Sistemas de Drenagem de águas residuais Constituição do Sistema de drenagem

Sistemas de Drenagem de águas residuais

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Classificação dos Sistemas de Drenagem

Unitários -

Separativos

-constituídos por duas redes de colectores distintas, uma

destinada às águas residuais domésticas e industriais e outra à drenagem das águas pluviais ou similares.

Mistos -

Separativos parciais ou pseudo-separativos –

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

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Escolha do tipo de sistema - unitário versus separativo 1

Vantagens –

É menos oneroso e de mais fácil construção.

Desvantagens

-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 das matérias 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 estação de tratamento elevadas cargas poluentes; as sarjetas, os sumidouros e outros órgãos de entrada na rede têm, em geral, de ser sifonados;

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Escolha do tipo de sistema - unitário versus separativo 2

Desvantagens

-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 água próxima;

nos sistemas unitários, os colectores têm de ser construídos com materiais resistentes à corrosão, verificando-se nos sistemas

separativos de águas pluviais a situação oposta, dado que só

transportam água de escoamento superficial, praticamente sem efeitos corrosivos;

quando existir estação de tratamento a jusante do sistema, a sua

capacidade terá de ser superior no caso de um sistema unitário, o que corresponde a um investimento inicial e custos de exploração

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Concepção e Dimensionamento de Sistemas de Drenagem

A concepção e dimensionamento de um sistema de drenagem requer o desenvolvimento de um conjunto de actividades:

- recolha de elementos de base para 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 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 de todos os colectores, em diâmetro e inclinação, e, de um modo geral, de todos os outros componentes do sistema

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Caudal de Dimensionamento

CAUDAL MÉDIO DE DIMENSIONAMENTO:

Q

=

Q

+ Q

+

Q

Sendo:

Q

-

Caudal total a drenar pelo colector

Q

-

Caudal atribuível à população

Q

-

Caudal atribuível à Indústria

Q

-

Caudal de Infiltração de águas subterrâneas e de

afluências pluviais.

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Caudal de Dimensionamento

CAUDAL DE DIMENSIONAMENTO:

Q

= F

. (∑

K

.

Pop . Cap

)

Sendo:

F

-

Factor de ponta instantâneo

(variável com a população);

K

-

coeficiente de redução que varia (normalmente) de 0,70

a 1,0, que resulta de que nem toda a água consumida é

drenada (perdas, regas, lavagens, etc.);

Pop. -

População

-

Cap. -

Capitação

Pop

F

=

1

,

5

+

60

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Localização das caixas de visita

• Câmaras ou caixas de visita

Decreto Regulamentar nº 23/95

Artigo 155.º

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.

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Caixas de visita

Caixa de visita para grandes D

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Localização e traçado dos colectores

Decreto Regulamentar nº 23/95

Artigo 137.º

1 - A profundidade de assentamento dos colectoresnão 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 profundidade inferior à mínima desde que os colectores sejam convenientemente protegidos para resistir a sobrecargas.”

Artigo 24.º

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

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Traçado dos colectores

• Traçado dos colectores em Planta e Perfil longitudinal

• 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 (refere-se que o Decreto Regulamentar nº 23/95, estipula, no ponto 5 do seu artigo 135.º, que “…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…”);

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

• 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.

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CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO-SANITÁRIO

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:

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.

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CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO-SANITÁRIO

4. Diâmetro mínimo (Art. 134) D_min= 200 mm.

5. Altura máxima do escoamento: a) Colectores domésticos

D<= 500 mm y_máx/D = 0,50

D> 500 mm y_máx/D = 0,75

b) Colectores unitários e separativos pluviais y_máx/D = 1

6. Velocidade Máxima de escoamento:

V_máx = 3 ms-1 _{para Colectores domésticos}

V_máx = 5 ms-1 _{para Colectores unitários ou separativos}

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CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO-SANITÁRIO

6. 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_mín = 1/ D(mm) Norma Europeia;

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

7. Critério de auto-limpeza: 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

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Selecção da Inclinação dos colectores

Se

i

< i

⇒

i

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Selecção da Inclinação dos colectores

Se

i

> i

⇒

i

e recorrer a uma câmara de visita com queda.

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

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Selecção da Inclinação dos colectores. Exemplos 1

Trechos com que arrancam com a profundidade mínima

i

< i

⇒

i

Regra Geral:

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Selecção da Inclinação dos colectores. Exemplos 2

Trechos com que arrancam com a profundidade mínima e

i

<i

< i

Adoptar ⇒

i

Regra Geral:

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Selecção da Inclinação dos colectores. Exemplos 3

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Diâmetro e outras regras do perfil longitudial

Decreto Regulamentar nº 23/95

Artigo 135.º

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.

Regras de implantação (Art.º 159º)

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

• alinhar geratrizes interiores superiores (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.

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Procedimento e Metodologia de Dimensionamento

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 terreno, em função das regras práticas enunciadas;

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.

Critério