SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

(1)

SANEAMENTO Aula 17 - Sumário

AULA 17

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

• Evolução histórica de sistemas de saneamento.

• Situação actual em Portugal.

• Constituição de sistemas de drenagem de águas

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REFERÊNCIA A ASPECTOS HISTÓRICOS 3000 AC – Mohengo-Doro (civilização Hindu, actualmente Paquistão) 1000 a 3000 AC – Cnosso, Creta

500 AC – Cloaca Máxima Romana (cloacarium e curatores clocarium) 1650 DC – 1º Colector enterrado (Londres)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Evolução Histórica dos Sistemas

1800 DC – Colectores/túneis de Paris

1870 DC – Primeiros sistemas separativos (Lenox e Memphis, USA)

(3)

REFERÊNCIA A ASPECTOS HISTÓRICOS EM PORTUGAL D. João II (1400 DC) – Limpeza dos canos

1755 – Canalização metódica (colectores unitários em malha) Lisboa: colectores de cascões, ou “rateiros”

1950 – Setúbal: “canecos” à porta para recolha de “excreta”

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SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Finais do séc. XIX, princípios do séc. XX: VERDADEIRA REVOLUÇÃO TECNOLÓGICA 1. Utilização do ferro fundido, como em condutas sob pressão

2. Ramais(barro e grês)

3. Colectores de betão, de secção circular

Corrente higienista:

Preocupação com o tratamento dos efluentes e saúde pública.

Analogia dos sistemas das cidades (água e esgoto) com os do corpo humano (artérias e veias).

(5)

Séc. XX – Construção de Sistemas Separativos 1930 – Porto

40as – parte do Barreiro

50as – Beja, Caparica, Setúbal, …

C. Caparica – rede de fibrocimento com juntas estanque 60as – Viseu, Tomar, …

60as, 70as – Lisboa, Elvas, …

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

60as, 70as – Lisboa, Elvas, …

80as – Alcanena (fábricas de curtumes, despoluição do Alviela) 90as – C. Estoril

Grandes sistemas na região de Lisboa: Alcântara, Chelas e Beirolas, Frielas, S. João da Talha, Quinta da Bomba

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SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Evolução Histórica dos Sistemas EVOLUÇÃO DO TIPO DE SISTEMAS

(7)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

(8)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Situação actual em Portugal

BALANÇO DA IMPLEMENTAÇÃO DO PEAASAR 2000-2006: VERTENTE EM ALTA ÂMBITO TERRITORIAL DOS SISTEMAS

ABASTECIMENTO DE ÁGUA ABASTECIMENTO DE ÁGUAABASTECIMENTO DE ÁGUA ABASTECIMENTO DE ÁGUA

ABASTECIMENTO ABASTECIMENTO ABASTECIMENTO

ABASTECIMENTO SANEAMENTO DE SANEAMENTO DE SANEAMENTO DE SANEAMENTO DE

SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS SANEAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

(9)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

(10)

20 30 40 50 60 70 80 90 100 20 30 40 50 60 70 80 90 100

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

0 10

1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006

Nível de atendimento em tratamento de AR

0 10

1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006

Nível de atendimento em drenagem de AR

A aprovação do PEAASAR 2007-2013 no final de 2006 veio definir novos objectivos e a estratégia com vista à sua prossecução:

Servir95% da população com sistemas públicos de abastecimento de água;

(11)

Socialmente Aceitável

Como bem essencial a vida e ao bem estar

SUSTENTABILIDADE SOCIAL SUSTENTABILIDADE SOCIAL

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DESAFIOS ACTUAIS P R O P O S T A Tarifário Equilibrado Protector do Ambiente Como dissuasor de consumos excessivos Auto/Sustentável

Como garante da qualidade e continuidade do serviço SUSTENTABILIDADE ECONOMICA E FINANCEIRA SUSTENTABILIDADE ECONOMICA E FINANCEIRA SUSTENTABILIDADE AMBIENTAL SUSTENTABILIDADE AMBIENTAL

(12)

1-

Redes interiores dos edifícios

a1)

Águas pluviais

a2)

Águas residuais domésticas, industriais e comerciais

2-

Ramais de ligação à rede geral de drenagem

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Constituição dos Sistemas

CONSTITUIÇÃO DOS SISTEMAS

(Dec. Reg. nº 23/95 – Artigo 115º)

2-

Ramais de ligação à rede geral de drenagem

3-

Rede geral de drenagem: colectores, câmaras de visita, sarjetas de passeio

e/ou sumidouros (em redes unitárias ou separativas de águas pluviais).

(13)

4-

Estações elevatórias e condutas de impulsão. Câmaras de parafusos de

Arquimedes.

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5-

Emissários e interceptores.

(14)

7-

Exutores de lançamento e destino final (emissários submarinos).

8-

Descarregadores de tempestade.

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(15)

10-

Obras especiais – atravessamentos.

11-

Túneis.

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AULA 18

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

• Exemplos de sistemas de saneamento.

• Tipos de sistemas de drenagem. Vantagens e

inconvenientes.

• Traçado em planta de colectores em meio urbano.

• Concepção de sistemas de águas residuais.

(17)

••

SISTEMA DE SANEAMENTO DA COSTA DO ESTORIL

•• Pop. 920 000 hab

• Interceptor principal: ø 1,5 m a ø 2,5 m, em 25 km

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Exemplos dos Sistemas de Saneamento

• Interceptor principal: ø 1,5 m a ø 2,5 m, em 25 km

• Várias estação elevatórias e emissários afluentes ao interceptor geral

• ETAR – Fase líquida enterrada, perto da Guia (Cascais), em beneficiação; fase sólida no Outeiro da Lota, a 4 km.

(18)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Área de atendimento do Sistema de Saneamento da Costa do Estoril (Concelhos de Oeiras, Cascais e parte de Sintra e Amadora).

(19)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Representação esquemática do Sistema de Saneamento da Costa do Estoril, com o

interceptor, emissários afluentes (Jamor, Barcarena, etc.) e estações elevatórias das zonas baixas (▲).

(20)

••

SISTEMA DE SANEAMENTO DE S. JOÃO DA TALHA

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Localização: concelho de Loures (Freguesias de Bobadela, S. Iria da Azóia e S. João da Talha) Interceptor Norte: L= 3,8 km

DN 315 a 800 mm (trecho de ligação à ETAR: L=8 m; DN = 1000 mm)

Interceptor Sul: L= 2 km

DN 400 a 600 mm

ETAR Trat. físico-químico & biológico (LA) A funcionar desde 1997.

Pop.projecto = 130 000 e.p. Q_{méd doméstico} = 5 980 m3_/dia

(21)

Representação esquemática do Sistema de Saneamento de S. João da Talha:

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

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SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

(23)

Unitários

Constituídos por uma única rede de colectores onde são admitidas conjuntamente as águas residuais domésticas, comerciais e industriais, e águas pluviais; recolhem e drenam a totalidade das águas a afastar dos aglomerados populacionais.

Separativos

Constituídos por duas redes de colectores distintas, uma destinada à drenagem das

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Tipos de sistemas de drenagem

Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 116º

Constituídos por duas redes de colectores distintas, uma destinada à drenagem das águas residuais domésticas, comerciais e industriais, e uma outra à drenagem das águas pluviais ou similares.

Mistos

Constituídos pela conjugação dos dois tipos anteriores, em que parte da rede de colectores funciona como sistema unitário e a restante como sistema separativo.

Separativos parciais ou pseudo-separativos

Em que se admite, em condições excepcionais, a ligação de águas pluviais de pátios interiores ao colector de águas residuais domésticas.

(24)

Vantagens

É globalmente menos oneroso. É de mais fácil construção.

Permite o tratamento de parte dos caudais pluviais.

Desvantagens

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Tipo de Sistema: Vantagens e inconvenientes

Sistema Unitário

Versus

Separativo

Os caudais em excesso, quando chove e é ultrapassada a capacidade da ETAR, são uma mistura de águas residuais comunitárias e pluviais, pelo que a sua rejeição no meio aquático pode acarretar problemas de poluição e contaminação.

É difícil manter condições hidráulicas de escoamento em tempo seco (sedimentação de sólidos em suspensão, riscos de formação de gás sulfídrico, odores desagradáveis e corrosão do material dos colectores).

Quando ocorrem as primeiras chuvadas, após uma prolongada estiagem, afluem à ETAR elevadas cargas poluentes.

(25)

Desvantagens (cont.)

As sarjetas, os sumidouros e outros órgãos de entrada na rede têm, em geral, de ser sifonados, por causa dos odores ofensivos.

O emissário, em sistemas unitários, mesmo de pequena dimensão, pode atingir um diâmetro significativo; nos sistemas separativos de águas pluviais o grande desenvolvimento do emissário pode ser evitado, desde que o caudal pluvial possa ser rejeitado numa linha de

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Tipo de Sistema: Vantagens e inconvenientes

evitado, desde que o caudal pluvial possa ser rejeitado numa linha de água próxima.

Nos sistemas unitários, os colectores têm de ser construídos com materiais resistentes à corrosão; nos sistemas separativos de águas pluviais tal não é necessário, dado que só transportam água de escoamento superficial, praticamente sem efeitos corrosivos.

Quando existir ETAR a jusante do sistema, aa sua capacidade terá de ser superior no caso de um sistema unitário, o que corresponde um investimento inicial e custos de exploração superiores, mesmo que se recorra a descarregadores de tempestade.

(26)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Tipos de sistemas de drenagem

Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 119°: Novos sistemas

1 - Na concepção de sistemas de drenagem pública de águas residuais

em novas áreas de urbanização deve, em princípio, ser adoptado o sistema separativo.

2 - Em sistemas novos, é obrigatória a concepção conjunta do sistema de drenagem de águas residuais domésticas e industriais e do sistema de drenagem de águas residuais domésticas e industriais e do sistema de drenagem de águas pluviais, independentemente de eventuais faseamentos diferidos de execução das obras.

1 - Na remodelação de sistemas unitários ou mistos existentes deve ser considerada a transição para o sistema separativo.

Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 120°: Remodelação de

sistemas existentes

(27)

Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 118°

1 - A concepção dos sistemas de drenagem pública de águas residuais deve passar pela análise prévia e cuidada do destino final a dar aos efluentes, tanto do ponto de vista de protecção dos recursos naturais como de saúde pública e de economia global da obra.

CONCEPÇÃO DOS SISTEMAS

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Concepção de Sistemas de Drenagem

como de saúde pública e de economia global da obra.

2 - Na drenagem de águas residuais domésticas e industriais deve procurar-se um desenvolvimento da rede de colectores que possa cobrir toda a área a servir, minimizando os custos globais e procurando que o escoamento dos efluentes se faça por via gravítica de modo a favorecer a fiabilidade do sistema.

(28)

• Colectores e câmaras de visita em arruamentos no núcleo urbano

• Emissários e interceptores em regra, ao longo de linhas de vale (zonas baixas) Traçado condicionado pelo destino final das águas residuais

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Concepção de Sistemas de Drenagem

Traçado em Planta

PRINCÍPIOS:

a) Distância aos núcleos urbanos

a1) traçado ao longo de vales (rios)

a2) traçado ao longo da costa, como Estações Elevatórias (proximidade do oceano ou mares)

b) Afastamento da rejeição em zonas balneares

(29)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

(30)

ACTIVIDADES NECESSÁRIAS E ETAPAS DO TRABALHO: recolha de elementos de basepara dimensionamento;

inquérito sobre os condicionalismos locais do projecto e sobre a área urbanizada abrangida;

escolha do tipo de sistema de drenagem mais adequado e do modo como se irá processar o tratamento das águas residuais ou o seu destino final, assim como dos

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Aspectos de projecto a ter em conta

processar o tratamento das águas residuais ou o seu destino final, assim como dos componentes do sistema;

análise de soluções alternativas técnico-economicamente viáveis, a fim de encontrar uma situação de compromisso que permita resolver os principais problemas existentes;

dimensionamento hidráulico-sanitário de todos os colectores, em diâmetro e inclinação, e de todos os outros componentes do sistema correspondentes ao traçado escolhido, para os caudais de projecto;

apresentação de peças escritas e desenhadas que permitam a execução das obras e sirvam de base para a sua conveniente exploração.

(31)

ASPECTOS A OBSERVAR NO TRAÇADO EM PLANTA DOS COLECTORES

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

1. Cartografia adequada: levantamento topográfico à escala 1/1000 ou 1/2000 da zona já urbanizada e da zona da futura expansão, onde figura toda a informação

adequada (linhas de água, etc.).

2. O traçado é feito em função da topografia da zona (o escoamento é por gravidade), natureza do terreno, interferência com outros serviços existentes (água, luz,

telefones, …)

⇒

_{Consulta de cadastro.} telefones, …)

⇒

_{Consulta de cadastro.}

3. Depois do primeiro traçado em gabinete, deslocação ao local para recolher informações mais detalhadas, entre elas:

a) Melhor localização dos ramais de ligação (fachada versus retaguarda) b) Natureza do terreno (areia, terra ou rocha dura ou branda).

c) Tipo de acabamento dos pavimentos.

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SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

e) Traçado do emissário, ou emissários.

f) Níveis freáticos (problemas na execução da obra e cálculo dos caudais de infiltração).

g) Se estiverem previstas estações elevatórias analisar se existe energia eléctrica e estudar a localização do colector de recurso.

(continuação)

e estudar a localização do colector de recurso.

h) Mesmo que o projecto não inclua o estudo da estação de tratamento, analisar a sua possível localização.

4. Localização das câmaras de visita (ver aspectos a observar na localização das caixas de visita).

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SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

ASPECTOS A OBSERVAR NA IMPLANTAÇÃO DOS COLECTORES

1 - A implantação dos colectoresdeve fazer-se no eixo da via pública. 2 - Em vias de circulação largas e em novas urbanizações com

arruamentos de grande largura e amplos espaços livres e passeios, os colectores podem ser implantados fora das faixas de rodagem

Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 136º

os colectores podem ser implantados fora das faixas de rodagem mas respeitando a distância mínima de 1 m em relação aos limites das propriedades.

3 - Sempre que se revele mais económico, pode implantar-se um sistema duplo, com um colector de cada lado da via pública.

4 - Na implantação dos colectores em relação às condutas de distribuição de água deve observar-se o disposto no n.°3 do artigo 24.°

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SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

5 - Para minimizar os riscos de ligações indevidas de redes ou ramais, deve adoptar-se a regra de implantar o colector doméstico à direita do colector pluvial, no sentido do escoamento.

6 - Não é permitida, em regra, a construção de qualquer edificação sobre colectores das redes de águas residuais, quer públicas quer privadas.

quer públicas quer privadas.

7 - Em casos de impossibilidade, a construção de edificações sobre colectores deve ser feita por forma a garantir o seu bom funcionamento e a torná-los estanques e acessíveis em toda a extensão do atravessamento

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SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

ASPECTOS A OBSERVAR NA LOCALIZAÇÃO DAS CÂMARAS DE VISITA

Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 155º / Câmaras de visita

1 - É obrigatória a implantação de câmaras de visita: a) Na confluência dos colectores;

b) Nos pontos de mudança de direcção, de inclinação e de diâmetro dos colectores; c) Nos alinhamentos rectos, com afastamento máximo de 60 m e 100 m, conforme se

trate, respectivamente, de colectores não visitáveis ou visitáveis.

2 - Os afastamentos máximos referidos na alínea c) do número anterior podem ser aumentados em função dos meios de limpeza, no primeiro caso, e em situações excepcionais, no segundo.

(36)

AULA 19

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

• Determinação de caudais de projecto em colectores de

águas residuais.

• Critérios de dimensionamento e verificação hidráulica de colectores.

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SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

ETAPAS DO ESTUDO: SÍNTESE 1. TRAÇADO DA REDE EM PLANTA

2. CÁLCULO DE CAUDAIS

3. DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO-SANITÁRIO E TRAÇADO DA REDE EM PERFIL LONGITUDINAL

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SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Determinação de caudais de projecto

CÁLCULO DE CAUDAIS

1 - Nos sistemas de drenagem de águas residuais domésticas e industriais, os caudais de cálculo correspondem geralmente aos que se prevêm ocorrer no horizonte de projecto, ou seja, os caudais médios anuais afectados de um factor de ponta instantâneo, a que se adiciona o caudal de infiltração.

3 - Para o ano de início da exploração do sistema deve ser feita a verificação das Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 132°: Caudais de cálculo

3 - Para o ano de início da exploração do sistema deve ser feita a verificação das condições hidráulico-sanitáriasde escoamento.

Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 123°: Factor de afluência à rede

1 - O factor de afluência à rede é o valor pelo qual se deve multiplicar a capitação de consumo de água para se obter a capitação de afluência à rede de águas residuais domésticas.

2 - Os factores de afluência à rede devem ser discriminados por zonas de características idênticas, que são função da extensão de zonas verdes ajardinadas ou agrícolas e dos hábitos de vida da população, variando geralmente entre0,70 e 0,90.

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SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

1. Distribuição da população, por trechos.

2. Cálculo da população acumulada servida por cada trecho.

3. Cálculo do caudal médio:

PROCESSO DE CÁLCULO

3. Cálculo do caudal médio:

Q

_comunitário

=

Q

_pop

+ Q

_ind.

+

Q

_inf.

sendo:

Q_comunitário - caudal total a drenar pelo colector

Q _pop - caudal atribuível à população

Q _ind. - caudal atribuível à indústria

Q _inf. - caudal de infiltração de águas subterrâneas e de afluências pluviais

(40)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

4. Cálculo do caudal de infiltração Usual considerar:

0 <

Qi < Qm

De acordo com o Artigo 126º do DR 23/95: para

D ≤ 300 mm

ENTÃO:

Qi = Qm

5. Cálculo do caudal de ponta

Q

= F x ( ∑

K

x População x Capitação

)

Q

_pop

= F

_h

x ( ∑

K

_r

x População x Capitação

_AR

)

sendo:

F_h - factor de ponta instantâneo (variável com a população, de acordo com o Artigo 125º do DR 23/95);

K_r - coeficiente de afluência que varia (normalmente) de 0,70 a 1,0, que resulta de que nem toda a água consumida é drenada (perdas, regas, lavagens, etc.);

população - do ano 0 para verificação de auto-limpeza;

capitação -do ano horizonte para verificação da capacidade.

Pop

F

_h

=

1 +

,

5

60

(41)

1. Deverão ser observadas

as características dos caudais a escoar

, a

sua variação, os seus valores extremos e

as características dos

sólidos transportados

;

2. Caudais característicos de dimensionamento:

CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO-SANITÁRIO

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Dimensionamento hidráulico-sanitário

a) de ponta no início de exploração da rede

, para a verificação

das condições de auto-limpeza;

b)

de ponta no ano horizonte de projecto

, para avaliar da

capacidade máxima do escoamento.

3. Auto-limpeza

: condições de escoamento para o caudal de ponta

(início de exploração da rede), tais que os sólidos depositados

nas

horas mortas

possam ser arrastadas

em horas de ponta

.

(42)

4. Diâmetro mínimo

(Artigo 126º do DR 23/95)

D _mín= 200 mm

5. Altura máxima do escoamento

(Artigo 133º do DR 23/95): a) colectores domésticos

D ≤≤≤≤ 500 mm y _máx/ D = 0,50 D > 500 mm y _máx/ D = 0,75

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

D > 500 mm y _máx/ D = 0,75

b)

colectores unitários e separativos pluviais

y _máx/ D = 1

6. Velocidade máxima de escoamento

(Artigo 133º do DR 23/95): V _máx = 3 ms-1 _{para colectores domésticos}

V _máx = 5 ms-1 _{para colectores unitários ou separativos}

(43)

7. Inclinações mínimas

e

máximas

por razões construtivas

J _mín = 0,3 % Regulamento Nacional (admitem-se inclinações

inferiores desde que seja garantido o nivelamento e o poder de transporte)

J _máx = 15% Regulamento Nacional (salvo dispositivos especiais de ancoragem do colector)

J = 1/ D (mm) Norma Europeia!

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Artigo 133º do DR 23/95

J _mín= 1/ D (mm) Norma Europeia!

8. Critério de auto-limpeza

(Artigo 133º do DR 23/95)

:

Velocidade do

escoamento para o caudal de ponta no início de exploração:

V _ALimpeza = 0,6 ms-1 _{para colectores domésticos}

V _ALimpeza = 0,9 ms-1 _{para colectores unitários ou}

separativos pluviais

Sendo inviáveis os limites referidos anteriormente, como sucede nos colectores de cabeceira, devem estabelecer-se declives que assegurem estes valores limites para o caudal de secção cheia.

(44)

1º cada troço entre duas caixas de visita deve ser dimensionado iniciando-se os cálculos por uma das caixas de visita de cabeceira, caminhando de montante para jusante e não se passando a qualquer troço de jusante sem ter concluído o dimensionamento de todos os troços a montante;

2º a determinação do diâmetro e da inclinação dos colectores deve ser feita em estreita ligação com o perfil longitudinal do

PROCEDIMENTO E METODOLOGIA DE DIMENSIONAMENTO

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

deve ser feita em estreita ligação com o perfil longitudinal do terreno, em função das regras práticas enunciadas;

Critério

não Imperativo

3º a altura e a velocidade de escoamento devem ser inferiores ou iguais às máximas admissíveis, para o caudal de ponta no ano horizonte de projecto (Q_fi);

4º a velocidade ou o poder de transporte devem ser superiores ou iguais aos mínimos exigidos (auto-limpeza), para o caudal de ponta no início de exploração da rede (Q _in);

5º as inclinações dos colectores devem estar compreendidas entre limites mínimos e máximos por razões construtivas.

(45)

Conhecidos I _colector , D e Q _dim: a) calcular θθθθ(iterativamente)

b) determinar y, Se V (pela equação da continuidade)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO DE CADA COLECTOR

1) MÉTODO ANALÍTICO Q = K_s x S x R 2/3 _{x J}1/2 Q = 2 -13/3 _{x K} s x

θ

-2/3 (

θ

– sin

θ

) 5/3 x D 8/3 x J 1/2 4 , 0 6 , 1 6 , 0 1 6,063 n s n n D J K Q sen

θ

− +        + =

(46)

ConhecidosI _colector , D e Q _dim: a) calcular Q _fe V _f

b) determinar a relação Q _dim/ Q _f

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

2) MÉTODO GRÁFICO

c) utilizar o ábaco das propriedades hidráulicas das secções circulares:

curva de Q

Q _dim/ Q _f y / D ⇒⇒⇒⇒_y

curva de V

(47)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Características Hidráulicas do Escoamento

Trecho População [hab] Q _m f _p Q _inf Q _pt D I h/D V _real τ

Real Q sc V sc

[-] Afluente Acumulada [L/s] [-] [L/s] [L/s] [mm] [m/m] [-] [m/s] [N/m2_] [L/s] [m/s]

• Um Quadro para Dimensionamento com Q_ponta do Ano 40;

• Um Quadro para Verificação para Q_ponta do Ano 0.

1-2

2-3

(48)

AULA 20

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

• Traçado de colectores em perfil longitudinal.

• Critérios regulamentares: câmaras de visita e implantação de colectores.

(49)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Localização e Traçado de Colectores

ASPECTOS A OBSERVAR NO TRAÇADO EM PERFIL LONGITUDINAL

1. Sempre que possível, adoptar inclinações que minimizem o volume de escavação (chegar a jusante com a profundidade mínima).

2. Respeitar inclinações máximas e mínimas (a discutir no dimensionamento hidráulico). 3. Profundidade de assentamento mínima, medida sobre o extradorso dos colectores,

de 1,00 m (poderá ser menor, em casos excepcionais). de 1,00 m (poderá ser menor, em casos excepcionais). 4. Alinhamento dos colectores em perfil longitudinal:

a) Alinhar os colectores pelas geratrizes interiores superiores

b) Cota da linha de energia específica a montante da C.V. igual à cota da linha de energia específica a jusante mais uma dada queda na C.V. (caixa de visita). 5. Progressão crescente dos diâmetros de montante para jusante da rede (RGCE) 6. Diâmetro mínimo regulamentar (estipulado pelo RGCE em 200 mm).

(50)

Se i

_ideal

< i

_mínimo

⇒

_i

_mínimo(*)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Selecção da Inclinação dos Colectores

Se i

_mínimo

< i

_ideal

< i

_máximo

⇒

_i

_ideal

(*) _I

ideal - inclinação que se obtém unindo a cota de soleira da caixa de visita de montante, com a cota da caixa de visita de jusante a que corresponde a profundidade mínima.

(51)

Se i _ideal > i _máximo ⇒⇒⇒⇒ _i_máximo

e recorrer a uma câmara de visita com queda.

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Selecção da Inclinação dos Colectores

Se colector a montante estiver a uma profundidade superior à mínima, adoptar um declive que traga o colector, a jusante,

para a profundidade mínima regulamentar ou a exequível, face ao i _{mínimo aceitável}.

(52)

Trechos com que arrancam com a profundidade mínima

i _terreno < i _mímima ⇒⇒⇒⇒ _i_mínimo

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Selecção da Inclinação dos Colectores / Exemplos

Regra geral:

(53)

Trechos com que arrancam com a profundidade mínima e

i _mímima < i _terreno < i _máxima

Adoptar ⇒⇒⇒⇒ _i_terreno

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Regra geral:

(54)

Adoptar ⇒⇒⇒⇒ _i_mínimo

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(55)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

(56)

1 - Nas redes separativas domésticas, a secção de um colector nunca pode ser reduzida para jusante.

2 - Nas redes unitárias e separativas pluviais, pode aceitar-se a redução de secção para jusante, desde que se mantenha a capacidade de transporte.

Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 135º

Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 159º

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Diâmetro e Outras Regras do Perfil Longitudinal

inserção de um colector noutro deve ser efectuado no sentido do escoamento;

nas alterações de diâmetro [dos colectores] deve haver sempre a concordância da geratriz superior interior dos colectores (evitar regolfos e entupimentos e garantir a continuidade da veia líquida);

quedas simples (se desnível ≤≤≤≤ 0,50 m) ou guiadas (se > 0,50 m);

se a profundidade da câmara de visita exceder os 5 m, construir um patamar de segurança a meio, com passagens não coincidentes.

(57)

1 - Aprofundidade de assentamento dos colectores não deve ser inferior a 1 m, medida entre o seu extradorso e o pavimento da via pública.

2 - O valor referido no número anterior pode ser aumentado em função de exigências do trânsito, da inserção dos ramais de ligação ou da instalação de outras infra-estruturas.

3 - Em condições excepcionais, pode aceitar-se uma

Decreto Regulamentar nº 23/95 – Artigo 137º

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

3 - Em condições excepcionais, pode aceitar-se uma profundidade inferior à mínima desde que os colectores sejam convenientemente protegidos para resistir a sobrecargas.

3 - A implantação das condutas [de distribuição de água]deve ser feita num plano superior ao dos colectores de águas residuais e a uma distância não inferior a 1 m, de forma a garantir protecção eficaz contra possível contaminação, devendo ser adoptadas protecções especiais em caso de impossibilidade daquela disposição.

(58)

em planta, o traçado dos colectores das duas redes deve apresentar sempre a mesma posição relativa, ou seja, o colector de águas residuais comunitárias sempre à direita ou à esquerda do pluvial;

em perfil longitudinal, a soleira do colector pluvial deve ser localizada a uma cota superior à do extradorso do colector de águas residuais comunitárias;

Traçado de colectores / planta e perfil longitudinal

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

em perfil transversal, devem ser fixadas distâncias mínimas, na horizontal e na vertical, entre os extradorsos dos colectores pluvial e de águas residuais comunitárias; nas confluências, nos cruzamentos e nas mudanças de direcção, as caixas de visita devem ser implantadas com a disposição que se apresenta na Figura.

(59)

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Câmaras de Visita

Câmaras de visita normalizadas

Câmaras de visita para grandes diâmetros

CÂMARAS DE VISITA: PORMENORES CONSTRUTIVOS

(60)

Câmaras com diâmetro interior (D_i) função da profundidade (H): H < 2,5 m D _i = 1,00 m H > 2,5 m D _i= 1,25 m

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

(61)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

(62)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

(63)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

(64)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Câmaras de Corrente de Varrer

(65)

SISTEMAS DE DRENAGEM DE ÁGUAS RESIDUAIS

Ramais domiciliários

RAMAIS DOMICILIÁRIOS: PORMENORES CONSTRUTIVOS