UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁpaginapessoal.utfpr.edu.br/flaviofreire/sistemas...Iomin ≥ 0,0007 m/m (questões construtivas) 0, 47 I 0 min 0,00035.Q i INTERCEPTORES

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA

FEDERAL DO PARANÁ

Disciplina:

Sistemas Hidráulicos Urbanos arquivo 011

Interceptores e drenagem urbana

Prof.: Flavio Bentes Freire

INTERCEPTORES DE ESGOTO

►Considerações iniciais

Já vimos que interceptores são tubulações que recebem

coletores tronco ao longo do comprimento, não recebendo

ligações prediais diretas.


● Geralmente estão

localizados próximos

de cursos de água ou

lagos (para impedir o

lançamento direto)


►Critérios de dimensionamento

● Interceptores de pequenos diâmetros: dimensionados

como coletores (NBR 9649)

● Interceptores de maiores diâmetros: deve ser

considerado o amortecimento das vazões máximas, pela

defasagem de contribuições (NBR 12207)



● Dimensionamento hidráulico: o regime de escoamento

pode ser considerado permanente e uniforme

● Avaliação das vazões

+ Não há contribuições em marcha

+ Só nas extremidades dos trechos


Qi,n = Qi,n-1 + ΣQi

Qf,n = Qf,n-1 + ΣQf

n


● A norma vigente recomenda o mesmo valor de σt ≥ 1,0

Pa para tensão trativa, conforme a NBR 9649.

● É mais conveniente a adoção de σt ≥ 1,5 Pa para a

vazão inicial e coeficiente de Manning n = 0,013

● Controle de sulfetos (proteção às tubulações de

concreto)


● A declividade que satisfaz esta condição pode ser

calculada pela expressão aproximada:

Iomin ≥ 0,0007 m/m (questões construtivas)

47,0

imin0 Q.00035,0I


● Contribuição pluvial parasitária não é levada em

consideração no dimensionamento dos interceptores

(apenas para verificações)

● Deve ser determinada com base em medições locais

● Inexistindo tais medições, a taxa não deve superar 6

L/s.km de coletor contribuinte ao trecho em estudo


● Lâmina máxima (Y/D) = 0,75

● Declividade máxima

● Velocidade crítica:

● A velocidade de escoamento deve ser inferior à

velocidade crítica

67,0fmax o Q.65,4I

2/1Hc )R.g.(6V


● Mas o que é amortecimento de pico?

+ As curvas de vazão são similares e simultâneas em

todas as bacias que contribuem para o interceptor

+ Em geral, os trechos de conduto são extensos e o

tempo de percurso entre dois pontos consecutivos de

contribuição provoca uma defasagem na acumulação

das contribuições de um mesmo período

REGIÃO A REGIÃO B

interceptor

CTB CTA

Quando o pico da região A atingir a região B,

este pico já se deslocou para jusante


+ Foi necessário então estabelecer um critério que

“traduzisse” esse amortecimento de pico

+ A vazão média geralmente é aumentada em um fator

K (K=K1.K2)

+ No Brasil, é muito bem aceita a equação

desenvolvida pela SABESP


+ O coeficiente de pico diminui com o aumento da vazão

+ Evita o superdimensionamento dos interceptores

L/s 751Q para 1,80K

L/s 751Q para Q

485,1720,1K

m

m509,0

m


►Outras recomendações

● Toda contribuição em interceptor deve ser provida de PV

● A distância máxima entre PVs: 100 m, ou o que

informarem as concessionárias locais

● Ao longo do interceptor devem ser dispostos

extravasores (o escoamento de vazões de excesso não

previstas) e de válvulas contra refluxo


►Exercício dimensionamento de interceptor

►Projetar os trechos I-15 e I-16 de um interceptor, conforme

a planta:


● Dados adicionais:

+ Cota de fundo do PV a montante do trecho I-15:

597,30 m

+ Utilize o critério da SABESP para calcular o

coeficiente de pico

+ Taxa de infiltração: 0,1 L/s.Km

+ Taxa de contribuição pluvial parasitária: 3 L/s.Km

+ Contribuições aos interceptores:


Contribuições Vazão média doméstica (L/s) Comprimento da rede (m)

Inicial Final Inicial Final

I-14 310 525 56364 68182

CT-1 75 118 13636 15325

CT-2 113 189 20545 24545


►Resolução TRECHO I-15

● No interceptor I-15 chegam contribuições do interceptor

I-14 e do coletor tronco CT-1


● Vazão média inicial

+ É utilizada apenas para verificação (saber qual o valor

de K será utilizado)

+ Como a vazão média inicial é menor que 751 L/s, pelo

critério SABESP: K = 1,80

L/s 392

)1363656364.(0001,0)75310(

iltraçãoinf de vazão:Q

estudado) trecho(no inicial média doméstica vazão:Q

QQQ

inf

i,d

infi,di


● Vazão inicial (Qi)

L/s 5,584

)1363656364.(0001,0)75310.(20,1

80,1

QQ.K

KQ infi,d

1

i


● Vazão média final

+ É utilizada apenas para verificação (saber qual o valor

de K será utilizado)

+ Como a vazão média final é menor que 751 L/s, pelo

critério SABESP: K = 1,80

L/s 4,651

)1532568182.(0001,0)118525(

QQQ inff,df


● Vazão final (Qf) – sem contribuição parasitária (para

dimensionamento do próprio interceptor)

● Vazão final (Qf)– com contribuição parasitária (para

verificações e dimensionamento dos extravasores)

L/s 8,1165

)1532568182.(0001,0)118525.(80,1

QQ.KQ inff,df

L/s 3,1416

)1532568182.(003,08,1165Qf


● Cálculo da declividade mínima

I0 = 0,0007 m/m

m/m0005,0

)585,0.(00035,0

Q.00035,0I

47,0

47,0

imin0


● Diâmetro do interceptor I-15

+ Temos que procurar o número 44,06 na Tabela

06,440007,0

1658,1

I

Q

o

f

V/Io(1/2)

Q/Io(1/2)

V/Io(1/2)

Q/Io(1/2)

V/Io(1/2)

Q/Io(1/2)

V/Io(1/2)

Q/Io(1/2)

V/Io(1/2)

Q/Io(1/2)

0,01 2,8945 0,00466 3,0673 0,00587 3,5593 0,01065 3,9446 0,01606 4,3118 0,02293

0,02 4,5803 0,02077 4,8538 0,02620 5,6323 0,04750 6,2419 0,07166 6,8231 0,10231

0,03 5,9829 0,04970 6,3402 0,06268 7,3571 0,11365 8,1534 0,17143 8,9125 0,24476

0,04 7,2247 0,09212 7,6561 0,11618 8,8842 0,21064 9,8457 0,31774 10,7624 0,45365

0,05 8,3566 0,14845 8,8557 0,18722 10,2761 0,33945 11,3883 0,51204 12,4486 0,73106

0,06 9,4062 0,21897 9,9679 0,27616 11,5668 0,50071 12,8187 0,75528 14,0122 1,07834

0,07 10,3904 0,30385 11,0109 0,38321 12,7770 0,69480 14,1599 1,04806 15,4782 1,49634

0,08 11,3205 0,40320 11,9966 0,50850 13,9209 0,92196 15,4276 1,39072 16,8639 1,98557

0,09 12,2049 0,51705 12,9338 0,65208 15,0083 1,18230 16,6327 1,78342 18,1813 2,54624

0,10 13,0495 0,64541 13,8288 0,81397 16,0469 1,47583 17,7837 2,22618 19,4395 3,17837

UNIDADES Q (m3/s) I (m/m) V (m/s)

1,100 1,7501,200 1,500Y/D

D (m)

2,000


V/Io(1/2)

Q/Io(1/2)

V/Io(1/2)

Q/Io(1/2)

V/Io(1/2)

Q/Io(1/2)

V/Io(1/2)

Q/Io(1/2)

V/Io(1/2)

Q/Io(1/2)

0,40 29,34723 10,4176 31,09993 13,13824 36,08827 23,82122 39,99423 35,93261 43,71783 51,30196

0,41 29,70451 10,8973 31,47855 13,74322 36,52762 24,91811 40,48113 37,5872 44,25006 53,66426

0,42 30,05284 11,38343 31,84768 14,3563 36,95596 26,02971 40,95583 39,26396 44,76896 56,05822

0,43 30,39234 11,87561 32,20746 14,97702 37,37345 27,15514 41,4185 40,96158 45,27471 58,48196

0,44 30,72312 12,37344 32,558 15,60487 37,78021 28,29351 41,86928 42,67874 45,76746 60,93359

0,45 31,04527 12,87655 32,89939 16,23937 38,17636 29,44393 42,30832 44,41407 46,24737 63,41116

0,46 31,3589 13,38453 33,23175 16,88001 38,56203 30,60549 42,73572 46,16619 46,71457 65,91272

0,47 31,66407 13,89697 33,55515 17,52628 38,9373 31,77725 43,15161 47,93372 47,16918 68,43627

0,48 31,96087 14,41347 33,86967 18,17766 39,30227 32,95829 43,55608 49,71523 47,6113 70,97977

0,49 32,24935 14,9336 34,17538 18,83363 39,65701 34,14764 43,94922 51,50928 48,04105 73,54119

0,50 32,52958 15,45695 34,47234 19,49365 40,00161 35,34434 44,33112 53,31442 48,4585 76,11844

0,51 32,8016 15,98308 34,76062 20,15718 40,33612 36,54741 44,70183 55,12916 48,86373 78,70939

0,52 33,06547 16,51155 35,04024 20,82368 40,6606 37,75584 45,06143 56,95199 49,2568 81,3119

0,53 33,32121 17,04194 35,31125 21,49257 40,97508 38,96863 45,40995 58,7814 49,63777 83,92379

0,54 33,56885 17,57377 35,57369 22,1633 41,27961 40,18474 45,74743 60,61582 50,00668 86,54284

0,55 33,80842 18,1066 35,82756 22,83529 41,57421 41,40313 46,07392 62,45367 50,36356 89,1668

0,56 34,03993 18,63997 36,0729 23,50795 41,85889 42,62275 46,38942 64,29337 50,70844 91,79338

0,57 34,26339 19,1734 36,30971 24,18068 42,13368 43,84249 46,69395 66,13327 51,04132 94,42027

0,58 34,4788 19,7064 36,53798 24,85289 42,39857 45,06128 46,98751 67,97173 51,36221 97,04508

2,0001,100 1,200 1,500 1,750Y/D

D = 1500 mm


● Cálculo da lâmina inicial

+ Retiro o valor de Y/D na Tabela para D=1500:

Yi/D = 0,39

11,220007,0

585,0

I

Q

o

i


● Cálculo da Velocidade inicial

+ Da tabela percebe-se que:

+ Portanto:

64,35I

V

o

f

m/s 94,00007,0.64,35Vf


● Cálculo da Lâmina final sem contribuição parasitária


Yf/D = 0,58

06,440007,0

1658,1

I

Q

o

f


● Cálculo da Velocidade final


+ Portanto:

4,42I

V

o

f

m/s 12,10007,0.4,42Vf


● Cálculo da Lâmina final com contribuição parasitária


Yf/D = 0,66

+ OK! O interceptor funcionará como conduto livre

mesmo com a contribuição parasitária

53,530007,0

4163,1

I

Q

o

f


● Cálculo da tensão trativa (início de plano)

+ Para Yi/D=0,39, da Tabela verifico que:

+ Então a tensão trativa será:

m 3153,05,1.2102,0R

2102,0D

R

H

H

!!!OK! 1,5Pa 21,2

Kgf/m 2207,0

0007,0.3153,0.1000I.R.

2

oH


● Cálculo da velocidade crítica

+ Para Yf/D=0,58, da Tabela verifico que:

+ Verifica-se que Vf <<< Vc

m/s 02,12V

4092,0.81,9.6R.g.6V

4092,05,1.2728,0R

2728,0D

R

C

HC

H

H

DRENAGEM URBANA

►Conceito

● Definição antiga: “Conjunto de instalações destinadas a

remover as águas pluviais de um ambiente urbano, de

maneira segura, evitando transtornos e inundações”.

DRENAGEM URBANA

● Uma visão mais abrangente: “Conjunto de medidas que

tenham por objetivo minimizar os riscos a que as

populações estão sujeitas, diminuir os prejuízos causados

por inundações e possibilitar o desenvolvimento urbano

de forma harmônica, articulada e sustentável”.

DRENAGEM URBANA

● A drenagem envolve aspectos gerenciais e um conjunto

de ações:

+ Técnicas, legais, institucionais

+ Financeiras, administrativas

+ Planejamento (curto, médio e longo prazo)

+ Debate social, dentre outras...

RELAÇÃO URBANIZAÇÃO / DRENAGEM

►O “desenvolvimento” urbano no Brasil

Ano População

(milhões de hab.) População

urbana (%)

1970 93,1 55,9

1980 118,0 68,2

1991 146,8 75,6

1996 157,1 78,4

2000 169,0 81,1


►Hidrograma


►Consequências

DRENAGEM URBANA

►Planos de drenagem

● Parte de um abrangente processo de planejamento

urbano e, portanto, coordenado com os demais planos

(saneamento básico, uso do solo e transporte)

● Exige uma visão integrada com participação dos

municípios envolvidos

● Um plano aceitável: viabilidade técnica, econômica,

financeira, política e social

DRENAGEM URBANA

►Medidas de controle

● Estruturais (obras)

● Não estruturais (planejamento estratégico - planos

diretores – “Estatuto da cidade” LF 10257 de 2001)

● Não convencionais: novos conceitos ainda não

disseminados (bacias de percolação, pavimentos

porosos) retenção na fonte

DRENAGEM URBANA

►Retenção dos escoamentos em reservatórios (fonte)

● Curitiba: Decreto nº 176, de 20 de março de 2007, que

“Dispõe sobre os critérios para implantação dos

mecanismos de contenção de cheias”

DRENAGEM URBANA

►Panorama no Brasil

● Ausência de controle sistemático

● Falta de planejamento (medidas paliativas)

● Medidas usuais do poder público

+ Canalizações de rios e córregos

+ Construção de vias de tráfego (incorporação das

várzeas dos rios ao sistema viário)

● Abordagem “higienista” X “conservacionista”

DRENAGEM URBANA

►Conceitos da hidrologia

Curvas i-d-f

Porto Alegre (1972)

d

b

)ct(

T.ai

DRENAGEM URBANA

DRENAGEM URBANA

Exemplo: calcular a intensidade de precipitação (duração

de 10 minutos) para o dimensionamento de uma galeria

pluvial na cidade de Curitiba

mm/h 127

)2010(

5.1239

20t

T.1239i

74,0

15,0

74,0

15,0

r

DRENAGEM URBANA

● Vazões de escoamento

+ Método racional

• Pequenas: A < 2,5 Km2 e tc < 1 h

• Médias: 2,5 < A < 1000 Km2 e tc < 12 h

• Grandes: A > 1000 Km2 e tc > 12 h

• Q (m3/s) i (mm/h) A (Km2)

6,3

A.i.CQ

DRENAGEM URBANA

DRENAGEM URBANA

DRENAGEM URBANA

DRENAGEM URBANA

● Microdrenagem

+ Sistema de condutos pluviais contidos nos

loteamentos

+ Escoamentos no terreno antes de chegarem aos vales

+ Também é chamada de drenagem primária

DRENAGEM URBANA

● Macrodrenagem

+ Drenagem dos fundos de vales que recebem as

águas pluviais providas de sistemas de

microdrenagem

+ Dará prosseguimento aos escoamentos oriundos da

microdrenagem

MICRODRENAGEM

►Componentes

principais

● Sarjetas

● Bocas-de-lobo

● Galerias

● Poços de visita

MICRODRENAGEM

● Tubos de ligações

● Sarjetões

● Estações elevatórias

● Caixas de ligação

MICRODRENAGEM

Bocas-de-lobo

► Projeto microdrenagem

● Parte “mental” (plano de

escoamento)

● Parte de cálculos

MICRODRENAGEM

● Capacidade hidráulica das sarjetas

+Equação de Manning

n

S.R.AQ

5,032

MICRODRENAGEM

S: Declividade de fundo (longitudinal)

n:Coeficiente de rugosidade (usual vias públicas n = 0,017)

A: Área transversal do escoamento

R: Raio hidráulico (A/P)

n

S.R.AQ

5,032

Sarjeta

MICRODRENAGEM

● Bocas-de-lobo

+ Capacidade (teórica) de engolimento (na prática

utiliza-se um fator de redução - obstruções)

L: comprimento da boca-de-lobo

y: altura da água próxima a guia

23

y.L.7,1Q

MICRODRENAGEM

● Galerias

+Projetadas para funcionar a seção plena

D: diâmetro (m)

S: declividade do tubo (m/m)

5,02

S.4

D.

n.4

D.Q

32

MICRODRENAGEM

● Projeto “clássico” de drenagem

+Diretrizes atuais minimizaram a importância do

engenheiro

+Escolher entre caso A e caso B

+Escolher o tipo de boca de lobo

+Aproveitar a capacidade hidráulica da rua

+A capacidade hidráulica deve ser sempre superior a

vazão de contribuição da área analisada

MICRODRENAGEM

+ O escoamento se dá por gravidade

+Então quanto mais baixa a cota topográfica, maior a

área de contribuição

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