Apostila de Esgoto Sanitario 2012

Universidade de Passo Fundo Faculdade de Engenharia e Arquitetura

Curso de Engenharia Civil

DISCIPLINA: Saneamento I

ASSUNTO: Sistemas Urbanos de Esgoto Sanitário

PROFESSORES: Dra. Vera Maria Cartana Fernandes e Eng. Vinícius Scortegagna

Passo Fundo / 2012

Saneamento I - 1

Profª. Dra. Vera Maria Cartana Fernandes

8 SISTEMAS DE ESGOTO SANITÁRIO

8.1 Introdução

Com a implantação de um sistema de abastecimento de água, torna-se necessário

também o sistema de esgoto sanitário, que tem como objetivo:

- coleta e remoção rápida e segura das águas residuárias;

- eliminação da poluição do solo;

- disposição sanitária do efluente;

- eliminação dos aspectos ofensivos aos sentidos (estética e odor);

- conforto do usuário.

8.2 Conceitos

- Águas residuárias: são os líquidos residuais ou efluentes de esgoto. Compreendendo

as águas residuárias domésticas e despejos industriais.

- Águas residuárias domésticas ou despejos domésticos: são os despejos líquidos

das habitações, estabelecimentos comercias e edifícios públicos. Incluem as águas

imundas ou negras e as águas servidas.

- Águas imundas: parcela das águas residuárias que contém dejetos (matéria fecal).

- Águas servidas: efluentes que resultam das operações de limpeza e de lavagem.

- Despejos: refugos líquidos dos edifícios, excluídas as águas pluviais.

- Águas residuárias das indústrias ou despejos líquidos industriais: são os efluentes

das operações industriais.

- Águas de infiltração: parcela das águas do sub-solo que penetra nas canalizações de

esgoto.

- Águas pluviais: parcela de água das chuvas que escoa superficialmente.

Saneamento I - 2


8.3 CONCEPÇÃO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITÁRIO

Podemos sintetizar a concepção dos sistemas de esgoto da seguinte forma:.

SISTEMA UNITÁRIO ou CONVENCIONAL

MISTO ou ou

SEPARADOR ABSOLUTO CONDOMINIAL

8.3.1 Sistema unitário

São aqueles, onde as tubulações coletam e conduzem as águas residuárias juntamente

com as águas pluviais.

Tem como inconveniente:

- seções de escoamento relativamente grandes;

- maior volume de investimento;

- maior poluição das águas receptoras, devido a maior dificuldade no controle da

mesma.

No fluxograma da figura 01, esta apresentado as diversas formas de uso do sistema

unitário.

Fluxograma (A) Fluxograma (B)

Legenda: UP Unidade Produtora (residencial, comercial) TI Tratamento Individual (tanque séptico) RC Rede Coletora DC Dispositivo Coletor de águas pluviais (bocas de lobo, ralos, etc.) D Dispositivo (controle de vazão afluente à ETE) ETE Estação de Tratamento de Esgotos DF Disposição Final (rio, mar, etc.)

Figura 01 – Fluxograma dos sistemas de esgoto sanitário unitário.

Saneamento I - 3


No fluxograma (A) o esgoto proveniente das Unidades Produtoras residenciais ou

comerciais são lançadas “in natura” na rede coletora unindo-se às águas pluviais nos

períodos de chuvas. Nesse caso é necessária a existência de um Dispositivo que não

permita que seja ultrapassada a vazão efluente da Estação de Tratamento de Esgotos,

seu efluente então será encaminhado para disposição final com qualidade adequada para

sua recepção, dentro de sua capacidade de auto-depuração.

No fluxograma (B) foi acrescentada uma Unidade de Tratamento Individual entre as

Unidades Produtoras e a Rede Coletora. O Tratamento Individual consta de um tanque

séptico com a finalidade de reduzir a matéria orgânica e sólidos em suspensão,

possibilitando assim a redução de declividades na Rede Coletora. Uma vez que, podemos

considerar para efeito de cálculo, o efluente de Tanque séptico como um efluente de

baixo teor de sólidos em suspensão, não sendo necessárias velocidades maiores que

garantam o arraste do material sólido.

8.3.2 Sistema misto ou separador parcial

A coleta abrange as águas residuárias e as águas pluviais internas (de pátios, telhados,

etc), visando a redução das dimensões do sistema, por diminuição do volume da

descarga de águas pluviais.

8.3.3 Sistema separador absoluto

A coleta e afastamento é somente das águas residuárias, evitando-se a introdução de

qualquer parcela de águas pluviais nas canalizações sanitárias. É o sistema

oficialmente adotado no Brasil.

8.4 SISTEMA SEPARADOR ABSOLUTO

8.4.1 Concepção da Rede de Esgotos

A elaboração de um projeto de sistema de esgotamento sanitário compreende 03 (três)

fases distintas: Relatório Técnico Preliminar ou Relatório de Estudo de Concepção;

Projeto Básico ou Concepção Básica e Projeto Executivo.

Saneamento I - 4


As Normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas referentes ao Sistema de Rede

de Esgotos são as seguintes:

NBR – 9648 Estudo de Concepção de Sistemas de Esgoto Sanitário – 1986

NBR – 9649 Projeto de Redes Coletoras de Esgoto Sanitário - 1986

Na fase de Relatório Técnico Preliminar (RTP) ou Relatório de Estudo da

Concepção, com a finalidade de elaborar um estudo detalhado da localidade em questão,

são desenvolvidas as seguintes atividades relativas à concepção da rede de esgoto:

a) Probabilidade de crescimento da população;

b) Parâmetros para o estudo das opções;

c) Todas as opções para o sistema e respectivas estimativas de custo de implantação e

operação; e

d) Discutir com os líderes da comunidade as opções para os sistemas, considerando os

interesses da comunidade, a operação e manutenção do sistema e seus respectivos

custos.

Na fase de Projeto Básico (PB) ou Concepção Básica o desenvolvimento do projeto

consiste de:

Determinação em planta na escala 1:1.000 ou 1: 2.000, das bacias e sub-bacias de

contribuição e dos setores de densidades demográficas diferentes;

Localização dos órgãos acessórios da rede na planta, identificando-os por

convenção adequada, comprimento e material de cada trecho da rede;

Levantamento e lançamento de todas as interferências existentes que obrigarão a

uma modificação no traçado ou utilização de um número maior de Poços de Visita

ou a utilização de um acessório especial tal como um sifão invertido;

Perfil da rede, onde são apresentados o perfil do terreno, os órgãos acessórios, a

rede com seus diâmetros e materiais, as interferências, distância entre PV’s e

declividade;

Saneamento I - 5


Memorial Descritivo e Justificativo, onde são reunidos todas as descrições do

sistema;

Memória de Cálculo, onde são apresentados os critérios de cálculo, cálculos

hidráulicos, planilhas de dimensionamento, etc. e

Planilhas orçamentárias com apresentação de todos os serviços inerentes à

construção do sistema.

8.4.2 Concepção do traçado da rede de esgoto

Tipos de Rede:

O traçado da rede de esgoto está estritamente relacionado à topografia da cidade, uma

vez que o escoamento se processa segundo a declividade do terreno. Assim, pode-se ter

os seguintes tipos de rede:

- Perpendicular: em cidades atravessadas ou circundadas por cursos de água. A rede

de esgoto compõem-se de vários coletores-tronco independentes, com traçado mais ou

menos perpendiculares ao curso de água. Um interceptador marginal deverá receber

esses coletores, levando os efluentes ao destino final. Como mostra a figura 02.

Coletores Principais

Rio Receptador

Figura 02 – Rede de esgoto em forma perpendicular.

- leque: é o traçado próprio a terrenos acidentados. O coletor-tronco corre pelo fundo dos

vales ou pela parte baixa das bacias e nele incidem os coletores secundários, com um

traçado em forma de leque ou fazendo lembrar uma espinha de peixe. Como mostra a

figura 03.

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Rio Receptador

Figura 03 – Rede de esgoto em forma de leque.

- Radial ou distrital: é o sistema característico de cidades planas. A cidade é dividida em

distritos ou setores independentes; em cada um chama-se, pontos baixos, para onde é

dirigido o esgoto. Dos pontos baixos, o esgoto é recalcado, ou para o distrito vizinho ou

para o destino final. Como mostra a figura 04.

Esse sistema é típico de cidades que se desenvolvem ao longo das praias.

Distrito 1 Distrito 2

Figura 04 – Rede de esgoto em forma Radial ou distrital.

8.4.3 Tipos de Sistemas de Coleta e transporte

Os sistemas de coleta e transporte mais utilizados no Brasil são os listados a seguir:

− Sistema Convencional;

− Sistema Condominial.

Para realizar as funções de coletar e transportar o esgoto, o sistema centralizado possui

tubulações (coletores) e órgãos acessórios. As tubulações são os meios pelos quais são

conduzidos os esgotos, sendo fabricadas em vários tipos de materiais. Os órgãos

acessórios são dispositivos que possuem diversas funções, entre outras, de

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acessibilidade ao sistema (manutenção), de subdividir e unir trechos de coletores e

assegurar o funcionamento hidráulico do sistema, sendo fabricados também em

diferentes materiais.

Com relação à tecnologia dos materiais empregados na construção dos sistemas de

coleta e transporte de esgoto, tem-se a tecnologia tradicional, onde se utiliza de tubos em

manilhas cerâmicas e/ou de concreto para a execução dos coletores e de órgãos

acessórios construídos “in loco”; e a tecnologia 100% PVC, que utiliza tubos em PVC

para a execução dos coletores e os órgãos acessórios fabricados industrialmente,

também em PVC. A escolha do material a ser empregado na construção do sistema deve

atender a fatores como:

− resistência a cargas externas;

− resistência à abrasão e ao ataque químico;

− facilidade de transporte;

− disponibilidade de diâmetros necessários;

− custo do material, transporte e de assentamento.

8.4.3.1 Sistema Convencional

A concepção deste sistema está baseada na coleta individual de cada edificação pela

rede coletora de esgoto, o que faz com que os tubos coletores estejam distribuídos por

todas as ruas da área a ser atendida pelo sistema. Dessa forma, a ligação predial de

esgoto sanitário é feita diretamente na rede coletora de esgoto, que pode estar localizada

no passeio ou na via pública, conforme estabelecido em projeto. Além da necessidade da

presença de coletores em todas os logradouros da área assistida pelo sistema, muitas

das vezes têm-se a necessidade de construção de coletores nos dois lados dos

logradouros, para atender a critérios técnico e/ou econômico. Como mostra a figura 05.

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Figura 05 – Sistema de esgoto convencional.

Critérios Específicos a Serem Atendidos em Projetos:

- Regime hidráulico de escoamento:

As redes coletoras são projetadas para funcionar como condutos livres em regime

permanente e uniforme, de modo que a declividade da linha de energia equivalente à

declividade da tubulação e é igual à perda de carga unitária.

Na realidade, o escoamento nas redes são extremamente variáveis devido às ligações

prediais, principalmente nos trechos iniciais, pois a vazão de escoamento é função das

descargas dos aparelhos sanitários conectados às ligações prediais. Essa influência irá

diminuindo com o aumento das vazões nos coletores e mesmo nos trechos

intermediários, haverá variação de intensidade ao longo do dia, conforme se pode

observar no comportamento do consumo de água ao longo de um dia.

Existem muito autores que acreditam que há série de fatores contrários ao

dimensionamento da rede coletora em regime permanente e uniforme, tais como:

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aumento da vazão para jusante em virtude dos acréscimos oriundos das ligações

prediais, variação de vazão ao longo do dia; presença de sólidos; mudanças de greide ou

de cotas no poço de visita de jusante, etc.

- Localização dos coletores na via pública.

A rede coletora de esgotos pode ser assentada em cinco posições diferentes, ou seja,

terço par, terço impar, passeio par e passeio ímpar, conforme mostra a figura 06.

Figura 06 – Localização dos coletores na via pública.

A escolha da posição da rede na via pública depende dos seguintes fatores:

Conhecimento prévio das interferências (galerias de águas pluviais, cabos

telefônicos e elétricos, adutoras, redes de água, tubulação de gás);

Profundidade dos coletores;

Tráfego;

Largura da rua;

Soleira dos prédios, etc.

Quando existir apenas uma tubulação de esgotos sanitários na rua, ela será localizada no

eixo do leito carroçável. Quando o eixo for ocupado por galerias pluviais, a tubulação será

assentada lateralmente distando 1/3 da largura entre o eixo e o meio fio sendo que, em

projeto, representa-se como se somente existisse a rede de esgotamento sanitário. Na

figura indica-se a rede de esgoto sanitário por um traço contínuo, com o sentido de

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escoamento assinalado. Nesta figura 07 está indicadas a posição da tubulação de esgoto,

em planta, em um cruzamento de duas ruas, com interferência de galeria pluvial.

Figura 07 – Localização da rede de esgoto em planta.

Existem casos em que, dependendo das condições da via pública, se torna vantajosa à

colocação de duas tubulações coletoras de esgotos na via pública, chamada de rede

dupla, nos demais casos é chamada de rede simples.

- Rede Dupla

Este tipo de rede é usada em pelo menos um dos seguintes casos:

em vias com tráfego intenso;

em vias com largura entre os alinhamentos dos lotes igual ou superior a 14 m para

ruas asfaltadas, ou 18 m para ruas de terra;

quando existem galerias pluviais, coletores-tronco ou outras tubulações que

impeçam as ligações prediais. Neste caso a tubulação poderá ser assentada no

passeio, desde que a sua largura seja de preferência superior a 2,0 m e a

profundidade do coletor não exceda a 2,0 m ou a 2,5 m, dependendo do tipo de

solo, e que não existam interferências que dificultem a obra. Na impossibilidade de

adoção de tal solução, a rede poderá ser lançada no leito carroçável, próximo à

sarjeta (terço da rua).

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A rede dupla pode estar situada no passeio, no terço, ou uma rede no passeio e outra no

terço da rua. A situação é apresentada na figura 08.

Figura 08 – Rede Dupla.

Também se projeta rede dupla a partir do ponto em que os coletores se tornam muito

grandes e devem ser construídos em tubos de concreto com φ ≥ 400mm (galeria). Esses

coletores não recebem ligações prediais diretas. O mesmo acontece para coletores com

profundidades superiores a 4,00 m. A 09 abaixo exemplifica esse caso.

Figura 09 – Rede dupla em paralelo com coletor tronco ou com coletor profundo.

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- Rede Simples

Utilizada quando não ocorrer nenhum dos casos citados anteriormente. Os coletores

serão lançados no eixo do leito carroçável.

Há ainda outros fatores que devem ser considerados na concepção do traçado de uma

rede coletora. São eles:

- Profundidades máximas e mínimas

Em função da maior ou menor dificuldade de escavação e escoramento, na fase de

concepção, serão estabelecidas as profundidades máximas que deverão ser adotadas no

projeto.

O conhecimento do sub-solo será indispensável para se ter idéia da presença de rochas,

solos de baixa resistência, lençol freático e outros problemas. Normalmente adota-se

como profundidade máxima dos coletores colocados nos passeios em torno de 2,0 a 2,5

m, dependendo do tipo de solo. Normalmente, a profundidade máxima nos demais casos

não deve ultrapassar 3,0 a 4,0 m. Para coletores situados a mais de 4,0m devem-se

prever coletores auxiliares para receber as ligações prediais.

As profundidades mínimas são estabelecidas para atender as condições de recobrimento

mínimo, para a proteção da tubulação, também permitir que a ligação predial seja

executada adequadamente. Para o coletor assentado no leito da via de tráfego, o

recobrimento da tubulação não deve ser inferior a 0,90m, e para coletor assentado no

passeio a 0,65m. Recobrimento menor deve ser justificado.

- Interferências

Dentre as principais interferências que devem ser consideradas, destacam-se as

canalizações de drenagem pluvial, os cursos d’água que atravessam a área urbana,

subestações enterradas e as grandes tubulações de água potável.

Também o trânsito pode ser considerado como interferência importante, devendo o

estudo da concepção da rede se pautar na minimização de ocorrências nesse aspecto.

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- Aproveitamento de tubulações existentes

Na concepção deverá ser considerado o aproveitamento do sistema de coletores

existentes. Para isso, deve-se dispor de um cadastramento do sistema com, pelo menos

as seguintes informações:

localização da tubulação e dos poços de visita em planta;

sentido de escoamento;

diâmetro de cada trecho;

profundidades a montante e a jusante de cada trecho;

cota do tampão dos poços de visita e

cotas das geratrizes inferiores das tubulações de chegada e saída dos poços de

visita.

- Planos diretores de urbanização

Será importante que a concepção leve em consideração os planos diretores de

urbanização. Normalmente, esses planos estabelecem a setorização de densidades

demográficas, setor industrial, sistema viário e principalmente prevêem as zonas de

expansão da cidade. A rede coletora deverá estar capacitada a receber o mínimo de

modificações, os esgotos da área urbana no fim do projeto (vida útil do projeto).

As passagens das tubulações em locais onde não existem vias públicas deve ser

minimizada e, se possível, acontecer em locais onde estejam as mesmas projetadas.

Este sistema é caracterizado ainda pela necessidade de construção de estruturas e

instalações destinadas a dar funcionalidade ao mesmo, que são:

- Estação Elevatória (Ee)

Conjunto de instalações destinadas a transferir os esgotos de uma cota mais baixa para

uma cota mais alta.

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Figura 10 - Estação Elevatória

- Sifão Invertido

Obra destinada a transposição de obstáculos pelas tubulações de esgoto.

Figura 11 - Sifão Invertido

NOTA: Os sifões e linhas de recalque das estações elevatórias funcionam como condutos forçados.

- Interceptor: parte do sistema destinada a receber as contribuições dos coletores ao

longo do seu comprimento;

- Emissário: parte final do sistema de coleta que recebe apenas as contribuições do

interceptor a montante, transportando-as a uma estação de tratamento ou local de

lançamento.

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Influência dos Órgãos Acessórios da Rede no Seu Traçado

O fluxo de esgotos que uma tubulação lança em um Poço de Visita corre por canaletas

situadas no fundo. Essas canaletas orientam o fluxo, possibilitando ao projetista

concentrar mais ou menos vazão em determinados coletores.

As figuras abaixo mostram, esquematicamente, as plantas de fundo dos diversos tipos

possíveis de órgãos acessórios. O início de uma canalização se faz sempre com uma

ponta seca ou terminal de limpeza (TL) ou Poço de Visita de Cabeceira.

No destaque “A”, tem-se pontas secas, indicando o início de quatro coletores. É o

esquema característico de pontos altos.

No destaque “B”, tem-se o Poço de Visita característico dos pontos baixos, para onde

correm três coletores, sendo esta a quantidade máxima de coletores contribuintes de um

Poço de Visita e nas demais, as diversas possibilidades de coletores situados nas

encostas.

Figura 12 – Orientação do fluxo dos esgotos nos órgãos acessórios.

A topografia é um dos fatores que devem ser considerados e em função desta deve-se

estudar as várias possibilidades de caminhamento, optando-se pela que leve a menores

profundidades dos coletores, menores diâmetros e menor número de Estações

Elevatórias. Como mostra a figura abaixo.

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Figura 13 – Traçado da rede Conforme a orientação do fluxo.

Assim, o sistema convencional de coleta e transporte de esgotos é o sistema mais

adequado quando destinado a áreas com grandes concentrações populacionais.

Para o dimensionamento e execução dos sistemas convencionais existe atualmente duas

tecnologias que empregam materiais diferentes, que são:

- Tecnologia tradicional;

- Tecnologia 100% PVC.

As quais descrevermos no item sobre o dimensionamento das redes coletoras.

8.4.3.2 Sistema Condominial

O sistema condominial de esgotos é uma solução eficiente e econômica para

esgotamento sanitário desenvolvida no Brasil na década de 1980. Este modelo se apóia,

fundamentalmente, na combinação da participação comunitária com a tecnologia

apropriada.

Esse sistema proporciona uma economia de até 65% em relação ao sistema convencional

de esgotamento, graças às menores extensões e profundidades das redes coletoras e à

concepção de micro-sistemas descentralizados de tratamento

O nome Sistema Condominial é em função de se agregar o quarteirão urbano com a

participação comunitária, formando o condomínio, semelhante ao que ocorre num edifício

de apartamentos (vertical); dele se distingue, todavia, por ser informal quanto à sua

organização e por ser horizontal do ponto de vista físico

Saneamento I - 17


Desse modo, a rede coletora básica ou pública apenas tangencia o quarteirão condomínio

ao invés de circundá-lo como no sistema convencional.

As edificações são conectadas a essa rede pública por meio de ligação coletiva ao nível

do condomínio (Ramal condominial), cuja localização, manutenção e, às vezes, a

execução são acordadas coletivamente, no âmbito de cada condomínio e com o prestador

do serviço, a partir de um esquema de divisão de responsabilidade entre a comunidade

interessada e o poder público.

Partes Constituintes do Sistema Condominial:

Ramal Condominial: rede coletora que reúne os efluentes das casas que compõem um

condomínio e pode ser:

De Passeio: quando o ramal condominial passa fora do lote, no passeio em

frente a este à aproximadamente 0,70m de distância do muro;

De Fundo de Lote: quando o ramal condominial passa por dentro do lote, no

fundo deste. Esta é a alternativa de menor custo pois desta maneira é

possível esgotar todas as faces de um conjunto com o mesmo ramal;

De Jardim: quando o ramal condominial passar dentro do lote, porém na

frente do mesmo.

Como mostram as figuras abaixo.

Figura 14 – Traçado da rede Coletora do Sistema condominial.

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Outra característica do sistema condominial está na descentralização do tratamento dos

efluentes coletados pelo mesmo. Isso ocorre devido a construção de estações de

tratamento ao nível das bacias de drenagem, o que minimiza a construção das

tradicionais estruturas de transporte de esgoto (coletor-tronco, elevatórias, interceptores,

etc.), reduz o impacto ambiental nos corpos receptores e evita a utilização de grandes

áreas para estações de tratamento; além de reduzir os investimentos em tecnologia para

o tratamento dos esgotos. Como mostra a figura abaixo.

Legendas:

Drenos naturais de uma bacia hidrográfica

Estação de Tratamento (ETA)

Figura 15 – Sistema Condominial (Descentralização do Processo Final)

Principais Vantagens:

Menor extensão das ligações prediais e coletores públicos;

Baixo custo de construção dos coletores, cerca de 57,5% mais econômicos que os

sistemas convencionais;

Custo menor de operação;

Maior participação dos usuários.

Principais Desvantagens:

Uso indevido dos coletores e esgotos, tais como, lançamento de águas pluviais e

resíduos sólidos urbanos;

Menor atenção na operação e manutenção dos coletores;

Coletores assentados 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

imprescindível uma boa comunicação, explicação. Persuasão e treinamento.

Saneamento I - 19


Assim como o sistema convencional, o sistema condominial também pode ser executado

utilizando a tecnologia tradicional e a tecnologia 100% PVC.

Comparação entre o Sistema Condominial e Convencional

Para o esgotamento de quatro quadras com o sistema convencional haverá a

necessidade de 80 ligações prediais ao coletor público;

Para o atendimento das mesmas quadras, considerando o sistema condominial as

ligações ao coletor público serão de apenas quatro. Como podemos ver nas figuras

abaixo.

Figura 16 – Sistema Convencional.

Figura 17 – Sistema Condominial.

8.4.4 - Tecnologia Tradicional

Como já mencionado anteriormente, os parâmetros de projeto das redes coletoras de

esgoto estão definidos na norma NBR 9649 da ABNT, que utiliza os conceitos de tensão

trativa e velocidade crítica no dimensionamento dos sistemas de coleta e transporte de

esgotos, os quais discutiremos mais tarde.

Saneamento I - 20


A NBR 9814 é a norma da ABNT que trata da execução de redes coletoras de esgoto,

definindo os critérios que devem ser observados na realização das obras. A execução do

sistema convencional, com tecnologia tradicional, utiliza de um grande número de

diferentes materiais de construção, que necessitam de técnicas construtivas que vão de

encontro ao desenvolvimento tecnológico atual. No entanto, quando as obras são bem

executadas e com qualidade, estas redes podem desempenhar de forma adequada as

funções pelas quais foram construídas. A execução das redes coletoras passam por

alguns etapas. Sendo as principais:

− locação da rede na via pública ou passeio;

− retirada da pavimentação existente;

− escavação da vala;

− escoramento (quando necessário);

− nivelamento e apiloamento da vala;

− assentamento das tubulações e construção dos órgãos acessórios;

− fechamento da vala e repavimentação.

A - Critérios Gerais De Projeto

Vazão de esgoto:

Em nosso país, conforme já foi mencionado antes, os sistemas de esgotos são projetados

considerando-se o sistema separador absoluto e tendo acesso à rede coletora os

seguintes tipos de líquidos residuários:

- esgoto doméstico;

- águas de infiltração; e

- resíduos líquidos industriais.

O conjunto desses líquidos é denominado esgoto sanitário.

- Esgoto doméstico:

O esgoto doméstico é um despejo resultante do uso da água pelo homem em seus

hábitos higiênicos e necessidades fisiológicas.

A contribuição de esgoto doméstico depende dos seguintes fatores:

- população da área de projeto;

- contribuição per capita;

- coeficiente de retorno esgoto/água; e

- coeficiente de variação de vazão.

Esses fatores, serão enfocados a seguir:

Saneamento I - 21


População da Área de Projeto

Como os sistemas de esgotos sanitários são normalmente projetados para um

determinado período, há necessidade de se fazer um estudo de previsão populacional da

área a ser atendida pelo projeto.

Diversos processos podem ser utilizados em estudos de previsão populacional, tais como:

- aritmético;

- geométrico;

- curva logística, etc.

Para a elaboração de projetos de esgotos sanitários é indispensável conhecer como a

população se distribui na área e fazer previsão para a distribuição futura.

As previsões de densidades demográficas são feitas mediante aplicação dos métodos

gerais de previsão populacional, em cada uma das áreas parciais em que a cidade se

divide. Estas áreas parciais são delimitadas em função dos fatores que governam a

intensidade de ocupação da área urbana, tais como: condições topográficas, facilidades

de expansão da área urbana, preço de terrenos, planos urbanísticos, existência de

serviço de água, de esgoto e águas pluviais, etc.

Como as redes de esgoto são normalmente projetadas para uma população de saturação,

as densidades de saturação das áreas podem ser definidas pela lei de zoneamento da

cidade, caso exista.

Contribuição per capita

A contribuição de esgotos depende normalmente do abastecimento de água, havendo,

portanto, nítida correlação entre o consumo de água e a contribuição para a rede de

esgoto.

Tradicionalmente em nosso país o consumo per capita usado para projeto de sistema de

abastecimento de água, é usado para se projetar o sistema de esgoto. Convém ressaltar

que, para o projeto de sistema de abastecimento de água, adota-se o consumo per capita

para satisfazer o consumo doméstico, ao consumo comercial, ao consumo industrial que

não utilizam água em seus processamentos, ao consumo público e às perdas.

Com a implantação de medidores para o combate de perdas em sistemas de

abastecimento de água, tem-se concluído que as perdas são elevadas, da ordem de 20 a

30 %, ou até mais. Assim sendo, para o dimensionamento do sistema de esgotos deve

ser utilizado o consumo de água efetivo per capita, não incluindo as perdas de água.

Saneamento I - 22


A contribuição per capita de esgoto é o consumo efetivo per capita de água multiplicado

pelo coeficiente de retorno.

Coeficiente de retorno: relação esgoto/água

O coeficiente de retorno é a relação entre o volume de esgoto recebido na rede de esgoto

e o volume de água efetivamente fornecido à população. Do total de água consumida,

somente uma parcela retorna ao esgoto, sendo que o restante é utilizado para lavagem

de carros, lavagem de calçadas e ruas, rega de jardins e parques públicos, etc.

De modo geral, o coeficiente de retorno situa-se na faixa de 0.6 a 0.9, dependendo das

condições locais.

Em áreas residenciais com muitos jardins, os valores são menores, enquanto que nas

áreas centrais densamente povoadas os valores tendem a ser mais elevados.

A norma brasileira recomenda o valor de 0.8 para o coeficiente de retorno, na falta de

valores obtidos em campo.

Coeficiente de variação de vazão

Conhecida a população, a contribuição per capita e o coeficiente de retorno, pode-se

calcular a vazão média de esgoto. Entretanto, essa vazão não é distribuida

uniformemente ao longo dos dias.

A vazão de esgoto varia com as horas do dia, com os dias, meses e estações do ano,

dependendo de muitos fatores, entre os quais, a temperatura e a precipitação

atmosférica.

Para o projeto dos sistemas de esgotos sanitários são importantes os seguintes

coeficientes:

- K1 coeficiente de máxima vazão diária; é a relação entre o maior consumo diário

verificado no ano e a vazão diária anual;

- K2 coeficiente de máxima vazão horária; é a relação entre a maior vazão observada

num dia e a vazão média horária do mesmo dia.

Na falta de valores obtidos através de medições, a norma brasileira recomenda o uso de

K1 = 1.2; K2 = 1.5.

Esses valores são admitidos constantes ao longo do tempo, qualquer que seja a

população existente na área.

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Infiltrações:

As contribuições indevidas nas redes de esgoto podem ser originárias do subsolo -

genericamente designadas de infiltrações - ou podem provir do encaminhamento

acidental ou clandestino de águas pluviais. Embora a rede sempre sofra a ação dessas

contribuições, a norma brasileira NBR 9649 da ABNT recomenda que apenas a infiltração

seja considerada na elaboração dos projetos hidráulicos - sanitários das redes coletoras

de esgotos.

A rigor as águas pluviais não devem chegar aos coletores de sistemas separadores

absolutos, mas, na realidade, sempre chegam, não somente devido aos defeitos das

instalações, mas devido às ligações clandestinas. Para o seu controle, deve ser realizada

uma fiscalização efetiva e vigilância constante do sistema coletor de esgotos.

As contribuições devido às infiltrações incluem:

− águas que penetram nas canalizações através das juntas;

− águas que penetram nas canalizações através de infiltrações das paredes

dos condutos;

− águas que penetram no sistema através das estruturas dos poços de

visita, tubos de inspeção e limpeza, terminal de limpeza, caixas de

passagem, estações elevatórias, etc.

As taxas de infiltração nas redes de esgoto dependem dos materiais empregados, do

assentamento das tubulações, bem como das características do solo, nível do lençol

freático, tipo de solo, permeabilidade, etc. Nas áreas litorâneas com lençol freático à

pequena profundidade e terrenos arenosos, as condições são mais propícias à infiltração.

Em contraposição, nas regiões altas com lençol freático mais profundo e em solos

argilosos, a infiltração tende a ser menor.

A norma diz que o valor do TI, taxa de contribuição de infiltração, pode variar de 0.05 a

1.0 l/s x Km.

Despejos Industriais:

Ao se projetar um sistema de esgotos sanitários, é necessário o prévio conhecimento das

indústrias contribuintes, o número de indústrias, seu porte e suas características.

De modo geral, o esgotamento dos efluentes industrias deve ser feito, sempre que

possível, pela rede pública. O recebimento dos despejos industriais na rede coletora deve

Saneamento I - 24


ser precedido de certos cuidados, principalmente, no que se refere à qualidade e

quantidade dos efluentes.

Em cada caso deverá ser estudada a natureza dos efluentes industriais para verificar se

esses resíduos podem ser lançados in natura na rede de esgoto, ou se haverá

necessidade de um pré-tratamento. Não se deve permitir o lançamento in natura no

coletor público, de despejos industriais:

− que sejam nocivos à saúde ou prejudiciais `a segurança dos trabalhos da

rede;

− que interfiram em qualquer sistema de tratamento;

− que obstruam tubulações ou equipamentos;

− que ataquem as tubulações, afetando a sua resistência ou durabilidade de

suas estruturas;

− com temperaturas elevadas, acima de 45oC.

No que se refere à quantidade de despejos, podem ser considerados dois tipos de

industrias:

− as que lançam na rede pública quantidade pequena de resíduos e que, sob

o ponto de vista de contribuição à rede, não constituem caso especial; e;

− as que lançam na rede pública quantidade considerável de despejos,

merecendo por parte dos órgãos públicos um estudo especial.

Para o segundo tipo de indústria normalmente os órgãos públicos limitam o valor da

vazão máxima de lançamento do efluente na rede de esgotos. Pela legislação em vigor, a

vazão máxima não deverá ser superior a 1.5 vezes a vazão média diária. Para atender a

essa exigência, às vezes, é necessário que a industria construa um tanque de

regularização de vazões.

Quando a indústria já se encontra instalada, a estimativa do despejo deve ser realizada

através de uma pesquisa junto ao estabelecimento, inclusive com previsão de vazões

futuras. Entretanto, nos casos em que há necessidade de estimar vazões de áreas

destinadas ás indústrias futuras, na falta de dados, pode-se admitir valores

compreendidos entre 1.15 l/s x ha a 2.30 l/s x ha, quando a perspectiva é de implantação

de indústrias que utilizam água em seus processos produtivos. Para áreas industriais,

onde serão instaladas indústrias que não utilizam quantidades significativas de água em

seus processos produtivos, pode-se estimar a contribuição de esgotos em 0.35 l/s x ha.

Dessa forma então podemos dizer que a VAZÃO DE ESGOTO SANITÁRIO é composta

pelas seguintes parcelas:

Saneamento I - 25


cd QQQQ ++= inf

onde

Q = vazão de esgoto sanitário, (L/s); Qd = vazão doméstica (L/s); Qinf = vazão de infiltração (L/s); Qc = vazão concentrada ou singular (L/s).

A vazão concentrada ou singular refere-se à contribuição de esgoto, bem superior

àquelas lançadas na rede coletora ao longo do seu caminhamento e devido ao seu valor

altera sensivelmente a vazão do trecho de jusante na rede. Geralmente são consideradas

contribuições concentradas aqueles provenientes de grades escolas, hospitais, clubes,

estações rodoviárias, shopping center, grandes edificações residências e/ou comerciais,

estabelecimentos industriais que utilizam água em seu processo de produção.

Cálculo das Vazões de Dimensionamento

Para o dimensionamento da rede coletora de esgoto, são consideradas as seguintes

vazões:

• Início de plano: ∑++×= ciiidi QlQKQ ,2 (não inclui K1, pois não se refere especificamente ao dia de maior contribuição)

• Final de plano: ∑++××= cfffdi QlQKKQ ,21

Onde:

Qi e Qf → vazão máxima inicial e final (l/s);

k1 e k2 → coeficientes de máxima vazão diária e horária (adimensional);

⎯Qdi e ⎯Qdf vazão média inicial e final de esgoto doméstico, (l/s);

Qci e Qcf → contribuição singular inicial e final (l/s);

li e lf → contribuição de infiltração inicial e final (l/s).

NOTA: Contribuição singular é aquela cuja vazão é concentrada e de valores

consideráveis, devendo seus valores ser distribuídos como vazão em marcha

para efeito de cálculo. Também podemos considerar contribuições de áreas de

expansão como vazões singulares. Sempre que qualquer uma dessas vazões

ultrapassar a metade da vazão de dimensionamento do trecho, ela será

considerada concentrada ou pontual.

Saneamento I - 26


Qdi = contribuição média inicial de esgotos domésticos, l/s

86400,ii

idqPCQ ××

= ou 86400,

iiiid

qdaCQ ×××=

Qdf = contribuição média final de esgoto doméstico, l/s

86400,ff

fd

qPCQ

××= ou

86400,fff

fd

qdaCQ

×××=

0nde:

C = coeficiente de retorno (adimensional);

Pi Pf = população inicial e final (hab);

ai af = área esgotada inicial e final (ha);

di df = densidade populacional inicial e final (hab/ha);

qi qf = consumo de água efetivo per capita inicial e final (l/ha.dia).

Esse método tradicional vem sendo adotado para determinar vazões, na grande maioria

dos projetos, pela sua simplicidade, principalmente, pela deficiência de dados que

permitam a determinação por outros processos. A experiência tem mostrado que esse

método tem funcionado adequadamente para a determinação de vazões pequenas até as

grandes, utilizadas no dimensionamento dos sistemas de esgoto sanitário.

Determinação das Taxas de Contribuição para o Cálculo das Redes Coletoras

As taxas de contribuição para o cálculo das redes de esgoto são normalmente referidos à

unidade de comprimento dos coletores (metros ou quilomertros), ou à unidade de área

esgotada (hectare). Para cada área de ocupação homogênea deve ser definida umas

determinada taxa. Portanto, em uma bacia pode haver mais de uma taxa de contribuição.

A taxa referida à área, geralmente é utilizado na estimativa de vazões de áreas previstas

para a expansão futura, onde não estejam definidos os traçados das vias públicas.

Para a determinação das taxas de contribuição, é necessário considerar as seguintes

contribuições à rede:

- esgoto doméstico;

- águas de infiltração;

Se na área existirem contribuições significativas, tais como, indústrias, hospitais, escolas,

etc. essas não devem ser consideradas no cálculo das taxas de contribuição. Tais

Saneamento I - 27


variações, como são concentradas, devem ser acrescentadas às vazões já calculadas ao

início do trecho da rede coletora.

Cálculo das taxas de contribuição para redes simples:

Para os casos em que há somente uma rede coletora de esgoto na via pública, a taxa de

contribuição linear pode ser calculada segundo a metodologia apresentada a seguir:

- Quando referido à unidade de comprimento é calculado pelas expressões:

- Taxa de contribuição linear para inicio do plano Txi (l/s.m ou l/s.km):

inf,2 T

LQK

Ti

idxi +

×=

- Taxa de contribuição linear para final do plano Txf (l/s.m ou l/s.km):

inf,21 T

LQKK

Tf

fdxf +

××=

onde:

Li Lf = comprimento da rede de esgoto inicial e final, m ou km;

Tinf = taxa de contribuição de infiltração, l/s.m ou l/s.km.

A taxa de contribuição por unidade de área pode ser obtida pelas expressões:

- Taxa de contribuição inicial Tai( l/s.ha):

ai

idai T

aQK

T inf,,2 +

×=

- Taxa de contribuição final Taf (l/s.ha)

af

fdaf T

aQKK

T inf,,21 +

××=

onde: ai , af = área abrangida pelo projeto, ha;

T inf,a = taxa de contribuição de infiltração por unidade de área, l/s.ha.

Cálculo das taxas de contribuição para redes duplas:

Para os casos em que há sempre duas redes na via pública, a taxa de contribuição é

calculada de modo análogo ao da rede simples. A sua determinação pode ser efetuada

através das equações abaixo.

- Taxa de contribuição linear para inicio do plano Txdi (l/s.m ou l/s.km):

Saneamento I - 28


inf,2 T

LQK

Tid

idxdi +

×=

- Taxa de contribuição linear para final do plano Txdf (l/s.m ou l/s.km):

inf,21 T

LQKK

Tdf

fdxdf +

××=

onde:

Ldi Ldf = comprimento da rede de esgoto inicial e final, m ou km;

Cálculo das taxas de contribuição para redes simples e duplas:

Para os casos em que há redes simples e redes duplas em uma mesma área de

ocupação homogênea, os coeficientes de contribuição linear podem ser calculados da

seguinte forma:

• Cálculo do comprimento virtual da rede para a área de ocupação homogênea

2,

,,fdi

fsifvi

LLL +=

onde:

L vi,f = comprimento virtual da rede inicial e final, (m ou km);

L si,f = comprimento da rede simples inicial e final, (m ou km);

L di,f = comprimento da rede dupla inicial ou fina, (m ou km).

- Taxa de contribuição linear para redes simples

- inicio do plano Txis (l/s.m ou l/s.km):

inf,2 T

LQK

Tvi

idxis +

×=

- final do plano Txfs (l/s.m ou l/s.km):

inf,21 T

LQKK

Tvf

fdxfs +

××=

- Taxa de contribuição linear para redes dupla

- inicio do plano Txid (l/s.m ou l/s.km):

inf,2

2T

LQK

Tvi

idxid +

×=

Saneamento I - 29


- final do plano Txfd (l/s.m ou l/s.km):

inf,21

2T

LQKK

Tvf

fdxds +

××=

Determinação das Vazões de Dimensionamento de Cada Trecho

As vazões utilizadas para dimensionamento são: a vazão máxima de final de plano e a

vazão de início de plano, de jusante, do trecho do coletor.

Uma vez definida as taxas de contribuição, para se calcular as vazões de

dimensionamento de um determinado trecho da rede coletora, deve-se somar as

contribuições que chegam a montante do trecho com a contribuição do trecho em

questão.

A contribuição do trecho é calculada multiplicando-se a taxa de contribuição linear pelo

comprimento do trecho.

CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO

Vazão mínima considerada para dimensionamento hidráulico

A norma NBR-9648/96, recomenda que, em qualquer trecho da rede coletora, o menor

valor da vazão a ser utilizada nos cálculos é de 1,5 l/s, correspondente ao pico

instantâneo de vazão decorrente da descarga de vaso sanitário. Sempre que a vazão

de jusante do trecho for inferior a 1,5 l/s, para cálculos hidráulicos deste trecho deve-se

utilizar o valor de 1,5 l/s.

Diâmetro mínimo

A norma NBR-9649/96, admite o diâmetro de 100 mm (DN 100) como mínimo a ser

utilizado em redes coletoras de esgotos sanitários. Entretanto existem estados e

concessionárias que admitem como diâmetro mínimo 150 mm. Portanto, o diâmetro

mínimo das redes coletoras deve ser estabelecido de acordo com as condições locais.

Declividade mínima

Os coletores são projetados de modo a se ter a sua autolimpeza, desde o início do plano.

Para a autolimpeza, deve-se garantir, pelo menos uma vez por dia, uma tensão trativa de

1,0 Pa. (tensão trativa é a tensão tangencial exercida sobre a parede do conduto pelo

liquido escoando que, atua sobre o material sedimentado, promovendo o seu arraste).

Saneamento I - 30


A declividade a ser adotada deverá proporcionar, para cada trecho da rede, uma tensão

trativa média igual ou superior a 1,0 Pa (0,1 kgf/m2), calculada para vazão inicial. A

declividade mínima que satisfaz essa condição pode ser determinada pela expressão

aproximada, para coeficiente de Manning n = 0,013 (embora o valor de n seja dependente do

diâmetro, da forma e do material da tubulação e das características do esgoto, tem sido adotado o valor de

n=0,0013,devido ao fato de que, em sistemas de esgotos, o número de ligações, de poços de visita (PV), de

tubos de inspeção (TIL e TL) e demais singularidades permanece o mesmo, independente do tipo de

material da tubulação utilizada. Como também, devido a formação de uma película de limo, as paredes da

tubulação tornam-se uma superfície uniforme e permanecem constantes ao longo do tempo, logo, a

rugosidade em tubulações de esgoto é a mesma independente do material da tubulação.)

I Qmin i= × −0 0055 0 47. .

sendo:

Imin = declividade mínima (m/m);

Qi = vazão de jusante do trecho no início do plano (l/s).

A tensão trativa pode ser calculada por:

IRHc γτ =

onde:

τc = Tensão trativa (kgf/m2);

γ = Peso específico da água (kgf/m3)

RH = Raio hidráulico (m)

I = Declividade do trecho (m/m)

Saneamento I - 31


Declividade Máxima

A máxima declividade admissível é aquela para qual se tenha velocidade na tubulação

igual a 5 m/s, para a vazão de final de plano, e pode ser obtida pela seguinte expressão

aproximada, para coeficiente de manning n=0.013:

I Qmax f= × −4 55 2 3. /

sendo:

Imax = declividade máxima (m/m);

Qf = vazão de jusante do trecho no final do plano (l/s).

Lâmina de água máxima

Nas redes coletoras as tubulações são projetadas para funcionar com lâmina igual ou

inferior a 75% do diâmetro da tubulação, destinando-se a parte superior da tubulação à

ventilação do sistema e às imprevisões excepcionais de nível dos esgotos.

O diâmetro que atende à condição Y/D = 0,75 (altura de lâmina de água,Y), e n=0,0013,

pode ser calculada pela equação:

375,0

0463,0 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

IQ

D f

onde:

D = diâmetro (m);

Qf = vazão final (m3/s)

I = declividade (m/m).

Lâmina de água mínima

Pelo critério da tensão trativa haverá autolimpeza nas tubulações de esgoto, desde que

pelo menos uma vez por dia atinja uma tensão trativa igual ou superior a 1,0 Pa, qualquer

que seja a altura de lâmina de água. Portanto, não se limita a Lâmina de água mínima.

Velocidade Crítica

Quando a velocidade final (Vf) é superior à velocidade (Vc), a Lâmina de água máxima

deve ser reduzida para 50% do diâmetro do coletor. Para o caso de se ter Y/D>0,5,

geralmente o mais adequado é aumentar o diâmetro do coletor.

A velocidade crítica é definida por:

Saneamento I - 32


Hc gRV 6=

onde:

Vc = velocidade crítica (m/s);

g = aceleração da gravidade (m/s2);

RH = raio hidráulico para a vazão final (m).

Determinação do raio hidráulico em função do Y/D

DY

DRH=β

DY

DRH=β

0.025 0.016 0.550 0.265 0.050 0.033 0.600 0.278 0.075 0.048 0.650 0.288 0.100 0.064 0.700 0.297 0.125 0.079 0.750 0.302 0.150 0.093 0.775 0.304 0.175 0.107 0.800 0.304 0.200 0.121 0.825 0.304 0.225 0.134 0.850 0.304 0.250 0.147 0.875 0.301 0.300 0.171 0.900 0.299 0.350 0.194 0.925 0.294 0.400 0.215 0.950 0.287 0.450 0.234 0.975 0.277 0.500 0.250 1.000 0.250

Ou

Pode-se determinar o RH, usando a tabela de verificação das tubulações de esgoto e a

fórmula abaixo:

321

HRnI

V=

onde: 5,1

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

IVnxRH

A partir da tabela de verificação das tubulações de esgoto, que foi construida para um

n=0,013, pode-se transformar para qualquer valor de n, bastanto para isso que o valor

encontrado na tabela seja multiplicado pelo valor de n=0,013, e o resultado após

deverá ser multiplicado pelo novo valor de n. Como pode ser visto no exemplo abaixo.

321

HmRAnI

Q= 3

21HR

nIV

=

Exemplo:

Seja um trecho de tubulação com n=0,013, concreto, cujos valores são:

Saneamento I - 33


D=150 mm; IV = 3,46; IQ = 0,0032;

Queremos determinar os valores para um n=0,010, correspondente ao PVC, D=150 mm;

5,4010,0045,0045,0013,046,3 =∴== xIV

0042,0010,0

00004,000004,0013,00032,0 =∴== xIQ

O valor da relação Y/D é retirada da tabela apresentada em anexo.

ÓRGÃOS ACESSÓRIOS DA REDE:

Devido à presença nos esgotos de grande quantidade de sólidos orgânicos e minerais e

ainda pelo fato de ser necessário á rede coletora funcionar como conduto livre, é preciso

que as canalizações tenham dispositivos que evitam ou minimizem entupimentos nos

pontos singulares das tubulações, como curvas, pontos de afluência de tubulações,

possibilitando ainda o acesso de pessoas ou equipamentos nesses pontos.

Basicamente, o dispositivo empregado é o poço de visita, constituído por uma construção

composta de chaminé de acesso na parte superior e uma parte mais ampla chamada

balão.

O esgoto corre na parte inferior, em canaletas que orientam os fluxos conforme a

conveniência. Assim sendo, a sua definição é essencial para o traçado da rede coletora.

Ultimamente, devido ao alto custo dos poços de visita, e à evolução dos processos de

limpeza das tubulações que hoje é feita por equipamentos mecânicos, os poços de visita

têm sido substituídos, em alguns casos, por dispositivos mais simples e baratos que são:

- terminais de limpeza (TL): tubos que permitem a introdução de equipamentos de

limpeza e substituem o poço de visita no início dos coletores.

- caixas de passagem (CP): câmaras sem acesso localizadas em curvas e mudanças de

declividades.

- tubo de inspeção e limpeza (TIL): dispositivo não visitável que permite inspeção e

introdução de equipamentos de limpeza.

A parte de tubo compreendida entre dois acessórios chama-se trecho de tubulação.

Saneamento I - 34


A influência dos órgãos acessórios da rede no seu traçado:

O fluxo de esgoto que uma tubulação lança em um poço de visitas corre por canaletas

situadas no fundo. Essas canaletas orientam o fluxo, possibilitando ao projetista

concentrar mais ou menos vazão em determinados coletores.

A figura abaixo, mostra esquematicamente, a planta de fundo dos diversos tipos possíveis

de poço de visita. O início de uma canalização se faz sempre com uma ponta seca no

terminal de limpeza.

Na figura A, tem-se quatro pontas secas, indicando o início de quatro coletores. É

característico dos pontos altos.

Na figura 19 o ponto C, tem-se o poço de visitas característico dos pontos baixos, para

onde convergem coletores, nas demais as diversas possibilidades de coletores situados

nas encostas.

TL

PV ou TIL

PVPV

A B

C D

Figura 19 – Posição dos poços de visita.

De acordo com a disposição das canaletas do fundo do poço de visitas, pode-se ter para

uma mesma área soluções diferentes de traçados conforme mostra o exemplo, abaixo.

9897

95

94

Saneamento I - 35


Figura 20 – Traçado de coletores.

A topografia é um dos fatores que devem ser considerados. Por exemplo, se as curvas

de nível se desenvolvem conforme a figura acima com as ruas de pouca declividade num

dos sentidos, o traçado A e C não é conveniente, por aprofundar muito os coletores; a

solução B é mais interessante porque no sentido da pequena declividade, os trechos têm

extensão de uma quadra, apenas.

Poços de Visita (PV):

Trata-se de uma câmara que, através de uma abertura existente em sua parte superior,

permite o acesso de pessoas e equipamentos para executar trabalhos de manutenção.

Tradicionalmente, deviam ser construídos poços de visita em todos os pontos singulares

de rede coletora, tais como: no início de coletores, nas mudanças de direção, de

declividade, de diâmetro e de material, na reunião de coletores e onde há degraus e tubos

de queda.

Atualmente, nas cidades em que se dispõe de equipamentos adequados de limpeza das

redes de esgoto, o poço de visita pode ser substituído por tubo de inspeção e limpeza,

terminal de limpeza e caixa de passagem. O PV não pode ser substituído por outro órgão

acessório, nos seguintes casos:

- na reunião de mais de dois trechos de coletor;

- na reunião que exige colocação de tubo de queda;

- em profundidades maiores de 3 m.

Saneamento I - 36


Figura 21 - Poço de Visita.

Saneamento I - 37


Tubo de Inspeção e Limpeza (TIL):

Dispositivo não visitavel que permite inspeção e introdução de equipamento de limpeza.

Pode ser usado em substituição ao PV nos seguintes casos:

− na reunião de até dois trechos de coletor (entradas e saídas);

− nos pontos com degrau de altura inferior a 0.5 m;

− a jusante de ligações prediais cujas contribuições podem acarretar

problemas de manutenção, tais como posto de gasolina, hotéis e hospitais.

Normalmente o TIL em alvenaria é utilizado até a profundidade de 1.6 m, devido a

problemas construtivos, e o TIL em aduelas de concreto até 3 m de profundidade. O

diâmetro externo é de 1 m e o interno de 0.6 m.

Figura 22 - Terminal de Inspeção e Limpeza

Saneamento I - 38


Terminal de Limpeza (TL):

Dispositivo que permite a introdução de equipamento de limpeza, localizado na cabeceira

de qualquer coletor. Pode ser utilizado em substituição ao PV no início dos coletores.

Geralmente é uma caixa de 0.95 x 0.95 m com um tampão na parte superior.

Figura 23 - Terminal de Limpeza

Caixa de Passagem (CP):

Câmara sem acesso, localizada em pontos singulares por necessidade construtiva e que

permite a passagem de equipamento para limpeza do trecho a jusante.

Pode ser utilizada em substituição ao PV nos casos em que houver mudanças de direção,

declividade, diâmetro, quando for possível a supressão de degrau e nas mudanças de

materiais.

Saneamento I - 39


Figura 24 - Caixa de Passagem.

Figura 25 - Caixa de Passagem (Variando o diâmetro)

Figura 26 - Caixa de Passagem (Variando a direção)

Tubo de Queda:

Dispositivo instalado no PV, ligando um coletor ao fundo do poço. O tubo de queda deve

ser usado quando o coletor afluente apresentar um degrau com altura maior ou igual a 0.5

m.

Saneamento I - 40


Figura 27 - Poço de Visita com tubo de queda.

Distância entre Singularidades:

O espaçamento entre PV TIL ou TL consecutivos deve ser limitado pelo alcance dos

equipamentos de limpeza e desobstrução. Normalmente, adota-se a distância de 100 m.

entre singularidades.

8.4.5 Tecnologia 100% PVC

As redes de coleta e transporte de esgoto sanitárias executadas com material plástico

consistem em um sistema concebido de forma completa, levando-se em consideração

todos os fatores intervenientes no funcionamento adequado do sistema, levando-se em

conta desde a qualidade dos componentes que são fabricados industrialmente, com

controle rígido da matéria-prima ao produto final, além de seu manuseio, estocagem,

controle dos materiais, operação e manutenção do sistema.

Este tipo de sistema consiste essencialmente de uma rede de tubos de PVC, de

dispositivos de inspeção, localizados em posições intermediárias, de modo a facilitar a

limpeza e desobstrução quando necessário; além dos equipamentos de manutenção e

Saneamento I - 41


limpeza (equipamento de hidrojateamento). Os dispositivos de inspeção são denominados

de Terminal de Limpeza (TL) e Tubo de Inspeção e Limpeza (TIL).

Os parâmetros de projeto que devem ser utilizados no desenvolvimento de um projeto

com tecnologia 100% PVC estão listados a seguir:

Coeficiente de retorno esgoto/água = 0,80

Coeficiente de Manning n = 0,010

Tenção trativa média igual ou maior que 0,6 Pascal (1Pa, corrigido p/ n = 0,010)

Declividade mínima = 0,003 m/m

Máxima lâmina de água (final do plano) = 75% do diâmetro do coletor

Profundidade mínima de recobrimento (leito carroçavel) = 0,90 m

Profundidade mínima de recobrimento (passeio) = 0,65 m

Profundidade máxima recomendável = 4,50 m

Diâmetro mínimo da tubulação (DN) = 100 mm

Infiltração admitida = nula

Para as redes coletoras de esgoto em PVC a declividade mínima passa a ser igual a

0,003 m/m, para a vazão mínima de 1,5 l/s estabelecida em norma já mencionada. Com

menor declividade requerida, devido aos tubos de PVC possuírem menor rugosidade,

obtém-se redes com menor profundidade, levando assim a sistemas mais econômicos

quando da sua execução. Outro aspecto a ser considerado, no dimensionamento das

redes 100% PVC, é a parcela de infiltração, que com está tecnologia passa a ser admitida

nula. Isto acontece, devido as juntas dos tubos serem executadas através de anéis de

borracha, garantindo a estanqueidade das mesmas; além disso, o PVC é impermeável e

os TILs e TLs são peças monolíticas, que possuem, também, estanqueidade nas juntas. A

estanqueidade do sistema garante também que os esgotos não possam poluir o subsolo e

por conseqüência o lençol freático da área assistida pelo sistema.

A execução de redes coletoras com tecnologia 100% PVC torna-se bastante simplificada,

pois os componentes são pré-fabricados e bem mais leves (o tubo de PVC é cerca de dez

vezes mais leve do que o tubo cerâmico), o que torna a execução uma montagem de

componentes. Deve-se ressaltar também que, no sistema em PVC, estão envolvidos um

número menor de itens de serviços dependentes da mão de obra e que, a substituição

dos órgãos acessórios tradicionais por órgãos acessórios em PVC, proporciona uma

diferenciação quantitativa da mão de obra na execução é bastante evidente.

O sistema de rede coletora em PVC é constituído, basicamente, pelos seguintes

componentes:

Saneamento I - 42


Tubos e conexões de PVC rígido;

Terminais de limpeza (TL);

Tubos de inspeção e limpeza (TIL);

Equipamentos de manutenção e limpeza da rede.

Os tubos e conexões de PVC rígido são fabricados de acordo com NBR 7362 “ Tubo de

PVC rígido com junta elástica, coletor de esgoto”, da ABNT, nos diâmetros de 75 a 400

mm. Os tubos são fabricados em barras de 6,00 m e são dotados de ponta e bolsa para

execução de juntas elásticas. As conexões consistem de adaptadores, curvas de 45º e

90º, luvas, selins, junções de 45º, reduções excêntricas e tês.

Os tubos de inspeção e limpeza (TIL) podem ser encontrados em quatro tipos diferentes:

TIL Radial Rede, TIL Tubo de Queda, TIL de Passagem; TIL de Ligação Predial, além do

Tubo de Limpeza.

Esses dispositivos de inspeção são empregados nos seguintes casos:

− na reunião de até dois trechos ao coletor;

− nos pontos com degrau de altura inferior a 0,50 m;

− a jusante de ligações prediais cujas contribuições possam acarretar problemas de

manutenção, tais como postos de combustíveis, hotéis, escolas e hospitais;

− na subdivisão do trecho com comprimento maior que o alcance do equipamento

de limpeza e estabelecido em norma; e,

− em pontos com mudança de material, diâmetro, declividade e direção.

Figura 28 - Tubo de Inspeção e Limpeza - TIL Radial Rede.

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Figura 29 - TIL Tubo de Queda.

Figura 30 - TIL de passagem

Figura 31 - TIL de ligação predial.

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Figura 32 - TIL Terminal de Limpeza - executado em rede.

Os tubos e acessórios de PVC a serem empregados devem atender ás seguintes normas:

NBR 7362/7988 – Tubo de PVC rígido com junta elástica, coletor de esgoto –

Especificação.

NBR 9051/1985 – Anel de borracha para tubulações de PVC rígido coletores de esgoto

sanitário – Especificação.

NBR 9063/1985 – Anel de borracha do tipo toroidal para tubos de PVC rígido coletores de

esgoto sanitário dimensões e dureza – Padronização.

NBR 10569/1988 – Conexões de PVC rígido com junta elástica para coletor de esgoto

sanitário – tipos e dimensões – Padronização.

NBR 10570/1988 – Tubos e Conexões de PVC rígido de junta elástica para coletor predial

e sistema condominial de esgoto sanitário – Padronização.

Na execução das redes coletoras o número de juntas das tubulações é menor que no

tradicional, devido aos tubos serem de 6,00 metros de comprimento, além de ser mais

rápida a sua execução, que se resume ao encaixe do anel de borracha na fenda da bolsa

do tubo e posterior lubrificação da ponta do outro tubo a ser unido. Este processo se

repete para as conexões, TILs e TLs. O assentamento dos TILs e TLs em terrenos firmes

e secos, com capacidade de suporte satisfatória, faz-se diretamente no solo sem

necessidade de berço; para terrenos que não apresente essas características, deve-se

projetar berço adequado ao solo, sendo o mais comum um lastro em concreto. Os TILs e

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TLs possuem um dispositivo que impede que os mesmos sejam solicitados a esforços

excessivos quando do transito de veículos pesados, não havendo recalque nos mesmo.

Figura 33 - Junta elástica do tubo de PVC.

A redes coletoras de esgotos sanitários, executadas com tecnologia 100% PVC, utiliza

apenas os equipamentos de hidrojateamento, sucção e de televisionamento para fazer a

sua manutenção, devendo ser impedido o uso de equipamentos que possam danificar os

componentes da mesma; por exemplo, equipamentos mecânicos.

A correta combinação entre pressão e volume de água utilizado tem significado decisivo

na limpeza otimizada dos coletores. Desta forma, para cada diâmetro de tubulação (ou

faixa de diâmetro) ter-se-á um tipo de equipamento mais adequado. Assim, para

diâmetros até 250 mm, são utilizados equipamentos móveis, com pressão da ordem de

100-150 bar e fluxo de água em torno de até 100 l/min. Já para diâmetros de 300 a 900

mm são mais comuns os equipamentos montados sobre carretas, pois, necessitam de

pressões elevadas (100 a 275 bar). Existem ainda equipamentos que são montados em

veículos populares (peruas ou mesmo caminhões), utilizados para diâmetros de tubulação

que variam entre 400 e 650 mm.

Os equipamentos de manutenção são compostos por peças e acessórios, dentre os

quais: bocais desobstrutores, mangueiras e controles. Os bocais são de várias formas e

tamanhos, com funções específicas para cada tipo de serviço a ser executado. Já as

mangueiras utilizadas nos equipamentos de hidrojateamento, variam em comprimento e

diâmetro, de acordo com o fabricante, estando usualmente entre 15 e 90 m de

comprimento e entre DN 10 e DN 20 mm.

Saneamento I - 46


Além dos equipamentos de hidrojateamento e sucção, devem fazer parte também da

equipe de manutenção os equipamentos de comunicação, como rádio, e de filmagem,

que utiliza de circuitos fechados de televisão, com câmaras desenvolvidas especialmente

para este tipo de serviço.

Com o emprego destes equipamentos e o emprego dos sistemas de coleta de esgoto

100% PVC, o contato do ser humano com os dejetos dos esgotos passa a não acontecer

mais, possibilitando, dessa forma, ambientes de trabalho mais sadios e produtivos.

Quadro Resumo Comparativo dos Parâmetros de Projeto

Parâmetros de Projeto Sistema 100% PVC Sistema Tradicional

Coeficiente de retorno

esgoto/água 0,80 0,80

Coeficiente de Manning (n) 0,010 0,013

Tensão trativa maior ou igual a 0,60 Pa maior ou igual a 0,60 Pa

Declividade mínima 0,003 m/m 0,0045 m/m

Máxima lâmina de água

(final do plano) 75% do diâmetro do coletor

75% do diâmetro do

coletor

Profundidade mínima de

recobrimento (leito

carroçavel)

0,90 m 0,90 m

Profundidade mínima de

recobrimento (passeio) 0,65 m 0,65 m

Profundidade máxima

recomendável 4,50 m 4,50 m

Diâmetro mínimo do coletor

(DN) 100 mm 100 mm

Infiltração admitida 0,50 a 1,00 l/s.km Nula

Saneamento I - 47


8.5 Manutenção dos Sistemas tradicionais:

O funcionamento correto e contínuo de um sistema público de esgoto sanitário é de vital

significado para a saúde e o bem estar dos moradores da comunidade que é por este

servida. Uma rede de esgotos sanitários é projetada e executada para funcionar sob

condições técnicas que incluem, entre outras, a velocidade mínima do escoamento, a

declividade da tubulação e a altura molhada, que somente poderão ser garantidas com o

perfeito funcionamento do sistema de operação/manutenção. Contudo, a adoção de

critérios, na fase de projeto, visando a auto limpeza, poderá não ser suficiente para

garantir o bom funcionamento do rede coletora; pois durante a fase de utilização, poderão

ocorrer problemas que acarretam sérias conseqüências, dentre os quais:

− Infiltração de águas estranhas (ligação clandestinas de águas

pluviais e de esgotos);

− Abatimento das linhas;

− Sobrecarga pelo excesso de contribuição;

− Assoreamento por acidentes externos;

− Ação de raízes de plantas;

− Introdução de objetos estranhos pelas instalações prediais e/ou

órgãos acessórios da rede.

A Operação/manutenção das redes coletoras de esgoto sanitário pode ser entendida

como o conjunto de atividades necessárias para garantir o controle do uso adequado do

sistema e um programa contínuo de ações capazes de evitar e/ou corrigir anomalias na

rede, objetivando garantir o seu funcionamento eficiente.

A manutenção dos sistemas de coleta de esgotos tradicional foi realizada inicialmente

com a utilização de equipamentos que necessitavam da presença do operário dentro do

sistema, explicando assim o tamanho dos órgãos acessórios destes sistemas. Com o

desenvolvimento de novos equipamentos de manutenção, como os equipamentos de

hidrojateamento, de sucção e de televisionamento, que permite que a manutenção seja

realizada sem a necessidade de acessibilidade do operário dentro do sistema, os órgãos

acessórios do sistema tradicional ficaram super-dimencionados. Outro problema, talvez o

mais importante, é que, devido ao tamanho dos órgãos acessórios, com a tampa de

acesso superior de no mínimo 600 mm, e ao tamanho do diâmetro das tubulações, este

tipo de sistema permite a entrada de diferente objetos em variados tamanhos, causando

problemas operacionais e de manutenção de proporções inigualáveis.

Saneamento I - 48


Os equipamentos utilizados na manutenção deste tipo de sistema são os mais variados

possíveis, devido aos problemas de manutenção que estão sujeitos. Assim, são usados

equipamentos mecânicos, que utilizam varetas metálicas para fazer a desobstrução;

equipamentos de hidrojateamento, que utiliza a água a alta pressão para fazer a

desobstrução e limpeza; equipamento de sucção, para a retirada de objetos estranhos;

equipamentos combinados (hidrojato e sucção), e equipamentos improvisados, como

mangueira, vergalhão e outros.

O porte dos equipamentos de manutenção para o sistema convencional construído

tradicionalmente deve ser de tamanho variado, pois, como já mencionado, este sistema

possui tubulações com diâmetros bastante variado, havendo a necessidade da

companhia de saneamento possuir equipamento de pequeno, médio e grande porte.

Os materiais utilizados na execução das redes coletoras com tecnologia tradicional, são

aqueles materiais tradicionalmente empregados na construção civil, utilizando assim, uma

variedade de diferentes materiais como areia, brita, cimento, tijolo, ferro, asfalto, manilha

cerâmica, manilha de concreto, e outros; tornando o sistema pouco homogêneo em

relação às características físicas dos materiais. Isto resulta em desvantagem de

desempenho nas fases de execução, operação/manutenção e vida útil do sistema.

Tem-se a seguir aos tipos de materiais mais empregados na execução dos sistemas

convencionais com a tecnologia tradicional:

Tubulações - para a execução desta parte do sistema é empregado tubos de manilha

cerâmica e de concreto de ponta e bolsa. Os tubos cerâmicos são padronizados pela

NBR 5645/1989 nos diâmetros nominal (DN) 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450,

500 e 600 mm, e comprimento nominal de 600, 800,1.000, 1.500 e 2.000 mm. Os tubos

de concreto são padronizados pela NBR 8890/1989 nos diâmetros nominal (DN) igual a

400, 500, 600, 700, 800, 900, 1.000, 1.100, 1.200, 1.500, 1750, e 2.000 mm. As conexões

são fabricadas com o mesmo material das manilhas cerâmicas.

Órgãos acessórios – são construídos com areia, brita, cimento, ferro de construção,

tijolos, arruelas de concreto, lajes de concreto, tampas de ferro fundido, tubos e conexões

cerâmicos, etc.

Como observa-se, a variedade de materiais envolvida na construção dos sistemas de

coleta e transporte de esgoto com tecnologia tradicional é numerosa. Devido a está

variedade de diferentes materiais, o sistema fica prejudicado no seu desempenho no que

se refere à estanqueidade, devido a falhas nas juntas, feitas com argamassa de areia e

cimento ou com betume para união das tubulações; bem como na construção dos poços

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de visita, tubos de inspeção e limpeza, caixa de passagem, caixa de inspeção e outros,

fabricados no local de forma artesanal.

Apostila de Esgoto Sanitario 2012

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