Apostila Saneamento 1

Unidade I Redes de Esgotos Sanitrios__________________________________________________________________________________________

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SANEAMENTO BSICO II

A disciplina de Saneamento Bsico II possui os seguintes objetivos

especficos :

Projetar, especificar e construir redes de esgoto sanitrios.

Projetar e especificar sistemas de tratamento de guas residurias.

Projetar e especificar sistemas simplificados para limpeza urbana e para

tratamento de resduos slidos.

Conhecer a legislao de proteo ambiental e os procedimentos para

execuo de Estudos de Impactos Ambientais.


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UNIDADE I - REDES DE ESGOTO SANITRIO

1. Introduo

Os processos de consumo da gua, na sua maioria geram vazes de guas residurias que,

por no disporem de condies de reutilizao, devem ser coletadas e transportadas para

locais afastados da comunidade, de modo mais rpido e seguro, onde, de acordo com as

circunstncias, devero passar por processos de depurao adequados antes de serem lanadas

nos corpos receptores naturais. Este condicionamento necessrio para preservar o equilbrio

ecolgico no ambiente atingido direta ou indiretamente pelo lanamento. Este servio

executado pelo Sistema de Esgotos Sanitrios.

Nas cidades beneficiadas por um sistema pblico de abastecimento de gua e ainda

carentes de sistemas de esgoto sanitrio, as guas servidas acabam poluindo o solo,

contaminando as guas superficiais e freticas e freqentemente passam a escoar pelas valas e

sarjetas, constituindo-se em perigosos focos de disseminao de doenas.

Com a construo de um sistema de esgoto sanitrio numa comunidade, procura-se atingir

os seguintes objetivos mais importantes :

melhoria das condies higinicas locais e conseqente aumento da produtividade;

conservao de recursos naturais, das guas em especial;

coleta e afastamento rpido e seguro do esgoto sanitrio;

disposio sanitariamente adequada do efluente;

eliminao de focos de poluio e contaminao, assim como de aspectos estticos

desagradveis (por exemplo, odores agressivos);

proteo de comunidades e estabelecimentos de jusante;

diminuio dos custos no tratamento de guas para abastecimento, que seriam ocasionadas

pela poluio dos mananciais;

reduo de gastos pblicos com campanhas de imunizao e/ ou erradicao de molstias

endmicas ou epidmicas.


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Logo, entende-se como Sistema de Esgotos Sanitrios o conjunto de obras e instalaes

destinadas a propiciar a coleta, o transporte e o afastamento, o tratamento e a disposio final

das guas residurias da comunidade, de uma forma adequada do ponto de vista sanitrio.

O conjunto de condutos e obras destinados a coletar e transportar as vazes para um

determinado local de convergncia dessas vazes denominado de Rede Coletora de Esgotos.

Portanto, por definio, a Rede Coletora apenas uma componente de um Sistema de

Esgotamento Sanitrio.

2. Classificao dos Sistemas de Esgoto

Na Antigidade as preocupaes voltavam-se para as obras de esgotamento pluvial,

devido ao fato da inexistncia de peas sanitrias com descarga hdrica e pela ignorncia dos

povos sobre a periculosidade dos resduos domsticos.

Os primeiros sistemas de esgotamento executados pelo homem tinham como objetivo

proteg-lo das vazes pluviais, devendo-se isto, principalmente, a inexistncia de redes de

distribuio de gua potvel e de peas sanitrias com descargas hdricas, fazendo com que

no houvesse, a primeira vista, vazes de esgotos tipicamente domsticas.

O aparecimento da gua encanada e das peas sanitrias com descarga hdrica, fizeram

com que a gua passasse a servir com uma nova finalidade: afastar propositadamente dejetos

e outras impurezas indesejveis ao ambiente de vivncia. A evoluo dos conhecimentos

cientficos, principalmente na rea de sade pblica, tornou imprescindvel a necessidade de

canalizar as vazes de esgoto de origem domstica. Essas vazes passaram, ento, a serem

conduzidas para as galerias de guas pluviais existentes originando, assim, o denominado

Sistema Unitrio de Esgotos (Figura 2). No incio do sculo XVIII, a construo dos

sistemas unitrios propagou-se pelas principais cidades do mundo na poca, como Londres,

Paris, Amsterdam, Hamburgo, Viena, Chicago, Bueno Aires, etc. A adoo de Sistemas

Unitrios de Esgotos em cidades situadas em regies com alto ndice pluviomtrico tornou-se

invivel devido ao elevado custo das obras, em virtude da necessidade da construo das

avantajadas galerias transportadoras das vazes mximas.


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No Brasil, foram contratados pelo imperador D. Pedro II, projetistas ingleses para

elaborarem e implantarem sistemas de esgotamento para o Rio de Janeiro e So Paulo, na

poca, as principais cidades brasileiras. Ao estudarem a situao, os projetistas depararam-se

com situaes peculiares e diferentes das encontradas na Europa, principalmente as condies

climticas (clima tropical) e a urbanizao (lotes grandes e ruas largas). Aps criteriosos

estudos e justificativas foi adotado na ocasio, um indito sistema no qual eram coletadas e

conduzidas s galerias, alm das guas residurias domsticas, apenas as vazes pluviais

provenientes das reas pavimentadas interiores aos lotes (telhados, ptios e etc). Criava-se,

ento, o Sistema Separador Parcial, cujo objetivo bsico era reduzir os custos de

implantao e, consequentemente, as tarifas a serem pagas pelos usurios.

Logo aps, em 1879, o engenheiro George Waring foi contratado para projetar um sistema

de esgotos para a cidade de Memphis, na Gergia, EUA, onde predominava uma economia

rural e relativamente pobre, praticamente incapaz de custear a implantao de um sistema

convencional poca. Waring projetou ento um sistema exclusivamente para coleta e

remoo das guas residurias domsticas, excluindo, portanto, as vazes pluviais no clculo

dos condutos, surgindo o Sistema Separador Absoluto (Figura 1) de esgotos sanitrios e

uma outra exclusiva para guas pluviais. Rapidamente o sistema separador absoluto foi

difundido-se pelo resto do mundo a partir das idias de Waring e de suas publicaes. No

Brasil destacou-se na divulgao do novo sistema, Francisco Saturnino de Brito, engenheiro

civil e o mais notvel sanitarista nacional, cujos estudos, trabalhos e sistemas reformados pelo

mesmo, fizeram com que, a partir de 1912, fosse adotado obrigatoriamente no pas, os sistema

separador.

Figura 1 Sistema Separador Absoluto Figura 2 Sistema Unitrio ou Combinado


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2.1 Comparao entre os Sistemas de Esgotamento

Uma comparao entre os Sistemas Unitrio e Separador Absoluto permite entender os

motivos pelos quais este ltimo o mais empregado atualmente :

Desvantagens do Sistema Unitrio :

dificulta o controle da poluio a jusante onerando o tratamento, em virtude do grande

volume de esgotos coletados e transportados em pocas de cheia e, consequentemente, o

alto grau de diluio em contraste com as pequenas vazes escoadas nos perodos de

estiagem, acarretando problemas hidrulicos nos condutos e encarecendo a manuteno do

sistema;

exige altos investimentos iniciais na construo de grandes galerias necessrias ao

transporte das vazes mximas do projeto;

tem funcionamento precrio em ruas sem pavimentao, principalmente de pequenas

declividades longitudinais, em funo da sedimentao interna de parte do material slido

oriundo dos leitos das vias pblicas;

implicam em construes mais difceis e demoradas em conseqncia das suas dimenses,

criando maiores dificuldades fsicas e no cotidiano da populao da rea atingida.

Vantagens do Sistema Separador Absoluto :

permite a implantao independente dos sistemas (pluvial e sanitrio) possibilitando a

construo por etapas e em separado de ambos, inclusive desobrigando a construo de

galerias pluviais em maior nmero de ruas;

permite a instalao de coletores de esgotos sanitrios em vias sem pavimentao, pois

esta situao no interfere na qualidade dos esgotos coletados;

permite a utilizao de peas pr-moldadas denominadas de tubos, na execuo das

canalizaes em funo da reduo nas dimenses necessrias ao escoamento das vazes,

reduzindo custos e prazos na implantao dos sistemas;

acarreta maior flexibilidade para a disposio final das guas de origem pluvial, pois estes

efluentes podero ser lanados nos corpos receptores naturais da rea (crrego, rios, lagos,


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etc) sem necessidade prvia de tratamento o que acarreta reduo da sees e da extenso

das galerias pluviais;

reduz as dimenses das estaes de tratamento facilitando, consequentemente, a operao

e manuteno destas em funo da constncia na qualidade e na quantidade das vazes a

serem tratadas.

Diante destas circunstncias quase inconcebvel nos dias de hoje, projetarem-se sistemas

unitrios de esgotamento, sendo que em vrios pases (entre estes o Brasil) tornou-se

obrigatrio o emprego do Sistema Separador Absoluto.

2.2 Sistemas Alternativos para Coleta e Transporte de Esgoto Sanitrio

As redes de esgotos representam cerca de 75 % do custo de implantao de um sistema de

esgoto sanitrio, os coletores tronco 10 %, as elevatrias 1 %, e as estaes de tratamento 14

%. Devido ao alto custo da construo das redes, tm sido apresentadas, por alguns autores,

sistemas alternativos para coleta e transporte, visando a diminuio dos custos das redes de

esgotos. Dentre estes podem ser citados :

Sistema Condominial de Esgoto;

Rede Coletora de Baixa Declividade com utilizao do dispositivo gerador dedescarga.

2.2.1 Sistema Condominial

O condominial foi desenvolvido no Rio Grande do Norte, espalhando-se para outros

estados brasileiros com pequenas adaptaes. Esse sistema uma forma de concepo de

traados de redes, onde a idia central de sua implementao a formao de condomnios,

em grupos de usurios, a nvel de quadra urbana, como unidade de esgotamento.

No aspecto fsico, o ramal condominial, constitui uma rede de tubulaes que passa

quase sempre, entre os quintais no interior dos lotes, cortando-os, no sentido transversal.

Intercalada nesta rede interna quadra, de pequena profundidade, encontra-se em cada

quintal, uma caixa de inspeo qual se conectam as instalaes sanitrias prediais,

independentemente, constituindo um ramal multifamiliar.

No aspecto social, resulta da formao de um condomnio, ou de condomnios, na

quadra urbana, abrangendo o conjunto de usurios interligados pelo ramal multifamiliar. O


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condomnio, informal, alcanado atravs de pacto entre vizinhos, o qual possibilita o

assentamento dos ramais em lotes particulares e disciplina a participao dos condminos no

desenvolvimento dos trabalhos. A execuo das obras realizada pelos usurios do sistema

com a ajuda do municpio ou empresa saneamento bsico.

O traado mais racional discutido com os usurios e apresentado como padro do

servio, permitindo modificaes, desde que sejam assumidos os nus adicionais por quem

assim desejar.

A operao e manuteno desse ramal de responsabilidade do prprio condomnio a

que serve, cada condmino assumindo a parcela dos sistema situado em seu lote.

No local mais conveniente, por exemplo, um ponto baixo da quadra, de preferncia

onde existe espao livre entre duas casas, o ramal sai da quadra e lana os esgotos em uma

caixa de passagem, localizada no passeio, que integra a rede coletora do sistema.

A Figura 3 a seguir ilustra o traado da rede coletora de esgotos de um Sistema

Condominial.

Figura 3 Exemplo de Sistema Condominial de Coleta de Esgotos


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Comparao entre o Sistema Condominial e o Convencional

As principais vantagens do sistema condominial so :

Menor extenso das ligaes prediais e coletores pblicos;

Baixo custo de construo de coletores, cerca de 57,5 % mais econmicos que ossistemas convencionais;

Custo menor de operao;

Maior participao dos usurios;

A qualquer tempo, sem quebras do asfalto ou tumultos no trnsito, podem serfeitas as ligaes domiciliares ou desobstrues nas linhas.

As principais desvantagens do sistema condominial so :

Sem uma poltica de aceitao condominial, podero surgir conflitos entre osusurios do sistema, visto que o xito deste sistema depende fundamentalmente da

atitude dos usurios, sendo imprescindveis uma boa comunicao, explicao,

persuaso e treinamento;

Menor ateno na operao e manuteno dos coletores;

Pode ocorrer o uso indevido dos coletores de esgoto, tais como, lanamento deguas pluviais e resduos slidos;

Com os coletores assentados em lotes particulares, pode haver dificuldade nainspeo, operao e manuteno pelas empresas que operam o sistema;

Menor extenso das ligaes prediais e coletores pblicos.

Para efeito de comparao so apresentadas nas Figuras 4 e 5 as ligaes prediais do

sistema convencional e do sistema condominial, para o esgotamento das quadras. Pelo que se

observa na Figura 4, haver necessidade de 80 ligaes prediais ao coletor pblico, para o

atendimento das quadras, considerando o sistema convencional. Para o sistema condominial

as ligaes ao coletor pblico sero de apenas 4, conforme apresentado na Figura 5.

Alm da diminuio do nmero de ligaes, haver uma sensvel diminuio da

extenso dessas ligaes, e tambm, poder haver uma diminuio de comprimento da rede

pblica, conforme se observa nas Figuras 4 e 5.


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Figura 4 Sistema Convencional

Figura 5 Sistema Condominial

Para o dimensionamento do sistema condominial podem ser utilizadas as tcnicas

convencionais, conforme ser visto mais adiante, entretanto, tem sido apresentado por alguns

autores, as seguintes recomendaes :

Dimetro da ligao ao ramal condominial : 100 mm, com declividade mnima de1 %;

Dimetro mnimo do ramal condominial : 100 mm, com declividade mnima de0,006 m/m;

Utilizao das caixas de inspeo no interior das quadras, com recobrimentomnimo de 0,30 m.


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2.2.2 Rede Coletora de Baixa Declividade com a Utilizao do Dispositivo

Gerador de Descarga (DGD)

Em reas planas ou onde o terreno apresenta baixas declividades, a implantao e

operao de redes coletoras de esgoto sanitrio pode tornar-se bastante onerosa. Estas

condies esto presentes, por exemplo, em um grande nmero de cidades litorneas da costa

brasileira. Nestes locais tem-se, no raramente, uma situao de reas planas, solos moles e

lenol fretico alto exigindo disposies construtivas especiais, tais como: escoramento

contnuo de valas, rebaixamento do lenol, fundaes especiais para a tubulao e etc. Em

consequncia a incidncia dos custos relativos escavao, escoramento, reaterro e

recomposio da via se situa na faixa dos 80 a 90 % do custo total de implantao.

O custo de implantao e operao em reas planas eleva-se tambm pelo emprego de

estaes elevatrias de esgoto nestes locais.

A busca de solues de menor custo de implantao e operao de redes coletoras de

esgotos para as situaes antes descritas, levou ao desenvolvimento das redes coletoras de

baixa declividade. Trata-se de soluo onde a rede assentada a declividades drasticamente

reduzidas, bem menores que as resultantes dos clculos propostos na normalizao com as

vazes originas de dimensionamento. Para um coletor atendendo ao mesmo trecho, porm

com uma declividade muitssimo menor, observa-se a montante do trecho a presena de um

dispositivo gerador de descargas (DGD) que atravs de suas descargas de esgoto origina o

escoamento requerido para o transporte da carga slida depositada (Figura 6).

Esta tecnologia conta com patente em nome do IPT e da FAPESP e seu desempenho

acha-se em fase comprobatria em trecho piloto implantado na rede coletora da SABESP

(ano de 1999), na cidade de Guaruj, Estado de So Paulo.

Figura 6 Concepo bsica de funcionamento de redes coletoras de baixa declividade, coma utilizao do DGD.

DGD

Dispositivo Gerador de Descarga (DGD)


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3. Classificao e Composio dos Esgotos

De acordo com a origem o esgoto pode ser :

Sanitrio, Comum ou Domstico : so aqueles provenientes de reas comerciais e

residenciais (aparelhos sanitrios, cozinhas, lavagem de roupas, etc.). Tecnicamente esses

despejos so denominados de guas residurias domsticas, esgotos domsticos ou

esgotos sanitrios.

Industrial : so aqueles provenientes de processos industriais. Tem caractersticas

prprias em funo da matria-prima, do processo de industrializao utilizado e do

produto industrializado. Ela apresenta uma contribuio localizada de grande volume,

com composio variando de orgnica a mineral, sendo geralmente rico em slidos

dissolvidos minerais.

Pluvial : decorrente da coleta da precipitao atmosfrica e da lavagem das ruas.

tipicamente intermitente ou sazonal, dependendo essencialmente das precipitaes

atmosfricas.

3.1 Composio dos Esgotos Sanitrios

Os esgotos sanitrios tm em sua composio cerca de 0,1 % de material slido,

compondo-se o restante essencialmente de gua (99,9 %). Essa parcela, numericamente to

pequena, , no entanto, causadora dos mais desagradveis transtornos, pois a mesma possui

em seu meio microorganismos, na maioria unicelulares, consumidores de matria orgnica e

de oxignio e, muito provavelmente, a ocorrncia de microorganismos patognicos a vida

micro animal em geral.

O esgoto domstico chega rede coletora com oxignio dissolvido, resultante em parte

pela gua que deu origem e parte inserido atravs de turbulncia normalmente ocorrida na sua

formao.

O esgoto fresco, ou de produo recente, apresenta gua com aspecto original, quase sem

cheiro, em virtude da presena de oxignio dissolvido e partculas slidas transportadas ainda

intactas.

O esgoto velho o que apresenta uma certa homogeneidade pela desintegrao do

material transportado, provocada pela movimentao demorada; a colorao cinza escuro e

h incio de odores desagradveis pela depresso de oxignio. Com a movimentao


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turbulenta atravs dos condutos de transporte a parte slida sofre desintegrao formando uma

vazo lquida de colorao cinza-escura, com liberao de pequenas quantidades de gases

mal cheirosos, oriundos da atividade metablica dos microorganismos presentes em seu meio.

O aumento da lmina lquida nos condutos originado do acrscimo das vazes para

jusante e da reduo das declividades, dificulta a entrada de oxignio atmosfrico, enquanto

que o oxignio livre no meio aquoso consumido pelos microorganismos aerbios. Se a

capacidade de reaerao da massa lquida no for suficiente para abastecimento das

necessidades das bactrias, a quantidade de oxignio livre tende a zero, provocando o

desaparecimento de toda a vida aqutica aerbia, constituindo-se o esgoto sptico de cor

preta, com exalao intensa de odores ofensivos decorrentes de forte ao anaerbia.

Denominam-se bactrias aerbicas aquelas que consomem em sua atividade vital o

oxignio livre presente no interior da massa lquida, originando o processo de decomposio

biolgica aerbica do esgoto tambm chamado de oxidao. Na ausncia de oxignio livre ou

presena em quantidade insuficiente para a realizao do processo citado, desenvolve-se o

processo de decomposio anaerbica ou putrefao que realizado pelas bactrias

anaerbicas as quais consomem o oxignio dos compostos orgnicos e inorgnicos em sua

atividade metablica como, por exemplo, dos sulfatos.

Sempre que possvel a decomposio aerbia prefervel anaerbia. Para efeito de

comparao pode-se afirmar que o processo aerbio desenvolve-se com maior rapidez e seus

produtos, gs carbnico, nitratos, sulfatos e gua, so mais facilmente assimilados pelos

macrosseres, principalmente os vegetais, enquanto que do anaerbio resultam metano,

amonaco e gs sulfdrico entre outros, que so gases nocivos a sade humana e de odor

bastante desagradvel.

3.2 Principais contaminantes dos Esgotos Sanitrios

As principais substncias contaminantes existentes nos esgotos sanitrios so :

Slidos em suspenso: podem levar ao desenvolvimento de depsitos de lodo e condies

anaerbias quando despejos de esgotos no tratados so lanados no ambiente aqutico.

Materiais orgnicos biodegradveis: compostos principalmente de protenas,

carboidratos e gorduras, sendo medidos comumente em termos de DBO (Demanda

Bioqumica de Oxignio) e DQO (Demanda Qumica de Oxignio). Se lanados sem


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tratamento no ambiente, sua estabilizao biolgica pode levar ao esvaziamento das fontes

de oxignio natural e ao desenvolvimento de condies spticas.

Microorganismos Patognicos: doenas epidmicas e endmicas podem ser transmitidas

pelos organismos patognicos existentes nos despejos de esgotos.

Nutrientes : tanto o nitrognio e fsforo aliados ao carbono, so nutrientes essenciais para

o crescimento. Quando lanados no ambiente aqutico, estes nutrientes podem levar ao

crescimento de vida aqutica indesejvel. Quando lanados em grandes reas de terra,

podem tambm poluir o subsolo.

Matria Orgnica Refratria: estes materiais tendem a resistir a mtodos convencionais

de tratamento de esgotos. Exemplos tpicos incluem detergentes e seus derivados, fenis e

pesticidas agrcolas.

Slidos Inorgnicos Dissolvidos: constituintes inorgnicos como clcio, sdio e sulfato

so adicionados aos sistemas de abastecimento de gua domsticos como um resultados

do uso da gua, devendo serem removidos se houver necessidade de reuso do despejo.

3.3 Composio Fsico-Qumica Tpica de Esgoto Bruto Domstico

As principais caractersticas observadas em laboratrio do esgoto so :

Caractersticas Fsicas: cor, turbidez, odor, slidos totais (suspensos e dissolvidos);

Caractersticas Qumicas: acidez livre, alcalinidade, cloretos, nitrognio, fsforo, pH,

oxignio dissolvido (geralmente inexistente), oxignio consumido pelo permanganato

(DQO - matria orgnica oxidvel quimicamente), demanda bioqumica de oxignio

(DBO matria orgnica oxidvel poe ao de bactrias principal caracterstica do

esgoto sanitrio, atingindo em mdia 300 mg/O2/l em 5 dias a 20 C).

A principal caracterstica dos esgotos sanitrios a Demanda Bioqumica de Oxignio

conhecida como DBO. O consumo concomitante de oxignio nos processos de estabilizao

biolgica da matria presente nos volumes de esgotos sanitrios, implica na necessidade de

quantificar-se esse consumo de oxignio tendo em vista que a sua determinao um

indicador do teor da matria orgnica biodegradvel diluda. A DBO pode ser definida como

a quantidade de oxignio livre necessria para estabilizar bioquimicamente a matria

orgnica atravs da ao de bactrias aerbias, e expresso normalmente em miligramas

de oxignio por litro de esgoto (mg/O2/l). O ensaios so realizados a uma temperatura 20 C e

com uma incubao da amostra durante 5 dias. Em condies naturais, a oxidao bioqumica


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da matria orgnica desacelerada com o decorrer dos dias e, para completar-se, teoricamente

requer um tempo infinito. A temperatura de 20 C, 5 dias j so suficientes para a oxidao de

60 a 70 % da matria orgnica biodegradvel, e em 20 dias essa oxidao atinge 95 a 99 %.

Um outro parmetro para determinao do teor de matria orgnica a Demanda

Qumica de Oxignio DQO. A DQO consiste na oxidao energtica de uma amostra de

esgoto pelo dicromato de potssio, em meio cido, elevada temperatura. No final do teste,

com durao aproximada de 3 horas, medido o consumo do reagente, a fim de ser

determinada, em miligrama, a quantidade de oxignio consumido na oxidao de 1 litro de

esgoto, que corresponde, assim como a DBO, a medida da matria orgnica presente no

esgoto. Normalmente o valor da DQO supera o da DBO, por ser oxidada pelo dicromato

tanto a matria orgnica biodegradvel (putrescvel) como a no biodegradvel.

O processo da DBO, apesar de largamente utilizado, apresenta dois principais

incovenientes : a necessidade de vrios dias para a sua realizao e o fato de ser imune

presena de matria orgnica no biodegradvel, como a de certos detergentes e inseticidas.

Esses detergentes conferem gosto gua e comprometem-lhes a esttica pela formao de

espuma em sua superfcie, enquanto os inseticidas provocam a morte de peixes. A tabela a

seguir apresenta os principais contaminantes do esgoto sanitrio.

Tabela 1 Principais Contaminantes do Esgoto Sanitrio

Concentrao no Esgoto (mg/l)ConstituinteForte Mdia Fraca

Slidos Totais 1200 700 350

Slidos Dissolvidos Totais 850 500 250

Slidos Dissolvidos Fixos 525 300 145

Slidos Dissolvidos Volteis 325 200 105

Slidos em Suspenso 350 200 100

Slidos em Suspenso No Volteis 75 50 30

Slidos em Suspenso Volteis 275 150 70

Slidos Sedimentveis (ml/l) 20 10 5

Demanda Bioqumica de Oxignio (DBO520) 300 200 100

Demanda Qumica de Oxignio (DQO) 1000 500 250

Carbono Orgnico Total (COT) 300 200 100

Nitrognio Total 85 40 20

Fsforo Total 20 10 6

Cloretos 100 50 30

Graxa, Gordura 150 100 50

Alcalinidade em CaCO3 200 100 50


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Em geral, para efeitos prticos, consideram-se os Slidos Suspensos Sedimentveis

correspondentes a 25 % do total, os Slidos Suspensos No Sedimentveis a 25 % e os

Slidos Dissolvidos incluindo os prprios da gua de abastecimento a 50 % do total. No

entanto devem ser realizados ensaios para uma caracterizao precisa dos esgotos sanitrios.

4 Principais Normas Brasileiras de Sistemas de Esgoto Sanitrio

Estudo de Concepo de Sistemas de Esgoto Sanitrio NB 566 / NBR 9648

Projeto de Redes Coletoras de Esgoto Sanitrio NB 567 / NBR 9649

Execuo de Rede Coletora de Esgoto Sanitrio NB 37 / NBR 9814

Projeto de Estaes Elevatrias de Esgoto Sanitrio NB 569 / NBR 12208

Projeto de Estaes de Tratamento de Esgoto Sanitrio NB 570 / NBR 12209

Projeto de Interceptores de Esgoto Sanitrio NB 568 / NBR 12207

Projeto e Assentamento de Tubulaes de PVC Rgido para Sistemas de Esgoto Sanitrio

NBR 281 / NBR 7367

5 Estudo de Concepo de Sistemas de Esgoto Sanitrio

Para o estudo de concepo de sistemas esgoto sanitrio, so necessrios o

desenvolvimento de uma srie de atividades, sendo as principais listadas a seguir :

Dados e caractersticas da comunidade (localizao; infra-estrutura existente; cadastrodo sistemas existentes : abastecimento de gua, esgoto sanitrio, galerias de guas

pluviais, pavimentao, telefone, energia e etc.; e condies sanitrias atuais.);

Anlise do sistema de esgoto sanitrio existente;

Estudos demogrficos e de uso e ocupao do solo (dados censitrios, pesquisas decampo, anlise scio-econmica do municpio, plano diretor da cidade, projeo da

populao da cidade, e etc.);

Critrios e parmetros de projeto (consumo efetivo per capita, coeficientes devariao de vazo k1, k2 e k3, coeficientes de contribuio industrial, coeficiente de

retorno esgoto/gua, vazo de infiltrao e etc.). Estes parmetros sero detalhados

mais adiante;


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Clculo das contribuies (domstica, industrial e de infiltrao ano a ano, e por baciaou sub-bacia, quando pertinente);

Formulao criteriosa das alternativas de concepo (estimativa de custo dasalternativas estudadas e comparao tcnico-econmica e ambiental das

alternativas);

Estudo de corpos receptores (vazes caractersticas, cota de inundao, condiessanitrias e usos de montante e jusante atuais e futuros, aspectos legais da Resoluo

20/90 do CONAMA e das legislaes estaduais e municipais.).

6 Componentes dos Sistemas de Esgotos Sanitrios

A coleta e o transporte das guas residurias desde a origem at o lanamento final

constituem o fundamento bsico do saneamento de uma populao. Os condutos que

recolhem e transportam essas vazes so denominados de coletores e o conjunto dos mesmos

compem a rede coletora. A rede coletora, os emissrios, as unidades de tratamento, etc,

compem o que denominado de sistema de esgotos sanitrios. Os sistemas de esgotos

sanitrios so geralmente constitudos de canalizaes enterradas, geralmente assentadas com

declividades suficientes para permitir o escoamento livre por gravidade. Estes sistemas,

normalmente projetados como canais (condutos livres), exceto quando existe a necessidade de

elevatrias e sifes invertidos, tm seus problemas hidrulicos solucionados

convenientemente para as condies do escoamento uniforme.

As unidades bsicas que podem compor um sistema convencional de esgotamento

sanitrio so (Figura 7):

Canalizaes: coletores, interceptores, emissrios, sifes invertidos e passagens foradas;

Estaes elevatrias;

rgos complementares e acessrios: poos de visita, caixas de passagem, tubos de

inspeo e limpeza e terminais de limpeza;

Estaes de tratamento;

Obras de lanamento final e corpo receptor.


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ETE

EEE

INTERCEPTOR MARGEM ESQUERDA

INTERCEPTOR MARGEM DIREITA

RAMAISPREDIAIS

EMISSRIO

COLETORESSECUNDRIOS

COLETORES TRONCOS

DESTINOFINAL

CRREGO

RIO

PV

LOTES

Figura 7 Partes Constitutivas de um Sistema Convencional de Esgoto


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A seguir so apresentados conceitos e definies de componentes e acessrios diversos

dos sistemas de esgotos sanitrios :

Bacia de Drenagem: rea delimitada pelos coletores que contribuem para um

determinado ponto de reunio das vazes finais coletadas nessa rea.

Corpo Receptor: curso ou massa dgua onde lanado o efluente final do sistema de

esgotos.

Coletor Predial: canalizao que conduz o esgoto sanitrio dos edifcios at a rede

coletora de esgoto.

Ligao predial: trecho do coletor predial compreendido entre o limite do lote e o coletor

pblico.

Coletor de Esgoto: canalizao de pequeno dimetro que recebe os efluentes dos

coletores prediais em qualquer ponto ao longo de sua extenso. Os de maior extenso

numa bacia denominam-se principais (coletores principais).

Coletor Tronco: Canalizao de maior dimetro, que recebe apenas as contribuies de

outros coletores, conduzindo os esgotos a um interceptor ou a um emissrio.

Interceptor: canalizao de grande porte que intercepta o fluxo de coletores-tronco de

modo a evitar que desaguem em uma localidade a proteger como uma praia, um lago, um

rio, etc. Normalmente correm nos fundos de vale, margeando cursos dgua ou canais. So

responsveis pelo transporte dos esgotos gerados em uma sub-bacia. Em funo das

maiores vazes transportadas, os dimetros so usualmente maiores que os dos coletores-

tronco.

Emissrio: conduto final de um sistema de esgoto sanitrio, que recebe esgoto

exclusivamente em sua extremidade de montante, destinado ao afastamento dos efluentes

da rede para o ponto de lanamento (descarga) ou de tratamento.

Estao Elevatria de Esgoto (EEE): instalaes eletromecnicas e obras civis

destinadas ao transporte do esgoto sanitrio do poo de suco das bombas ao nvel de

descarga do recalque. Promove recalque das vazes de esgotos coletadas a montante.

Estao de Tratamento de Esgotos (ETE): unidade destinada a dar condies ao esgoto

recolhido de ser devolvido a natureza sem prejuzo ao meio ambiente, atravs da

realizao de processos de tratamento dos esgotos.


19

Caixa de Passagem (CP): cmara subterrnea sem acesso, localizada em pontos

singulares nas mudanas de direo, declividade, material e dimetro, desde que seja

possvel a introduo de equipamento de limpeza a jusante - PV ou TIL. (Figura 11)

Tubo de Queda (TQ): dispositivo instalado no Poo de Visita (PV) de modo a permitir

que o trecho de coletor a montante desge no fundo do poo, ou seja, liga um coletor

afluente em cota mais alta ( 0,50 m) ao fundo do poo de visita.

Poo de Visita (PV): cmara visitvel atravs de abertura existente em sua parte superior,

destinada execuo de trabalhos de manuteno preventiva ou corretiva nas

canalizaes. Os poos de visita so obrigatrios nas seguintes situaes: quando for

necessrio tubo de queda, na reunio com mais de 3 entradas, nas extremidades de sifo

invertido e passagem forada e quando a profundidade for superior a 3 metros. (Figura 10)

Tubo de Inspeo e Limpeza (TIL): dispositivo no visitvel que permite a inspeo

visual e introduo de equipamentos de limpeza. Pode ser construdo nas reunies de

coletores (at 3 entradas e uma sada), quando no h degraus que exigem tubos de queda,

em profundidades at 3,0 metros e a jusante de ligaes prediais que podem acarretar

problemas de manuteno. (Figura 8)

Terminal de Limpeza (TL): dispositivo que permite apenas a introduo de

equipamentos de limpeza, localizado na extremidade de montante dos coletores (no incio

de coletores). (Figura 9)

Sifo Invertido: trecho rebaixado com escoamento sob presso, com a finalidade de

transpor obstculos, depresses ou cursos dgua. (Figura 12)

Passagem Forada: trecho com escoamento sob presso, sem rebaixamento.

Profundidade do Coletor: corresponde a diferena de nvel entre a superfcie do terreno

e a geratriz inferior interna do coletor.

Recobrimento: diferena de nvel entre a superfcie do terreno e a geratriz superior

externa do coletor.

Trecho: segmento de coletor, interceptor ou emissrio compreendido entre duas

singularidades consecutivas, por exemplo, dois poos de visita.


20

Figura 9 Terminais de Limpeza (TL)

Figura 8 Tubos de Inspeo e Limpeza comum eradial de PVC (TIL)


21

Figura 10 Poo de Visita (PV) c/ Tubode Queda (TQ)

Figura 11 Caixa de Passagem (CP)


22

6.1 Observaes Gerais

Dependendo da ocorrncia de reas onde os coletores no possam continuar ou mesmo

desaguar o esgoto bruto, devero ser projetados interceptores, assim como a de transporte

de vazes finais para pontos distantes da rea de coleta forar a construo de um

emissrio.

As estaes de tratamento de esgotos (ETE) ocorrero quando os corpos receptores das

vazes esgotveis no possurem capacidade de absoro da carga orgnica total. A

capacidade das ETE ser dimensionada de modo que o efluente contenha em seu meio

uma carga orgnica suportvel pelo corpo receptor, ou seja, que no lhe cause alteraes

danosas ao seu equilbrio com o ambiente natural.

A ocorrncia de estaes elevatrias de esgotos (EEE) freqente em cidades de grande

porte, situadas em reas planas ou mesmo com declividades superficiais inferiores as

mnimas requeridas pelos coletores para seu funcionamento normal. Nestas ocorre que no

desenvolvimento das tubulaes coletoras, estas vo continuamente afastando-se da

superfcie at atingirem profundidades inaceitveis em termos prticos, requerendo assim

Figura 12 Sifo Invertido


23

que se elevem as cotas dos coletores a profundidades mnimas ou racionais, sendo isto

somente possvel atravs de instalaes de recalque de cujo efluente partir um novo

coletor que poder, eventualmente, at terminar em outra unidade de recalque. A

ocorrncia de estaes elevatrias freqente tambm em interceptores extensos,

principalmente aqueles que protegem margens aquticas, nos emissrios e nas entradas das

ETE, visto serem estas normalmente estruturas a cu aberto (lagoas de estabilizao,

filtros biolgicos e valos de oxidao) ou fechadas mais apoiadas na superfcie

(biodigestores).

Os sifes invertidos e as tubulaes de recalque das elevatrias so as nicas unidades

convencionais a funcionarem sob presso nos sistemas de esgotos sanitrios. Nos sifes

invertidos, embora sob presso, o escoamento dar-se- por gravidade, evitando assim o

consumo de energia eltrica.

6.2 Materiais Empregados nas Redes Coletoras de Esgotos

Normalmente so utilizados para os coletores de esgotos os seguintes materiais :

Tubos Cermicos e/ou Manilhas Cermicas de Barro Vidrado: construdos unicamente

com ponta e bolsa nos seguintes dimetros nominais : 75, 100, 150, 200, 250, 375, 450,

525 e 600 mm. As manilhas cermicas vidradas quase no so afetadas pelos cidos ou

produtos de decomposio oriundos da matria orgnica dos esgotos.

Tubos de Concreto (simples ou armados): construdos com dimetros a partir de 150 mm,

passam a substituir as manilhas cermicas acima de 350 mm. Cuidados especiais devem

ser tomados quando se utilizam tubos de concreto, pois se o esgoto que estiver sendo

veiculado possuir temperaturas elevadas e havendo quantidades considerveis de matria

orgnica e sulfatos, ocorre a formao de gs sulfdrico, que ataca o concreto dando

origem a formao do enxofre. O enxofre por sua vez utilizado por determinadas

bactrias aerbias em seus processos respiratrios, dando origem a formao de cido

sulfrico que ataca o cimento do concreto reduzindo sua resistncia. Os tubos de concreto

simples so fabricados nos dimetros nominais : 150, 200, 225, 250, 300, 375, 400, 450,

500 e 600 mm. Para grandes dimetros necessrio o emprego de concreto armado que

pode ser fabricado nos seguintes dimetros : 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900,

1000, 1100, 1200, 1300, 1500, 1750 e 2000 mm. Os tubos de concreto so muito

empregados em sistemas de guas pluviais, devido a sua resistncia abraso,


24

disponibilidade em grandes dimetros, grande resistncia aos impactos e geralmente baixo

custo em relao aos demais.

Tubos de Cimento-Amianto: durvel e possui uma superfcie lisa, mesmo sem

revestimento. Tubos para coletores por gravidade so fabricados em dimetros, variando

entre 100 mm e 400 mm.

Tubos de Ferro Fundido: so tubos de ponta e bolsa, acoplados com juntas elsticas ou

no elsticas. So disponveis nos dimetros : 50, 60, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225,

250, 275, 300, 350, 400, 450, 500, 550 e 600 mm. Possuem elevada resistncia s cargas

externas. So empregados principalmente nas seguintes situaes: instalaes elevatrias e

linhas de recalque de esgoto, passagem sob rios, onde haja pequeno recobrimento (em

zonas de trnsito pesado), em grandes profundidades e em passagens sob estruturas

sujeitas a trepidao (pontes ferrovirias ou rodovirias). Os tubos de ferro fundido esto

sujeitos corroso pelos esgotos cidos ou em estado sptico e por solos cidos, devendo

ser previstos revestimentos internos e/ou externos de cimento ou de asfalto.

Tubos de Ao: so recomendados nos casos em que ocorrem esforos elevados sobre a

linha, como nos casos de travessias diretas de grandes vos, pois devido sua grande

flexibilidade resistem ao efeito de choques, deslocamentos e presses externas.

Tubos de Plstico: os tubos plsticos mais usados nas redes coletoras so os de PVC. Os

tubos de PVC so fabricados em duas classes e principalmente nos seguintes dimetros :

75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400. Alguns fabricantes o produzem em dimetros

maiores. O comprimento padro de 6 metros. So empregados principalmente em

ligaes prediais e coletores secundrios.

6.3 Traados da Rede

O traado da rede de esgotos est estreitamente relacionado topografia da cidade, uma

vez que o escoamento se processa segundo o caimento do terreno.

Para definio do traado da rede coletora a primeira providncia do projetista o estudo

da planta da cidade, para nela identificar os diversos divisores de gua e talvegue. Feito esse

estudo procura-se locar o ponto de lanamento final dos esgotos na planta (pelo menos a

direo deste ponto) para, a seguir, elaborar o posicionamento dos condutos principais e

possveis canalizaes interceptoras e emissrios, dentro de uma concepo que reduza as

dimenses s menores possveis, em todos os nveis. Definida uma concepo geral de projeto

deve-se, a esta altura, partir para o projeto dos coletores secundrios.


25

Desde que haja pontos de esgotamento, todas as ruas devero possuir coletores de esgotos,

de modo que a apresentao de um traado de uma rede ter obrigatoriamente uma forma

similar ao das vias pblicas, em combinao com a topografia, geologia e hidrologia da rea,

da posio do lanamento final e tambm do sistema adotado.

Diante dos vrios aspectos que o traado pode ter, a maioria dos autores costuma expor a

seguinte classificao (Figura 13): perpendicular, leque, interceptor, zonal ou distrital e radial.

Figura 13 Traados Tpicos de Redes Coletoras


26

O traado perpendicular indicado para cidades atravessadas ou circundadas por cursos

de gua e compe-se de vrios coletores tronco independentes, com traado mais ou menos

perpendicular ao curso de gua. Um interceptor marginal dever receber esses coletores,

levando os efluentes ao destino adequado. A conformao topogrfica acarreta a existncia de

diversos coletores principais, aproximadamente perpendiculares ao interceptor.

O traado em leque prprio para terrenos acidentados. Os coletores troncos correm

pelos fundos dos vales ou pela parte baixa das bacias e nele incidem os coletores secundrios,

com um traado em forma de leque ou fazendo lembrar uma espinha de peixe. A cidade de

So Paulo um exemplo caracterstico desse tipo de rede.

O traado radial ou distrital caracterstico de cidades planas. A cidade dividida em

distritos ou setores independentes; em cada um criam-se pontos baixos, para onde so

dirigidos os esgotos. Dos pontos baixos, o esgoto recalcado , ou para o distrito vizinho, ou

para o destino final. Exemplos de cidade que possuem esse tipo de rede: Santos, Guaruj e

Rio de Janeiro.

De um modo geral indicam-se as seguintes orientaes e princpios para a localizao dos

coletores de esgoto :

o coletor de esgotos deve ser localizado ao longo das vias pblicas e eqidistantes dos

alinhamentos laterais das edificaes;

a recomendao clssica que a canalizao de gua localize-se a um tero (1/3) da

largura da rua a partir de uma margem, enquanto que os condutos pblicos para

esgotamento situem-se aproximadamente a mesma distncia, mas da margem oposta

visando compatibilizar o afastamento preventivo das duas canalizaes (Figura 14).

Figura 14 Posicionamento dos Coletores no Arruamento


27

em reas acidentadas, o coletor ser assentado, de preferncia, do lado para o qual ficam

os terrenos mais baixos;

a existncia de estrutura ou canalizaes de servios pblicos, tais como guas pluviais,

distribuidores de gua, adutoras, cabos eltricos, telefnicos e etc, poder, entretanto,

determinar o deslocamento dos coletores de esgotos para posies mais convenientes;

para vias pblicas preferenciais, pavimentadas e dotadas de trfego volumoso, assim como

para aquelas com largura superior a 18 m ou avenidas, devero ser projetados dois

coletores, um em cada passeio;

o traado da rede de coletores de esgotos deve sempre que possvel ser orientado pelo

traado virio da cidade;

divide-se a rea em bacias naturais de esgotamento e em sub-bacias e estuda-se a posio

dos condutos principais de fundo de vale;

a topografia, sendo uma das principais norteadoras do traado, para bem adaptar os

condutos ao terreno, conveniente indicar a declividade natural dos trechos das vias

pblicas por pequenas setas, indicando o sentido da declividade positiva;

sendo o conjunto de condutos um sistema em que o escoamento livre, os coletores tero

o seu traado a partir dos pontos altos at os fundos de vale (pontos baixos da rea).

6.4 Sistemas de Ligaes dos Ramais Prediais

Os sistemas de ligaes dos ramais prediais nos coletores de esgoto podem ser

principalmente de dois tipos: sistema radial e sistema ortogonal.

No sistema radial (Figura 15), dois ou mais ramais prediais so conectados em um nico

ponto de ligao pr-definido, com o coletor. Neste sistema o ramal interno e o ramal predial

geralmente no ficam num mesmo alinhamento. freqentemente empregado em reas

povoadas, com predominncia de lotes estreitos (at 10 m de fachada) com at dois

pavimentos ou em arruamentos com construes geminadas.

No sistema ortogonal, diversamente do radial, para cada ramal predial haver um ponto de

conexo no coletor (Figura 16). Normalmente os ramais prediais so perpendiculares ao

alinhamento da propriedade e no mesmo plano vertical do ramal interno. Este sistema mais

freqente em loteamentos de grandes fachadas (mais de 10 m) ou em conjuntos populares

com construo simultnea de rede coletora convencional.


28

Figura 16 Sistema de Ligao Ortogonal

Figura 15 Sistema de Ligao Radial

Figura 17

Conexes Tpicas paraLigao do Ramal Predial


29

6.5 Profundidade Mnima e Mxima dos Coletores

A profundidade mnima dos coletores est relacionada com as possibilidades de

esgotamento dos compartimentos sanitrios das edificaes nos lotes e definida pela

concessionria de esgotos da cidade.

Como mostra a figura acima a profundidade mnima de um coletor (Hmin) pode ser

indicada pela equao :

Hmin = h + 0,50 m + 0,02 L + 0,30 m + ( D + e )

h (m) = desnvel entre o leito da rua com o piso do compartimento mais baixo;

0,50 m = profundidade aproximada da caixa de inspeo mais prxima;

0,02 (2 %) = declividade mnima para ramais prediais m/m;

L (m) = distncia da caixa de inspeo at o eixo do coletor;

0,30 m = altura mnima para conexo entre o ramal predial com o coletor pblica;

D (m) = dimetro do coletor; e (m) = espessura do tubo coletor.

As profundidades mnimas so estabelecidas para atender tambm as condies de

recobrimento mnimo, para proteo das tubulaes. Para o coletor assentado no leito da via

de trfego, o recobrimento da tubulao no deve ser inferior a 0,90 m, e para coletor

assentado no passeio 0,65 m.

As profundidades mximas dos coletores, quando assentados nos passeios, devero

ficar em torno de 2,0 a 2,5 m, dependendo do tipo de solo. No leito carrovel (rua), a

profundidade mxima das redes de esgotos no ultrapassam 3,0 a 4,0 m. Para coletores

L

Figura 18 - Profundidade mnima de um coletor


30

situados a mais de 4,0 m de profundidade, devem ser projetados coletores auxiliares mais

rasos para receberem as ligaes prediais.

6.6 Influncia dos rgos Acessrios da rede no seu traado

O fluxo de esgotos que uma tubulao lana em um poo de visita, ou outro rgos

acessrio, corre por canaletas situadas no fundo. Essas canaletas orientam o fluxo,

possibilitando ao projetista concentrar mais ou menos vazo em determinados coletores.

Figura 19 Orientao do fluxo dos esgotos nos rgos acessrios


31

A Figura 19 mostra, esquematicamente, a planta de fundo dos diversos tipos de rgos

acessrios. O incio de uma canalizao se faz sempre com uma ponta seca no terminal de

limpeza (TL). Na figura 19-A, tem-se quatro pontas secas, indicando o incio de quatro

coletores. um esquema caractersticos dos pontos altos. Na figura 19-C, tem-se o esquema

caracterstico dos pontos baixos, para onde convergem tr6es coletores e, nas demais, as

diversas possibilidades de coletores situados nas encostas.

De acordo com a disposio das canaletas do fundo dos rgos acessrios, pode-se ter

para uma mesma rea solues diferentes de traado. A topografia um dos fatores que

devem ser considerados, conforme mostra a Figura 20.

Figura 20 Traados de rede conforme orientao do fluxo


32

7 Dimensionamento de uma Rede Coletora de Esgotos Sanitrio

Para lanamento da rede coletora, normalmente, utilizam-se plantas em escala 1:2.000 ou

1:5.000 contendo principalmente :

Arruamentos;

Curvas de Nvel (metro em metro, sempre que possvel);

Pontos caractersticos (cruzamentos de ruas, talvegues, e etc.);

Pontos de lanamento (cursos dgua e etc.);

Indicao da rea a ser esgotada e reas de expanso futura.

De posse destes dados principais elabora-se um traado para a rede dentro de uma

concepo mais adequada a situao. Os passos principais so :

Delimitar a rea a ser esgotada, traando os limites da bacia;

Indicar, em cada trecho, por meio de pequenas setas o sentido do escoamento naturalda superfcie do terreno;

Representar por pequenos crculos os poos e caixas a serem construdos;

Identificar os pontos baixos da rea, tendo em vista o traado do principal conduto.

Seguindo o traado das ruas e as declividades naturais do terreno, indicam-se os trechos

dos coletores e seu sentido de escoamento, limitando-os com os rgos acessrios (PVs,

TILs ou TLs) adequados a cada situao, respeitando a distncia mxima entre eles. (100 m,

por exemplo).

Em cada PV ou TIL representado, indicam-se as canaletas de fundo necessrias para o

escoamento, podendo ter vrias entradas, mas uma nica sada. Essa indicao das canaletas

que define o traado decidido no projeto.

Em seguida devem ser identificados os coletores e seus respectivos trechos. Como

exemplo, pode-se dar o nmero 1 ao coletor principal, que corresponde aquele de maior

extenso na bacia. Os outros coletores recebem nmeros seqenciais na mesma ordem em que

chegam ao coletor principal. Dessa forma ter-se- sempre nmeros maiores contribuindo para

nmeros menores. Os trechos dos coletores tambm recebem numerao seqencial crescente

de montante para jusante. A seguir tem-se um exemplo de indicao de uma rede coletora :


33

Convenes do Sistema Coletor de Esgoto :

C-2-1 C-2-2 C-1-4 C-1-5

C-3-1

C-1-1

C-1-3C-4-2

C-4-1

C-1-2

Coletor principal (Coletor 1)

L (m) - Io (m/m) do (mm)

cota do terreno

cota de fundo do PV

Profundidade do PV

PV PV

cota da soleira do coletor nachegada do PV

cota de fundo do PV

cota do terreno

profundidade

cota da soleira do coletor nachegada do PV

L (m) comprimento do trecho

Io (m/m) declividade do trecho

do (mm) dimetro do trecho


34

7.1 Clculo das Vazes de Dimensionamento

As vazes para dimensionamento dos trechos de uma rede coletora so compostas por trs

parcelas :

Contribuies devido ao esgoto domstico (maior e mais importante);

Contribuies concentradas (vazes concentradas de esgoto industrial, de reas de

expanso futura e etc.);

Contribuio de guas de infiltrao.

7.1.1 Contribuio de Esgoto Domstico

Calculadas para incio e final do Alcance do Projeto. A considerao para o incio do

projeto devido principalmente a condio mais crtica com relao a inclinao mnima

que deve ter um coletor de modo que no seja sedimentado o material slido no mesmo.

Coeficiente de Retorno ( C ) : relao entre o volume de esgotos recolhido (Ve) e o de

gua consumido (Va). Do total de gua consumida, somente uma parcela retorna ao esgoto,

sendo que o restante utilizado para lavagem de carros, lavagem de caladas e ruas, rega de

jardins, irrigao de parques pblicos, lavagem de quintais, terraos de residncia e etc.

Os valores usualmente empregados no Brasil variam entre 0,75 a 0,85. A Norma NBR

9649/86 recomenda-se adotar na falta de dados confiveis C = 0,80. No entanto, o coeficiente

de retorno pode variar desde 0,60 at 1,30, sendo que quando este maior do que 1,0 indica

que existem vazes provenientes de outras fontes de abastecimento como consumo de gua de

chuva, abastecimento prprio de indstrias e etc.)

Contribuio mdia de esgoto domstico inicial e final de projeto

__ __Qi e Qf : vazes mdias de esgotos domstico de incio e fim de projeto (l/s);

Pi e Pf : populaes de incio e fim de projeto respectivamente (hab);

q : consumo per capita mdio de gua (l/hab.dia).

__Qi = C . Pi . qi

_________ 86.400

__Qf = C . Pf . qf

_________ 86.400


35

Introduzindo os coeficientes de variaes de consumo (k1 e k2) :

A Norma NBR 9649/86 no inclui na vazo inicial o valor k1 pois no se refere

especificamente ao dia de maior contribuio. Na falta de valores obtidos atravs de

medies, a norma recomenda o uso de k1 = 1,2 e k2 = 1,5.

Taxas de Clculo por Superfcie Esgotada qa

(usadas principalmente para o clculo de vazes de reas de expanso) :

qai e qaf : taxas de clculo inicial e final por superfcie esgotada (l/s.ha);

a : rea total a ser esgotada (hectare).

Taxas de clculo por comprimento total de rede coletora qx (taxa de contribuio

linear) :

qxi e qxf : taxas de clculo inicial e final por comprimento da rede coletora (l/s.m ou l/s/km);

L : extenso total da rede coletora (m ou km).

Considerando a densidade populacional (d) tem-se para qa (l/s.ha):

^ __Qi = Qi . k2

^ __Qf = Qf . k1 . k2

__qai = Qi . k2

______ a

__qaf = Qf . k1 . k2

_________ a

__qxi = Qi . k2

______ L

__qxf = Qf . k1 . k2

_________ L

qai = C . di . qi . k2 ___________ 86.400

qaf = C . df . qf . k1 . k2 _____________ 86.400


36

As cidades brasileiras geralmente apresentam o traado das ruas em forma de xadrez com

um padro para o a qual a extenso das vias pblicas por hectare varia relativamente pouco.

Na cidade de So Paulo, por exemplo, a extenso das vias pblicas por hectare varia entre 150

e 200 metros, com um valor mdio de 170 m/ha.

Com base nestes dados pode-se facilmente converter vazes por hectare em vazes por

metro linear de coletores ou vice versa.

Considerando a densidade de ruas l* que corresponde a extenso das vias pblicas por

hectare, traduzindo a extenso de coletores por hectare tambm teria-se para qx (l/s.m ou

l/s.km):

7.1.2 Contribuies Concentradas (Qc)

So devidas as reas de expanso, indstrias, lavanderias pblicas, clubes e demais

instalaes que gerem vazes elevada concentradas. Calculadas tambm para incio e fim de

projeto. Entram de maneira pontual e localizada em uma rede coletora de esgotos.

7.1.3 Contribuio de guas de Infiltrao (TI)

So devidas a entrada de guas de infiltrao causada por juntas mal executadas, fissuras e

rupturas nos coletores, entrada pelos poos de visita. Seu volume depende do nvel dgua, da

natureza do subsolo, da qualidade de execuo da obra, do material da tubulao, tipo e

distncia das juntas e etc.

Na falta de dados a NBR 9649/86 recomenda que se utilize uma taxa de infiltrao entre

0,05 e 1,00 l/s.km.

qxi = C . di . qi . k2 ___________

l* . 86400

qxf = C . df . qf . k1 . k2 ______________ l* . 86400

Qci (incio de projeto) Qcf (fim de projeto)Qc


37

Para transformar a taxa de infiltrao de l/s.km para l/s.ha basta multiplicar a primeira por l* :

TI (l/s.ha) = TI (l/s.km) . l*

7.1.4 Contribuio Total de Esgotos Inicial e Final para dimensionamento (Qt)

A contribuio total de esgotos para incio (Qti) e final de projeto (Qtf) dada pela soma

das trs parcelas anteriores.

Para as reas em expanso tem-se :

Onde a soma ( qai . + TI . l* ) conhecida como Taxa de Contribuio Inicial Superficial

(Tai) em l/s.ha.

Onde a soma ( qaf . + TI . l* ) conhecida como Taxa de Contribuio Final Superficial

(Taf ) em l/s.ha.

Para os diversos trechos da rede coletora tem-se :

Onde a soma ( qxi + TI ) conhecida como Taxa de Contribuio Inicial Linear ( Txi ) em

l/s.km ou l/s.m.

Qti (l/s) = qai . a + (TI . l*) . a + Qci Qti (l/s) = ( qai . + TI . l* ) . a + Qci

Qtf (l/s) = qaf . a + (TI . l*) . a + Qcf Qtf (l/s) = ( qaf . + TI . l* ) . a + Qcf

Qti (l/s) = qxi . L + TI . L + Qci Qti (l/s) = ( qxi + TI ) . L + Qci

Qtf (l/s) = qxf . L + TI . L + Qcf Qtf (l/s) = ( qxf + TI ) . L + Qcf


38

Onde a soma ( qxf + TI ) conhecida como Taxa de Contribuio Final Linear ( Taf )

em l/s.km ou l/s.m.

7.2 Dimensionamento Hidrulico das Canalizaes Coletoras (segundo a NBR

9649/86)

Os trechos iniciais de uma rede coletora apresentam regimes hidrulicos extremamente

variveis que dependem do nmero de descargas simultneas. J para os trechos mais a

jusante o nmero de descargas simultneas vai aumentando de modo a ter-se um regime mais

contnuo, variando de intensidade ao longo do dia.

As principais condies e critrios de clculo segundo a NBR 9649/86 so :

O clculo de uma rede coletora de esgotos executado sempre se montante para jusante

empregando as frmulas que consideram o regime permanente e uniforme, sendo bastante

empregada a frmulas derivadas de Manning, ou seja, no so consideradas em cada

trecho do conduto, as variaes devido contribuio do lquido recebida ao longo dele.

Os coletores dos coletores, interceptores e emissrios so projetados para funcionar como

condutos livres e devem ser dimensionados para atender as situaes extremas de projeto,

inicial e final. A norma recomenda que, em qualquer trecho, o menor valor de vazo a

ser utilizado nos clculos seja de 1,5 l/s, correspondente ao pico instantneo decorrente de

descarga de vaso sanitrio.

O dimetro mnimo das canalizaes de 100 mm.

Seo Molhada dos Condutos : os coletores so projetados para trabalhar, no mximo,

com uma lmina de gua igual a 0,75 do seu dimetro (do), destinando-se a parte superior

dos condutos ventilao do sistema e s imprevises e flutuaes excepcionais de nvel.

Esta lmina calculada para a vazo final de projeto (Qfinal).

Apesar de no se limitar, recomenda-se uma lmina mnima de 0,20 do dimetro (do) do

coletor calculada para a vazo inicial de projeto (Qinicial).

doy

y / do 0,75 y / do 0,20


39

O coeficiente de rugosidade n de Manning depende do dimetro, das formas e do material

da tubulao, da relao Y/D e das caractersticas do esgoto. Embora o coeficiente n seja

funo dos fatores relacionados, tem sido normalmente utilizado em escoamento de esgoto o

valor de 0,013.

Portanto, o dimetro que atende condio y/do = 0,75 pode ser calculado pela expresso,

com n da frmula de Manning igual a 0,013, onde Io a declividade do coletor, em m/m, Qf a

vazo final de jusante do trecho, em m3/s e do o dimetro em m :

Podem tambm ser empregadas tabelas e bacos para a obteno do dimetro que atende a

tal condio.

A norma brasileira estabelece que quando a velocidade final (vf), verificada no alcance do

plano, for superior a velocidade crtica (vc), a lmina de gua mxima deve ser reduzida para

0,5 do, sendo a velocidade crtica dada pela frmula :

sendo Rh (m), o raio hidrulico de final de projeto. Esta limitao da norma decorre da

possibilidade de emulso de ar no lquido, aumentando a rea molhada no conduto pela

mistura ar-gua. No caso de escoamento de esgoto, o conhecimento da mistura gua-ar de

grande importncia, principalmente quando a tubulao projetada com grande declividade,

pois nessa condio, o grau de entrada de bolhas de ar no escoamento poder ser bastante

elevado.

Velocidade Mxima e Inclinao Mxima : a norma estabelece que a declividade

mxima admissvel aquela que corresponde velocidade final (vf) de 5 m/s. A razo

disso evitar eroso do material da tubulao. Considerando n = 0,013 a inclinao

mxima (Iomx) do conduto em m/m para vf = 5 m/s, entrando com a vazo final (Qf) em

l/s :

do = 0,3145 ( Qf / Io ) 3/8

vc = 6 . (g . Rh) 1/2

Iomx = 4,65 Qf - 0,67


40

Tenso Trativa ou de Arraste (sst) / Inclinao Mnima (Iomin) :

Tradicionalmente utilizava-se a associao de uma velocidade mnima com a mnima

relao de enchimento da seo do tubo, para assegurar a capacidade do fluxo de transportar

material sedimentvel nas horas de menor contribuio, ou seja, a garantia de auto limpeza

das tubulaes. Na realidade, tratava-se de um controle indireto, pois a grandeza fsica que

promove o arraste da matria sedimentvel a tenso trativa ou de arraste (sst) que atua

junto parede da tubulao na parcela correspondente ao permetro molhado. A tenso trativa

nada mais do que a componente tangencial do peso lquido sobre a unidade de rea da

parede do coletor e que atua portanto sobre o material a sedimentado.

Para a pequeno, sen a = tan a = Io (declividade do conduto), logo :

onde :

gg = peso especfico do lquido 104 N/m2 ou Pa

Rh = raio hidrulico (m)

Io = declividade do conduto (m/m)

A tenso trativa calculada pela equao acima representa um valor mdio da tenso ao

longo do permetro molhado da seo transversal considerada. A NBR 9649/86 preconiza que

a tenso trativa sst deve ser de no mnimo 1,0 Pa.

NA

F

T

aaSm

PmL

sst = T / (Pm . L) = F . sen aa / (Pm . L) = gg . Sm . L . sen aa / (Pm . L) = gg . Rh . sen aa

sst = gg . Rh . Io


41

A declividade que garante esta tenso mnima de arraste conhecida como inclinao mnima

( Iomn ) e para n = 0,013 pode ser obtida pela expresso, derivada do Grfico 1:

onde Qi corresponde a vazo inicial de projeto.

Grfico 1 Lugar geomtrico de s = 1,0 Pa

Condies de Controle de remanso : sempre que a cota do nvel de gua na sada de

qualquer PV ou TIL ficar acima de qualquer das cotas dos nveis de gua de entrada, deve

ser verificada a influncia do remanso no trecho de montante. Nos projetos de rede

coletora de esgoto, onde h um aumento do dimetro da tubulao, isto , o dimetro do

coletor de jusante maior que o de montante, na prtica, para se evitar o remanso, pode-se

fazer coincidir a geratriz superior dos tubos. Isso sempre ocorrer quando se trabalha com

profundidades mnimas. Para profundidades superiores mnima, a coincidncia dos

nveis de gua de montante e de jusante, em PV ou TIL, prtica correta e comum para se

evitar remansos. Quando se tem mais de um coletor afluente, o nvel de gua de jusante

Iomn = 0,0055 Qi - 0,47


42

dever coincidir com o nvel de gua mais baixo dentre aqueles de montante, de modo a

evitar o remanso.

7.3 Traado da Rede Coletora em Perfil

O traado da rede coletora em perfil deve atender tanto critrios tcnicos como critrios

econmicos.

Os critrios tcnicos dizem respeito as condies hidrulicas impostas para o escoamento

do esgoto (inclinaes mximas e mnimas) e profundidades mnimas de recobrimento dos

coletores.

O critrio econmico diz respeito principalmente ao volume de escavao a ser realizado

para a execuo da rede, que deve ser o mnimo possvel, sem prejudicar o atendimento das

condies hidrulicas exigidas para o funcionamento da rede.

A inclinao de um coletor ( Io ) deve sempre estar sempre compreendida entre a

inclinao mnima ( Imn) e a inclinao mxima ( Imx ). O recobrimento dos coletores (h)

deve ser, em qualquer ponto da rede, superior ao recobrimento mnimo (hmn).

Para os casos em que a declividade da tubulao maior que a mxima recomendada,

portanto, a velocidade maior que 5,0 m/s, pode ser utilizada a alternativa da Figura 21, onde

a declividade diminuda at se igualar a Imx projetando-se vrios poos de visita com tubos

de queda. Essa alternativa muito utilizada em redes coletoras. A Figura 22 apresenta uma

alternativa para a eliminao dos poos de visita com tubos de queda. Neste caso, deve-se

projetar o coletor com degraus, de modo que a energia seja dissipada e a velocidade de

escoamento fique abaixo dos valores mximos recomendados.

Imx

Imn

Io

Poo de Visita (PV)

Poo de Visita (PV)

hmontante hmnhjusante hmn


43

Figura 21 Diminuio da declividade dos coletores atravs de poos de visita com tubos dequeda

Figura 22 Coletor de Esgoto com Degraus (Dissipador de Energia)


44

7.4 Tabelas Para Dimensionamento de Condutos Livres aplicveis a Redes Coletoras de Esgoto


45


46

Exemplo de Planilha de Dimensionamento


47


48

8 Estaes Elevatrias de Esgoto (EEE)

8.1 Generalidades

As canalizaes de esgoto funcionando como condutos livres necessitam de certa

declividade a fim de promover o escoamento satisfatrio dos lquidos. Nos terrenos

acidentados, essa declividade facilmente obtida fazendo a canalizao acompanhar o

terreno. Em lugares planos, a declividade que deve ser dada tubulao, faz com que esta se

afaste da superfcie, medida que caminha para jusante, alcanando profundidades grandes

que tornam invivel tecnicamente e economicamente a sua execuo pelas grandes

profundidades e volumes escavados. Isto ocorre com relativa freqncia em condutos de

grande extenso.

Se os condutos atingirem profundidades excessivas, teoricamente acima de 6,0 m (na

prtica 4,5 m) ento devem ser empregadas instalaes que transportem as vazes at ento

recolhidas, para uma cota que permita a construo e operao dos trechos a jusante daquele

ponto novamente em condies viveis tecnicamente. Esta recuperao de cotas conseguida

atravs de uma instalao denominada ESTAO ELEVATRIA DE ESGOTOS

Alm da situao descrita pode-se projetar elevatrias para recalques de esgotos em outras

situaes como :

esgotos produzidos em reas baixas;

na reunio de vazes de bacias diferentes (sistemas distritais);

na necessidade de lanamentos submersos (emissrios submarinos);

nas entradas ou entre unidades das Estaes de Tratamento de Esgotos (ETE).

Uma elevatria uma instalao eletromecnica consumidora de energia contnua,

acondicionada em edifcio prprio, logo uma obra que onera a implantao e a operao dos

sistema, devendo ser objeto de minuciosos estudos comparativos para que seu projeto s seja

definido quando no houver mais opes tcnicas viveis com a utilizao de escoamento por

gravidade. Alm disso exigem manuteno permanente e perigosa.


49

8.2 Classificao das Estaes Elevatrias de Esgotos

As EEE podem ser classificadas segundo a NB-569/75 (Projeto de Estaes Elevatrias de

Esgoto Sanitrio - Procedimento) da ABNT como :

Quanto as vazes de recalque - (Qr) :

Pequena : Qr 50 l/s (aproximadamente uma populao de at 20.000 hab);

Mdia : 50 Qr 500 l/s (populao entre 20.000 e 200.000 hab);

Grande : Qr 500 l/s (populao acima de 200.000 hab).

Quanto a altura manomtrica - (Hman) :

Baixa : Hman 10 mca;

Mdia : 10 Hman 20 mca;

Grande : Hman 20 mca.

8.3 Localizao e Constituio de uma Estao Elevatria de Esgotos

O posicionamento das elevatrias nos sistemas de esgotos decorre do traado das redes

coletoras e canalizaes de maior dimetro. Geralmente situam-se em pontos mais baixos de

uma bacia ou de um distrito de coleta, ou nas proximidades de rios, crregos ou represas.

Para a escolha final do local para a construo de uma estao elevatria devero ser

levados em conta os seguintes aspectos :

menor desnvel geomtrico entre a captao e o fim do recalque e menor extenso

deste;

abrigo de inundaes;

facilidades de acesso;

distncia das habitaes;

possibilidade de eventuais descargas dos esgotos em cursos dgua ou galerias,

quando de eventuais paralisaes do sistema elevatrio;

facilidade de obteno de energia eltrica;

possibilidades de ampliaes futuras;


50

Constituio e Detalhes Construtivos

Tipicamente quando so construdas no local, so estruturas em concreto armado nas

construes subterrneas e em alvenaria nas externas. As estruturas subterrneas, devido a

prpria razo de ser das estaes, atingem quase sempre grandes profundidades e podem

alcanar o leno fretico. Seu projeto necessita de particular ateno quanto solidez,

impermeabilizao, resistncia aos empuxos, iluminao, ventilao e facilidades para

movimentao de operadores e deslocamento dos equipamentos.

A Figura 23 mostra o corte esquemtico de uma pequena elevatria convencional de

esgotos com bombas de eixo horizontal. As EEE tm suas caractersticas definidas a partir da

determinao das vazes a elevar, dos equipamentos e seus modelos a serem instalados e do

mtodo construtivo.

As Estaes Elevatrias de Esgotos constituem-se, principalmente, de:

Poo de Coleta, tambm chamado de Poo de Deteno, de Suco ou Poo mido: o

compartimento destinado a receber e acumular os esgotos durante um perodo de tempo.

A vazo de chegada sendo varivel no permitiria operao regular da bomba centrfuga

que recalca uma vazo mais ou menos constante, em funo das caractersticas do sistema.

Se em determinado momento a vazo de bombeamento for superior de chegada dos

esgotos, ocorrer a entrada de ar na bomba e seu funcionamento ficar prejudicado,

podendo ocasionar danos aos equipamentos. Mediante a acumulao temporria dos

esgotos num poo de coleta convenientemente dimensionado, possvel fazer com que as

bombas entrem em funcionamento ou se desliguem automaticamente, conforme o nvel do

lquido atinja posies elevadas ou baixas no compartimento.

Poo Seco ou Cmara de Trabalho: o compartimento onde so instalados os conjunto

moto-bombas, geradores, vlvulas de controle e antigolpe, conexes, exaustores, alm das

estruturas de circulao de operadores e transporte de mquinas.

Dependncias Gerais : normalmente sobre o poo seco esto as dependncias de

acomodao dos operadores (instalaes sanitrias e escritrio) e equipamentos e

dispositivos necessrios a operao e manuteno das instalaes (talhas, ganchos e

chaves, quadros eltricos, alarmes e painis de controle automtico e manuais) e sistemas

de ventilao, drenagem e etc.


51

8.4 Tipos de Bombas para Esgotos

Nas elevatrias de esgotos o tipo de bomba mais freqente a centrfuga, com velocidade

fixa ou varivel, podendo ser de eixo vertical ou horizontal. As verticais podem ser com

motor acoplado ou de eixo longo, sendo estas de uso menos freqente. Tambm so muito

empregados os conjuntos moto-bombas submersveis de eixo vertical. As bombas devem

geralmente trabalhar afogadas, isto , com carga na entrada, tendo em vista permitir o

funcionamento sem necessidade de escorv-las. Alm destas existem as bombas tipo parafuso

e as elevatrias com ejetor pneumtico.

8.4.1 Bombas Centrfugas

Diferentemente dos rotores empregados no bombeamento da gua limpa, que so do

tipo fechado, os de bomba centrfuga para esgotos so do tipo aberto, que permitem o

bombeamento de slidos em suspenso no esgoto, com dimetros equivalentes a at 5 cm.

Entre os tipos de bombas centrfugas para esgoto, utilizveis em estaes elevatrias,

destacam-se :

Figura 23 Corte Esquemtico de uma Elevatria de Esgotos Convencional


52

de eixo horizontal (Figura 23);

de eixo vertical para instalao em poo seco (Figura 24);

de eixo vertical para instalao em poo molhado, isto , dentro do poo de captao

(s a bomba fica submersa, conforme Figura 25);

conjunto motor-bomba submersvel (Figura 26).

As bombas de eixo horizontal so as mais conhecidas. As bombas de eixo vertical

apresentam a vantagem de poderem ser operadas por motores situados em cota elevada, ao

abrigo de possveis inundaes. O comprimento do eixo de acionamento, que no deve ser

exagerado, e os problemas de sua manuteno, so aspectos que devem ser convenientemente

examinados na fase de projeto.

O emprego de conjuntos motor-bombas submersveis tambm so muito freqentes, pois

possuem a vantagem imediata, do ponto de vista construtivo, de no requererem a construo

de um poo seco, conforme a Figura 5. Nestes conjuntos a bomba e o motor formam um

monobloco que opera dentro da massa lquida a ser elevada. O conjunto pode ser

movimentado verticalmente atravs de uma haste-guia (ou conjunto de hastes), por meio de

uma corrente de suspenso, que permitem o acoplamento automtico entre o flange de sada

Figura 25 Bomba de eixovertical para instalao empoo molhado

Figura 24 Bomba de eixovertical para instalao empoo seco


53

da bomba e o da entrada da tubulao de recalque. A corrente eltrica de alimentao do

motor desce atravs de um cabo especial que tambm fica imerso no lquido. O conjunto de

mais tradio comercialmente o de origem sueca, da marca FLYGT, que historicamente est

no mercado desde 1948. Os modelos de grande capacidade dessa marca permitem elevar uma

vazo de 80 l/s a uma altura manomtrica de 15 m ou de 140 l/s a 5 m.

8.4.2 Bombas Helicoidais

Tambm chamadas de bombas parafuso, tm sido tradicionalmente empregadas para

recalques de baixa altura (2 a 9 metros) e curta extenso (tpica para recuperao de cotas ou

em projetos de estaes de tratamento. Constituem uma modernizao do chamado parafuso

de Arquimedes (287-212 AC). Funcionando ao ar livre, e portanto presso atmosfrica, a

elevao que se consegue eqivale ao desnvel existente entre as extremidades do parafuso,

colocado em sua posio de funcionamento.

Essas bombas so constitudas de um parafuso montado dentro de uma calha antiretorno

em ao carbono ou em concreto, acoplado a uma unidade motriz externa conectada na

extremidade superior e completada com mancais de apoio inferior e superior, bomba de graxa

e acessrios. No Brasil o mais tradicional fabricante de bombas helicoidais a Fbrica de

Ao Paulista S.A. (FAO).

Figura 26 Conjunto Motor-Bomba Submerso (Bombas FLYGT)


54

8.4.3 Ejetores Pneumticos

Os ejetores pneumticos so bombas de pequena capacidade (2 a 20 l/s) para emprego

em unidades independentes, principalmente para esgotamento de subsolos de edificaes que

se situam abaixo do nvel da rede coletora externa coletora de esgotos. So indicadas para

altura manomtrica de 3 a 15 metros. Compem-se de cmaras metlicas com entrada e sada

em 100mm ou mais, que dispensam poo seco e grades, requerem pouca lubrificao, no

expelem maus cheiros (desde que bem ventilados), ocupam pouco espao e quando a

instalao de mltiplas unidades podem ser alimentados por uma nica central de ar

comprimido.

Para melhor entendimento do mecanismo de funcionamento de um ejetor pneumtico

deve-se observar o corte esquemtico mostrado na Figura 28. O esgoto lquido penetra atravs

da vlvula V3, enchendo a cmara de recepo A. Quando a gua residuria alcana o

nvel mximo a vlvula V2 aberta atravs do acionamento provocado por uma bia,

impulsionando ar comprimido fornecido por um compressor aclopado, forando o lquido

acumulado a passar atravs da vlvula V4 visto que nesse movimento a vlvula V3 ficar

fechada. Quando o nvel mnimo atingido a posio da vlvula V2 inverte-se dando incio

a um novo ciclo. Cada ciclo dura em mdia 1 minuto quando o ejetor trabalha com sua

capacidade mxima.

Figura 27 Exemplo de Bomba do Tipo Parafuso


55

8.5 Dimensionamento das Bombas e Poo de Coleta (Suco)

Vazes de Bombeamento

A vazo de bombeamento, admitindo-se uma s unidade em funcionamento dever ser

igual ou ligeiramente superior vazo mxima (Qmx = Qm.k1.k2) de chegada dos esgotos na

estao, com isso, no momento de maior afluncia (chegada), o nvel do lquido no poo de

suco manter-se- constante ou ter um abaixamento lento.

Altura Manomtrica Total

Dever ser calculada somando-se a altura geomtrica total de elevao com as perdas de

carga (por atrito e localizada), conforme em qualquer tipo de bombeamento, como o utilizado

para guas.

A altura geomtrica total a distncia vertical medida entre o nvel do esgoto no poo de

coleta (suco) e o nvel de chegada do mesmo no ponto de lanamento. Como o nvel de

suco est sujeito a oscilaes, pode-se admitir, para efeito de clculo, o nvel mdio (mdia

entre os nveis mximos e mnimos).

Figura 28 Corte Esquemtico de um Ejetor Pneumtico


56

Volume til do Poo de Coleta

O volume til o volume lquido compreendido entre o nvel mximo e o nvel mnimo de

operao do poo (faixa de operao das bombas). Ele determinado considerando-se :

intervalo de tempo entre partidas sucessivas do motor da bomba (tempo de ciclo T),

que corresponder ao tempo de deteno do esgoto no poo;

vazo de bombeamento.

Devido importncia do tempo de ciclo (T) no dimensionamento do poo de suco,

sugerimos sempre que se consulte os fabricantes de motores sobre o nmero mximo de

partidas, qualquer que seja a potncia do motor.

Pode-se admitir, como idia bsica, que o perodo de deteno dos esgotos em um poo de

coleta seja da ordem de 10 minutos, calculado para a vazo mdia anual (Qm).

Evidentemente que, para um poo assim dimensionado, o perodo de enchimento e, portanto,

o de deteno ser superior a 10 minutos, sempre que a vazo de chegada for inferior vazo

mdia anual (Qm). Recomenda-se como desejvel um perodo de deteno que no exceda de

30 minutos, pois quanto maior o tempo de permanncia dos esgotos, maiores sero as

possibilidades de produo de maus odores devido s condies spticas que podero ocorrer.

Recomenda-se que o nmero de partidas por hora no ultrapasse de 10, o que limita a 6

minutos o ciclo entre dois incios de bombeamento.

No caso de funcionamento de uma nica bomba por vez, a sua capacidade dever ser

ligeiramente superior vazo mxima, para evitar transbordamentos do poo e refluxos na

tubulao de chegada.

As seguintes expresses permitem estabelecer as relaes entre os dados que intervm no

problema :

V = q . p = (Q q) . f

Sendo :

V volume til do Poo de Captao

q vazo de chegada ao poo (afluente)

Q vazo de bombeamento

p perodo de parada da bomba; e

f perodo de funcionamento da bomba


57

A soma de p com f corresponde ao ciclo de operao da bomba, entre duas partidas

consecutivas.

Para um sistema composto por duas bombas (1 bomba + 1 reserva) teremos :

O Tempo de Ciclo (T) consta de duas parcelas :

p perodo de parada da bomba ou tempo necessrio para encher o poo do nvel 0 ao

nvel 1;

qV

p == (1)

f perodo de funcionamento da bomba ou tempo necessrio para esvaziar o poo

desde o nvel 1 at o nvel 0;

qQV

f--

== (2)

admitindo-se Q > q, caso contrrio, o nvel do poo continuar a subir, mesmo com a bomba

em operao.

q

Q

q

Q Q


58

O Tempo de Ciclo ser : fpT ++== (3)

Substituindo na relao (3) as equaes (1) e (2) tem-se :

qQV

qV

T--

++==

--

++==qQ

1q1

VT

A vazo afluente para a qual o tempo de ciclo mnimo decorre de sua derivada, em

relao vazo afluente, igualada a zero :

0==dqdT

0)qQ(

1

q

1V

dqdT

22==

--++--== resolvendo-se tem-se :

2Q

q == (denominada vazo crtica)

Isto significa que o tempo decorrido entre duas partidas sucessivas mnimo, quando a

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Apostila Saneamento 1