Manual Volume l IMEC

MANUAL DAENGENHARIA CIVIL

REALIZAÇÃOINSTITUTO MINEIRO DE ENGENHARIA CIVIL - IMEC

APOIOCREA-MG / MÚTUA / ENGECRED

COMISSÃO ORGANIZADORA:Milton César Toledo de Sá - Prof. Engenheiro CivilMaurício Fernandes da Costa - Engenheiro Civil

Odair Santos Junior - Engenheiro Civil

Volume I - 1ª Edição - 2008Belo Horizonte - Minas Gerais - Brasil

RECURSOS HÍDRICOS

E MEIO AMBIENTE

SOBRE O IMEC

O IMEC - Instituto Mineiro de Engenharia Civil é uma entidade sem fins

lucrativos, que atua na defesa do engenheiro civil, participando ativamente nas

decisões dos órgãos para questões ligadas à engenharia, tem como premissa

unir a classe, melhorar tecnicamente à construção civil patrocinando estudos e

eventos que proporcionam mais segurança, economia e tecnologia. O resultado

é a integração e o aperfeiçoamento profissional de nossos associados.

Fundado em 1990, o IMEC tem uma história de apoio e incentivo à classe

oferecendo cursos, estágios e colocação para estudantes e profissionais

mineiros, na capital e no interior. Acompanhar desde a faculdade até fase máster

e reconhecendo os profissionais que se destacaram, é essa busca incessante da

excelência que faz uma instituição sólida.

Um passado de lutas e um presente atuante fazem do IMEC uma entidade que

almeja um futuro cheio de conquistas.

Valorizar o engenheiro civil perante a sociedade se valendo da economia e

segurança que representa a administração de uma obra por um engenheiro.

ESTRUTURA ORGANIZACIONAL DO IMEC

ADMINISTRAÇÃOPRESIDENTE: Milton César Toledo de SáVICE-PRESIDENTE: Ivan Carlos da Costa

VICE-PRESIDENTE: Marília Carvalho de Melo1º SECRETÁRIO: Ivo Silva de Oliveira Jr

2º SECRETÁRIO: Maurício Fernandes da Costa1º TESOUREIRO: Marcelo Fernandes da Costa

2º TESOUREIRO: Salustiano Teixeira

CONSELHO FISCALCONSELHEIRO TITULAR 01: Luiz César de Souza Monteiro

CONSELHEIRO TITULAR 02: Teodoro José Bahia de Vasconcelos CostaCONSELHEIRO TITULAR 03: Geraldo Fernandes da Costa

CONSELHEIRO SUPLENTE 01: Gilson de Carvalho Queiroz FilhoCONSELHEIRO SUPLENTE 02: Cyrano Vitali Viotti

CONSELHEIRO SUPLENTE 03: Aguinaldo Vieira Maciel

DEPARTAMENTO ESTADUAL

DEPARTAMENTO SOCIALDIRETOR DE VALORIZAÇÃO PROFISSIONAL: Romário A. P. da Silva

DIRETOR SOCIAL e de DESENVOLVIMENTO: Hamilton R. Muniz Hydn Amaral FernandesDIRETOR ADMINISTRATIVO: Luiz Thadeu de Castro Barreto

DIRETOR DE EVENTOS: Getulio Alves da Silva e Souza e Odair Santos Junior

DEPARTAMENTO DE RELAÇÕES PÚBLICASDIRETOR DE MARKETING E LOGÍSTICA: Aguinaldo Vieira MacielDIRETOR DE RELAÇÕES INSTITUCIONAIS: Anderson Silva Lima

DIRETOR DE EXPANSÃO E INTERIOR: Teodoro José Bahia de Vasconcelos e Costa e Jean Marcus Ribeiro

DEPARTAMENTO TÉCNICODIRETORA DE FISCALIZAÇÃO: Marcela Paula Grobério

DIRETOR DE TRANSPORTES: Getulio Alves da Silva e Souza.DIRETOR DE CURSOS: Andréia Nolasco e Luiz Thadeu de Castro Barreto

DIRETORA DE MEIO AMBIENTE: Alaíze Elizabeth Gonçalves e Odair Santos Junior

DEPARTAMENTO REGIONALREGIONAL METROPOLITANA MUNICIPIO DE OURO PRETO

DIRETOR: Carlos Henrique

SOBRE ESTE MANUAL

Este Manual é fruto da experiência dos organizadores e da diretoria do IMEC,

adquirida ao longo de décadas, com o ensino e com a prática da Engenharia. O

principal objetivo de seus idealizadores é gerar um Manual que unifique a teoria e

a prática de alguns conteúdos relacionados à Engenharia. Visa dar apoio didático

ao ensino e à prática da Engenharia Civil, contudo poderá ser usado em outras

modalidades.

Tem-se consciência que um trabalho deste nível é instrumento básico na

mediação entre a teoria e a prática. Procuramos promover esta interação através

deste Manual. A responsabilidade é grande e procurou-se cumprir a tarefa de dar

qualidade a essa relação. Motivação, inovação, qualidade são alguns princípios

que guiaram a elaboração desse manual, esperando e desejando a todos

Profissionais da área, estudantes e o público em geral que interessarem pelos

assuntos, uma boa leitura.

Nesta edição o enfoque dado são os Recursos Hídricos e o Meio Ambiente,

fundamentos em conceitos de Fenômenos de Transporte (mecânica dos

fluidos,transferência de calor e massa), Hidráulica e Hidrologia.

Como consultar este Manual

A consulta a este manual é simples. Ele foi escrito numa linguagem clara e

objetiva e com um vocabulário padronizado. O MANUAL DA ENGENHARIA CIVIL -

RECUSOS HÍDRICOS E MEIO AMBIENTE está organizado de forma modular e foi

estruturado para adequar-se a uma leitura independentemente da seqüência

dos capítulos. Com uma simples consulta ao índice, o leitor poderá selecionar,

rapidamente, os assuntos pelos quais se interessa. A organização básica deste

Volume 1 - Recursos Hídricos e Meio Ambiente apresenta-se dividida em quatro

grandes áreas: Construção Civil, Hidrologia e Hidráulica e Estradas e

Transportes.

PREFÁCIO

Em outubro de 2008, ao participar de reunião do Instituto Mineiro de Engenharia Civil fui

surpreendido por dois Convites que muito me honraram. O primeiro, formulado pelo

Presidente do IMEC, Engenheiro Civil e Professor Universitário Milton César Toledo de Sá,

para que assumisse cargo na Diretoria do referido Instituto. O segundo, para que me

inserisse entre os Organizadores deste Manual e o prefaciasse.

Para este Engenheiro, participar da Diretoria do Instituto do qual tenho a grata satisfação

de ser um dos seus cerca de três mil Associados é procedimento por demais honroso. Da

mesma forma, prefaciar Manual de Engenharia - Profissão que escolhí desde a tenra

infância, maravilhado com as características tecnológicas dela emanadas e por acreditar

que o seu correto exercício tornaria o Mundo melhor para todos - além de honra insígne,

torna-se talvez a maior das missões por mim desempenhadas como Engenheiro.

A Engenharia encontra-se presente na história da Humanidade desde tempos imemoriais.

Há mais de milhares de anos, cidades como Mohenjo-Daro, na Índia, nos legaram ruínas de

um passado com sistemas de abastecimento d'água e de coleta de esgotos, além de

edificações diversas cuja concepção - a exemplo das Pirâmides egípcias, maias e quechuas

e dos observatórios astrônomicos da Arábia, dentre outras fantásticas construções - só

poderiam ter sido erigidas com a atuação do que hoje se conhece como Engenharia.

Nos tempos modernos, Dubai - gigantesca metrópole ora em construção nos Emirados - é

um dos exemplos do que se pensa ao idealizar-se a atuação dessa Profissão e, sobretudo,

daquele que a faz acontecer: o Engenheiro.

O Brasil, privilegiado pela abundância das águas, elevada incidência de sol, fertilíssimos

solos e imensuráveis riquezas minerais, tem sido um dos locais onde a Engenharia se

manifesta em plenitude. Portos, aeroportos, ferrovias, túneis, gigantescas hidrelétricas,

pontes, rodovias tem demonstrado a qualidade de nossa Engenharia e a difundido no

Mundo. Desde a Engenharia Militar das fortificações portuguesas construídas em locais

inóspitos e longíqüos como a Amazônia até os nossos dias, com o advento da Engenharia

Civil, o País é pleno de empreendimentos nos quais pontifica nossa Profissão, de modo

indelével.

Pode-se conceber Brasília como o marco divisório mundial - entre o encerramento do

segundo e o advento do terceiro milênio - onde a Engenharia, notadamente a modalidade

Civil, se fez e faz-se presente em plenitude, ao lado de tantas outras Profissões.

Ao final da década de 50 do século XX, construiu-se na imensidão do Sertão do Brasil a

Capital que, até no século XXI, caracteriza-se pela modernidade a ela inerente e a torna

incomparável. Sistema viário de avançada concepção, uso do concreto armado viabilizando

as sensuais curvas concebidas por Niemeyer, urbanismo avançadíssimo, são qualidades

que dentre várias outras tornam a Capital federal fantástica e especial metrópole por toda

a Terra. Mítica por excelência, desde a sua idealização, conforme previsto no profético

sonho de Dom Bosco, irmana-se à concepção da egípcia Cidade dos Reis, na época dos

Faraós. Dessa mescla esotérica, a lógica tecnológica da Engenharia criou neste País

especial a cidade do futuro, para cuja concretização tornou-se essencial o papel do

Engenheiro Civil. Em poucos anos, sob a égide do sonho do mineiro Juscelino, tornou-se

plural e concreta realidade e propiciou a ocupação de imenso vazio no centro do Planalto

Central do Brasil. Sem Brasília, construída com o gênio e o denôdo do Povo brasileiro, em

especial com a atuação do Engenheiro Civil, talvez hoje o Brasil não fôsse tão coeso. Eram

épocas difíceis e, sem dúvida, muito diferentes do atual momento, no qual constrói-se a

citada Dubai, com apoio da tecnologia do novo milênio e o suporte dos amplos recursos

oriundos do petróleo.

Antes disso, Goiânia e Belo Horizonte são exemplos de urbes planejadas e edificadas, nas

quais sobressai-se o trabalho da Engenharia no Brasil. Do mesmo modo, a construção de

estradas como a São Paulo-Brasília, para suprir de mantimentos e materiais de construção

a própria Capital, em seu alvorecer, são epopéias dignas da Engenharia. Exemplo disso é a

ligação Brasília à Amazônia, na qual tornou-se mártir o Engenheiro Bernardo Sayão,

quando faltavam poucos quilômetros para a união entre os dois trechos finais. Do ponto de

vista das ferrovias - infelizmente, em sua maioria abandonadas num País de dimensões

continentais - merece destaque a grandiosa ferrovia dos Carajás e, dentre outras, a

Curitiba-Paranaguá, incrustada em plena encosta da Serra, além de outras obras

inigualáveis que o curto espaço do nosso prefácio não possibilita sejam citadas. Complexos

aeroportuários como o de Confins, município vizinho à Belo Horizonte e que hospeda nosso

Aeroporto internacional, para sete ou oito milhões de passageiros/ano, são obras especiais,

a exemplo do de Açôres, no Portugal insular, e o de Bangkok, na Tailândia, esse para mais de

oitenta milhões de passageiros/ano. Pontes como a Rio-Niterói, túneis grandiosos, portos,

hidovias, canais, são planejados e construídos em todo o Mundo. Dentre esses, pode-se

citar: o túnel sobre o Canal da Mancha; o próprio Canal do Panamá; eclusas como a de

Tucuruí, no Brasil; as mega-construções em cidades como a chinesa Shangai; a ponte-túnel

sobre o mar do estreito de Oresünd; a ponte-canal para transporte hidroviário sobre o Rio

Elba, em Magdeburg, Alemanha; a ponte sobre as nuvens, na França; as vias elevadas

rodoviárias e ferroviárias (inclusive acessando aeroportos como o de Bangkok, já citado e

que tive a felicidade de conhecer quando ele completou um ano de existência em dezembro

de 2007 e de fotografar a junção dos dois tramos finais daquela ferrovia elevada). Metrôs

como o de Moscou, na Rússia, com trechos subterrâneos a mais de cem metros de

profundidade, construídos para isentarem-se de ataques aéreos da aviação inimiga, na 2ª

Guerra Mundial, bem como o Metrô do Rio de Janeiro, que venceu as difíceis condições de

região de praias, com lençol d'água raso e elevada pressão hídrica, são exemplos de como a

Engenharia pode colaborar com a Humanidade.

No estágio atual, no qual a Terra passa por alterações gravíssimas, que podem resultar em

extinção maciça de seres, inclusive humanos, a Engenharia torna-se o diferencial entre a

existência ou não de um futuro para todos. Num País como o Brasil - fiel da balança do

equilíbrio ambiental no Planeta- tudo há que se fazer, mediante a atuação da Engenharia,

notadamente a Civil, em perfeita sintonia e parceria com outras Profissões, de todas as

áreas.

Compromissos internacionais de salvaguarda da Terra, como a Agenda 21 em seus 40

Capítulos, tem tudo a ver com a Engenharia, para concreta e correta implementação dos

correspondentes objetivos. Da mesma maneira, a Convenção-Quadro das Nações Unidas

sobre Mudança Climática, por intermédio de instrumentos como o respectivo Protocolo de

Quioto, tem, em seu bojo, ferramentas como o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo que

asseguram incentivos popularmente conhecidos como “Créditos de Carbono” a

empreendimentos que reduzam e/ou mitiguem emissões de Gases acentuadores do Efeito

Estufa. Dentre esses, pode-se citar: tratamento de resíduos sólidos (lixo), com captura do

Metano e uso como vetor energético; pequenas centrais hidrelétricas (das quais é imenso o

potencial brasileiro); tratamento de esgotos sanitários com captura de gás gerado, para

usá-lo como vetor energético; transportes para o Desenvolvimento Sustentável; utilização

de fontes renováveis de Energia (eólica, solar térmica, solar fotovoltáica, maremotriz, de

corrente das ondas etc); biocombustíveis, no âmbito da Agricultura Familiar, dentre os

quais o Etanol (com uso de tecnologias brasileiras, hoje exportadas, como as desenvolvidas

pelo saudoso amigo Engenheiro Geólogo Marcello Guimarães Mello e pelo ilustre

Pesquisador Sérgio Pataro, ambos de Minas Gerais) e o Óleo Vegetal Natural

(preferencialmente o prensado a frio, como o desenvolvido pelo Engenheiro Thomas

Renatus Fendel, no Paraná, Brasil).

Uma miríade de iniciativas poderia ser implementada nesse campo pela Engenharia. O

IMEC tem se mirado no exemplo do Fórum Agenda 21 do Estado de Minas Gerais e

incentivado tecnologias como o Aerogerador Turbo-Eólico desenvolvido pelo Engenheiro

Marcos Noraldino, exposto no WEC 2008, o terceiro Congresso Mundial de Engenheiros,

pela primeira vez realizado nas Américas, mais precisamente na fantástica Brasília, obra e

glória mundial da Engenharia brasileira.

Ao incentivar tecnologias como essa e divulgarmos, por exemplo, o Aeromóvel, mais

avançado sistema de transporte de massa do mundo, desenvolvido pelo Engenheiro Oskar

Hans Wolfgang Coester, do Rio Grande do Sul, no Brasil, e que desloca-se em via elevada,

movido a ar pressurizado, conforme pude nele andar em Jakarta, Capital da Indonésia

damos seqüência ao pioneiro Manual de Engenharia, publicado na Inglaterra em 1916, por

Percival Marshall & Co., London, à época ilustrando alguns dos doze diferentes ramos que se

poderia escolher antes de entrar numa empresa de Engenharia.

Agora, procedendo da segunda década do século XX e vindo ao primeiro decênio do novo

milênio, com a publicação deste Manual de Engenharia pelo Instituto Mineiro de Engenharia

Civil, em seu primeiro volume, espera-se que possamos fazer com que a Engenharia - em

suas mais diversas modalidades, dentre as quais a Civil - sobressaia-se ainda mais.

Espera-se que, nos espelhando nas lições do passado, usemos o presente para construir o

futuro que almejamos a todos nós, assegurando a salvaguarda da Vida no terceiro Planeta

que, embora tendo 2/3 de sua superfície recobertos pelo mais precioso dos líquidos, a

Água, denominamos de Terra.

No lema da Conferência das Nações Unidas realizada em 1972, em Estocolmo, Suécia,

consta ser a Terra a única casa de todos nós.

A Cúpula da Terra, no Rio de Janeiro, em 1992, estabeleceu as diretrizes principais para o

futuro do Planeta.

Que, no terceiro milênio da era cristã, a Engenharia possa cumprir a parte a ela destinada,

notadamente neste País tão especial que é o Brasil!

Engenheiro Civil Odair Santos Junior

Diretor do IMEC

Assessor da Presidência do CREA

Membro nato do GT-Meio Ambiente do CONFEA

Delegado do Brasil à Conferência das Nações Unidas sobre Mudança Climática

Presidente do Instituto Águas da Terra www.aguasdaterra.org.br

SUMÁRIO

PARTE 01 - CONSTRUÇÃO CIVIL

1. Envelhecimento do pavimento asfáltico fissuras

2. Fissuras nas edificações por movimentação térmica

3. Fogo em estruturas de concreto armado

4. Força do vento em edificações

PARTE 02 - HIDROLOGIA E HIDRÁULICA

1. Velocidade da água no rio

2. Metodologia para estudo hidrológico

3. Roteiro para determinar a vazão hidrológica

4. Estudo da erosão

5. Empuxo em curvas e reduções - Bloco de ancoragem

PARTE 03 - RECURSOS HÍDRICOS E MEIO AMBIENTE

1. Águas subterrâneas - Rebaixamento de um poço

2. Irrigação

3. Metodologia de projeto e construção de poços

4. Inversão térmica, chuva ácida, efeito estufa, camada de ozônio.

5. Coordenadas Geográfica

PARTE 04 - ESTRADAS E TRANSPORTE

1. Drenagem superficial Sarjetas

2. Drenagem urbana: dimensionamento de boca de lobo

PARTE 05 - TABELAS

Tabela de Honorários para Engenharia Civil

ÍNDICE

PARTE 02 - HIDROLOGIA E HIDRÁULICA

1. Velocidade média da água no rio ............................................................2.11.1. Metodologia aplicada.....................................................................2.11.2. Teoria aplicada.............................................................................2.11.3. Valores (n) da fórmula de Mainning ..................................................2.2

2. Metodologia para estudo hidrológico.......................................................2.32.1. Vazão pelo Método Racional ............................................................2.32.2. Tempo de Concentração .................................................................2.52.3. Intensidade Pluviométrica..............................................................2.5

2.3.1. Períodos de Retorno ou Tempos de Recorrência ..........................2.5

3. Estudo da erosão ................................................................................2.63.1. Recomendações para urbanização futura ..........................................2.63.2. Concepção do projeto ....................................................................2.63.3. Implantação do loteamento ............................................................2.63.4. Manutenção.................................................................................2.73.5. As Medidas Preventivas..................................................................2.7

HIDRÁULICA ............................................................................................2.81. Empuxo em curvas e reduções Bloco de ancoragem ..................................2.82. Fórmulas práticas para determinar o Empuxo...........................................2.8

2.1. Método clássico, pela 2ª Lei de Newton..............................................2.82.2. Método direito de cálculo ................................................................2.82.3. Método 2: Em função de K ..............................................................2.9

PARTE 3 - RECURSOS HÍDRICOS E MEIO AMBIENTE

1. Águas subterrâneas - Rebaixamento de um poço ......................................3.11.1. Rebaixamento de um poço..............................................................3.1

PARTE 01 - CONSTRUÇÃO CIVIL

1. Envelhecimento do pavimento asfáltico fissuras ......................................1.1

2. Fissuras nas edificações por movimentação térmica.................................1.32.1.Por retratação hidráulica da secagem rápida ou evaporação................1.32.2.Por retração de produtos à base de cimento .....................................1.3

2.2.1. Tipos de retração .................................................................1.32.3.Por movimentações higroscópicas ou umidade diferenciada ................1.42.4.Fissuras nas edificações por movimentação térmica ...........................1.5

3. Fogo em estruturas de concreto armado ................................................1.83.1.A influência do fogo na estrutura.....................................................1.8

4. Força do vento em edificações ............................................................1.104.1.Cálculo da força do vento .............................................................1.104.2.Efeitos de interação das edificações no vento ..................................1.114.3.Efeitos dinâmicos em edificações esbeltas e flexíveis........................1.11

2. Irrigação ...........................................................................................3.22.1. Uso da água na irrigação ................................................................3.22.2. Métodos de irrigação .....................................................................3.2

2.2.1.1. Irrigação por Sulcos ..........................................................3.22.2.1.2. Irrigação por Inundação.....................................................3.32.2.1.3. Irrigação por Corrugação ...................................................3.32.2.1.4. Irrigação por Aspersão ......................................................3.42.2.1.5. Aspersão Mecanizada ........................................................3.52.2.1.6. Irrigação por Gotejamento .................................................3.7

3. Metodologia de projeto e construção de poços ..........................................3.83.1. Projeto de contrução de poços .........................................................3.83.2. Especificações técnicas..................................................................3.93.3. Planilha orçamentária de quantitativos de serviços e materiais ............3.103.4. Croquis construtivos....................................................................3.103.5. Pojeto executivo .........................................................................3.11

4. MEIO AMBIENTE ...............................................................................3.12

4.1. Inversão térmica, chuva ácida, efeito estufa, camada de ozônio...........3.124.1.1. Inversão térmica ...............................................................3.124.1.2. Chuva ácida......................................................................3.124.1.3. Efeito estufa .....................................................................3.134.1.4. Buraco na camada de ozônio ................................................3.14

5. COORDENADAS GEOGRÁFICAS

5.1. Localização na superfície terrestre.................................................3.155.1.1. Paralelos ..........................................................................3.155.1.2. Meridiano .........................................................................3.155.1.3. Latitude ...........................................................................3.165.1.4. Longitude .........................................................................3.16

6. TRANSFERÊNCIA DE MASSA - EVAPORAÇÃO..........................................3.176.1. Cálculo da taxa de evaporação.......................................................3.186.2. Estudo de caso ...........................................................................3.18

7. OUTORGA........................................................................................3.197.1. Modalidades de outorga ...............................................................3.197.2. Pocedimentos para solicitação.......................................................3.207.3. Os usos e/ou intervenções sujeitos a outorga ...................................3.207.4. Documentação necessária ...........................................................3.21

PARTE 4 - ESTRADAS E TRANSPORTE

1. Estradas e Transporte ..........................................................................4.11.1. Drenagem superficial Sarjetas ......................................................4.11.2. Dimensionamento dos dispositivos de drenagem...............................4.2

1.2.1. Sarjeta de concreto.............................................................4.21.3. Roteiro para determinação de comprimento crítico de sarjeta................4.2

2. Drenagem urbana: dimensionamento de boca de lobo...............................4.42.2. Boca de Lobo tipo Vertedouro..........................................................4.4

PARTE 5 -TABELA DE HONORÁRIOS PARA ENGENHARIA CIVIL................5.1

1Parte

CONSTRUÇÃO CIVIL

1. Envelhecimento do pavimento asfáltico - fissuras

2. Fissuras nas edificações por movimentação térmica

3. Fogo em estruturas de concreto armado

4. Força do vento em edificações

1. Envelhecimento do pavimento asfáltico - fissuras

Fonte: PETRUCCI (1975) Materiais de Construção.

Materiais betuminosos são classificados em asfaltos e alcatrões. Os materiais betuminosos principalmente o asfalto, que pode ocorrer na natureza sob a forma de asfalto natural ou impregnando as rochas asfálticas, são conhecidos e empregados pelo homem desde a Antiguidade (3 000 A. C.) Eram usados pelas civilizações da Ásia Menor como material cimentante em alvenarias, para colar objetos e na impermeabilização de pisos sagrados. Com as mesmas finalidades foram usados na Índia e Egito, onde também serviram para conservar cadáveres. Foram empregados ainda, pelos romanos para impermeabilização de piscinas e pavimentação de pisos.

Em 1800, começaram a ser empregados, ainda sob a forma de asfaltos naturais, para a pavimentação rodoviária.

São materiais que têm grande sensibilidade à temperatura; amolecem devido à diminuição da viscosidade .

Vantagem: facilidade de emprego, pois possibilitam a mistura com simples aquecimento. Apresenta vantagens devido a sua utilização nos possibilitarem a mistura com simples aquecimento.

Desvantagem: escorrem e se deformam facilmente no verão e tornam-se duros e quebradiços, podendo fendilhar, no inverno. Esta característica, definida como suscetibilidade à temperatura, deve ser levada em consideração e muitas vezes corrigida na sua utilização. Ao contrário dos aglomerantes hidráulicos, são praticamente insensíveis às variações higrométricas.

São materiais de boa qualidade, conservando suas propriedades físicas durante anos. A causa principal (física) do envelhecimento é sem dúvida a evaporação dos constituintes que lhe conferem plasticidade: óleos mais ou menos voláteis. Outra causa (química) é a oxigenação de seus constituintes principais, pela ação do oxigênio do ar, com a formação de CO e H O, que se desprendem. Formam-se também 22outros produtos oxigenados, álcoois e acetonas, que são dissolvidos pelas águas da chuva. O processo todo conduz à desidrogenação e

Parte 1 - Construção Civil

1.1

polimerização do material e consequentemente ao endurecimento das camadas superiores. O processo de envelhecimento não é acelerado, pois estas camadas superiores endurecidas protegem o material. Podem, no entanto, fendilhar pela diferença da dilatação, mas as fendas observadas serão sempre menores que as das argamassas hidráulicas.

No curso da evaporação, o material betuminoso perde seus constituintes voláteis. Embora a evaporação seja um fenômeno superficial, produz-se geralmente uma perda de componentes voláteis em toda a massa por um efeito natural de difusão, tendência natural de equilíbrio em todo o conjunto.

Naturalmente, esta circulação dos óleos será mais lenta quanto maior seja a viscosidade da massa. Cria-se, portanto, um gradiente de viscosidade na espessura do material considerado e, se este gradiente é muito pronunciado, forma-se uma crosta superficial dura que freia totalmente a evaporação posterior.

Petrucci (1975) (p. 52 à 54).

Figura - Imagem de um pavimento asfáltico fissuradoFonte: Bairro Dona Clara - Jaraguá, Belo Horizonte, MG.

1.2


2. Fissuras nas edificaçõesFonte: Ercio Thomaz (1999)

Dentre os inúmeros problemas que afetam os edifícios, particularmente importante é o problema das trincas, devido a três aspectos fundamentais: o aviso de um eventual estado perigoso para a estrutura, o comprometimento do desempenho da obra em serviço (estanqueidade à água, durabilidade, isolação, etc.) e o constrangimento psicológico que a fissuração do edifício exerce sobre os usuários.

Classificação das fissuras de acordo com a causa:Por retração hidráulica da secagem rápida ou evaporação;Por retração de produtos à base de cimento;Por movimentação higroscópica;Por movimentação térmica.

2.1. Por retração hidráulica da secagem rápida ou evaporação

Em função do fácil preparo, o concreto e argamassas normalmente são virados com água em excesso, o que vem agravar o fenômeno da RETRAÇÃO HIDRÁULICA.

Retração de secagem da água excedente evaporando-se em seguida provoca redução do volume.

2.2. Por retração de produtos à base de cimento

A hidratação do cimento consiste na transformação de com19 postos mais solúveis em compostos hidratados menos solúveis, para que ocorra a reação química completa (estequiométrica) entre a água e os compostos é necessário cerca de 30% a 40% de água em relação a massa do cimento.

Em média, uma relação água/cimento de aproximadamente 0,40 é suficiente para que o cimento se hidrate completamente.

2.2.1. Tipos de Retração

Retração química entre o cimento e a água com contração 25% do volume.

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1.3


Retração por Carbonatação a cal hidratada liberada nas reações de hidratação do cimento reage com o gás carbônico presente no ar, formando carbonato de cálcio; esta reação é acompanhada de uma redução de volume, RETRAÇÃO POR CARBONATAÇÃO.

2.3. Por movimentações higroscópicas ou umidade diferenciada

A umidade diferenciada provoca variações dimensionais nos materiais porosos que integram os elementos e componentes da construção, o aumento e a diminuição do teor de umidade provocam uma expansão e uma redução do material. A peça estando impedida de movimentar aparecerá a FISSURA.

Vias de acesso da umidade: Umidade na produção dos componentes, Umidade proveniente da execução da obra, Umidade do ar ou proveniente de fenômenos meteorológicos, Umidade do solo.

A umidade nos materiais de construção depende da porosidade e capilaridade.

O sentido da percolação da água através dos mesmos é determinado pela diferença do teor de umidade. Se um material poroso é exposto por tempo suficiente a condições constantes de umidade e temperatura, graças ao fenômeno da difusão, seu teor de umidade acabará estabilizando-se.

Retração de secagem da água excedente evaporando-se em seguida provoca redução do volume.

1.4


Figura - Imagem de fissuras devida a umidade diferenciada - pé de galinhaFonte: Prédio residencial no Bairro Liberdade - Belo Horizonte, MG.

2.4. Fissuras nas edificações por movimentação térmica

Causas das fissuras ou trincas em edifícios.1. Fissuras por movimentações térmicas ou Dilatação

diferenciada.

Tipos de Fissuras que não serão abordadas neste trabalho.1. Fissuras causadas por alterações químicas dos materiais de

construção,2. Fissuras por sobrecargas,3. Fissuras causadas por recalque da Fundação.

De acordo com Ercio Thomaz (1999), são de grande importância os problemas de trincas e fissuras nas obras de engenharia civil, edifícios, pavimentos, pontes, barragens, etc. O comprometimento da obra, estanqueidade à água, durabilidade, isolação térmica e acústica e o fator psicológico que a fissuração exerce sobre os usuários.

A obra de engenharia está sujeita as variações de temperaturas que causam variação dimensional da peça em serviço. Essa dilatação quando restringida por diversos vínculos, desenvolve tensões térmicas que poderão provocar o aparecimento de fissuras.

1.5


As dilatações diferenciadas provocam movimentações diferenciadas em função de:

Junção de materiais com diferente coeficiente de dilatação térmica, por exemplo, entre a laje de piso e a cerâmica.Exposição de elementos a diferentes solicitações térmicas, por exemplo, vidro de janela com parte sombreado.Gradiente de temperatura em relação a espessura de uma alvenaria com uma face mais exposta que a outra.Para quantificarem-se as movimentações térmicas de um componente, deve-se conhecer suas propriedades físicas e alguns fatores, como por exemplo:Intensidade da radiação solarAbsorção da superfície à radiação solar e depende da cor da mesma, superfícies de cores escuras atingem temperaturas mais elevadas.Emitância da superfície do componente, principalmente nas coberturas em que reirradiam grande parte da radiação solar.Condutância térmica superficial, rugosidade da superfície, velocidade do ar, posição geográfica, orientação da superfície, etc.Condutividade térmica dos materiais constituintes do componente.Calor específico do material

Figura 24 - Imagem de fissuras por movimentação térmicaFonte: Passeio de rua no Bairro Santa Rosa - Belo Horizonte, MG

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1.6


Solução para este tipo de fissuras: construir juntas de dilatação.

Ver figura abaixo.

Figura - Imagem de junta de dilatação de pisosFonte: Pátio de estacionamento de prédio - Bairro Santa Rosa - Belo Horizonte, MG.

1.7


3. Fogo em estruturas de concreto armadoFonte: ABNT NBR 5627 Resistência do concreto ao fogo.

O concreto armado quando submetido ao fogo. Contudo, é possível contrair problemas, na medida em que fica exposto ao fogo prolongado. Depois de controlado, dever-se-á promover um plano de investigação e recuperação, de modo a conhecer o estado das peças estruturais. Serão em função da intensidade em que o fogo atuou, assim como a idade da estrutura e da importância estrutural da área afetada. A norma ACI 216R-89 (1996) “Guia para determinação da resistência de elementos de concreto submetidos ao fogo” poderá fornecer mais informações sobre os efeitos do fogo.

3.1. A influência do fogo na estrutura:

Tipos de patologias;

A) Desplacamento explosivo, caracterizado pelo despren-dimento de lascas ocorre nos primeiros 30 minutos de exposição ao fogo.

B) Descamação do concreto acontece de forma gradual (não violenta) a partir da superfície, particularmente em lajes e vigas. À medida que ocorrem os dois tipos de desplacamentos, as camadas mais profundas do concreto ficam expostas à situação de máxima temperatura, acelerando a transmissão de calor para as armaduras.

C) Desplacamento com choque térmico, ocorre quando do lançamento da água sobre a superfície aquecida, ocasionando choque térmico e o conseqüente desprendimento de finas camadas de concreto.

D) Perda da aderência, ocorre a medida que a temperatura interna das peças estruturais aumentam, o aço das armaduras, por Ter coeficiente de dilatação térmica maior que o concreto, expande ocasionando desintegração daquilo que denominamos concreto armado, já que toda aderência da superfície das armaduras com a massa (do concreto) estar á comprometida. Milhares de pequenas fissuras aparecerão

1.8


devido a movimentações térmicas diferenciadas, que com a continuidade do sinistro, se aprofundarão.

E) Resistência a compressão, para temperaturas em torno dos 300ºC, não haverá perdas significativas na resistência residual do concreto. A tolerância deixará de existir para temperaturas acima dos 500ºC , pois poderão ocorrer reduções significativas em sua resistência a compressão, inviabilizando sua recuperação. O agregado muda de cor a medida que é aquecido até altas temperaturas. Em bibliografias especializadas, encontra-se gráficos que relacionam a resistência, a compressão, com a cor adquirida pelo agregado graúdos silícicos. Esta prática é regulamentada pela norma ASTM C856 “Prática padrão para exame petrográfico do concreto endurecido.” Geralmente correlaciona-se estes dados com a resistência obtida com o penetrômetro ou de, forma mais completa, com o eco-impacto ou ultra-som.

F) Resistência dos aços, os aços estirados a frio e sujeitos a temperaturas inferiores a 450ºC, recuperam totalmente sua resistência após o resfriamento. Os aços laminados a quente, por sua vez, podem ficar expostos a temperaturas superiores a 600ºC sem comprometimento de sua resistência.Sempre que possível, dever-se-á correlacionar o teste de dureza com a resistência a ductibilidade verdadeiras obtidas através da extração e teste em laboratório. Sendo que os aços protendidos o efeito do fogo é bem mais crítico. Para temperaturas em torno de 400ºC, provavelmente haverá perdas superiores a 50 % na resistência a tração do aço protendido.

G) Corrosão é interessante observar que, quando ocorre fogo em estruturas que contenham PVC (cloreto de polivinila), há liberação de íons cloretos para o interior do concreto, tanto durante quanto após o fogo, contaminando-o de forma irreversível, estabelecendo-se após algum tempo milhares de células de corrosão ao longo das armaduras. Os fios e cabos elétricos, além de diversos produtos de uso rotineiro, em sua maioria são feitos de PVC. Torna-se, portanto, necessário checar o grau de contaminação do concreto por cloretos em laboratórios especializados.

1.9


4. Forças do vento nas edificações

Fonte: NBR - 6123/80

Há vários campos de aplicação da força do vento em construção civil; podemos verificar em pontes, edifícios, galpões, chaminés, torres, etc. Esta é a aplicação da aerodinâmica que mais interessa ao engenheiro civil.

Optaremos em descrever a influência dos ventos nas construções verticais de acordo com a norma citada, na ausência

de um túnel de vento para simulação das correntes sobre modelos em escalas reduzidas.

4.1. Cálculo da Força do Vento

4.1.1.Legenda das grandezas utilizadas:Vo=velocidade básica (rajada de 3 segundos, excedida na média uma vez em 50 anos, a 10mdo terreno num campo aberto e plano).Vk=velocidade característica (= Vo S1.S2.S3)S1=fator topográfico, (Tabela 01 da NBR 6123/80)S2=influência da rugosidade do terreno, das dimensões das edificações e sua altura sobre o terreno, (tabela 02 desta norma).S3 = conceitos probabilísticos em função do tempo de retorno e vida útil.q=pressão dinâmica

Como, p = Forca/Área. Logo, a força do vento será;. cf = cx e cy

S.I. = Sistema internacional de unidadesS.T. = Sistema técnico de unidades

Dados:Isopletas: curvas de velocidade básica para o Brasil.P. ex: Para Minas Gerais Vo = 30 m/s eR.G.Sul Vo = 45 m/s.

1.10

q = ____ S.I. Ou q = ____ S.T.V2

k

1,6

V2

k

16


4.2. Efeitos de interação das edificações no vento

Há certas situações em que é necessário considerar a influência de edificações situadas nas vizinhanças. Essas edificações podem causar aumento das forças do vento:(1) Por efeito Venturi: Edificações vizinhas podem causar um “afunilamento” do vento, acelerando o fluxo do ar, com uma conseqüente alteração nas pressões.(2) Por deflexão do vento na direção vertical: edificações altas defletem para baixo parte do vento que incide em sua fachada aumentando a velocidade em zonas próximas ao solo. Edificações mais baixas, situadas nestas zonas, poderão ter as cargas do vento aumentadas por este efeito.(3) Pela turbulência da esteira: Edificações situadas após a outra em relação ao sentido do vento pode ser afetada pela turbulência gerada na esteira da outra.

Determinação dos efeitos de interação deverá ser feitos em túnel de vento. Estes efeitos são um agravante a mais na vida útil das edificações.

4.3. Efeitos dinâmicos em edificações esbeltas e flexíveis

Torna-se necessário estudar sua estabilidade, por via matem ática e/ou experimental, em uma gama bastante extensa de velocidade do vento. A resposta dinâmica da edificação à excitação do vento depende não só de sua forma externa, mas também dos materiais empregados, do amortecimento e da rigidez estrutural. NBR 6123/80(1) Desprendimento cadenciado de vórtices: Movimentos

transversais à direção do vento podem ser produzidos por estes vórtices se a freqüência natural da estrutura ou de um elemento estrutural for igual à freqüência de desprendimento de um para destes vórtices dentro da faixa de velocidade esperadas para o vento. Nocivos em chaminés e torres cilíndricas metálicas.

(2) Efeito de Golpe: Efeitos dinâmicos causados pela turbulência da esteira de outra edificação.

(3) Galope: O galope aparece ao ser excedido certa velocidade do vento, produzindo oscilações transversais à direção do vento. Edificações esbeltas, leves e flexíveis tais como pilares vazados de viadutos de grande altura.

(4) Drapejamento: É um fenômeno típico de estruturas esbeltas com proporções semelhantes às de asa de avião, tal como um edifício muito alto e esbelto, causando Vibrações.

(5) Espectro de Energia das Rajadas: Oscilações originadas da energia das rajadas do vento.

1.11


HIDROLOGIA E HIDRÁULICA

1. Velocidade da água no rio


3. Roteiro para determinar a vazão hidrológica


5. Empuxo em curvas e reduções Bloco de ancoragem

2Parte

HIDROLOGIA

1. Velocidade média da água no rio

Calculada através da fórmula de Manning

Fonte: (1) VILLELA (1975) Hidrologia Aplicada(2) COELHO e BAPTISTA (2000) - Fundamentos de Engenharia Hidráulica

Figura - seção longitudinal típica de um riodeterminação da velocidade “in loco”

1.1. Metodologia aplicada

Num trecho retilíneo do rio marcam-se dois pontos com espaçamento L entre eles

Com as cotas de um e do outro ponto e o espaçamento entre eles, determina-se a declividade em metro/metro.

Anota-se qual o tipo de material que reveste a superfície do perímetro molhado do rio, ou seja, se é grama, solo, concreto, etc.

Verifica-se, em tabelas especializadas, o fator de rugosidade de Manning (n).

E calcula-se a velocidade média da água do rio pela fórmula de Manning.

1.2. Teoria aplicada

Fórmula de Manning nas unidades métricas, para cálculo da DESCARGA (Q) é, em unidades métricas, em unidades

,

,

,

,

,

Parte 2 - Hidrologia e Hidráulica

Vm

L = comprimento

2.1

inglesas.Onde,

Onde,n=fator de rugosidadeS=inclinaçãoR =A/P=raio hidráulicoP=Perímetro molhadoA = Área da Seção transversalq=vazão unitáriab=largura do canal

1.3. Valores (n) da fórmula de Manning

Tabela: coeficientes de Manning - Fonte: Manual de Hidráulica - Azevedo Neto Vol. II 6a ed.

Exemplo: Em um laboratório hidráulico, um fluxo de 0,41 3m /s foi verificado em um canal retangular de 1,2mde

largura com 0,6 m de profundidade de escoamento. Se o declive do canal era de 0,000 4 m/m, qual o fator de rugosidade para o revestimento do canal?

Dados do problema:3Q = 0,41 m /s (descarga ou vazão)

L = 1,20 m (Largura do canal)H=0,60 m (profundidade)S=0,000 4 (declividade do canal)

Pede-se:n=rugosidade da parede interna do canal devida ao seu material de acabamento.

Q = ___ A em unidades métricas1 2/3

nR S ½

Q = A ____ em unidades inglesas2/3R S ½1,486

n

Natureza das paredes

Vidro liso

Reboco de cimento liso e águas não completamente limpas

De terra sem vegetação

Cimento rugoso, musgo nas paredes e traçado tortuoso

De terra, com vegetação rasteira no fundo e nos taludes

Rios naturais, cobertos de cascalhos e vegetação

Nº n

0,010

0,013

0,016

0,018

0,025

0,035

1

2

3

4

5

6

( (

2.2


Solução:

Aplicando a fórmula de Manning para o cálculo da

descarga (Q), temos; em unidades métricas

Resposta;

O fator de rugosidade para o revestimento do canal deverá

ser:

n = 0,0157


Estudos de Escoamento Superficial Os estudos de escoamento

superficial das bacias de drenagem deverão abranger a análise

das características fisiográficas da bacia, tipo de solo e sua

cobertura, inclusive estimativa da evolução futura quanto ao uso

e ocupação do solo.

2.1. Vazão pelo Método Racional

Para bacias hidrográficas com área menor que2 23 Km (A<3Km )

A vazão de projeto é estimada pela seguinte expressão;

Qp = 0,278.c.i.A

ou

Qp = C.i.A / 3,6

Sendo:

Qp = Vazão de projeto, em m3/s.

i=intensidade de chuva, em mm/h.

A = área da bacia, em Km2.

C=coeficiente de Run off;

C = 0,90 =>áreas pavimentadas;

C = 0,70 =>superfícies em taludes;

C = 0,35 =>áreas gramadas.

Q = __ A = 0,41 = __ (1,20.0,60) ___________ (0,0004)2/3 ½

(1

n

1

n

2/3R S ½ 1,20.0,60

1,20+2.0,60 (


2.3

2 2Para bacias com área entre: ( 3Km <área<10Km )

A vazão de projeto é determinada pela seguinte expressão:

Qp = (C.i.A / 3,6).ø

Onde, Ø=coeficiente de retorno ou coeficiente de retardo do escoamento, é função da declividade da bacia e de sua área.

Dado por;

Onde:n = 4 - para declividade (dec) abaixo de 0,5%.n = 5 - entre 0,5%<dec<1,0%.n = 6 - dec>1,0%.

2 2Bacias com áreas maiores que 10 Km (A>10 Km ):

Método de S.C.S ( Soil conservation Service US), recomenda a expressão abaixo, em função do tamanho da bacia, ou seja;

Qp = (0,278 . A . Pe) / Tc

Onde,

Pe=precipitação efetiva, parcela da chuva que transforma realmente em escoamento superficial; pois, é subtraído o escoamento de base ou infiltrado, em mm.S = (25400 / CN). 254

2A = área em KmTc=tempo de concentração em horas.Pe = (P 0,2 . S) / (P + 0,8 . S)

Sendo:P=precipitação totalS=retenção potencial máxima por infiltração, em mmCN = varia de 0 a 100. Tabelado de acordo com a geologia, relevo e revestimento do solo drenante.

1

(100.A)1/n=

2.4


2.2. Tempo de Concentração

Para bacias com áreas de drenagem inferiores ou iguais a 100 ha, o tempo de concentração será calculado pela fórmula de KIRPICH, publicada no “Califórnia Culverts Practice” (1956), expressa por:

Para bacias com áreas de drenagem superiores a 100 ha, o tempo de concentração será calculado pela fórmula de KIRPICH Modificada, expressa por:

Onde:tc = Tempo de concentração, em minuto;L = Comprimento do talvegue, em quilômetro;H = Desnível médio do talvegue, em metro.

O tempo de concentração mínimo a ser adotado é os seguintes:Bueiros de talvegue =10 minutosValetas de proteção=5ou10minutos (em função da área externa)Valetas e sarjetas de plataforma e valetas de banquetas= 5 minutos

2.3. Intensidade PluviométricaA intensidade pluviométrica será calculada a partir da aplicação da equação de chuvas válidas para a área em estudo, para duração da chuva igual ao tempo de concentração da bacia. A duração mínima da chuva será de 5 minutos.

2.3.1. Períodos de Retorno ou Tempos de Recorrência

O período de retorno utilizado na determinação da vazão de projeto e, conseqüentemente, no dimensionamento do dispositivo de drenagem, será fixado em função dos seguintes itens:

Em princípio, desde que não haja recomendação específica da Fiscalização, os períodos de recorrência a serem adotados são:a) Para dispositivos de drenagem superficial, T = 10

anos;

,

,

,

Tc = 85,2 ____ 0,385(3L (H


2.5

b) Para bueiros ou galerias, T = 50 anos;c) Para canalização de córregos, T = 50 anos, com

verificação para T=100 anos sem considerar borda livre;

D)Para pontes, T = 100 anos.


3.1. Recomendações para urbanização futura

Da observação dos problemas mais comuns, relacionados aos processos erosivos, recomendam-se as seguintes diretrizes para futuros loteamentos:

3.2. Concepção do projeto Manter desocupadas as cabeceiras e linhas de drenagem

natural, utilizando-as como áreas verdes; Evitar que o projeto de drenagem conduza as galerias à

concentração das pluviais nas cabeceiras da drenagem natural, sem a devida proteção e dissipação da energia;

Traçado viário deve evitar ruas longas situadas perpendicularmente as curvas de nível.

Evitar concepções de projeto que impliquem movimentos de terra nas proximidades das drenagens naturais;

Procurar situar as vias principais paralelamente as curvas de nível;

Prever, nas extremidades inferiores dos loteamentos, nos locais de lançamento das águas pluviais, estruturas de dissipação que impeçam a ocorrência de processos erosivos.

3.3. Implantação do loteamento; Os loteamentos devem ser implantados por sub-bacias

de drenagem;A implantação deve ser realizada jusante para montante;As obras de terraplanagem devem ser realizadas simultaneamente com as obras de drenagem e obras de proteção superficial;

,

,

,

,

,

,

,

,

,

2.6


,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

Durante a execução das obras, as redes de drenagem deveram estar devidamente protegidas contra o assoreamento e a obstrução;

Nos movimentos de terra de grande porte, devem-se prever sistemas provisórios de drenagem;Evitar a execução das obras de terra e de implantação do sistema de drenagem nos períodos chuvosos.

3.4. ManutençãoOs sistemas de drenagem devem ser periodicamente inspecionados, realizando-se os reparos das partes destruídas e a desobstrução e o desassoreamento dos coletores;Os lotes vazios devem ser mantidos com cobertura vegetal;As vias de circulação e os demais espaços públicos devem ser mantidos limpos, equacionando-se o problema do lixo.

3.5 As Medidas Preventivas

As medidas preventivas, muito mais eficazes e de custo social bem mais reduzido, existem em maior número. As limitações a sua aplicação decorrem não de restrições financeiras ou de complexidade técnica, mas das dificuldades próprias de as sociedades menos desenvolvidas política e socialmente manterem mecanismos legais, institucionais e administrativos capazes de ordenar a ocupação e uso do solo, estimular a aplicação de técnicas ambientalmente adequadas e impedir as que ponham em risco os recursos do patrimônio privado e público.

Nas áreas rurais as medidas preventivas resumem-se a utilização de praticas conservacionistas. As mais utilizadas são:

Preparo do solo para plantio em curvas de nível; Terraceamento;

Estruturas para desvio que terminem em poços para infiltração das águas;Controle das voçorocas;


2.7

,

,

,

Preservação da vegetação nativa nas áreas de grande declive e nas margens de cursos de água, etc.

Por meio da redução das declividades e da criação dos obstáculos aos escoamentos sobre as linhas de maior declive, a água tem sua velocidade reduzida, o que facilita sua infiltração.As práticas vegetativas ocorrem com o aumento da cobertura vegetal do solo tais como o reflorestamento, cultivo em faixas e vegetação em nível, plantio de gramas em taludes, controle da capinagem (cortar sem arrancar), cobertura do solo com palha e folhagem etc.

Hidráulica

1. Empuxo em curvas e reduções bloco de ancoragemFórmula geral;åF = r.Q(V - V )2 1

Figura - Bloco de ancoragem para um plano vertical

2. Fórmulas práticas para determinar o Empuxo

2.1. Método clássico, pela 2a Lei de NewtonEMPUXO: em Curva e Reduções.ÅF = r.Q(V - V )2 1Onde,åF = Força de pressão (Fp ),Empuxo (E),Força de atrito (f ),aForça peso.

2.2. Método direto de cálculo;Método 1: Em função da pressão interna e do diâmetro do tubo A força empuxo dependerá somente da pressão interna da água e do diâmetro da tubulação, de acordo com a equação simplificada a seguir:E = 2.p.S.sen (q/2)

2.8


Q

E

Q

2.3. Método 2: Em função de KE = K.p.S

Onde,E = Empuxo,p=pressão interna máxima,S = área transversal interna (m2),K = coeficiente, função da geometria da peça da canalização.Valores p/ K;Flanges cegos, caps, Tês: K= 1Reduções: K = (1 - S’)/S, onde S' = área do menor diâmetroCurvas de ângulo q: K = 2 sen( /2 )PARTE 03


2.9

RECURSOS HÍDRICOS E MEIO AMBIENTE

1. Água subterrânea - Rebaixamento de um poço

2. Irrigação


4. Inversão térmica, chuva ácida, efeito estufa, camada de

ozônio

3Parte

1. Água subterrânea

1.1. Rebaixamento de um poço

Além da descarga lateral em córregos, rios ou fontes, a água

subterrânea pode ser extraída de poços. O lençol freático ao redor

dos poços, os quais se bombeiam água, irá baixar, formando um

cone de depressão.

Existe o rebaixamento temporário e o definitivo.

Equação de equilíbrio de poços, para escoamento permanente,

ou seja, a vazão de entrada e igual à vazão de saída.

Q = [ð.K(H2 - h2)/ ln(R/r)]

Onde,K=permeabilidade hidráulica do soloH=altura do nível do lençol freático anterior ao rebaixoh=altura do nível do lençol freático após o rebaixoR=raio do cone de depressãor = raio do poçoQ=descarga do poço

Parte 3 - Recursos Hídricos e Meio Ambiente

H

h

Q

R r

Bombeamento de água Pranchões de arrimo

Solo natural

Nível de lençol

Nível rebaixado

Rochaimpermeável

LENÇOL FREÁTICO REBAIXADO

LENÇOL FREÁTICO NORMAL

PRÉDIO ONDEVOCÊ MORA

TERRENO ESCAVADOPARA A CONSTRUÇÃO

DO NOVO PRÉDIOGARAGEM

FUNDAÇÕES

TUBULAÇÃO DESERVIÇOS PÚBLICOS

PRANCHAS PARAARRIMO DO TERRENO

BOMBAS PARAREBAIXAR O LENÇOL

REBAIXAMENTO DO LENÇOL FREÁTICO

3.1

2. Irrigação

2.1. Uso da água na irrigação

A irrigação é uma técnica milenar de condução e distribuição de

água de rios, açudes, poços, etc, em terras destinadas a

agricultura. É um fornecimento artificial de água às plantas em

substituição a água das chuvas.

2.2. Métodos de irrigação

2.2.1. Irrigação por superfície

2.2.1.1. Irrigação por Sulcos

É aquela em que a água é conduzida por gravidade, através

de pequenos canais ou sulcos paralelos às fileiras das

plantas. A distribuição da água para os sulcos pode ser feita

por comportas, sifões ou tubos janelados. Daí a água

infiltra e umedece a zona das raízes. Este método é

indicado para quase todas as culturas plantadas em linhas,

para locais com grande disponibilidade de água e solos de

textura média. Não deve ser construído “morro abaixo”

para evitar a erosão, nem em áreas com grande inclinação

sem os devidos manejos de conservação de solo (Curvas de

nível, terraços, etc.).

3.2


Os sulcos podem ter vários comprimentos, isso depender á

principalmente da textura do solo e da declividade do

terreno. Em solos arenosos, devido a sua alta taxa de

infiltração, devem ser construídos sulcos curtos. Em solos

argilosos, devido a sua baixa infiltração, os sulcos podem

ser mais longos.

2.1.1.2. Irrigação por Inundação

A água é aplicada ao solo na forma de bacias ou tabuleiros

quase planos, limitados por diques ou taipas. Este método

é utilizado em grande escala para a cultura do arroz

irrigado. As vantagens são: dificulta o aparecimento de

ervas daninhas, e com isso economiza mão-de-obra;

possibilita um maior aproveitamento das águas de chuva;

quase não apresenta erosão (praticamente nula); os diques

dificultam a mecanização e provocam a diminuição da área

de plantio.

2.1.1.3. Irrigação por corrugação

A água é aplicada ao solo através de pequenos sulcos,

construídos no sentido de maior declividade do terreno. É

indicado para culturas com alta densidade de plantio como

o arroz, o trigo, pastagens e capineiras.


3.3

2.1.1.4. Irrigação por Aspersão

A irrigação por aspersão caracteriza-se pela aplicação de

água na forma de chuva. A agu é pulverizada na forma de

gotículas através de asperssores sobre as plantas.

A) Sistema Convencional (Móvel, semifixo, fixo)

B) Sistema Mecanizado (Lateral rolante, autopropelido,

pivô central, montagem direta).

O sistema convencional possui os seguintes componentes- Unidade de captação;- Conjunto motobomba;- Tubulações (PVC, alumínio, aço zincado, concreto,

ferro fundido, cimento amianto);- Acessórios (registros, curvas, tubos de subida, tripés,

manômetros, etc.);- Aspersores (estacionários ou rotativos).

Aspersão convencional

Modelos:

a) O sistema convencional móvel é chamado assim

porque os tubos são constantemente trocados de lugar

de forma que a irrigação cubra toda a área. É muito

utilizado por pequenos produtores que não dispõem

de muitos recursos. Requer muita mão-de-obra.

3.4


b) No sistema semifixo, uma parte da tubulação (em

geral a linha principal) fica fixa no solo e os ramais ou

linhas de distribuição vão alternando de lugar.

c) No sistema fixo, todas as tubulações ficam fixas,

aumentando o custo com tubos para cobrir toda a área.

Entretanto, utiliza menos mão-de-obra.

2.1.1.5. Aspersão mecanizada

Lateral rolante: Sistema que tem tubulações iguais às do

sistema convencional, só que montadas sobre rodas,

podendo ser deslocado nos sentidos longitudinal ou

transversal. Este sistema é usado em diversos tipos de solo

e áreas planas ou com pouca declividade. É indicado para

culturas de até 90 cm de altura (feijão, tomate industrial,

batata, alho, hortaliças em geral).

Autopropelido: Neste sistema um aspersor do tipo canhão

(alta pressão) é instalado sobre uma carreta que se

movimenta por autopropulsão. Ele liga-se à rede de

distribuição de água por meio de uma mangueira flexível, a

qual deve ser manuseada com muito cuidado para evitar

seu rápido desgaste. Este equipamento irriga até 100 ha,

dependendo do modelo do aspersor. É utilizado para quase

todas as culturas, por exemplo: feijão, milho, laranja, etc.

Detalhe do aspersor tipo canhão


3.5

Pivô central:Este sistema consiste de uma linha lateral

com vários aspersores, montada sobre armações com rodas

(torres) que podem mover-se no sentido horário ou anti-

horário formando uma área irrigada circular. Permite a

irrigação de grandes áreas utilizando mão-de-obra

reduzida, mas especializada no manejo do equipamento. É

necessário que a área por onde o pivô passe seja livre de

edificações, canais, árvores, corpos de água, etc. Pode ser

utilizado para diversas culturas como: feijão, milho, soja,

arroz, trigo, etc. Não sendo indicado para fruteiras em

virtude da altura das árvores. A velocidade de rotação das

torres é função da lâmina de água a ser aplicada.

Montagem direta: Este equipamento é composto por

motobomba, aspersor de alta pressão, reservatório de

combustível, mangote de sucção com válvula de pé e

guincho. Trabalha parado e após a irrigação de uma

determinada área é transportado para outro local por um

trator. Não necessita de grandes e onerosas mangueiras,

entretanto é necessário abrir canais normalmente de 100

em 100 m para irrigar 1 ha por posição. É muito usado nos

canaviais para distribuição de água e vinhaça (usada como

fertilizante).

3.6


2.1.1.6.. Irrigação por gotejamento

Irrigação Localizada: A irrigação localizada caracteriza-se

pela aplicação da água diretamente na zona radicular das

plantas com pouca intensidade e alta freqüência. A água é

pulverizada na forma de gotículas através de

microaspersores ou aplicada gota a gota por gotejadores

próximo ao pé da planta. A diferença entre os dois sistemas

consiste na forma de aplicação da água e na vazão:

Gotejadores: a água é aplicada na forma de gotas com

uma vazão variando de 2-10 L/h.

Microaspersores: a água é aplicada pulverizada

formando um raio molhado maior, com vazões em

torno de 20-150 L/h. Apresentam menos problemas de

entupimento que os gotejadores.

A irrigação localizada é utilizada principalmente para

fruteiras e outras culturas de alto retorno econômico, pois

apresenta um alto custo de investimento inicial.

Detalhe do gotejador

,

,


3.7


Um dos aspectos mais importantes na elaboração de um projeto de

captação de água subterrânea, diz respeito à abordagem para se

viabilizar o empreendimento. As ciências naturais como a biologia, as

ciências biomédicas e a geologia, utilizasse da abordagem investigativa

e dedutiva. O técnico deve usar todos os dados e recursos investigativos

de campo e escritório disponíveis para permitir a interpretação mais

aproximada possível do objeto de estudo, suas abrangências e

limitações para elaborar diagnóstico sobre a capacidade, profundidade

e métodos construtivos adequados para a exploração do aqüífero. Em

outras palavras: não adianta projetar no escrito, um poço com vazão de

40m³/h para abastecer determinada localidade, se a geologia onde está

a localidade não possuir aqüífero compatível para fornecer tal

quantidade de água.

A sistemática para a definição do manancial subterrâneo visando a

construção de poços para abastecimento de água, pressupõe as

seguintes etapas de estudos técnicos prévios para se ter condições de

definir a localização do poço e o projeto básico:

Estudos hidrogeológicos para definição de manancial subterrâneo;Estudos de locação do poço;Elaboração do Projeto Básico do Poço.

3.1. Projeto de construção de poços

Compreende o elenco de detalhes técnicos que servirão de

parâmetros para a sua construção atendendo a norma ABNT

NB-588 - Projeto de Poços para Captação de Água Subterrânea.

O Projeto de Poços consta de: Especificações Técnicas de Construção;Planilha Orçamentária de Quantitativo de Serviços e

Materiais;Croquis Construtivos.

,

,

,

,

,

,

3.8


Com base nos estudos de geologia realizados, o técnico dispõe

dos dados necessários à especificação do poço, em função do

aqüífero existente e da demanda de água necessária para seguir o

sistema.

3.2. Especificações técnicas

A construção de um poço pressupõe várias fases, que deverão

estar perfeitamente descritas e detalhadas de forma que a

empresa construtora do poço não tenha dúvida do serviço

solicitado.

DTM é Desmontagem, Transporte e Montagem e preparação do

canteiro de obra e acessos.

Perfuração: Diz respeito exclusivamente aos trabalhos de

perfuração e alargamento do furo. Perfilagem geofísica é

Realizada em seguida a perfuração, por empresas especializadas;

visa a determinação do maior número possível de informações

acerca das características petrofísicas dos aqüíferos tais como,

espessuras, granulometrias, quantidade e qualidade das águas e

teores de argila, para que se possa elaborar o Projeto Executivo

de Completação do Poço.

Completação: Correspondem aos trabalhos de colocação dos

revestimentos pré-filtros, cimentação de aqüíferos indesejáveis;

cimentação de proteção sanitária e sapata de proteção sanitária.

Desenvolvimento e Limpeza: É o elenco de trabalhos necessários

à colocação do poço em condições de produção.

Teste de Produção: Consiste no bombeamento do poço durante o

intervalo de tempo determinado para permitir a determinação

dos parâmetros hidrodinâmicos e vazão de exploração do poço.

Trabalhos complementares: Desinfecção, análises

físicoquímicas e bacteriológicas, licenças e autorizações e

Relatório Técnico.


3.9

3.3. Planilha orçamentária de quantitativos de serviços e materiais

A planilha como as especificações técnicas, constitui as peças do

projeto básico do poço. Deverá conter a relação de serviços e

materiais, unidade, custo unitário, valor unitário e total de cada

item.

A planilha de poços considera o custo do material como aplicado.

Os custos unitários e totais englobam fornecimento do material e

serviço. Tal aspecto permite grandes variações de preço entre as

regiões do país para um mesmo item. Em função das

dificuldades locais de acesso custo de transporte,

disponibilidade de equipamento e características geológicas.

A planilha deverá contemplar pelo menos, os seguintes serviços:Desmontagem, Transporte e Montagem DTM;Acessos e instalação dos equipamentos;Perfuração;Revestimento;Pré-filtro;Cimentação;Desenvolvimento;Teste de produção;Análise bacteriológica;Exame físico-químico;Licenças;Relatório Técnico

3.4. Croquis construtivos

Trata-se da representação gráfica esquemática do poço em escala

gráfica normalmente apresentada em uma única folha,

contendo: Profundidade do poço;

Diâmetro de perfuração;Diâmetro de conclusão com especificação dos tipos de

revestimento a serem aplicados;Cimentações previstas;

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,


3.10

,

,

Localização do pré-filtro;Coluna geológica prevista a ser atravessada.

3.5. Projeto executivo

O projeto executivo segue a norma ABNT NB-1290

Construção de Poço para Captação de Água Subterrânea.

O projeto executivo é realizado após a perfuração do furo piloto,

análises das amostras de calha e resultado da perfilagem

geofísica, ocasião em que o técnico dispõe dos elementos para o

estabelecimento dos quantitativos exatos de materiais e serviços

necessários à complementação do poço, desenvolvimento,

limpeza e trabalhos complementares.


3.11

4. Meio Ambiente

4.1. Inversão térmica, chuva ácida, efeito estufa, camada de

ozônio.

4.1.1. Inversão térmica

É um fenômeno natural que pode ocorrer em qualquer parte do

planeta, no entanto, sua ocorrência é maior nos centros urbano-

industriais. Costuma acontecer no inverno, nos dias frios.

Em situações normais o ar, aquecido pela irradiação da

superfície, por ficar menos denso (mais leve), eleva-se dando

lugar ao ar frio, dessa maneira formam-se correntes de convecção

do ar, que estabelecem uma dinâmica favorável à dispersão de

poluentes

Quando a temperatura próxima ao solo cai abaixo de 4ºC, o ar

frio, não consegue elevar-se, ficando retido em baixas altitudes.

Camadas mais elevadas da atmosfera são ocupadas com ar

relativamente mais quente. Os gases liberados pelas chaminés e

veículos, concentram-se nas camadas mais baixas, sendo

impedidos de dispersar-se em virtude da concentração de ar frio.

Na cidade de São Paulo é muito comum acontecer o chamado

“efeito tampão”. Quando duas massas de ar de temperaturas

diferentes se encontram, a massa de ar mais aquecida é obrigada

a passar por cima da mais fria, formando-se assim um verdadeiro

tampão sobre a cidade, impedindo os poluentes de circularem,

criando uma névoa sobre a cidade.

4.1.2. Chuva ácida

As chuvas são sempre ácidas, pois a combinação de gás carbônico

(CO ) e água (H O) presentes na atmosfera produz ácido 2 2

carbônico (H CO ). A elevação exagerada dos níveis de acidez é 2 3

resultado da ação antrópica.

3.12


A chuva ácida é causada pela emissão de poluentes das

industrias, dos transportes e demais atividades que queimam

combustíveis fósseis. Os principais responsável por esse

fenômeno são o dióxido de enxofre (SO ) e o dióxido de 2

nitrogênio (No ). Esses gases, ao serem lançados na atmosfera, 2

se combinam com a água em suspensão, transformando-se em

ácido com elevada capacidade de corrosão.

Esse fenômeno tem como impacto a corrosão de monumentos, a

acidificação das águas e a destruição da cobertura vegetal.

Os países do hemisfério norte mais industrializados são os que

mais contribuem para emissão desses gases, consequentemente,

as chuvas ácidas ocorrem com maior intensidade nestes países;

destaques para o nordeste dos EUA e Europa Ocidental.

4.1.3. Efeito estufa

O efeito estufa é assim chamado devido a sua semelhança com os

efeitos de aquecimentos próprios das estufas, cuja cobertura de

vidro é transparente à luz solar, mas bloqueia a dissipação do

calor ali formado. Da mesma forma, o efeito estufa é

caracterizado pela manutenção do calor irradiado pela Terra, que

não consegue se dissipar em direção ao espaço.

acontece porque alguns gases presentes na atmosfera terrestre

(os “gases-estufa”), como o gás carbônico (CO ), o metano (CH ) 2 4

e o óxido nitroso (NO ), reduzem a taxa de perda do calor 2

terrestre para o espaço. Na verdade, o fenômeno nasce quando as

radiações de energia solar, em ondas longas (radiação

infravermelha), ficam presas abaixo do limite atmosférico,

mantendo o calor terrestre na atmosfera.

Ou seja, a radiação solar (ondas curtas - ultravioleta), atravessa a

atmosfera e chega ao planeta, aquecendo-o. A radiação terrestre


3.13

resultante (ondas longas infravermelho), ou ondas de calor, não

consegue se devolvida plenamente ao espaço, pois os gases-estufa

(principalmente CO ), absorvem e emitem esta radiação de volta 2

para o planeta, o que permite a manutenção da temperatura

média do globo em certos níveis.

4.1.4. Buraco na camada de ozônio

O ozônio (O ) na baixa atmosfera é extremamente prejudicial , 3

principalmente para o desenvolvimento das plantas.

Mas em estado puro e livre na estratosfera (entre 15 e 30 Km de

altitude), ele protege os seres vivos da radiação proveniente do

Sol, filtrando os raios ultravioletas.

A emissão de clorofluorcarbono (CFC) na atmosfera, resultante

da utilização de condicionadores de ar, refrigeração, e no

processo de fabricação de aerossóis, isopor e solventes,

provocando a diminuição das moléculas de ozônio, uma vez que o

cloro presente no CFC, reage com estas, destruindo-as.

Como conseqüências da maior incidência da radiação solar

(ultravioleta) na superfície terrestre, pode-se citar o aumento do

número de casos de câncer de pele, perturbações na visão e

diminuição na velocidade da fotossíntese dos vegetais.

3.14


5. Coordenadas Geográficas

5.1. Localização na superfície terrestre

Objetos só podem ser localizados se forem descritas suas posições em relação a outro(s) de localização conhecida.

O principio fundamental da cartografia consiste no estabelecimento sobre a superfície terrestre de um sistema de coordenadas, ao qual possa ser referido qualquer ponto da terra.

Os Meridianos e Paralelos formam uma rede de linhas imaginárias ao redor da terra, constituindo as bases do sistema de Coordenadas. Este conjunto de linhas é chamado reticulado em uma carta e irá variar com a projeção cartográfica adotada. Cada ponto da superfície da terra está situado no ponto de interseção entre um Meridiano e um Paralelo.

A localização de cada ponto é dada em termos de sua Latitude e de sua Longitude. Este sistema está baseado em duas linhas: Equador e Meridiano Principal. Como as medidas são feitas nos Paralelos e Meridianos que são linhas curvas,a unidade de medida usada é o Grau.

5.1.1. Paralelos

Círculos da superfície da Terra paralelos ao plano do Equador, os quais unem todos os pontos da mesma latitude.

Círculos que cruzam os meridianos perpendicularmente, isto é, em ângulos retos. Apenas um é um círculo máximo, o Equador (0°), os outros, tanto no sentido para o hemisfério Norte quanto para o hemisfério Sul, vão diminuindo de tamanho à proporção que se afastam do Equador, até se transformarem em cada pólo, num ponto (90°).

5.1.2. Meridiano

Linha de referência Norte - Sul, São círculos máximos que cortam a Terra em duas partes iguais de pólo a pólo, todos os meridianos se cruzam entre si, em ambos os pólos geográficos da


3.15

60º W

30º W

0º W

30º W

60º W90º

90º60º E

30º E

0º E

30º E

60º E

5.1.3. Latitude

É o tamanho do arco Norte ou Sul do Equador, em graus, minutos e segundos, medidos ao longo do Meridiano do ponto; A latitude quando medida no sentido do Pólo Norte é chamada Latitude Norte ou Positiva. Quando medida no sentido do Pólo Sul é chamada Latitude Sul ou Negativa. Sua variação é:

O° a 9O°N ou O° a + 90°O° a 9O°S ou O° a - 90°

5.1.4. Longitude

É o tamanho do arco em, graus, minutos e segundos, a Leste ou a Oeste do Meridiano de Greenwich (Meridiano Principal), medidos ao longo do Paralelo do ponto; varia de 0º a 180º.

Quando medidos a Oeste(W) de Greenwich é chamada de Longitude (W) ou (-), quando medida a Leste (E) de Greenwich é chamada de Longitude (E) ou (+).

0º a 180ºW ou 0º a -180º.0º a 180ºE ou 0º a +180º.

150º W

12º W

90º W

60º W

30º W0º

130º150º E

12º E

90º E

60º E

30º E

SUL

NORTE

LONGITUDE LATITUDE

3.16


6. Transferência de massa - evaporação

Transferência de massa, mecânica dos fluidos e transferência de calor (Fenômenos de Transporte), fazem parte da grade curricular de todas as Engenharias.

Na transferência de massa, os processos são regidos pela lei de Fick através das seguintes formas:

1. Difusão binária contra-corrente entre dois gases Misturas,

2. Difusão de um liquido com o ar estagnado Evaporação.

Para a Engenharia Civil dos recursos hídricos e meio ambiente, a evaporação é um fenômeno de grande importância nos projetos, estudos e parecer técnico em demandas relacionadas a licenciamentos e outorgas.

A teoria da célula de Arnold aborda uma solução para evaporação com um caso particular de misturas.

Difusão através de um gás estagnado - Teoria: Célula de Arnold;

A célula da fig (1) que é normalmente usada para medir difusividade mássicas experimentalmente, cotem um liquido puro (A) que se vaporiza e difunde na coluna do gás (B) estagnado. O fluido que se difunde para cima é arrastado por uma corrente de gás escoando no topo perpendicularmente à célula. Suporemos que o nível do liquido seja mantido na posição z = 0. Considere uma difusão em regime permanente.

Fluxo de gás (A+B)

Altura (e) dacoluna de gásestagnado (B)que ofereceresistência ao (A)

Z = e

Z = 0

Líquido A

Fig (1) celula de Arnold

3.17


6.1. Cálculo da taxa de evaporação:

Onde,N = taxa de evaporação (ou vazão mássica ou difusão),As

d .= densidade da mistura (tabelada),AB

D = difusividade da mistura A para B (tabelada),AB

e = espessura (ou filme) do gás estagnado,p = pressão de vapor (pressão em que o liquido se permite evaporar),

6.2. Estudo de caso

Um trabalhador de um posto de serviço acidentalmente derrama 5 galões de gasolina, os quais rapidamente se espelham sobre um nível de

2concreto com área de 25 ft estime o tempo necessário para a gasolina

2 ose evaporar no ar seco parado; D = 6,5 ft /h. a temperatura é de 70 F gAr

e devemos supor que a evaporação se realiza numa película de 6 in de espessura. A pressão de vapor da gasolina é igual a 2 psia.

( p + p = 1 atm = 14,7 psi) 1 galão = 3,785 litros, densidade da g ar

3gasolina = 6 lb /galão, d = 0,075lb /ft , 1 ft = 12 in.m gAr m

Solução:

N = 0,075 x 6,5 . ln(14,7/12,7) = 0,143 lb /h.ft (taxa de difusão)g m 2

6”/12”

Fazendo, N = M (vazão mássica) g

Como M = d. vol t

Onde, vol = volume, t = tempo,d = densidade absoluta.

Tem, se;

t = 6 x 5 = 8,39 horas 0,143 x 25

3.18


7. Outorga

Com a Constituição Federal de 1988 foi instituída a política Nacional de Recursos Hídricos Lei nº 9.433/97 a qual cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos e regulamenta o inciso XIX do art. 21 da Constituição Federal.

Outorga é o ato administrativo mediante o qual o Poder Público outorgante (União, Estados ou Distrito Federal) faculta ao outorgado o uso de recurso hídrico, por parzo determinado, nos termos e nas condições expressas no respectivo ato. O referido ato é publicado no Diário Oficial da União (caso da ANA), ou nos Diários Oficias dos Estados ou do Distrito Federal, onde o outorgado é identificado e estão estabelecidas as características técnicas e as condicionantes legais do uso daságuas que o mesmo está sendo autorizado a fazer.

As outorgas em águas do domínio do Estado de Minas Gerais são obtdas junto ao IGAM (Lei 13.199/99). As outorgas em águas em domínio da União são feitas pela ANA (Lei 9.984/2000).

7.1. Modalidades de Outorgas

Autorização Obras, serviços ou atividades desenvolvidas por pessoa física ou jurídica de direito privado e quando não se destinarem à finalidade de utilidade pública (prazo máximo 20 anos).

Concessão - Obras, serviços ou atividades desenvolvidas por pessoa física ou jurídica de direito público e quando se destinarem à finalidade de utilidade pública (prazo máximo 20 anos).

Permissão - Obras, serviços ou atividades desenvolvidas por pessoa física ou jurídica de direito privado, sem destinação de utilidade pública e quando produzirem efeitos insignificantes nos cursos de água (prazo máximo 3 anos).

Em Minas Gerais a portaria Administrativa IGAM nº 010/98, de 30 de dezembro de 1998 determinam que até que se estabeleçam as diversas vazões da Bacia Hidrográfica, será adotada a Q7,10 (vazão mínima de sete dias de duração e dez anos de ocorrência), para cada bacia.

3.19


Ainda no artigo fixa em 30% (trinta por cento) da Q7,10, o limite

máximo de derivações consecutivas a serem outorgadas, em condições

naturais, ficando garantido a jusante de cada derivação, fluxos

residuais mínimos equivalentes a 70% (setenta por cento) da Q7/10.

7.2. Procedimentos para Solicitação

Após a tramitação de rotina, é iniciada a análise do pedido, segundo a

tipologia que, em geral, se baseia nos dados fornecidos pelo requerente,

que devem contemplar a descrição geral do empreendimento e os

estudos para a determinação da disponibilidade hídrica.

São, então, conduzidas análises quanto à demanda e quanto à

disponibilidade de água no corpo hídrico manancial, a partir do qual

será feita a captação, tendo em vista as especialidades envolvidas. Já

dispõe de rotinas sistematizadas para análise de pedidos de outorga

para irrigação, abastecimento público, lançamentos de efluentes de

esgoto sanitário, uso industrial e obras hidráulicas.

7.3. Os usos e/ou intervenções sujeitas a outorga

- Captação ou derivação de água em um crpo de água;

- Explotação de águas subterrâneas;

- Construção de barramentos ou açudes;

- Construção de dique ou desvio em corpo de água;

- Construção de estruturas de lançamentos de efluentes em corpo de

água;

- Construção de estruturas de recreação nas margens;

- Construção de estrutura de transposição de nível;

- Construção de travessia rodo-ferroviária;

- Dragagem, desasoreamento e limpeza de corpo de água;

- Lançamento de efluentes em corpo de água;

- Retificação, canalização ou obras de drenagem;

- Transposição de Bacias;

- Outras modificações do curso, leito ou margens dos corpos de água.

3.20


7.4. Documentação necessária

- requerimento assinado pelo requerente ou procurador, juntamente com a procuração;- Formulários fornecidos pelo IGAM;- Relatório técnico modelo fornecido pelo IGAM;- Comprovante de recolhimento dos valores relativos aos custos de

análise e publicações;- Cópias de CPF/CNPJ e da carteira de identidade do requerente ou

procurador;- Cópia do registro do imóvel ou de posse do local onde será efetuada

a captação, com atualização máxima de 60 dias;- ART, (Anotação de Responsabilidade Técnica) expedida pelo

CREA;- Documento de concessão ou autorização fornecido pela ANEEL,

em caso de hidrelétrica ou termelétrica;- Documento emitido pelo Comitê de Bacias contendo prioridade de

uso, caso existente.

3.21


ESTRADAS E TRANSPORTE

1. Drenagem superficial - Sarjetas

2. Drenagem urbana: dimensionamento de boca de lobo.

4Parte

1. Estradas e transporte

1.1. Drenagem superficial - sarjetasFonte: TUCCI (2001) Hidrologia

Tem por finalidade dimensionar e detalhar os dispositivos

hidráulicos capazes de captar e conduzir as águas superficiais e

subterrâneas que chegam a rodovia, preservando a estrutura da

via e dando-lhe destino seguro sem erosão, possibilitando assim a

operação da via durante as precipitações.

O solo e o concreto desprotegidos resistem a pequenas

velocidades; para evitar a erosão dos mesmos admite-se as

seguintes velocidades máximas:

Areia fina = 0,4 m/s

Argila = 1,1 m/s

Concreto = 4,5 a 5,0 m/s

A Drenagem superficial se compõe de:

Valeta de pé de talude, de aterro, sarjeta, Bueiro, Boca de Lobo,

Descida de água, etc.

Figura - Imagem de sarjetaFonte: Bairro Liberdade - Belo Horizonte, MG.

Parte 4 - Estradas e Transportes

4.1

1.2. Dimensionamento dos dispositivos de drenagem

Os estudos hidrológicos têm por objetivo o cálculo da vazão (Q)

de enchente das bacias hidrográficas, para então fazer o

dimensionamento hidráulico da drenagem.

1.2.1. Sarjeta de concreto

São dispositivos destinados a coletar águas superficiais

provenientes dos taludes e pistas de rolamento,

conduzindo-a para fora do corpo da estrada.

O dimensionamento das sarjetas está relacionado com a

determinação de seu comprimento crítico, que é definido

como o comprimento máximo de sua utilização, para que

não haja trasbordamento e nem início de erosão.

A seção mais usual é triangular, porém para corte muito

extenso projeta-se canal retangular. Evitar sarjetas

profundas a qual representa perigo para o tráfego, onde

acontecem freqüentes acidentes com veículos.

1.3. Roteiro para determinação de comprimento crítico de sarjeta

Se fizermos a igualdade da vazão da bacia de contribuição e a

vazão do condutor, determinamos o comprimento máximo que a

sarjeta transporta a água sem acontecer o trasbordamento.

Q = Q(bacia) (sarjeta)

Da Hidrologia a Vazão da Bacia (de Enchente) é dada pelo

método Racional, ou seja;

Q = A.V(Sarjeta)

Onde,3Q = vazão em m /s

C = coeficiente de Run off , tabelado em função da superfície escoanteI = Intensidade de precipitação em mm/h

2A = Área de drenagem em Km .

4.2


No caso de sarjeta a área é o comprimento (L) da sarjeta vezes a

largura de contribuição. A = L x l ( Onde, L=comprimento

crítico da sarjeta emmel=largura de contribuição em m).

De Fenômenos de Transporte a Vazão da Sarjeta é dada pela

equação da continuidade, ou seja;

Q = A.V(Sarjeta)

Onde,Q = vazão da sarjeta em m3/s,A = Área da seção transversal da sarjeta em m2.V = velocidade média de escoamento em m/s, dada pela

fórmula de Manning.

V = ________

Onde,V = velocidade em m/s,R = Raio hidráulico=A/P,A = Área da seção em m2P = Perímetro molhado em m,S = inclinação em m/mN = fator de rugosidade de Manning, tabelado em função do

material de revestimento do canal. Para concreto acabado

com desempenadeira, n=0,015

Tirando o comprimento crítico, tem-se:

L = ___________

3

R2. S

n

R .S2/3

3,6.A

n.C.i.l

½

4.3


2. Drenagem urbana:

dimensionamento de boca de lobo

Fonte: TUCCI (2001) Hidrologia

Bocas de lobo ou coletoras em Drenagem Urbana possuem a

capacidade de engolimento semelhante a um vertedor retangular

afogado.

Figura - boca de lobo simples

2.1. Boca de Lobo tipo Vertedouro

A vazão do vertedouro retangular afogado para simular o poder de

engolimento da boca de lobo é dado pela seguinte fórmula;

Onde,

m = coeficiente que depende de muitas variáveis, tais como tensão

superficial, viscosidade, massa específica, distribui ção da

velocidade, escoamentos secundários, etc. Em drenagem

urbana recebe o valor de 1,7.

b = comprimento da soleira, em metros.

h = altura da água próxima à abertura da guia, em metros.

4.4

b (soleira)

Fluxo de água da rua

Bocade Lobo


Exemplo:

Dimensione uma boca-de-lobo (somente soleira) para uma vazão de 94

l/s na sarjeta e uma lâmina de água de 0,10 m.

Resp.: b = 1,748 m

Figura - Imagem de uma boca de lobo duplaFonte: Bairro Liberdade, Belo Horizonte, MG

4.5


1- TABELA DE HONORÁRIOS PARA ENGENHARIA

CIVIL

5Parte

SERVIÇOS DE ENGENHARIA CIVIL PARA EDIFICAÇÕESForma de pagamento e preços mínimos sugeridos

Fonte: IMEC

Serviços R$ por m2 ATÉ 400 m2 AC 400 m21 Projeto de Aprovação 8,00 6,302 Projeto de Execução 8,00 6,303 Projeto de Estrutura de Concreto 8,00 6,304 Projeto de Instalação Elétrica 4,00 3,005 Projeto do Padrão de Entrada de Energia Por Consumidor 100,006 Projeto de Instalação Telefônica Por Consumidor 100,007 Projeto de Instalação de Comunicação 3,50 3,008 Projeto de Instalação Hidro-sanitária 4,00 3,509 Projeto de Instalação de Prevenção Extintor: 02 Salários Mínimos* e Combate à Incêndio Hidrante: 1,40 m2**

Sprinter: 2,00 m2**10 Levantamento Plani-altimétrico 0,80 0,7011 Locação do Lote 0,80 0,7012 Visita Técnica à Obra Por Hora 100,0013 Aprovação do Projeto na Prefeitura 03 Salários Mínimos14 Baixa da Construção 05 Salários Mínimos15 Consultoria Técnica Por Hora 80,0016 Responsabilidade Técnica de Execução Até 200 m2 02 Salários Mínimos por Mês***16 Responsabilidade Técnica de Execução De 200 a 400 m2 03 Salário Mínimo por Mês***16 Responsabilidade Técnica de Execução De 400 a 1200 04 Salários Mínimos por Mês***17 Administração da Obra % sobre os custos à combinar18 Responsabilidade Técnica de Controle Tecnológico Até 200 m2 01 Salário Mínimo por Mês***18 Responsabilidade Técnica de Controle Tecnológico De 200 a 400 m2 01 Salário Mínimo por Mês***18 Responsabilidade Técnica de Controle Tecnológico Acima de 400 m2 à combinar19 Responsabilidade Técnica de Fiscalização Até 200 m2 01 Salário Mínimo por Trimestre19 Responsabilidade Técnica de Fiscalização De 200 a 400 m2 02 Salários Mínimos por Trimestre19 Responsabilidade Técnica de Fiscalização Acima de 400 m2 04 Salários Mínimos20 Recebimento de Obra Até 200 m2 02 Salários Mínimos20 Recebimento de Obra De 200 a 400 m2 04 Salários Mínimos20 Recebimento de Obra Acima de 400 m2 à combinar21 Manutenção de Edificações Até 400 m2 01 Salário Mínimo por Semestre21 Manutenção de Edificações De 400 a 1200 m2 03 Salários Mínimos por Semestre21 Manutenção de Edificações Acima de 1200 m2 à Combinar

Tabela de Honorários paraEngenharia Civil

Parte 5

* Valor referente a instalação com extintor de incêndio** Valor referente a instalação com hidrante/sprinkler*** Está incluída uma visita quinzenal à obra.Valores para serviços com andamento normal e sem alterações após a aprovação.SM salário mínimo da região, vigente no mês da prestação do serviço.Para pavimento Tipo, descontar acumulativo de 7%, a partir do 4º pavimento Tipo.

5.1

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. ABNT-NBR 9575 Projeto de Impermeabilização.

2. Bennett, C.O.; MUERS, J.E. Fenômenos de Transporte, Ed. Mc.Graw-Hill

Ltda. São Paulo, SP 1978.

3. FOX, ROBERT W. e MCDONALD, ALAN T. Introdução a Mecânica dos

Fluidos Purdue University, 4a edição revista, LTC Rio de Janeiro Brasil. 1

998.

4. INCROPERA, FRANK P. e WITT, DAVID P. Fundamentos de Transferência

de Calor e de Massa. 3a ed. Ed. Livros Técnicos e Científicos Editora S/A

Rio de Janeiro, RJ. -1992.

5. TUCCI, CARLOS E.M. Drenagem Urbana. ABRH UFRGS.

6. THOMAZ, ERCIO. Fissuras e Trincas em Edificações. - São Paulo, SP.

1999.

FALE COM O IMEC

Esperamos com este primeiro volume do Manual da Engenharia - Recursos

Hídricos e Meio Ambiente, esclarecer da melhor forma possível alguns dos

diversos recursos relacionados à Engenharia.

Porém, este trabalho não termina aqui, pois o IMEC estará sempre buscando

aprimorar seus serviços com o objetivo de atender melhor às necessidades dos

seus usuários e parceiros. Por isto esta relação, entre o IMEC e os seus parceiros,

não termina.

Sempre que você tiver alguma sugestão, solicitação ou alguma crítica, procure-

nos. O IMEC terá sempre prazer em atendê-lo.

Av. Álvares Cabral, 1600 - 2º andar30170-001 - Belo Horizonte - MGTelefone: + 55 31 3275-4723w w w . i m e c m g . c o m . b r

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