINIAL Características: Diâmetro da ligação ao ramal condominial: 100 mm, com declividade mínima de 1%; Diâmetro mínimo do ramal condominial: 100 mm, com declividade mínima de 0,006 m/m; Utilização das caixas de inspeção no interior das quadras, com recobrimento mínimo de 0,30 m.
Vantagens: Menor extensão das ligações prediais e coletores públicos; Baixo custo de construção dos coletores, cerca de 57% mais econômicos que os convencionais Custo menor da operação; Maior participação dos usuários.
Desvantagens: Uso indevido dos coletores de esgoto, tais como, lançamento de águas pluviais e resíduos sólidos urbanos; Menor atenção na operação e manutenção dos coletores; Coletores assentadas em lotes particulares, podendo haver dificuldades na inspeção, operação e manutenção pelas empresas que operam o sistema; O êxito desse sistema depende fundamentalmente da atitude dos usuários, sendo imprescindíveis uma boa comunicação, explicação, persuasão e treinamento.
REDES DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO DECANTADO Sistema utilizado na cidade de Brotas, no Ceará Foi projetado pelo Prof. Szachna Elias Cynamon da Faculdade de Engenharia da UERJ Apresenta as seguintes diferenças em relação ao sistema convencional: Utilização de tanques sépticos domiciliares especiais, com dispositivo para a secagem do lodo; Substituição de poços de visitas por tubos de inspeção e limpeza;
Utilização de tubos plásticos com diâmetro mínimo de 40 mm; Velocidade mínima na rede de 0,05 m/s; A tubulação pode funcionar a seção plena; Tratamento utilizando um filtro anaeróbio segundo esquema concebido pelo autor. O sistema de Brotas teve um custo de 1/5 do que teria o sistema convencional. O autor considera que esses critérios podem ser muito úteis para pequenas comunidades (Brotas tinha cerca de 2000 habitantes e o QPC no projeto foi de 100 l/hab.dia). A taxa de infiltração foi praticamente desprezada.
REDES PRESSURIZADAS
Nesse sistema os esgotos são coletados por tubulações funcionando por gravidade e lançados em tanques que servirão como reservatório. Do tanque, o esgoto é lançado periodicamente a uma tubulação principal, trabalhando sob pressão, por meio de bomba trituradora, capaz de triturar os sólidos presentes no esgoto. Um tanque e uma bomba são necessários a cada ponto de lançamento na tubulação sob pressão.
Para se reduzir custos de investimento e de operação, um único conjunto, tanque e bomba, poderá servir vários estabelecimentos. Da tubulação principal, sob pressão, o esgoto pode ser lançado em coletor por gravidade ou em estação de tratamento de esgoto. O sistema elimina a necessidade de estações elevatórias. Porém, haverá a necessidade de se ter em cada lançamento na tubulação uma bomba com triturado que, além do custo inicial, acarretará em custos de operação e de manutenção.
No Brasil não existe nenhum sistema de rede pressurizada implantado. REDES A VÁCUO Nesse sistema, o esgoto de cada economia é encaminhado, por gravidade, ao injetor de vácuo (válvula de vácuo). A válvula sela a linha que se liga a tubulação principal permitindo que se mantenha o nível de vácuo requerido.
Quando uma quantidade de esgoto se acumula a montante da válvula, a mesma é programada para a abertura e fechamento depois da entrada do líquido acumulado. O vácuo no sistema é mantido através de uma estação de bombeamento a vácuo. Essa estação pode estar localizado próximo à estação de tratamento de esgoto ou qualquer outro ponto de lançamento. No Brasil não existe nenhum sistema com rede a vácuo implantado.
DISPOSITIVO GERADOR DE DESCARGA (DGD) Em áreas planas (baixa declividade), a implantação e operação de redes coletoras de esgoto sanitário tomar-se bastante onerosa. Cidades litorâneas; solos moles e lençol freático alto exigindo disposições construtivas especiais: escoramento contínuo de valas, rebaixamento do lençol, fundações especiais para a tubulação etc. Em consequência, os custos relativos à escavação, escoramento, reaterro e recomposição da via se situa na faixados 80% a 90% do custo total de implantação.
O custo de implantação e operação em áreas planas eleva-se também pelo emprego de estações elevatórias de esgoto. Busca de soluções de menor custo de implantação e operação: levou ao desenvolvimento das redes coletoras de baixa declividade. É a solução onde a rede é assentada a declividades reduzidas (bem menores que as tradicionais de dimensionamento).. Esquema desenvolvido pelo engenheiro Wolney Castilho Alves do Instituto de Pesquisas ecnológicas do Estado de São Paulo S.A. - lpt, que também desenvolveu o Dispositivo Gerador de Descarga (DGD).
O DGD pode ser empregado na cabeceira da rede e em trechos intermediários. Uma determinada carga de sólidos está depositada no fundo da tubulação numa seção S situada a jusante do trecho ilustrado na figura. O transporte desta carga de sólidos para uma posição mais a jusante requer que uma certa descarga líquida a movimente. O DGD origina o escoamento requerido para o transporte da carga sólida depositada, porém com uma declividade menor a jusante.
O escoamento originado se dá tipicamente em regime não permanente. Patente em nome do IPT e da FAPESP (desempenho acha-se em fase comprobatória em trecho piloto implantado em rede coletora da SABESP). Estimativas mostram que o custo de implantação de redes coletoras de baixa declividade p ode ser cerca de 20 a 25% menor que o de redes convencionais. Consideradas as diminuições nos custos de implantação e operação advindas da redução do número de estações elevatórias, ter-se-iam resultados ainda mais vantajosos.
Na próxima aula: PARÂMETROS DE PROJETO PARA REDES COLETORAS DE ESGOTO