Dimensionam Rede Esgoto Aula

Dimensionamento da Rede

Coletora de Esgotos

Profª Gersina N.R.C. Junior

Rede de Esgoto - Dimensionamento

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.

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

Qinf Qindi Qdi Qi

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



Qinf Qind 86400

K x qi x Pi x C Qi 2

Em que:

Pi = População de início de plano ( hab);

qi = Per capita inicial (L/hab.dia);

K2 = Coeficiente de máxima vazão horária;

C = Coeficiente de retorno;

Tinf = Taxa de infiltração (L/s.Km);

Li = Comprimento da rede no início do plano (Km)

Qdi (L/s)

Vazão doméstica inicial


A vazão doméstica de início de plano também pode

ser calculada em termos de área esgotada e

densidade populacional:

86400

K x qi x di x ai x C Qi 2

Em que:

ai = área esgotada de início de plano, ha ;

di = densidade populacional de início de plano , em habitantes por

hectares (hab/ha)



Vazão de esgoto sanitário de final de plano

Qinf Qindf Qdf Qf

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.



Qinf Qind 86400

K x K x qf x Pf x C Qf 21

Em que:

Pf = População de final de plano ( hab);

qf = Per capita final (L/hab.dia);

K1 = Coeficiente de máxima vazão diária;

K2 = Coeficiente de máxima vazão horária;

C = Coeficiente de retorno;

Tinf = Taxa de infiltração (L/s.Km);

Lf = Comprimento da rede no final do plano (Km)

Qdf (L/s)

Vazão doméstica final


A vazão doméstica de final de plano também pode

ser calculada em termos de área esgotada e

densidade populacional:


86400

K x K x qf x df x af x C Qf 21

Em que:

af = área esgotada de final de plano, ha ;

df = densidade populacional de final de plano , em habitantes por

hectares (hab/ha).


A vazão do esgoto sanitário (início

ou final de plano) corresponde à

contribuição total da área a ser

atendida

Cálculo e Preenchimento da Planilha de

Dimensionamento

Alternativa de planilha de dimensionamento


Dimensionamento

a) Coluna 1 -Trechos

São anotados os números dos

trechos, de acordo com a

numeração estabelecida no

traçado da rede coletora


Dimensionamento

b) Coluna 2 - Comprimento

São anotados os valores, em

metros, dos comprimentos

dos trechos da rede.


Dimensionamento

c) Coluna 3 – Taxa de contribuição linear inicial (Txi)

LT

Qi Txi

Tinf LT

Qindi

LT

Qdi Txi

Tinf LT

Qdi Txi

Em que:

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);


Dimensionamento

c) Coluna 3 – Taxa de contribuição linear Final (Txf)

LT

Qf Txf

Tinf LT

Qindf

LT

Qdf Txf

Tinf LT

Qdf Txf

Em que:

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);


Dimensionamento

d) Coluna 5 – Vazão do trecho no início do plano (Qti)

Lt x Txi Qti

Em que:

Txi = taxa de contribuição linear

de início do plano (L/s.m);

Lt = comprimento do trecho (m)


Dimensionamento

d) Coluna 5 – Vazão do trecho no final do plano (Qtf)

Lt x Txf Qtf

Em que:

Txf = taxa de contribuição linear

de final do plano (L/s.m);

Lt = comprimento do trecho (m)


Dimensionamento

e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm)


Dimensionamento


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


Dimensionamento


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


Dimensionamento



Igual à soma das vazões de jusante dos trechos anteriores,

exemplos:

Qm com 2(duas) contribuições de esgotos


Dimensionamento


Qm com 3 (três) contribuições de esgotos



Dimensionamento

f) Coluna 6 – Vazão jusante (Qj)

Equação:

Qj = Qm + Qt


Dimensionamento


Qj com 1(uma) contribuição de esgotos


Dimensionamento


Qm com 2(duas)

contribuições de esgotos


Dimensionamento

f) Coluna 6 – Vazão

jusante (Qj)

Qm com 3 (três)

contribuições de esgotos


Dimensionamento

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.


Dimensionamento

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


Dimensionamento

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.


Dimensionamento


Lt

CTJ - CTM It

Declividade do terreno (It) (m/m)

-0,47Qpi x 0,0055 Imín

Declividade mínima (Imín) (m/m)

Em que:

CTM = cota do terreno de montante;

CTJ = cota do terreno de jusante;

Lt = Comprimento do trecho;

Qpi = vazão de projeto de início de plano


Dimensionamento


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


Dimensionamento

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.

O valor do diâmetro pode ser

modificado caso não atenda a relação

Y/D, a velocidade final e a tensão trativa.


Dimensionamento

j) Coluna 10 – Altura da lâmina liquida (Y/D)

Calcular a relação:

Ip

Qp

Ir na tabela 1- Dimensionamento e

verificação das tubulações de

esgoto

Tabela 1- Dimensionamento e verificação das tubulações de

esgoto


Dimensionamento

j) Coluna 10 – Altura da lâmina liquida (Y/D) de início

e final de plano.

Exemplo : considerar D = 150mm e

Ip

Qp = 0,0130


Dimensionamento

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.


Dimensionamento

k) Coluna 11 – Velocidade final de escoamento (Vf) de

início e final de plano.

Anotar o valor da relação

Ip

Vf

Para o diâmetro (coluna 8) e Y/D (coluna

10)


Dimensionamento



Exemplo : considerar D = 150mm e

Ip

VfIp

Qp= 0,0133 e Y/D = 0,200

Anotar a relação= 5,3


Dimensionamento



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)


Dimensionamento

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


Dimensionamento

m) Coluna 13 – Cota do coletor

Verificar os casos:


Dimensionamento


Caso 1- Cota do coletor a montante (CCM) no

trecho inicial ou de cabeceira.

CCM = CTM - PM

Expressão:


Dimensionamento


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

PM =


Dimensionamento


Caso 2- Cota do coletor a jusante (CCJ).

CCJ do trecho 1.1

CCJ = CCM – (Ip x Lt)


Dimensionamento


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.


Dimensionamento


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


Dimensionamento


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.


Dimensionamento


Caso 4- Cota do coletor de montante – 2 ou 3

entradas e 1 saída (CCM).


Dimensionamento

n) Coluna 14 – Profundidade do coletor


Dimensionamento


Caso 1- Profundidade de montante (PM)-Início de

trecho

Adotar o recobrimento de no mínimo 0,60 e 0,90 m

para coletor assentado no passeio e na rua

respectivamente.

PM = R + D


Dimensionamento


Caso 2- Profundidade a jusante (PJ)

É calculada por:

PJ = CTJ - CCJ


Dimensionamento


Caso 3- Profundidade de montante (PM)- 1 entrada e

1 saída.

É igual a profundidade de jusante do trecho

anterior

A profundidade de montante para um trecho que

recebe apenas uma contribuição é igual a

profundidade a jusante do trecho contribuinte.


Dimensionamento


Caso 3- Profundidade de montante (PM)- 1 entrada e

1 saída.

PM1.2 = PJ1.1


Dimensionamento


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.


Dimensionamento


Caso 4- Profundidade de montante (PM)- até 3

entradas e 1 saída.

2 entradas e 1 saída.


Dimensionamento

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.


Dimensionamento

p) Coluna 16 – Tensão trativa.

O Valor de Y/D (coluna 10) é

utilizado na tabela 11 para verificar

o valor de β;


Dimensionamento


Tabela 11- Raio Hidráulico (RH)


Dimensionamento


Anotar o valor do diâmetro;

Calcular o valor do Rh na

expressão:

Rh = β x D

Calcular a tensão trativa na

seguinte expressão:

IpRh x x

Em que:

= Tensão trativa Pa;

= Peso especifico

do líquido, N/m;

Rh = Raio hidráulico, m;

Ip = Declividade de projeto

da tubulação, m/m


Dimensionamento

q) Coluna 17 – Velocidade crítica

Expressão:

Rh.g x 6 Vc

Em que:

Vc = velocidade crítica, m/s;

g = aceleração da gravidade, (9,8 m/s2) m/s2;

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

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