Planilhas de dimensionamento de redes coletoras

Geralmente o projeto de redes coletoras de esgoto é composto por um número grande de trechos, o que torna demorado o cálculo manual de redes de esgoto, sobretudo se o projeto for muito extenso. Com o desenvolvimento da informática surgiram os programas de cálculo automatizados, incluindo as planilhas de dimensionamento para tornar as contas de cálculo mais dinâmicas e com menor risco de erro.

Outra facilidade é que, devido aos vínculos entre as células da planilha, qualquer alteração em algum parâmetro resulta em um redimensionamento automático da rede.

Para o presente trabalho, é considerado sempre o órgão acessório (ou dispositivo de inspeção) do trecho como sendo aquele órgão a montante do trecho analisado.

Cabe ao usuário observar os valores das verificações hidráulicas de cada trecho e realizar os ajustes necessários no diâmetro do coletor e na declividade mínima admitida. Para facilitar a visualização, sempre que alguma verificação hidráulica de um trecho não atender os critérios e parâmetros mínimos de projeto a célula correspondente a ela será pintada na cor rosa, ou não exibirá nenhum valor.

Nas Figuras 10, 11, 12 e 13 observa-se a planilha de dimensionamento adotada para o presente trabalho, utilizada para o cálculo de dimensionamento de redes coletoras.

Figura 10 - Planilha de dimensionamento de rede coletora de esgoto

Coluna 1: numeração do coletor e do trecho atual;

Coluna 2: comprimento do trecho em metros; Coluna 3: trecho a montante do atual;

Colunas 4, 5 e 6: coletores e trechos que contribuem com suas vazões no órgão acessório do trecho atual;

Coluna 7: identificação das quadras que contribuem com vazão concentrada no órgão acessório do trecho;

Colunas 8 e 9: número de lotes ou unidades de contribuição de referência (Qe) de quadras, ou demais unidades de contribuição pontual; Coluna 10: contribuição pontual proveniente

dos trechos indicados nas colunas 4, 5 e 6, para fim de plano;

Coluna 11: contribuição pontual proveniente do trecho indicado na coluna 3 e das quadras indicadas na coluna 7, para fim de plano;

Coluna 12: contribuição linear do trecho, para fim de plano;

Figura 11 - Planilha de dimensionamento de rede coletora de esgoto

Coluna 13: contribuição pontual proveniente dos trechos indicados na coluna 4, 5 e 6, para inicio de plano;

Coluna 14: contribuição pontual proveniente do trecho indicado na coluna 3 e das quadras indicadas na coluna 7, inicio de plano;

Coluna 15: contribuição linear do trecho, para inicio de plano;

Coluna 16: infiltração total no trecho;

Coluna 17 e 18: vazões totais do trecho para fim e inicio de plano, respectivamente;

Coluna 19: indicação se o trecho da rede coletora atual está na rua ou passeio;

Coluna 20: acréscimo de profundidade para ajuste: dos níveis d’água a montante e a jusante, a fim de evitar remanso; e da geratriz superior dos tubos, nos caso de mudança de diâmetros;

Coluna 21: profundidade inicial do coletor. Seu preenchimento é opcional e utilizado para forçar a profundidade do dispositivo inicial do coletor para uma profundidade menor ou maior que a profundidade mínima;

Coluna 22: tipo de dispositivo de inspeção utilizado para o trecho do coletor atual;

Figura 12 - Planilha de dimensionamento de rede coletora de esgoto

Coluna 23: profundidade do órgão acessório a montante do trecho atual, otimizada para ser a menor possível;

Coluna 24: profundidade do coletor no ponto de jusante do trecho atual;

Coluna 25: profundidade do coletor no ponto a jusante do trecho atual que o usuário deseja utilizar, seu preenchimento é opcional;

Coluna 26 e 27: cotas de terreno nos pontos a montante e a jusante do trecho, respectivamente;

Coluna 28 e 29: cotas de coletor nos pontos a montante e a jusante do trecho, respectivamente;

Coluna 30: declividade natural do terreno; Coluna 31: declividade mínima admitida do

coletor no trecho. Pode ser ajustada pelo usuário;

Coluna 33: declividade do coletor no trecho; Coluna 34: cálculo aproximado para o valor do

diâmetro da tubulação no trecho;

Coluna 35: diâmetro adotado para tubulação no trecho; deve ser ajustado pelo usuário;

Figura 13 - Planilha de dimensionamento de rede coletora de esgoto

Coluna 36: coeficiente de Manning adotado; Coluna 37 e 38: vazão máxima: vazão do

trecho para fim de plano;

Coluna 39: lâmina líquida do trecho para fim de plano;

Coluna 40: tensão trativa do trecho para fim de plano;

Coluna 41: velocidade crítica do trecho para fim de plano;

Coluna 42: velocidade do trecho para fim de plano;

Coluna 43: vazão do trecho para inicio de plano;

Coluna 44: lâmina líquida do trecho para inicio de plano;

Coluna 45: tensão trativa do trecho para inicio de plano;

Coluna 46: número do trecho a jusante do trecho atual;

A numeração dos coletores e seus respectivos trechos utilizada na Coluna 1 da planilha de dimensionamento segue a lógica utilizada na maioria dos projetos de redes coletoras e pode ser observada na Figura 14.

Figura 14 - Exemplo de numeração de trechos em um projeto de rede coletora

O primeiro número identifica qual a ramificação da tubulação e o segundo mostra qual o trecho naquela ramificação, sendo que o trecho inicial de uma ramificação sempre deve corresponder ao número 1.

4.5 QUANTITATIVO E CUSTO

Para a estimativa do quantitativo e custo do projeto, o UTFEsg utiliza os dados obtidos através do traçado da rede e do dimensionamento. Por exemplo, o

comprimento e o diâmetro de cada trecho, quantidade e profundidade de cada órgão acessório, declividade em cada trecho, dentre outros.

A maioria dos critérios utilizados no cálculo dos quantitativos segue as recomendações contidas no Manual de Obras e Saneamento (MOS) da SANEPAR (SANEPAR, 2012). Os preços unitários utilizados são referentes ao ano de 2014 e foram obtidos, em sua maioria, da tabela de preços da SANEPAR. Foram utilizados também alguns preços obtidos da Companhia de Saneamento do Distrito Federal (CAESB, 2014), do SINAPI (CAIXA, 2014), de fornecedores de materiais ou de composições próprias. O usuário tem flexibilidade de alterar os preços assim como montar a sua própria planilha orçamentária, utilizando os quantitativos apresentados.

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

5.1 INTRODUÇÃO

Nesse capítulo serão apresentados o funcionamento básico do software proposto UTFEsg e um estudo de caso utilizando como área a cidade de Colorado – PR.

Maiores detalhes a respeito do funcionamento do programa e um passo a passo de como traçar, dimensionar e gerar os quantitativos e orçamentos estarão disponíveis no seu manual de uso que se apresenta no Apêndice desse trabalho. O mesmo também será anexado junto à pasta de instalação do programa.

No estudo de caso é comparado o resultado do dimensionamento de um traçado de rede coletora pelo software CESg e pelo software UTFEsg. Além disso, é feita comparação do quantitativo total das tubulações e apresentado orçamento completo elaborado pelo UTFEsg.

5.2 FUNCIONAMENTO DO UTFEsg

5.2.1 O software

O algoritmo do software pode ser dividido em módulos, sendo eles: módulo de traçado, exportação e importação do AutoCAD; módulo (planilha) de dimensionamento e suas diversas abas; módulo (planilha) de orçamentos e suas diversas abas.

Cada módulo possui suas funcionalidades independentes, que serão apresentadas a seguir.

Módulo AutoCAD:

Um menu inicial onde o usuário irá clicar na ação que deseja, conforme a Figura 15.

Figura 15 – Menu de comando do software

Uma seção onde o usuário pode projetar o traçado da rede através da inserção de órgãos acessórios e tubulações, conforme Figura 16.

Figura 16 – Menu de traçado da rede

Um comando para exportar os dados da rede, depois de finalizado o traçado, para o Microsoft Excel;

Módulo de dimensionamento:

Um comando na primeira aba da planilha de dimensionamento do Excel para limpar as demais planilhas, conforme Figura 17;

Figura 17 – Comando limpar planilha

Uma planilha contendo os dados de entrada do projeto (critérios de projeto), conforme Figura 18;

Uma planilha no Microsoft Excel para receber os dados exportados do traçado realizado no AutoCAD e um comando para ajustar as planilhas para o número de trechos do projeto, conforme Figura 19;

Figura 19 – Dados exportados do AutoCAD para Excel

Um comando para iniciar o dimensionamento, indicado por “Ajuste planilha”, conforme Figura 19;

Uma planilha para alimentação do número de Unidades de Contribuição de referência (equivalente ao lote residencial unifamiliar) correspondente a cada quadra, área ou unidade de contribuição pontual ou singular do projeto, conforme Figura 20;

Figura 20 – Número de Unidades de Contribuição final e inicial para cada quadra

Uma planilha de dimensionamento, conforme descrita detalhadamente no capítulo 4.4.1;

Seis planilhas utilizadas para cálculos auxiliares de dimensionamento; Uma planilha para exibir os dados mais importantes obtidos pela

etapa anterior em forma de planilha para impressão;

Um comado para importar os parâmetros de projetos considerados de interesse pelo usuário para o traçado projetado no AutoCAD, conforme Figura 15;

Módulo de orçamento:

Um comando para limpar dados e outro para exportar dados para planilha de quantitativos e orçamento, localizados na planilha de orçamentos, indicados na Figura 21;

Figura 21 – Comandos para zerar e alimentar dados da planilha de orçamentos

Uma planilha conjunta de entrada de dados para o usuário escolher parâmetros de quantitativo e orçamento;

Uma planilha contendo os quantitativos da rede coletora básica; Uma planilha de orçamento para a rede básica;

Uma planilha conjunta de entrada de dados para o usuário escolher parâmetros de orçamento e contendo os quantitativos das ligações prediais/ramais condominiais, de acordo com o sistema utilizado pelo usuário;

Uma planilha de orçamento para ligações prediais/ramais condominiais, de acordo com o sistema utilizado pelo usuário;

Uma planilha de orçamento consolidado que consiste na soma das duas planilhas de orçamentos citadas anteriormente;

Uma aba de apresentação dos envolvidos do projeto, conforme Figura 22.

Figura 22 – Menu de apresentação dos envolvidos no projeto