Saneamento

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Saneamento

  1. 1. Dimensionamento da Rede Coletora de Esgotos Profª Gersina N.R.C. Junior
  2. 2. 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.
  3. 3. Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário Equações utilizadas no cálculo das vazões de início e final de plano Vazão de esgoto sanitário de início de plano QinfQindiQdiQi Em que: Qi = Vazão do esgoto sanitário inicial (L/s); Qdi = Vazão doméstica de início de plano (L/s); Qind = Vazão industrial (L/s); Qinf = Vazão de infiltração
  4. 4. Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário Vazão de esgoto sanitário de início de plano QinfQind 86400 KxqixPixC 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
  5. 5. Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário A vazão doméstica de início de plano também pode ser calculada em termos de área esgotada e densidade populacional: 86400 KxqixdixaixC 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 início de plano
  6. 6. Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário Vazão de esgoto sanitário de final de plano QinfQindfQdfQf Em que: Qf = Vazão do esgoto sanitário final (L/s); Qdf = Vazão doméstica de final de plano (L/s); Qind = Vazão industrial (L/s); Qinf = Vazão de infiltração Determinada com a soma das vazões, medidas de efluentes industriais ou com a estimativa do consumo de água nas industrias.
  7. 7. Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário Vazão de esgoto sanitário de final de plano QinfQind 86400 KxKxqfxPfxC 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
  8. 8. Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário A vazão doméstica de final de plano também pode ser calculada em termos de área esgotada e densidade populacional: Vazão de esgoto sanitário de final de plano 86400 KxKxqfxdfxafxC 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).
  9. 9. Cálculo da Vazão de Esgoto Sanitário A vazão do esgoto sanitário (início ou final de plano) corresponde à contribuição total da área a ser atendida
  10. 10. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento Alternativa de planilha de dimensionamento
  11. 11. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento a) Coluna 1 -Trechos São anotados os números dos trechos, de acordo com a numeração estabelecida no traçado da rede coletora
  12. 12. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento b) Coluna 2 - Comprimento São anotados os valores, em metros, dos comprimentos dos trechos da rede.
  13. 13. Cálculo e Preenchimento da Planilha de 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);
  14. 14. Cálculo e Preenchimento da Planilha de 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);
  15. 15. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento d) Coluna 5 – Vazão do trecho no início do plano (Qti) LtxTxiQti Em que: Txi = taxa de contribuição linear de início do plano (L/s.m); Lt = comprimento do trecho (m)
  16. 16. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento d) Coluna 5 – Vazão do trecho no final do plano (Qtf) LtxTxfQtf Em que: Txf = taxa de contribuição linear de final do plano (L/s.m); Lt = comprimento do trecho (m)
  17. 17. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm)
  18. 18. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm) Caso 1: Trecho de cabeceira (Qm = 0) A vazão de montante (Qm) no primeiro trecho do coletor (trecho de cabeceira) é igual à zero, já que não existem contribuições anteriores, exemplo: Qm sem trecho anterior
  19. 19. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm) Caso 2: Outros trechos Quando um trecho da rede recebe contribuição de um ou mais trechos, a vazão de montante é: Igual à vazão de jusante (Qj) do trecho anterior, exemplo: Qm com 1(uma) contribuição de esgotos
  20. 20. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm) Caso 2: Outros trechos Igual à soma das vazões de jusante dos trechos anteriores, exemplos: Qm com 2(duas) contribuições de esgotos
  21. 21. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento e) Coluna 4 – Vazão montante (Qm) Qm com 3 (três) contribuições de esgotos Caso 2: Outros trechos
  22. 22. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento f) Coluna 6 – Vazão jusante (Qj) Equação: Qj = Qm + Qt
  23. 23. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento f) Coluna 6 – Vazão jusante (Qj) Qj com 1(uma) contribuição de esgotos
  24. 24. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento f) Coluna 6 – Vazão jusante (Qj) Qm com 2(duas) contribuições de esgotos
  25. 25. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento f) Coluna 6 – Vazão jusante (Qj) Qm com 3 (três) contribuições de esgotos
  26. 26. Cálculo e Preenchimento da Planilha de 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.
  27. 27. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento g) Coluna 7 – Vazão de Projeto (Qp) Exemplo desses dois casos:
  28. 28. Cálculo e Preenchimento da Planilha de 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.
  29. 29. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento h) Coluna 9 – Declividade de projeto (Ip) Lt CTJ-CTM It Declividade do terreno (It) (m/m) -0,47 Qpix0,0055Imín 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
  30. 30. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento h) Coluna 9 – Declividade de projeto (Ip) Normalmente, o dimensionamento é iniciado com o maior valor da declividade. Caso esse valor resulte em elevada profundidade (coluna 14) ou não atenda o valor do recobrimento, é recomendado que a declividade de projeto seja alterada para o valor no intervalo Imín ≤ Ip < It
  31. 31. Cálculo e Preenchimento da Planilha de 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.
  32. 32. Cálculo e Preenchimento da Planilha de 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
  33. 33. Tabela 1- Dimensionamento e verificação das tubulações de esgoto Cálculo e Preenchimento da Planilha de 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
  34. 34. Cálculo e Preenchimento da Planilha de 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.
  35. 35. Cálculo e Preenchimento da Planilha de 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)
  36. 36. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento k) Coluna 11 – Velocidade final de escoamento (Vf) de início e final de plano. Exemplo : considerar D = 150mm e Ip Vf Ip Qp = 0,0133 e Y/D = 0,200 Anotar a relação = 5,3
  37. 37. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento k) Coluna 11 – Velocidade final de escoamento (Vf) de início e final de plano. Calcular a velocidade final: Vf = valor encontrado x Ip Caso o valor de Vf seja superior a velocidade crítica (coluna 17), deve se alterada a declividade de projeto (coluna 9) ou o diâmetro do coletor (coluna 8)
  38. 38. Cálculo e Preenchimento da Planilha de 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
  39. 39. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m) Coluna 13 – Cota do coletor Verificar os casos:
  40. 40. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m) Coluna 13 – Cota do coletor Caso 1- Cota do coletor a montante (CCM) no trecho inicial ou de cabeceira. CCM = CTM - PM Expressão:
  41. 41. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m) Coluna 13 – Cota do coletor Caso 1- Cota do coletor a montante (CCM) no trecho inicial ou de cabeceira. PM= Profundidade de montante PM= R + D Onde: R = recobrimento de no mínimo 0,60 e 0,90 m para coletor assentado no passeio e na rua, respectivamente; D = Diâmetro em metro
  42. 42. PM = Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m) Coluna 13 – Cota do coletor Caso 2- Cota do coletor a jusante (CCJ). CCJ do trecho 1.1 CCJ = CCM – (Ip x Lt)
  43. 43. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m) Coluna 13 – Cota do coletor Caso 2- Cota do coletor a jusante (CCJ). CCJ = CCM – (Ip x Lt) Em que: CCM = cota do coletor a montante; Ip = declividade de projeto; Lt = comprimento do trecho.
  44. 44. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m) Coluna 13 – Cota do coletor Caso 3- Cota do coletor a montante (CCM) – 1 entrada e 1 saída. Quando o trecho da rede coletora de esgoto possuir apenas 1 contribuição, a CCM é igual a CCJ do trecho anterior, conforme mostrado no esquema: =1,2
  45. 45. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m) Coluna 13 – Cota do coletor Caso 4- Cota do coletor de montante – 2 ou 3 entradas e 1 saída (CCM). Quando o trecho da rede coletora possuir 2 ou 3 contribuições no poço de visita, a cota do coletor a montante será igual à menor CCJ entre os trechos anteriores.
  46. 46. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento m) Coluna 13 – Cota do coletor Caso 4- Cota do coletor de montante – 2 ou 3 entradas e 1 saída (CCM).
  47. 47. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento n) Coluna 14 – Profundidade do coletor
  48. 48. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento n) Coluna 14 – Profundidade do coletor 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
  49. 49. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento n) Coluna 14 – Profundidade do coletor Caso 2- Profundidade a jusante (PJ) É calculada por: PJ = CTJ - CCJ
  50. 50. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento n) Coluna 14 – Profundidade do coletor 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.
  51. 51. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento n) Coluna 14 – Profundidade do coletor Caso 3- Profundidade de montante (PM)- 1 entrada e 1 saída. PM1.2 = PJ1.1
  52. 52. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento n) Coluna 14 – Profundidade do coletor Caso 4- Profundidade de montante (PM)- até 3 entradas e 1 saída. A profundidade de montante para um trecho que recebe 2 ou 3 contribuições é igual à maior profundidade de jusante entre os trechos contribuintes.
  53. 53. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento n) Coluna 14 – Profundidade do coletor Caso 4- Profundidade de montante (PM)- até 3 entradas e 1 saída. 2 entradas e 1 saída.
  54. 54. Cálculo e Preenchimento da Planilha de 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.
  55. 55. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento p) Coluna 16 – Tensão trativa. O Valor de Y/D (coluna 10) é utilizado na tabela 11 para verificar o valor de β;
  56. 56. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento p) Coluna 16 – Tensão trativa. Tabela 11- Raio Hidráulico (RH)
  57. 57. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento p) Coluna 16 – Tensão trativa. Anotar o valor do diâmetro; Calcular o valor do Rh na expressão: Rh = β x D Calcular a tensão trativa na seguinte expressão: IpRh xx Em que: = Tensão trativa Pa; = Peso especifico do líquido, N/m; Rh = Raio hidráulico, m; Ip = Declividade de projeto da tubulação, m/m
  58. 58. Cálculo e Preenchimento da Planilha de Dimensionamento q) Coluna 17 – Velocidade crítica Expressão: Rh.gx6Vc 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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