coleta e transporte de esgoto - Tsutiya

Pedro Alem Sobrinho
Milton Tomoyuki Tsutiya
N.Cbam. 628.3 A351c 2. ed.
Autor: Alem Sobrinho, Pedr
Título: Coleta e transporte de esgoto
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MILTON TOMOYUKI TSUTIYA
Engenheiro civil, formado em 1975 pela Escola Politécnica da Universidade
de São Paulo, Recebeu os títulos de Mestre em Engenharia, em 1984 e de Doutor
em Engenharia em 1990 pela Escola Politécnica da USP. Iniciou suas atividades
acadêmicas em 1982, no Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da
Escola Politécnica daUSP; onde atualmente ocupa o cargo de Professor Doutor
na Área de Saneamento: Ministrou vários cursos de aperfeiçoamento e de exten-
são em várias cidades do Estado de São Paulo, principalmente para os engenhei-
ros da SABESP. Tem mais de setenta trabalhos publicados nos mais variados
assuntos referentes aos sistemas de esgoto sanitário e sistemas de abastecimento
de água.
É funcionário da SABESP desde 1976, onde iniciou como engenheiro júnior,
ocupando posteriormente os cargos de coordenador de projeto, coordenador de
planejamento e coordenador de pesquisas e desenvolvimento tecnológico. Parti-
cipou de um grande número de estudos de concepção, projeto básico e projeto
executivo de sistemas de abastecimento de água e de esgotos sanitários e também
de Planos Diretores. Na área de pesquisa, tem atuado em temas relacionados com
a redução de custos operacionais e melhoria de eficiência dos sistemas de água e
esgoto.

CAPÍTULO 1
SUMÁRIO
Sistemas de Esgotos
1.1. - Introdução " " 1
l.2. - Tipos de sistemas de esgotos 2
l.3. - Situação do esgotamento sanitário no Brasil 4
Referências bibliográficas "" .. 4
CAPÍTULO 2
Concepção de Sistemas de Esgoto Sanitário
2.1. - Definição e objetivos "."""." """ .."." """""""."" ..""" 5
2.2. - Partes de um sistema de esgoto sanitário .." .." " " .. 5
2.3. - Regime hidráulico do escoamento em sistemas de esgoto 6
2.4. - Normas para projetos de sistemas de esgoto sanitário 6
2.5. - Estudo de concepção de sistemas de esgoto sanitário :.."."" ".". 7
2.5.1 - Dados e características da comunidade .""" " .."".""" 7
2.5.2 - Análise do sistema de esgoto sanitário existente ". 7
2.5.3 - Estudos demográficos e de uso e ocupação do solo " ..""""" .. 7
2.5.4 - Critérios e parâmetros de projeto """ "" .." 8
2.5.5 - Cálculo das contribuições " " " " .." 8
2.5.6 - Formulação criteriosa das alternativas de concepção 9
2.5.7 - Estudo de corpos receptores " 9
2.5.8 - Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas
desenvolvidos para a escolha da alternativa " .." 9
2.5.8.1 - Rede coletora " " .. 9
2.5.8.2 - Coletor tronco, intercepto r e emissário 9
2.5.8.3 - Estação elevatória e linha de recalque " 1O
2.5.8.4 - Estação de tratamento de esgoto 10
2.5.9 - Estimativa de custo das alternativas estudadas 11
2.5.10 - Comparação técnico-econômica e ambiental dasaltemativas 11
2.5.11 - Alternativa escolhida "" " 11
2.5.12 - Peças gráficas do estudo de concepção " 12
2.5.13 - Memorial de cálculo 13
2.6. - Concepção da rede de esgoto sanitário .." " " " 13
2.6.1 - Desenvolvimento da concepção nas diversas fases do projeto 13
2.6.2 - Órgãos acessórios da rede 14
2.6.3 - Concepção do traçado da rede de esgotos 15
1

Xll Xl11
CAPÍTULO 42.6.3.1 - Tipos de traçado de rede 15
2.6.3.2 - A influência dos órgãos acessórios da rede no seu
traçado 17
2.6.3.3 - Localização da tubulação na via pública 18
2.6.3.4 - Outros fatores que interferem no traçado da rede de
coletores ; , 21
2.7. - Concepção dos interceptores ·23
2.8. - Sistemas alternativos para coleta e transporte de esgoto sanitário 24
2.8.1 - Sistema condominial 24
2.8.1.1 - Origem e aplicação 24
2.8.1.2 - Características técnicas 27
2.8.1.3 - Comparação entre o sistema condominial e o
convencional : 27
2.8.2 - Redes de coleta e transporte de esgoto decantado 28
2.8.3 - Redes pressurizadas e a vácuo 29
2.8.3.1 - Redes pressurizadas 29
2.8.3.2 - Redes a vácuo 31
2.8.4 - Rede coletora de baixa declividade com autilização do
dispositivo gerador de descarga (DGD) 32
Referências bibliográficas ..........................................•................................ 34
Projeto de Redes Coletoras de Esgoto Sanitário
4.1 - Introdução , 65
4.2 - Cálculo das vazões de dimensionamento : 67
4.2.1 - Cálculo das vazões totais 67
4.2.1.1 - Procedimento quando não existem medições de
vazão utilizáveis no projeto 67
4.2.1.2 - Procedimento quando existirem hidrogramas
utilizáveis no projeto 68
4.2.1.3 - Processo das áreas edificadas 70
4.2.2 - Determinação das taxas de contribuição para cálculo das redes
coletoras 71
4.2.2.1 - Cálculo das taxas de contribuição para redes simples 72
4.2.2.2 - Cálculo das taxas de contribuição para redes dupla 72
4.2.2.3 - Cálculo das taxas de contribuição para redes simples e
dupla 73
4.2.3 - Determinação das vazões de dimensionamento de cada
.trecho ............•.......................... : 77
4.3- Hidráulica dos coletores de esgoto 77
4.3.1 - Equações gerais 77
4.3.2 - Equações para cálculo das perdas de carga 79
4.3.2.1 - Equações gerais para condutos livres 79
4.3.2.2 - Perdas de carga localizadas 85
4.4 - Considerações sobre o critério da tensão trativa e autolimpeza dos
coletores 86
4.5 - Considerações sobre a velocidade crítica e o arraste de ar para o
líquido 94
4.6 - Critérios de dimensionamento 102
4.6.1 - Regime hidráulico de escoamento ........•.............................. 102
4.6.2 - Vazão mínima considerada para dimensionamento
hidráulico : 102
4.6.3 - Diâmetro mínimo 102
4.6.4 - Dec1ividade mínima 103
4.6.5 - Dec1ividade máxima 103
4.6.6 - Lâmina d'água máxima 103
4.6.7 - Lâmina d'água mínima 104
4.6.8 - Velocidade crítica 104
4.6.9 - Condições de controle de remanso 104
4.7 - Órgãos acessórios das redes coletoras , 105
4.7.1 - Poços de visita lQ5
CAPÍTULO 3
Vazões de Esgotos
3.1 - Introdução ' 37
3.2 - Esgoto doméstico 37
3.2.1 - População da área de projeto 37
3.2.1.1 - Métodos para o estudo demo gráfico 39
3.2.1.2 - População flutuante 45
3.2.1.3 - Distribuição demográfica 47
3.2.2 - Contribuição per capita e por economia 48
3.2.3 - Coeficiente de retorno: relação esgoto/água 52
3.2.4 - Coeficientes de variação de vazão 53
3.3 - Infiltrações 57
3.4 - Despejos industriais 58
3.5 - Vazão de esgoto sanitário 60
Referências bibliográficas 61
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XIV
4.7.2 - Tubo de inspeção e limpeza ou poço de inspeção 105
4.7.3 - Terminal de limpeza 106
4.7.4 - Caixa de passagem 110
4.7.5 - Degrau 110
4.7.6 - Tubo de queda 110
4.7.7 - Distância entre singulares 11O
4.8 - Materiais das tubulações de esgoto 112
4.8.1 - Tubo cerâmico 112
4.8.2 - Tubo de concreto 113
4.8.3 - Tubo de plástico 114
4.8.3.1-TubosdePVC 114
4.8.3.2 - Tubos de polietileno de alta densidade 114
4.8.3.3 - Tubos de poliéster armado com fios de vidro 114
4.8.4 - Tubos de ferro fundido 115
4.8.5 - Tubos de fibrocimento 115
4.8.6 - Tubos de aço 115
4.9 - Ligações prediais 115
4.9.1 - Sistemas de ligações 115
4.9.1.1 -Sistema ortogonal - ligação simples 116
4.9.1.2 - Sistema ortogonal - ligações múltiplas 117
4.9.1.3 - Sistema radial - ligações múltiplas 119
4.9.1.4 - Ligações utilizadas na Baixada Santista, Estado de
São Paulo 121
4.9.2 - Dimensionamento da ligação predial 121
4.9.2.1 - Critérios de dimensionamento 121
4.9.3 - Determinação da profundidade mínima do coletor público
para atender à ligação predial 126
4.10 - Projeto executivo de redes de esgotos 127
4.11 - Software para projeto de rede coletora de esgoto 132
4.12 - Programa para dimensionamento da rede coletora de esgoto 132
4.12.1 - Programa em excel 133
4.12.2 - Programa em visual basic 141
4.13 - Exemplo de dimensionamento de uma rede coletora 141
CAPÍTULO 5
Interceptore~ de Esgoto
5.1. - Introdução 161
5.2. - Determinação de vazões 161
5.2.1 - Vazões de esgotos 161
XV
5.2.2 - Contribuição pluvial parasitária 166
5.3. - Dimensionamento hidráulico 167
5.4. - Traçado do interceptor 168
5.5. - Condições específicas a serem atendidas em projeto 169
5.6. - Dimensionamento de um interceptor de esgotos 169
5.7. - Remanso em interceptares 177
5.7.1 - Introdução 177
5.7.2 - Equacionamento básico 177
5.7.3 - Tipos de curva de remanso 180
5.7.4 - Determinação da curva de remanso 181
5.7.4.1 - Determinação das características geométricas da
seção 182
5.7.4.2 - Determinação da profundidade normal 182
5.7.4.3 - Determinação da profundidade crítica 183
5.7.4.4 - Determinação das profundidades nas seções 184
5.7.4.5 - Determinação de perdas localizadas 184
5.8. - Materiais utilizados em interceptores 186
5.9. - Poços de visita 186
5.10.- Dissipadores de energia 187
5.10.1 - Alternativas adotadas para a dissipação de energia 188
5.11 - Interligação de coletores de esgoto situados em cotas distintas 192
CAPÍTULO 6
Sifões Invertidos
6.2. - Hidráulica do sifão invertido ~201
6.3. - Velocidades :: 204
6.4. - Diâmetro mínimo 206
6.5. - Número de tubulações 206
6.6. - Perfil do sifão : 206
6.7. - Câmaras visitáveis 207
6.8. - Ventilação ; 207
6.9. - Extravasor 209
6.10. - Materiais 209
6.11. - Considerações complementares 209
6.12. - Exemplo de cálculo - Projeto de um sifão invertido 210

XVI XVII
CAPÍTULO 7 8.2.3.4 - Aplicabilidade dos medidores área-velocidade 262
8.3. - Medidores de vazão em condutos forçados ~ 264
8.3.1 - Medidor Venturi 264
8.3.2 - Outros sistemas de medição em condutos forçados 265
~ . R~ferências bibliográficas 266
CAPITULO 9
Corrosão e Odor em Sistemas de Coleta e Transporte de Esgoto Sanitário
7. L - Introdução . " : 223
7.2. - Sulfetos em esgoto sanitário : 224
7.2.1 - Origem 224
7.2.2 - Formas de sulfetos dissolvidos 225
7.2.3 - Propriedades físico-químicas do H2S 226
7.2.4 - Processo de formação de sulfetos na coleta e transporte de
esgoto sanitário 226
7.2.5 - Previsão de ocorrência de sufetos em tubulações de esgoto 228
7.3. - Corrosão causada por sulfeto de hidrogênio 229
7.3.1 - O processo de corrosão por sulfeto de hidrogênio 229
7.3.2 - Controle de corrosão por sulfeto de hidrogênio 231
7.4. - Odor e outros efeitos devidos aos gases em esgoto sanitário 235
7.4.1 - Ocorrência dos gases e odores característicos 235
7.4.2 - Outros efeitos dos gases no esgoto sanitário 235
7.4.3 - Controle dos gases de esgoto 236 .
Elevatórias de Esgoto Sanitário - Sistemas de Bombeamento
9.2. - Período de projeto 268
9.3. - Vazões de projeto 269
9.4. - Bombas utilizadas em elevatórias de esgoto 269
9.4.1 - Bombas centrífugas 269
9.4.1.1 - Classificação das bombas centrífugas 270
9.4.1.2 - Recomendações para o recalque de esgotos com
bombas centrífugas 274
9.4.2 - Bombas parafuso , 275
9.4:3 - Ejetores pneumáticos 276
9.4.4 - Limites de aplicação para os vários dispositivos de
bombeamento de esgoto 278
9.5. - Motores para o acondicionamento das bombas 278
9.5.1 - Motores de corrente alternada 279
9.5.1.1 - Motor síncrono 279
9.5.1.2 - Motor de indução 280
9.5.2 - Motores de combustão interna 288
9.6. - Seleção de conjuntos elevatórios 289
9.6.1 - Bombas centrífugas 289
9.6.1.1 - Grandezas e curvas características das bombas e dos
sistemas 289
9.6.1.2 - Escolha das bombas e determinação do ponto de
operação do sistema elevatório 298
9.6.2 - Bombas parafuso 300
9.6.3 - Seleção de motores 302
9.7. - Número de conjuntos elevatórios 305
9.8. - Sistema de controle de operação das bombas 306
9.9. - Variador de rotação das bombas 310
9.10. - Painel de comando elétrico 312
CAPÍTULO 8
Medição de Vazão de l!:s~oto
8.2. - Medidores de vazão em condutos livres 239
8.2.1 - Vertedores 239
8.2.1.1 - Classificação dos vertedores 241
8.2.1.2 - Vertedores de soleira espessa 243
8.2.1.3 - Vertedores de soleira delgada 245
8.2.1.4 - Vertedores triangulares 248
8.2.1.5 - Vertedor trapezoidal 251
8.2.1.6 - Vertedor sutro ou proporcional 252
8.2.2 - Calhas 253
8.2.2.1 - Introdução 253
8.2.2.2 - Calhas Parshall 254
8.2.2.3 - Calhas Palmer-Bowlus 256
8.2.3 - Medidores área x velocidade 257
8.2.3.1 - Efeito Dopller 258
8.2.3.2 - Eletromagnéticos 259
8.2.3.3 - Tempo de trânsito 260
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CAPÍTULO 10 CAPÍTULO 11
Projeto de Estações Elevatórias de Esgoto Sanitário Transitórios Hidráulicos em Estações Elevatórias
10.1 - Localização das estações elevatórias .." " 315
10.2 - Classificação das elevatórias " 315
10.3 - Tipos de elevatórias " " 316
10.4 - Elevatórias .com ejetores pneumáticos " "." 317
10.5 - Elevatórias com bombas parafuso " 321
10.6 - Elcvatórias convencionais " " 321
10.6.1 - Classificação " " " " .." " " 321
10.6.2 - Elevatórias convencionais de poço seco " 324
10.6.3 - Elevatórias convencionais de poço úmido 324
10.7 - Poço de Sucção " " " 343
10.7.1 - Dimensionamento do poço de sucção " "" .. 344
10.7.1.1 - Dimensionamento do poço de sucção para bombas
de rotação constante ." " " 344
10.7.1.2 - Dimensionamento do poço de sucção para bombas
de rotação variável " " 356
. 10.7.2 - Formas e dimensões do poço de sucção '; " ".." 362
10.7.3 - Vórtices em poço de sucção "." :" " " 363
10.7.3.1 - Geração de vórtices .."." " 364
10.7.3.2 - Tipos de vórtices " " """ .." .." " .. 366
10.7.3.3 - Métodos para o controle dos vórtices 369
. d d - 37410.7.4 - Projeto o poço e sucçao " " ,,"
10.8 - Tubulações .." " " " 392
10.8.1 - Tubulações de sucção ".." 392
10.8.2 - Barrilete " 393
10.8.3 - Tubulações de recalque " " "." 395
10.8.4 - Materiais das tubulações "." " 402
10.9 _Válvulas 404
10.10 - Remoção de sólidos grosseiros " " " " 409
10.11- Unidades complementares " 41·7
10.12 - Soluções de emergência na falta de energia elétrica " 417
10.13 - Exemplo de dimensionamento de uma estação elevatória de esgoto
sanitário 419
Referências bibliográficas " 447
11.1. - Introdução " "" 451
11.2. - Descrição do fenômeno " 451
11.2.1 - Fechamento instantâneo da válvula " "" 452
11.2.2 - Fechamento não instantâneo da válvula " " .." " 454
11.2.3 - Parada de uma bomba "." " 455
11.2.4 - Separação de coluna líquida 456
11.3. - Equações básicas " 460
11.4. - Métodos de controle de transitórios hidráulicos " 465
11.4.1 - Válvula de retenção junto à bomba " " 466
11.4.2 - Válvula reguladora de pressão 467
11.4.3 - Válvulas de admissão e saída de ar 467
11.4.4 - Volante de inércia 468
11.4.5 - Tanque alimentador unidirecional (TAU) " 470
11.4.6 - Chaminé de equilíbrio " 472
11.4.7 - Reservatório hidropneumático (RHO) " 474
Referências bibliográficas :" 477
CAPÍTULO 12
Gis e Modelagem Hidráulica - Gerenciando o Sistema de Coleta e
Transporte de Esgotos
12.1. - Modelagem hidráulica " 479
12.2. - Sistema de informações geográficas - GIS 482
12.2.1 - Conceito 482
12.2.2 - Aplicações dó GIS na engenharia 483
12.2.3 - Utilização de modelagem hidráulica associada a um sistema
de informações geográficas (GIS) .: : :." 487
12.2.4 - Facilidades alcançadascom o uso dos Softwares de.
modelagem associados a um GIS : 490
Referências bibliográficas " 492
,"

xx
Anexo I
Velocidade de Autolimpeza para o Dimensionamento das Tubulações
de Esgoto 493
Anexo II
Comparação entre o Critério da Tensão Trativa e o da Velocidade
de Autolimpeza 503
Anexo III
Velocidade Crítica - Aplicações para o Dimensionamento das Tubulações
de Esgoto 513
Anexo IV
Programa para Dimensionamento da Rede Coletora de Esgoto em
Visual Basic 525
CAPÍTULO
SISTEMAS DE ESGOTOS
1.1. INTRODUÇÃO
As referências relativas a esgotamento sanitário consideram a Cloaca Máxima
de Roma, construída no século 6 antes de Cristo como o primeiro sistema de esgoto
planejado e implantado no mundo. A Cloaca Máxima recebia parte dos esgotos
domésticos das áreas adjacentes ao fórum Romano e propiciava a drenagem su-
perficial de uma área bem maior, essencial para o controle da malária.
Ao longo do tempo, o crescimento das comunidades, particularmente na Ingla-
terra e no continente europeu levou a uma situação em que a disposição dos excretas
das populações se tomou impraticável. Isto levou ao uso de privadas onde os excretas
se acumulavam. Esta solução apresentava problemas de odores indesejáveis e tam-
bém criou sérios problemas de disposição dos excretas acumulados nessas priva-
das.
Estruturas similares aos drenos Romanos eram utilizados na Europa medieval,
porém, o lançamento de excretas humanos nesses condutos era terminantemente
proibido. Como resultado, os excretas eram dispostos nas ruas, até que a próxima
chuva, ou lavagem das ruas os levasse para os condutos de drenagem pluvial e os
descarregassem no curso de água mais próximo.
Embora a privada com descarga hídrica tivesse sido inventada em 1596, por Sir
John Harington, o seu uso generalizado demorou bastante a ocorrer. O uso de
privadas com descarga hídrica, associada à produção industrial de tubulações de
ferro fundido, agravaram os problemas de disposição dos esgotos e, juntamente
com as epidemias ocorridas no século 19, foram fatores fundamentais para que a
coleta e o afastamento de esgotos domésticos merecessem a adequada atenção das
autoridades. ',
Seguindo a prática Romana, os primeiros sistemas de esgotos, tanto na Europa
como nos Estados Unidos foram construí dos para coleta e transporte de águas
pluviais. Foi somente em 1915 que se autorizou, em Londres, o lançamento de
efluentes domésticos nas galerias de águas pluviais e, em 1847 tomou-se compulsó-
rio o lançamento de todas as águas residuárias das habitações nas galerias públicas
de Londres (Azevedo Netto, et aI. 1983). O sistema de galerias de Londres, cons-
truido sem planejamento, apresentou sérios problemas operacionais e em 1855 se
iniciou o desenvolvimento de um sistema coletor de esgotos adequado para a cidade.
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2 COLETA E TRANSPORTE [)EESGOTO SANITtRIO SISTEMAS [)E ESGOTOS 3
Um dos mais significativos avanços em projeto e construção de sistema de
esgotos se deu em 1842, em Hamburgo, na Alemanha. Após um incêndio que
destruiu parte da cidade, pela primeira vez um novo sistema de coleta e transporte
de esgotos (pluvial mais doméstico) foi projetado de acordo com as modernas
teorias da época.
Esses sistemas de esgotos, recebendo contribuições pluviais, domésticas e even-
tualmente industriais, denominados depois de sistema unitário de esgotamento, fo-
ram rapidamente sendo implantados em cidades importantes destacando-se Boston
(1833), Rio de Janeiro (1857), Paris (1880), Bueno Aires, Viena etc.
O sistema de esgotamento unitário foi desenvolvido e teve bom desempenho,
em regiões frias e subtropicais, com baixo índice de pluviosidade, atendendo cida-
des com ruas pavimentadas e com bom nível econômico, que permitia assegurar
recursos financeiros importantes para obras públicas. Para implantação na cidade
do Rio de Janeiro, que tinha limitações de recursos financeiros, muitas áreas não
pavimentadas, casas ocupando grandes lotes, com áreas e pátios internos de dificil
esgotamento pluvial e particularmente com chuvas de alta intensidade, os ingleses
se viram obrigados a implantar um sistema de esgotos mais econômico, fazendo
modificações em relação ao sistema de esgotamento unitário tradicional.
De acordo com Azevedo Netto et al (1983) o sistema implantado no Rio de
Janeiro, que foi posteriormente designado do "Separador Parcial" recebia e condu-
zia as águas de chuva precipitadas no interior dos prédios, em áreas pavimentadas,
além de esgotos domésticos.
Em 1879, nos estados Unidos, o Eng. George Waring foi contratado para proje-
tar o sistema de esgotos de Memphis e, após concluir que o sistema de esgotamen-
to sanitário teria um custo de implantação muito elevado para as condições locais,
propôs que as águas residuárias urbanas fossem coletadas e transportadas em um
sistema totalmente separado daquele destinado às águas pluviais. Este sistema de
esgotos veio a ser denominado de separador absoluto e permitia o esgotamento das
águas residuárias, com vazões bem menores, resultando em obras de menor porte e
consequentemente de menor custo, resolvendo o problema mais grave de sanea-
mento da cidade.
O sucesso do sistema separador absoluto de esgotos foi amplamente reconheci-
do e muitos dos sistemas implantados a partir de então foram desse tipo.
que penetra no sistema através de tubulações e órgãos acessórios) e áuuas
pluviais veiculam por um único sistema. b
b) Sistema de esgotamento separadorparcial, em que uma parcela das águas de
chuva, provenientes de telhados e pátios das economias são encaminhadas
juntamente com as águas residuárias e águas de infiltração do subsolo para
um único sistema de coleta e transporte dos esgotos.
c) Sistema separador absoluto, em que as águas residuárias (domésticas e in-
dustriais) e as águas de infiltração (água do subsolo que penetra através das
tubulações e órgãos acessórios), que constituem o esgoto sanitário, veiculam
em um sistema independente, denominado sistema de esgoto sanitário. As
águas pluviais são coletadas e transportadas em um sistema de drenagem
pluvial totalmente independente.
No Brasil, basicamente utiliza-se o sistema separador absoluto e este livro trata
exclusivamente do sistema de coleta e transporte de esgoto sanitário.
Os principais aspectos que levaram à predominância da construção de sistemas
de esgoto sanitário, são os que se seguem. (Azevedo Netto et al, 1983):· .
No sistema unitário, ou combinado a mistura de águas residuárias com as plu-
viais prejudica e onera consideravelmente o tratamento de esgotos. Toma-se neces-
sária a construção de grandes sedirnentadores para uma grande parte do caudal que
deixa de sofrer a depuração biológica, enquanto que a outra parcela submetida ao
tratamento secundário se apresenta com variados graus de diluição, o que é prejudi-
cial.
Além desse aspecto há outros fatores relativos ao sistema combinado que de-
vem ser considerados:
1.2. TIPOS DE SISTEMAS DE ESGOTOS
• O sistema exige desde o início investimentos elevados, devido às grandes
dimensões dos condutos e das obras complementares;
• A aplicação dos recursos precisa ser feita de maneira mais concentrada,
reduzindo a flexibilidade de execução programada por sistema;
• As galerias de águas pluviais, que em nossas cidades são executadas em 50%
ou menos das vias públicas, terão de ser construídas em todos os logradouros;
• O sistema não funciona bem em vias públicas não pavimentadas, que se
apresentam com elevada freqüência em nossas cidades;
• As obras são de execução mais dificil e mais demorada.
Conforme apresentado anteriormente, os sistemas de esgotos urbanos podem
ser de três tipos:
a) Sistema de esgotamento unitário, ou sistema combinado, em que as águas
residuárias (domésticas e industriais), águas de infiltração (água de subsolo

4 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
osistema separador absoluto, ao contrário, oferece reconhecidas vantagens;
• Custa menos, pelo fato de empregar tubos mais baratos, de fabricação industrial
(manilhas, tubos de PVC etc.);
.' Oferece mais flexibilidade para a execução por etapas, de acordo com as priori-
dades (prioridade maior para a rede sanitária); .e, .
• Reduz consideravelmente o custo do afastamento das água pluviais, pelo fato de
permitir o seu lançamento no curso de água mais próximo, sem a necessidade de
tratamento;
• Não se condiciona e nem obriga a pavimentação das vias públicas;
• Reduz muito a extensão das canalizações de grande diâmetro em uma cidade,
pelo fato de não exigir a construção de galerias em todas as ruas;
• Não prejudica a depuração dos esgotos sanitários.
Por outro lado, para o sucesso do sistema de esgoto sanitário implantado é necessá-
rio um eficiente controle para se evitar que a água pluvial, principalmente proveniente
dos telhados e pátios das economias esgotadas, sejam encaminhadas, junto com as
águas residuárias, para esse sistema de esgoto.
Tem-se notado que, em grande parte das cidades brasileiras, tal controle não existe: .
1.3. SITUAÇÃO DO ESGOTAMENTO SANITÁRIO NO BRASIL
O Brasil, com população total de.cerca de 160 milhões & habitantes apresenta um
imenso deficit de atendimento no que refere ao esgotamento sanitário. Estima-se que,já
ao final do século 20, pouco mais de 30% da população seja atendida por sistema de
coleta e afastamento de esgoto, sendo que menos de 10% da população tem esgoto
tratado.
No Estado de São Paulo, o mais bem servido por sistemas de esgoto sanitário do
país, cerca de 65% de sua população é atendida por redes coletoras de esgotos.
Esses números indicam que muitas obras de coleta e transporte de esgotos deverão
ser construídas no país, para a melhoria de qualidade de vida de sua população.
REFERÊNCIAS BffiUOGRÁFICAS
AZEVEDO NETO, J.M.; BOTELHO, M.H.C.; GARCIA, M. - A Evolução dos Sistemas
de Esgotos - Engenharia Sanitária, voI. 22, n" 2, p. 226 - 228 - 1983.I '.
FUHRMAN, R.E. - History of Water Pollution ControI. JWPCF, voI.56, n04,p. 306 -
313, 1984.
METCALF & EDDY, 1NC. - Wastewater Engineering: Colletion and Pumping of
Wastewater.McGraw-Hill Book Company, New York, 1981.
CAPíTULO 2
..,
CONCEPÇÃO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITÁRIO'
2.1. DEFINIÇÃO E OBJETIVOS
Entende-se por concepção de um sistema de esgoto sanitário, o conjunto de
estudos e conclusões referentes ao estabelecimento de todas as diretrizes, parâmetros
e definições necessárias e suficientes para a caracterização completa do sistema a
projetar. .
No conjunto de atividades que constitui a elaboração do projeto de um sistema
de esgoto sanitário, a concepção é elaborada na fase inicial do projeto.
Basicamente, a concepção tem como objetivos:
'. identificação e quantificação de todos os fatores intervenientes com o siste-
ma de esgotos; . .
• diagnóstico do sistema existente, considerando a situação atual e futura,
• estabelecimento de todos os parâmetros básicos de projeto;
• pré dimensionamento das unidades dos sistemas, para as alternativas
selecionadas;
.• escolha da alternativa mais adequada mediante a comparação técnica, eco-
nômica e ambiental, entre as alternativas;
• estabelecimento dás diretrizes gerais de projeto e estimativa das quantidades
de serviços que devem ser executados na fase de projeto.
O estudo de concepção pode, às vezes, ser precedido de um diagnóstico técni-
co e ambiental da área em estudo ou, até mesmo, de um Plano Diretor da bacia /
hidrográfica. . .
2.2. PARTES DE UM SISTEMA DE ESGOTO SANITÁRIO
A copcepção do sistema deverá estender-se às suas diversas partes, relaciona-
das e definidas a seguir:
• rede coletora: conjunto de canalizações destinadas a receber e conduzir os
esgotos dos edificios; o sistema de esgotos predial se liga diretamente à rede
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6 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO StNITARIO CONCEPÇÃO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITARIO 7
coletora por uma tubulação chamada coletor predial, A rede coletora é com-
posta de coletores secundários, que recebem diretamente as ligações predi-
ais, e, coletores tronco. O coletor tronco é o coletor principal de uma bacia
de drenagem, que recebe a contribuição dos coletores secundários, condu-
zindo seus etluentes a um interceptor ou emissário.
o interceptor: canalização que recebe coletores ao longo de seu comprimento,
não recebendo ligações prediais diretas;
• emissário: canalização destinada a conduzir os esgotos a um destino conve-
niente (estação de tratamento e/ou lançamento) sem receber contribuições
em marcha;
• sifão invertido: obra destinada à transposição de obstáculo pela tubulação de
esgoto, funcionando sob pressão;
• corpo de água receptor: corpo de água onde são lançados os esgotos;
• estação elevatária: conjunto de instalações destinadas a transferir os esgotos
de uma cota mais baixa para outra mais alta;
• estação de tratamento: conjunto de instalações destinadas à depuração dos
esgotos, antes de seu lançamento.
• NB 568 - Projeto de Interceptores de Esgoto Sanitário, que estabelece con-
dições de elaboração de projeto e dimensionamento de interceptores de grande
porte, promulgada em 1989;
• NB 569 - Projeto de Estações Elevatórias de Esgoto Sanitário, que estabele-
ce condições para a elaboração de projeto hidráulico sanitário de estações
elevatórias de esgoto sanitário com emprego de bombas centrífugas, promul-
gada em 1989;
• NB 570 - Projeto de Estações de Tratamento de Esgoto Sanitário, que esta-
belece condições para a elaboração de projeto hidráulico-sanitário de esta-
ções de tratamento de esgotos, promulgada em 1990.
2.5. ESTUDO DE CONCEPÇÃO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITÁRIO
Para o estudo d~ concepção de sistemas de esgoto sanitário, são necessários o
desenvolvimento de uma série de atividades, sendo as principais listadas a seguir.
2.5.1. Dados e características da comunidade
2.3. REGIME HIDRÁULICO DO ESCOAMENTO EM SISTEMAS DE
ESGOTO
• localização;
• infra-estrutura existente;
• cadastro atualizado dos sistemasde abastecimento de água, de esgoto sanitá-
rio.de galerias de águas pluviais, de pavimentação, de telefone, de energia
elétrica etc.:
• condições sanitárias atuais; índices estatísticos de saúde; ocorrências de
moléstais de origem hídrica;
• estudos, projetos e levantamentos existentes.
As canalizações dos coletores e interceptores devem ser projetadas para funcio-
narem sempre como condutos livres. Os sifões e linhas de recai que das estações
elevatórias funcionam como condutos forçados. Os emissários podem funcionar
como condutos Iivres ou forçados, não recebendo contribuições em marcha; são
condutos forçados no caso de linhas de recalque e emissários submarinos.
2.4. NORMAS PARA PROJETOS DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITÁRIO 2.5.2. Análise do sistema de esgoto sanitário existente
No ano de 1985, a ABNT iniciou a revisão de projetos de normas para os
sistemas de esgoto sanitário por comissões de técnicos de diversas entidades como
a SABESP, CETESB, CEDAE, SANEPAR, COPASA etc., dando origem às Nor-
mas Brasileiras da ABNT que estão relacionadas a seguir:
Descrição do sistema identificando todos os elementos, com análise pormenori-
zada das partes constítuintes, baseadas no cadastro e informações existentes. De-
verá constar também: área atendida, população esgotável por bacia contrib~
ou nível de atendimento; a contrihlúç.ã~ç-ªpitã":'cfi~e- ser c'!lc.i!lªçta_e.JIL.fun@Q,
_dº.~conSUl'nofaturado ..Identificar o número de ligações por categoria, assim como o
seu consumo.• NBR 9648 - Estudo de Concepção de Sistemas de Esgoto Sanitário, que
estabelece terminologia e condições gerais para este tipo de estudo, promul-
gada em 1986;
• NBR 9649 - Projeto de Redes Coletoras de Esgoto Sanitário, que estabelece
terminologia e critérios de dimensionamento para elaboração de projeto hi-
dráulico-sanitário de redes coletoras de esgoto sanitário, promulgada em 1986;
2.5.3. Estudos demográfieos e de uso e ocupação do solo
Para a definição da área de atendimento deverão ser observados os seguintes
aspectos:

8 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIC INTERCEPTaRES DE ESGOTO 9
• dados censitários;
catalogação dos estudos populacionais existentes;
• pesquisa de campo;
• levantamento da evolução do uso do solo e zoneamento dacidade;
análise sócio-econômica do município, bem como o papel deste na região;
• plano diretor da cidade, sua real utilização e diretrizes futuras;
• projeção da população urbana baseada em métodos matemáticos, analíticos,
comparativos e outros (ano a ano);
• análise e conclusão das projeções efetuadas; distribuição da população e
suas respectivas densidades por zonas homogêneas e por sub-bacias de es-
gotamento.
2.5.6. Formulação criteriosa das alternativas de concepção
As concepções estudadas devem ser descritas apresentando todas as unidades
componentes do sistema. Deverão ser analisadas alternativas de aproveitamento
total e/ou parcial do sistema existente. Para cada alternativa devem ser levantados
os impactos ambientais negativos e positivos, os quais deverão ser devidamente
levados em consideração na seleção da alternativa, avaliando, também, os aspectos
legais junto às entidades competentes.
As desapropriações previstas deverão ser convenientemente avaliadas.
2.5.7. Estudo de corpos receptores
2.5.4. Critérios e parâmetros de projeto Caracterizar os possíveis corpos receptores quanto a: vazões características,
cota de inundação, condições sanitárias e usos de montante cjusantc atuais e futu-
ros. Devem ser verificados os aspectos lcgaisprcvistos na Resolução n° 20 do
CONAMA e das legislações estaduais. Para a verificação das condições sanitárias,
devem ser realizadas análises de laboratório nos pontos de interesse.
Devem ser realizados estudos sobre a avaliação das cargas remanescentes do
futuro tratamento de esgoto diante da capacidade assimiladora dos corpos recepto-
res (auto-depuração) e de seus usos ajusante, atuais e futuros.
Os critérios e parâmetros de projeto a serem utilizados, listados a seguir, deve-
rão ser considerados e devidamente justificados.
• consumo efetivo "per capita"- em função do consumo medido, efetuar a
previsão da evolução desse parâmetro;
coeficientes de variação de vazão (K1, K2, K3);
• coeficiente de contribuição industrial;
• coeficiente de retomo esgoto/água;
• taxa de infiltração;
• carga orgânica dos despejos doméstico e industriais;
• níveis de atendimento no período de projeto;
• alcance do estudo igual a 20 anos (justificar nos casos excepcionais);
• coeficiente: habitantes/ligação.
2.5.8. Pré-dimensionamento das unidades dos sistemas desenvolvidos para a
escolha da alternativa
2.5.8.1. Rede coletora
• estudo das bacias e sub-bacias de contribuição;
• estudo de traçados de rede;
• pré-dimensionamento hidráulico-sanitário das tubulações principais;
• identificação de tubulações, peças e acessórios (definição do material).
Deve ser elaborada uma pesquisa das contribuições das indústrias existentes e
em função desses valores estimar a sua evolução. Neste caso, o órgão ambiental
também deverá ser consultado. Para áreas onde ainda não há indústrias implanta-
das, deve-se adotar o coeficiente de vazão industrial (l/s x ha), verificando no Plano
Diretor ou junto à Prefeitura Municipal, o tipo de indústria a ser implantado.
2.5.8.2. ~oletor tronco, interceptor e emissário
2.5.5. Cálculo das contribuições
• alternativas de traçado;
• estudo técnico-econômico de alternativas;
• definição do traçado;
• pré-dimensionamento hidráulico-sanitário de tubulação, peças e acessórios;
• identificação das tubulações, peças e acessórios (definição do material);
• identificação de travessias de rios, rodovias, ferrovias, de faixas de servidão/
desapropriação e áreas de proteção ambiental;
• identificação de interferências e pontos notáveis.
Os cálculos das contribuições doméstica, industrial e de infiltração, deverão ser
apresentadas ano a ano, e por bacia ou sub-bacia, quando pertinente. Esses cálcu-
los serão detalhados no capítulo 3 referente a vazões de esgotos; bem como no
capítulo 4 referente ao projeto de redes coletora e no capítulo 5 referente a
interceptores.
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10 COLETA ETRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
2.5.8.3. Estação clevatória e linha de recalque
• pré-dimensionamento do poço de sucção da elevatória, dimensões e formas
geométricas;
o pré-dimensionamento dos conjuntos elevatórios incluindo curvas caracteris-
ticas da bomba e do sistema;
• pré-dimensionamento hidráulico-sanitário de tubulações, peças e acessórios;
• identificação das tubulações, peças e acessórios (definição do material);
•• identificação de travessias de rios, rodovias, ferrovias, de faixa de servidão/
desapropriação e áreas de proteção ambiental;
• identificação de rede de energia elétrica no local, indicando suas característi-
cas:
• identificação de interferências e pontos notáveis.
2.5.8.4. Estação de tratamento de esgoto
• identificação do corpo receptor com caracterização de sua classificação, se-
gundo a legislação federal, estadual e municipal;
• .estudos hidrológicos com caracterização de vazões máximas, médias e míni-
mas e identificação de níveis de inundação;
• estudo de auto-depuração do corpo receptor para determinação de níveis de
OBO e 00, colimetria e outros parâmetros quando necessário, a jusante do
ponto de lançamento;
• determinação do grau de tratamento de esgoto;
• relatório de sondagens com parecer técnico;
• pré-dimensionamento hidráulico-sanitário das unidades das alternativas de
ETEs;
• estudo da locação da ETE em função da topografia;
• identificação de rede de energia elétrica no local, indicando suas característi-
cas;
• estudo de jazidas para empréstimo: localização, acesso, sondagens, desapro-
priação e considerações sobre a recuperação da área envolvida; .
• avaliação quanto a planos e programas governamentais existentes que pos-
sam interferir com o futuro empreendimento;
• identificação das áreas de desapropriação;
• áreas de bota-fora;
• identificação das tubulações, peças, acessórios, equipamentos etc (definição
do material);
• tratamento dos lodos.c
CONCEPÇÃO DE SISTEMAS DE ESGOTO SAl:ITÁRIO 11
• aproveitamento e disposição final dos biossólidos;
• disposição final do efluente tratado;
• identificação de limites de áreas de proteção ambiental e suas interfaces com
o futuro empreendimento;
• definição de vias de acesso ao futuro empreendimento.
2.5.9. Estimativa de custo das alternativas estudadas
Para a estimativa de custo das alternativas deverão ser consideradas as obras de
I" etapa, subdivididas em obras de implantação imediata e obras de complernentação
da I' etapa, e também, obras de 2' etapa. As planilhas de orçamento, mernorial de
cálculo do orçamento e eventuais composição de custos de serviços e propostas de
materiais e equipamentos, com a data base definida, farão parte da apresentação do
custo das alternativas.
2.5.10. Comparação técnico-econômica e ambiental das alternativas
A definição da concepção mais econômica será efetuada através de instrução
do órgão financiador, Para a Caixa Econômica Federal está em vigor a instrução
COSAN 1(estudo técnico-econômico e financeiro). . '.
Ó cotejo entre as alternativas deverá apresentar o elenco de vantagens e des-
vantagens sobre os aspectos técnico, econômico e arnbiental, apresentando-se as
eventuais interfaces com áreas de proteção ambiental e/ou planos e programas
existentes da iniciativa privada e/ou governamental.
Deverá ser apresentada para cada alternativa o elenco de medidas rnitigadoras
e/ou compensatórias.
Escolhida a alternativa, apresentar o diagnóstico da situação atual e o prognós-
tico esperado com e sem a implantação do empreendimento, mostrando os impac-
tos negativos e positivos associados às fases de construção, operação, desapropriação,
interferências no trânsito, sinalização etc.
O estudo de concepção deverá fornecer informações que subsidiem a eventual
necessidade da elaboração do Relatório Arnbiental Preliminar (RAP), para a obten-
ção do licenciamento ambiental do sistema de esgoto.
2.5.11. Alternativa escolhida
Para a alternativa escolhida deverá ser elaborado o projeto hidráulico-sanitário
das unidades do sistema. O projeto deverá conter além dos estudos já elaborados,
os estudos discriminados a seguir, obedecendo-se no que couber as normas técni-
cas brasileiras. Para todas as unidades do sistema a ser projetado, devem ser reali-

CONCEPÇÃO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITÁRlO 13
2.5.13. Memorial de cálculo
zados os levantamentos topográficos e investigações geotécnicas acompanhados
dos seus respectivos relatórios, bem como a delimitação de áreas a serem desapro-
priadas, faixas de servidão e áreas de proteção ambienta!.
Deverão ser apresentados em texto e em plantas todos os elementos constituin-
tes das unidades e das obras lineares previstas, de modo a possibilitar a caracteriza-
ção da futura obra, devendo conter informações seguras como do tipo de fundação,
movimento de terra, escoramentos, equipamentos eletro-mecânicos, estrutura, mé-
todo construtivo, jazidas, permitindo a correta previsão orçamentária e visão global
das atividades, relativas a futura obra.
Farão parte do estudo de concepção, os memoriais de cálculo de pré-dimensio-
namento das unidades dos sistemas das concepções estudadas. Abrange todas as
especialidades envolvidas:
• hidrologia;
• hidrogeologia;
• hidráulica;
• eletro-mecânica;
• processos;
• orçamento etc.
2.5.12. Peças gráficas do estudo de concepção
2.6. CONCEPÇÃO DA REDE DE ESGOTO SANlT ÁRIO• Planta da cidade ou do município com a localização da área de planejamento
do sistema - escala I: 10 000 ou I: 5 000;
• Planta do sistema de abastecimento de água existente - escala I: 10 000 ou
1:5000;
• Planta do sistema de esgotos sanitários existente - escala 1: 10 000 ou 1: 5 000;
• Planta de pavimentação - escala I: 10 000 ou 1: 5 000; ..
• Planta de galerias de águas pluviais existentes - escala 1: 10 000 ou 1: 5 000;
• Planta do sistema de energia elétrica existente - escala 1:1O000 ou 1:5.000;
• Planta com cadastro de dutos subterrâneos de outras concessionárias de
serviços públicos (gás, telefone etc) - 1:1O000 ou 1:5000;
• Planta de localização de indústrias ou cargas de grandes contribuintes - esca-
la 1:1O000 ou 1:5000;
• Planta de áreas de planejamento com delimitações dos setores - escala I: 10000
ou 1:5000;
• Planta de zonas de densidades homogêneas e de uso e ocupação do solo,
atual e futura - escala 1:10 000 ou 1:5 000;
• Planta das concepções com as várias alternativas - escala 1:10 000 ou :5000;
• Plantas e cortes do pré-dimensionamento hidráulico das partes constitutivas
das altemativas estudadas - escala conveniente;
• Perfil hidráulico da estação de tratamento de esgoto e quando necessário, de
outras unidades - escala conveniente;
• Planta de localização da área de jazida de empréstimo e bota-fora - escala
conveniente;
• Planta do sistema proposto - escala I: 10 000 ou 1:5 000.
2.6.1. Desenvolvimento da concepção nas diversas fases do projeto
As principais atividades desenvolvidas no estudo de concepção relativas à rede
coletora são:
• estudo da população da cidade e de sua distribuição na área; delimitação em
planta dos setores de densidades demo gráficas diferentes;
• estabelecimento dos critérios para a previsão de vazões: quota de consumo
de água por habitante por dia; relação entre consumo efetivo de água e
contribuição de esgotos; coeficientes do dia e hora de maior contribuição;
vazão de infiltração (detalhados no capítulo 3);
• estimativa das vazões dos grandes contribuintes; indústrias, hospitais, gran-
des edificios em geral. Estes contribuintes devem ser localizados na planta da
cidade, com o valor da sua vazão;
• determinação, para cada setor de densidade demográfica, da sua vazão espe-
cífica de esgoto, em litros por segundo por hectare, ou litros por segundo por
metro de canalização;
• divisão da cidade em bacias e sub-bacias de contribuição;
• traçado e pré-dimensionamento dos coletores tronco;
• quanti ficação preliminar das quantidades de serviços que serão execu~ados;
para os coletores de esgotos, será feita uma pré-estimativa da extensao dos
diversos diâmetros, com base nas vazões de esgotos.
A apresentação desses trabalhos deve ser feita em:
• memorial descritivo e justificativo, onde são reunidos todos os critérios de
cálculo, descrição do sistema, cálculos hidráulicos etc.; .
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14· COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
• planta planialtimétrica da cidade, em escala 1:5 000 ou 1:10 000 com curvas
de nível de 5 em 5 metros, em que são desenhadas a setorização das densi-
dades demográficas, a divisão em bacias e sub-bacias de contribuição e o
traçado dos coletores tronco com seus diâmetros e extensões;
• pré-estimativa das quantidades de serviços e custos.
A concepção da rede de coletores secundários é normalmente desenvolvida na
fase de projeto propriamente dito e constitui-se, em resumo, no traçado da rede de
coletores. .
Para o estudo do traçado, há necessidade de planta topográfica planialtimétrica,
em escala 1:2 000 ou I: I 000, com nivelamento geométrico dos pontos onde de-
vem ser projetados os órgãos acessórios. As atividades que devem ser desenvolvi-
das são as seguintes:
• delimitação na planta em escala 1:2000 ou 1:I 000, das bacias e sub-bacias
de contribuição e dos setores de densidades demográficas diferentes;
• localização dos órgãos acessórios da rede na planta, identificando-os por
convenção adequada;
• localização da tubulação, unindo os órgãos acessórios com a indicação do
sentido de escoamento por uma seta no traçado da tubulação.
. 2.6.2. ÓRGÃOS ACESSÓRIOS DA REDE
Devido à presença nos esgotos de grande quantidade de sólidos orgânicos e
minerais e ainda pelo fato de ser necessário à rede coletora funcionar como conduto
livre, é preciso que as canalizações tenham dispositivos que evitem ou minimizem
entupimentos nos pontos singulares das tubulações, como curvas, pontos de aflu-
ência de tubulações, possibilitando ainda o acesso de pessoas ou equipamentos 1
nesses pontos.
Até alguns anos atrás, o dispositivo mais empregado era o poço de visita, cons-
tituído por uma construção composta de chaminé de acesso na parte superior e
uma parte mais ampla chamada balão. O esgoto corre na parte inferior, em canaletas
que orientam os fluxos conforme a conveniência. Assim sendo, a sua definição é
essencial para o traçado da rede coletara.
Entretanto, devido ao alto custo dospoçosde visita, e à evolução dos processos
de limpeza das tubulações que, atualmente, é feita por equipamentos mecânicos
sofisticados, os poços de visitas têm sido substituídos, na maioria dos casos, por
dispositivos mais simples e econômicos que são:
• Terminal de Limpeza (TL): tubo que permite a introdução de equipamento
de limpeza e substitue o poço de visitaEo início dos coletoreQ
CONCEPÇÃO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITÁRIO 15
• Caixa de Passagem (CP): câmara sem acesso localizadas em curvas e mu-
danças de declividade;
• Tubo de Inspeção e Limpeza (TIL): dispositivo não visitável que permite
inspeção e introdução de equipamentos de limpeza.
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A utilização desses dispositivos estão regulamentadas pela norma NBR 9649 de
1986. A parte de tubulação compreendida entre dois acessórios é denominada tre-
cho de tubulação.
Os órgãos acessórios da rede são apresentados em detalhes·no capítulo 4.
2.6.3. Concepção do traçado da rede de esgotos
/
2.6.3.1. Tipos de traçado de rede
O traçado da rede de esgotos está estreitamente relacionado à topografia da
li cidade, uma vez que o escoamento se processa segundo o caimento do terreno.
(,J~...:çp1!;f)/1 Assim, pode-se ter os seguintes tipos de rede:
'td' U" • perpendicular: em cidades atravessadas ou ircundadas ar cursos de á a.
'~ . A rede de esgotos compõe-se de vários coletores tronco independentes; com
<J traçado mais ou menos perpendicular ao curso de água. Um interceptar mar-
ginal deverá receber esses coletores, levando os efluentes ao destino adequa-
da. Na figura 2.1 está indicado o sistema viário principal de uma cidade que
se desenvolve às margens de um rio. A conformação topográfica acarreta a
existência de diversos coletores principais, aproximadamente perpendicula-
res ao interceptar.
• leque: ,é o tracado próprio a terrenos acidentados. Os coletores troncos cor-
rem pelos fundos dos vales ou pela parte baixa das bacias e nele incidem os
coletores secundários, com um traçado em forma de leque ou fazendo lem-
brar uma espinha de peixe. Na figura 2.2 tem-se a indicação do sistema
viário principal de uma cidade que se desenvolve em terreno acidentado,
com diversas sub-bacias. A cidade de São Paulo é um exemplo característico
desse tipo de rede.
• radial ou distrital: .~ sistema característico de cidades planas. A cidade é
dividida em distritos ou setores independentes; em cada um criam-se pontos
baixos, para onde são dirigidos os esgotos. Dos pontos baixos, o esgoto é
recalcado, ou para o distrito vizinho, ou para o destino final. Exeinplos de
cidades que possuem esse tipo de rede são: Santos, Guarujá e Rio de Janei-
ro.
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Figura 2.1 • Traçado de rede do tipo perpendicular,
Figura 2.2 - Traçado de rede do tipo em leque.
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CONCEPÇÃO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANIT ÁRlO 17
INTERCEPTOR
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Figura 2.3 - Traçado de rede do tipo radial ou distrital.
A figura 2.3 mostra uma cidade à beira-mar, com o sistema de coletores dividi-
do em três distritos, cada um recalcando para um interceptor oceânico. Esse siste-
ma é típico das cidades que se desenvolvem ao longo das praias.
2.6.3.2. A influência dos órgãos acessórios da rede no seu traçado
o fluxo de esgotos que uma tubulação lança em um poço de visita, ou outro
orgão acessório, corre por canaletas situadas no fundo. Essas canaletas orientam o
fluxo, possibilitando ao projetista concentrar mais ou menos vazão em determina-
dos coletores.
A figura 2.4 mostra, esquematicamente, a planta de fundo dos diversos tipos de
órgãos acessórios. O início de uma canalização se faz sempre com uma ponta seca
no terminal de limpeza. Na figura 2.4A, tem-se quatro pontas secas, indicando o
.início de quatro coletores. É um esquema característico dos pontos altos. Na figura
2.4C, tem-se o esquema característico dos pontos baixos, para onde convergem
três coletores e, nas demais; as diversas possibilidades de coletores situados nas
encostas.
De acordo com a disposição das canaletas do fundo dos órgãos acessórios,
pode-se ter para urna mesma área soluções diferentes de traçado. A topografia é um
dos fatores que devem ser considerados, conforme mostra o exemplo da figura 2.5.
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Figura 2.4 - Orientação do fluxo dos esgotos nos órgãos acessórios.
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Figura 2.6 - Localização dos coletores na via pública.
A escolha da posição da rede na via pública depende dos seguintes fatores:
• conhecimento prévio das interferências (galerias de águas pluviais, cabos
telefônicos e elétricos, adutoras, redes de água, tubulação de gás);
• profundidade dos coletores;
• tráfego;
• largura da rua;
• soleiras dos prédios etc.
Quando existir apenas uma tubulação de esgoto sanitário na rua, ela poderá ser
executada no eixo do leito carroçável ou ser assentada lateralmente, distando 1/3 da
largura entre o eixo e o meio-fio, quando o eixo for ocupado por galerias pluviais,
por exemplo. Na figura 2.7 indica-se a rede de esgoto sanitário por um traço contí-
nuo, com o sentido de escoamento assinalado. Nesta figura está indicada a posição
da tubulação de esgotos, em planta, em um cruzamento de duas ruas, com interfe-
rência de galeria pluvial.
Figura 2.5 - Traçados de rede conforme orientação do fluxo.
2.6.3.3. Localização da tubulação na via pública
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A rede coletora de esgotos pode ser assentada em cinco posições diferentes, ou
seja,leixo, ter o par, terço ímpar, passeIO par e passeio ímpar conforme m~stra a
figura 2.6. A especificação de par ou ímpar é determinada pela numeraçao dos
prédios da rua, quando a mesma for oficializada pela prefeitura do município.
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ALINHAMENTO
PREDIAL
Figura 2.7 - Localização da rede de esgoto em planta.

CONCEPÇÃO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITÁRlO 2120 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANIT ÁRlO
Dependendo das condições da via pública, pode-se assentar uma tubulação
(rede simples), ou até duas tubulações (rede dupla). As condições em que é reco-
mendável um ou outro caso são descritas a seguir.
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Utilizada na ocorrência de pelo menos um dos seguintes casos: QUADRA
• vias com tráfego intenso;
• vias com largura entre os alinhamentos dos lotes igualou superior a 14m
para ruas asfaltadas, ou 18 m para ruas de terra;
• vias com interferências que impossibilitem o assentamento do coletor no
leito carroçável, ou que constituam impecilho à execução das ligações predi-
ais. Nesses casos, a tubulação poderá ser assentada no passeio, desde que a
sua largura seja de preferência superior a 2,0 m e a profundidade do coletor
não exceda a 2,0 m ou a 2,5 m, dependendo do tipo de solo, e que não
existam interferências que dificultem a obra. Na impossibilidade de adoção
.de tal solução, a rede poderá ser lançada no leito carroçável, próximo à
sarjeta (terço da rua). . .
Utilizada quando não ocorrer nenhum dos casos citados anteriormente. Os co-
letores serão lançados no eixo carroçável, ou no terço do leito carroçável. Caso em
um dos lados da rua existam soleiras negativas, o coletor deverá ser lançado no
terço correspondente.
Figura 2.9 - Rede dupla em paralelo com coletar tronco ou com coletar profundo,
Rede simples
A rede dupla pode estar situada no passeio, no terço, ou uma rede no passeio e
outra no terço da rua.
A situação de um cruzamento, em que uma das ruas tem tubulação dupla é
indicada na figura 2.8.
2.6.3.4 Outros fatores que interferem no traçado da rede de coletores
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Há ainda outros fatores que devem ser considerados na concepção do traçado
de uma rede de coletores. São eles:
a) Profundidades máximas e mínimas
Em função da maior ou menor dificuldade de escavação, na fase de concepção
serão estabelecidas as profundidades máximas que deverão ser adotadas no proje-
to.
O conhecimento do subsolo será indispensável para se ter idéia da presença de
rochas, solos de baixa resistência, lençol freático e de outros problemas. O ideal
seria o reconhecimento completo do subsolo por meio de numerosas sondagens.
Entretanto, na fase de projeto, considerando o custo elevado dessas sondagens,
geralmente conhece-se o subsolo por um número menor de sondagens.
As profundidades máximas dos coletores, quando assentadas nos passeios, de-
verão ficar em tomo de 2,0 a 2,5m, dependendo do tipo de solo. No leito carroçável
Figura 2.8 - Rede dupla.
Também se projeta rede dupla a partir do ponto em que os coletores se tornam
muito grandes e devem ser construí dos em tubos de concreto (0:2: 400 mm). Esses
tubos não recebem ligações prediais diretas. O mesmo acontece para coletores a
grandes profundidades (maiores que 4 m). A figura 2.9 exemplifica este caso.
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e nos terços, a profundidades máximas serão definidas em função das característi-
cas técnicas do projeto, das interferências e, também, dos percentuais de atendi-
mento das soleiras baixas.
Normalmente, as profundidades máximas das redes de esgotos não ultrapassam
3,0 a 4,0 m. Profundidades maiores só serão admitidas após justificativa técnico-
econômica. Para coletores situados a mais de 4,0 m de profundidade, devem ser
projetadas coletores auxiliares mais rasos para receberem as ligações prediais.
Para a norma NBR '9649, "a rede coletora não deve ser aprofundada para
atendimento de economia com cota de soleira abaixo do nível da rua. Nos casos de
atendimento considerado necessário, devem ser feitas análises da conveniência do
aprofundamento, considerados seus efeitos nos trechos subsequentes e comparan-
do-se com outras soluções".
As profundidades mínimas são estabelecidas para atender as condições de
recobrimento mínimo, para a proteção da tubulação e, também permitir que a
ligação predial seja executada adequadamente, Para o coletor assentado no leito da
via de tráfego, o recobrimento da tubulação não deve ser inferior a 0,90 m, e para
coletor assentado no passeio a 0,65 m. Recobrimento menor deve ser justificado.
b) Interferências
Dentre as principais interferências que devem ser consideradas colocam-se as
canalizações de drenagem urbana, os cursos de água que atravessam a área urbana
e as grandes tubulações de água potável.
Também o trânsito pode ser considerado como interferência importante, de-
vendo a concepção da rede ser feita de maneira a causar o mínimo de problemas
possível nesse aspecto.
c) Aproveitamento de canalizações existentes
A concepção deverá considerar o aproveitamento do sistema de coletores exis-
tentes. Para isso, deve-se dispor de um cadastro do sistema com as seguintes infor-
mações: localização da tubulação e dos órgão acessórios em planta, sentido de
escoamento; diâmetro de cada trecho; profundidade a montante e ajusante de cada
trecho; e cota do tampão do poços de visitas e demais órgãos acessórios.
d) Planos diretores de urbanização
É importante que a concepção da rede leve em consideração os planos diretores
de urbanização. Normalmente, esses planos estabelecem a setorização de densida-
des demográficas, setor industrial e sistema viário principal, e preveêm as zonas de
expansão da cidade. A rede coletora deverá estar capacitada, a receber com um
CONCEPÇÃO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITARIO' 23
mínimo de modificações, os esgotos da área urbana no fim do período do projeto.
A passagem das tubulações em locais onde não existem vias públicas deve ser
n:inimizada e, se possível, acontecer em locais onde esteja previsto o projeto de
vias.
2.7. CONCEPÇÃO DOS INTERCEPTORES
Uma vez feito o traçado da rede coletora e definido o ponto de lançamento, o
traçado do interceptar é conseqüência imediata. Normalmente, poucas alternativas
existem a Serem estudadas.
Em grande número de casos, os fundos de vale por onde devem passar os
interceptores, não são urbanizados, devendo as tubulações passar por terrenos par-
ticulares. Nesses casos, deve ser prevista uma faixa que será colocada à disposição
do serviço de esgotos. Essa faixa deverá ter uma largura que permita a construção
da tubulação. Nas cidades maiores tem sido comum faixas com larguras que variam
de 4 a 8 metros.
A utilização dessas faixas pode ser assegurada por processo de desapropriação,
em que o órgão concessionário dos serviços de esgotos compre o terreno dos pro-
prietários, ou por processo de servidão, em que o proprietário, cede ao órgão con-
cessionário o direito de uso do terreno para essa finalidade, sem que haja a venda
do terreno.
O alto custo do terreno nas áreas urbanas, principalmente nas grandes cidades,
é um fator importante na concepção do projeto, que deve ser feito de maneira a
minimizar as áreas a serem desapropriadas, Os interceptares, geralmente, canaliza-
ções de grande porte, têm seus projetos muitas vezes influenciados por interf~rên-
cias, principalmente a transposição de cursos de água ou galerias pluviais. Essas
transposições são feitas por meio de sifões invertidos, quando não há possibilidade
de aprofundar o interceptar fazendo-o passar por baixo da interferência.
Quando o interceptor atinge profundidades muito grandes, às vezes, é vantajo-
so o projeto de estações elevatórias. Nesse caso, na fase de concepção do sistema,
serão estudadas as duas alternativas: uma estação elevatória atendendo aos dois
ramos do interceptar que para ela convergem (a elevatória recalcará os esgotos,
através de uma linha de recalque, até seu destino final); ou então, a simples eleva-
ção dos esgotos até uma cota mínima possível ao seu transporte através de conduto
livre, conforme mostra a figura 2.10. Nessa segunda alternativa configura uma
elevatória de baixo recalque e, a primeira, de alto recalque.
A escolha de uma ou de outra alternativa deverá ser feita mediante um estudo
técnico e econômico, em que serão comparadas as vantagens e as desvantagens das
duas.

24 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO CONCEPÇÃO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITÁRIO 25
UNHA DE RECAlOUE
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C 7 r-.'- '-"RIO
ESTAÇÃO ELEVATORtA/ . INTERCEPTOR /
Jsoluç,ão assemelha-se à dos ramais multifamiliares de esgoto dos edifícios de
,apartamento, sendo que no lu ar de rédios e a artamentos tem-se quadras e ca-
sas.
'-No aspecto físico, o ramal condominial, constitui uma rede de tubulações que
passa quase sempre, entre os quintais no interior dos lotes, cortando-os, no sentido
transversal. Intercalada nesta rede interna à quadra, de pequena profundidade, en-
contra-se em cada quintal, uma caixa de inspeção à qual se conectam as instalações
sanitárias prediais, independentemente, constituindo um ramal multifamiliar.
No aspecto social, resulta da formação de um condomínio, ou de condomínios,
na quadra urbana, abrangendo o conjunto dos usuários interligados pelo ramal
multifamiliar. O condomínio, informal, é alcançado através de pacto entre vizinhos,
o qual possibilita o assentamento dos ramais em lotes particulares e disciplina a
participação dos condôminos no desenvolvimento dos trabalhos. A execução das
obras é realizada pelos usuários do sistema com a ajuda do município ou empresa
de saneamento básico.
Para Andrade Neto (1991) é fundamental a formação de condomínios, sendo
que o traçado do ramal deverá ser o mais racional e eficaz, em face da realidade
local, ou seja, maior relação benefício/custo quanto à segurança sanitária e ao al-
cance social. De fato, pouco importa se o ramal é locado nos quintais, nas calçadas
ou nas ruas, dependendo da racional idade imposta pelas condições locais. O traça-
do mais racional é discutido com os usuários e apresentado como padrão do servi-
ço, permitindo modificações, desde que sejam assumidos os ônus adicionais por
quem assim desejar.
A operação e manutenção desse ramal é de responsabilidade do próprio condo-
mínio a que serve, cada condômino assumindo a parcela do sistema situado em seu
lote.
No local mais conveniente, por exemplo, um ponto baixo da quadra, de prefe-
rência onde existe espaço livre entre duas casas, o ramal sai da quadra e lança os
esgotos em uma caixa de passagem, localizada no passeio, que integra a rede coletora
do sistema.
A figura 2.11 apresenta um exemplo do sistema condorninial, com traçado da
rede em forma de condomínio dentro de uma quadra.
CONDUTO LIVRE
I UNHA DE RECAlOUE
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r-.'- '-" ~I "-10
INTERCEPTOR / ESTAÇAo ELEVATORIAI INTERCEPTOR /
Figura 2.10 - Estações c1evatórias: a) alto rccalquc; b) baixo rccalque.
2.8. SISTEMAS ALTERNATIVOS PARA COLETA E TRANSPORTE DE
ESGOTO SANITÁRIO
As redes de esgotos representam cerca de 75% do custo de implantação de um
sistema de esgoto sanitário, os coletores tronco 10%, as elevatórias I%, e as esta-
ções de tratamento 14%. Devido ao alto custo de construção das redes, têm sido
apresentadas, por alguns autores, sistemas alternativos para coleta e transporte,
visando a diminuição dos custos das redes de esgotos. Os principais sistemas são:
• sistema condominial de esgoto;
• redes de coleta e transporte de esgoto decantado;
• rede pressurizada e a vácuo;
• rede coletara de baixa decl ividade com a utilização do dispositivo gerador de
descarga.
2.8.1. Sistema Condominial
2.8.1.1. Origem e aplicação
O sistema condominial foi desenvolvido no Rio Grande do Norte, espalhando-
se para outros estados brasileiros com pequenas adaptações. Esse sistema é uma
forma de concepção do traçado de redes, onde ~ia central de sua implementação
é a fonnação de condomínios em ru os de usuários a nível de uadra urbana
como unidade de esgotamento. '
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2.8.1.2. Características técnicas
Para o dimensionamento do sistema condominial podem ser utilizados as técni-
cas convencionais, conforme pode ser visto no capítulo 4.
Entretanto, tem sido apresentado por alguns autores, as seguintes recomenda-
ções:
• diâmetro da ligação ao ramal condominial: 100 mm, com declividade mínima
de 1%;
• diâmetro mínimo do ramal condominial: 100 mm, com declividade mínima
de 0,006 mim;
• utilização das caixas de inspeção no interior das quadras, com recobrimento
mínimo de 0,30 m.
2.8.1.3. Comparação entre o sistema condominial e o convencional
São apresentadas nas figuras 2.12 e 2.13 as ligações prediais do sistema con-
vencional e do sistema condominial, para o esgotamento de quatro quadras. Pelo
que se observa na figura 2.12, haverá a necessidade de 80 ligações prediais ao
coletor público, para o atendimento das quadras, considerando o sistema convenci-
onal. Para o sistema condominial as ligações ao coletar público serão de apenas
quatro, conforme apresentado na figura 2.13.
Além da diminuição do número de ligações, haverá uma sensível diminuição da
extensão dessas ligações, e também, poderá haver uma diminuição de comprimento
da rede pública, conforme se observa nas figuras 2.12 e 2.13.
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Figura 2.12 - Sistema convencional. Fonte: Azevedo Netto (1992).

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Figura 2.13 - Sistema condominial. Fonte: Azevedo Netto (1992).
As principais vantagens do sistema condominial são:
• menor extensão das ligações prediais e.coletores públicos;
• baixo custo de construção dos coletores, cerca de57,5% mais econômicos
que os sistemas convencionais (Azevedo Netto - 1992); .
• custo menor de operação;
• maior participação dos usuários.
Como principais desvantagens, destaca-se:
• uso indevido dos coletores de esgoto, tais como, lançamento de águas pluvi-
ais e resíduos sólidos urbanos;
• menor atenção na operação e manutenção dos coletores;
• coletores assentadas em lotes particulares, podendo haver dificuldades na
inspeção, operação e manutenção pelas empresas que operam o sistema;
• o êxito desse sistema depende fundamentalmente da atitude dos usuários,
sendo imprescindíveis uma boa comunicação, explicação, persuasão e trei-
namento.
2.8.2 Redes de coleta e transporte de esgoto decantado
Esse sistema foi utilizado na cidade de Brotas, no Ceará, e foi projetado pelo
Prof. Szachna Elias Cynamon da Faculdade de Engenharia daUERJ, e apresenta
as seguintes diferenças em relação ao sistema convencional:
• utilização de tanques sépticos domiciliares especiais, com dispositivo para a
secagem do lodo;
• substituição de poços de visitas por tubos de inspeção e limpeza;
• utilização de tubos plásticos com diâmetro mínimo de 40 mm;
• velocidade mínima na rede de 0,05 m/s;
• a tubulação pode funcionar a seção plena;
• tratamento utilizando um filtro anaeróbio segundo esquema concebido pelo
autor.
Para Cynamon, o sistema de Brotas teve um custo de 1/5 do que teria o sistema
convencional. O autor considera que esses critérios podem ser muito úteis para
pequenas comunidades, lembrando que Brotas tinha cerca de 2 000 habitantes e a
taxa de consumo de água adotado no projeto foi de 100 f/hab.dia. Com esses
critérios, a taxa de infiltração foi praticamente desprezada.
2.8.3. Redes pressurizadas e a vácuo
Nos casos em que a topografia é adequada, as tubulações de esgotos por gravi-
dade; são e continuarão sendo, as mais utilizadas. Porém; onde a topografia é
desfavorável, lençol freático alto, solo estruturalmente instável ou rochoso, podem
ser necessários estações elevatórias e linhas de recalque. Para se solucionar tais
dificuldades, foram desenvolvidas, como alternativas, redes pressurizadas e a vá-
cuo.
Devido ao fato de esses sistemas estarem sendo, continuamente melhorados,
aconselha-se a obtenção de dados operacionais, pesquisa bibliográfica e consulta
aos fabricantes de equipamentos, na ocasião da implantação do sistema.
2.8.3.1. Redes Pressurizadas
Os principais componentes do sistema de redes pressurizadas são apresentados
na figura 2.14. .
Na maioria dos sistemas de redes pressurizadas, os esgotos dos estabelecimen-
tos são coletados individualmente por tubulações funcionando por gravidade e são
lançados em tanques, que servirá como um pequeno reservatório. Do tanque, o
esgoto é lançado periodicamente a urnatubulação principal, trabalhando sob pres-
são, por meio de bomba trituradora, capaz de triturar os sólidos presentes no esgo-
to. Um tanque e uma bomba são necessários a cada ponto de lançamento na
tubulação sob pressão. Para se reduzir custos de investimento e de operação, um
único conjunto, tanque e bomba, poderá servir vários estabelecimentos. Da tubula-
ção principal, sob pressão, o esgoto pode ser lançado em coletor por gravidade ou
em estação de tratamento de esgoto.
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A PRESSÃO
Figura 2.14 - Principais componentes de redes pressurizadas. Fonte: Adaptado de Metcalf & Eddy
(/981).
Valores típicos para o dimensionamento de sistemas de redes pressurizadas são
apresentados na tabela 2.1.
Tabela 2.1 - Parârnctros de projeto para o dimensionarnento de redes pressurizadas.
Parâmetros de Projeto Valor TípicoFaixa de Valores
Bomba,kW
Pressão na bomba, kN/m
2
Diâmetro de recaI que, mm
Diâmetro da tubulação principal, mm
0,75 - 1,5
200- 275
25 - 50
50 - 300
1,12
240
30
*
'Depende do projeto
Fonte: MetcaIf & Eddy (/981).
o sistema de redes pressurizadas elimina a necessidade de pequenas estações
elevatórias. Porém, haverá a necessidade de se ter em cada lançamento na tubula-
ção principal, uma bomba com triturado r que, além do custo inicial, acarretará em
custos de operação e de manutenção.
No Brasil não existe nenhum sistema de rede pressurizada implantado.
2.8.3.2. Redes a vácuo
As principais características de um sistema de tubulações", vácuo estão represen-
tadas na figura 2.15, e os principais parâmetros para dimensionamento, na tabela 2.2.
MURO
PROPRIEDADE PRIVADA PASSEIO LEITO
RESIDENCIA
TUBULAÇÃO A VÁCUO
TUBULAÇÃO PRINCIPAL
A VÁCUO
Figura 2.15 - Principais componentes de redes a vácuo. Fonte: Adaptado de Metcalf & Eddy (1981).
Tabela 2.2 - Parârnctros de projeto para o dimcnsionamcnto de redes a vácuo.
Parâmetros de Projeto Faixa de Valores Valor Típico
Altura do nível de água na válvula de
descarga a vácuo, mm
Diâmetro da tubulação a vácuo,' mm
Vácuo mantido no tanque na elevatória, mm Hg
75 - I 000 750
75 - 125 100
300 - 500 400
FOI/te: Metcalf & Eddy (1981).
Nesse sistema, o esgoto de cada economia é encaminhado, por gravidade, ao
injetor de vácuo (válvula de vácuo especialmente projetado). A válvula sela a linha
que se liga a tubulação principal permitindo que se mantenha o nível de vácuo
requerido. Quando uma quantidade de esgoto se acumula a montante da válvula, a
mesma é programada para a abertura e fechamento depois da entrada do líquido
acumulado.O vácuo no sistema é mantido através de uma estação de bombeamento

a vácuo. Essa estação pode estar localizado próximo à estação de tratamento de
esgoto ou qualquer outro ponto de lançamento.
No Brasil não existe nenhum sistema com rede a vácuo implantado.
2.8.4. Rede coletora de baixa declividade com. a utilização do Dispositivo
Gerador de Descarga (DGD)
Em áreas planas ou onde o terreno apresenta baixas dec1ividades, a implantação
e operação de redes coletoras de esgoto sanitário pode tomar-se bastante onerosa.
Estas condições estão presentes, por exemplo, em um grande número de cidades
litorâneas da costa brasileira. Nestes locais tem-se, não raramente, uma situação de
áreas planas, solos moles e lençol freático alto exigindo disposições construtivas
especiais, tais como: escoramento contínuo de valas, rebaixamento do lençol, fun-
dações especiais para a tubulação etc. Em conseqüência, a incidência dos custos
relativos à escavação, escoramento, reaterro e recomposição da via se situa na faixa
dos 80% a 90% do custo total de implantação.
O custo de implantação e operação em áreas planas eleva-se também pelo
emprego de estações elevatórias de esgoto nestes locais.
A busca de soluções de menor custo de implantação e operação de redes cole-
toras para as situações antes descritas, levou ao desenvolvimento das redes coleto-
ras de baixa declividade. Trata-se de solução onde a rede é assentada a dec1ividades
drasticamente reduzidas, bem menores que as resultantes dos cálculos propostos na
normalização com as vazões originais de dimensionamento. O esquema apresenta-
do na figura 2.16 ilustra a concepção da solução desenvolvida pelo engenheiro
Wolney Castilho Alves do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São
Paulo S.A. - lPT, que também desenvolveu o Dispositivo Gerador de Descarga
(DGD), cujos detalhes são apresentados na figura 2.17. O DGD pode ser emprega-
do na cabeceira da rede, bem como em trechos intermediários.
Considerando o fenômeno do transporte hidráulico dos sólidos presentes no
esgoto, pode-se para fim de desenvol vimento do raciocínio, estabelecer o seguinte
esquema:
Uma determinada carga de sólidos está depositada no fundo da tubulação numa
seção S situada a jusante do trecho ilustrado na figura 2.16. O transporte desta
carga de sólidos para uma posição mais a jusante requer que uma certa descarga
líquida a movimente. Essa descarga poderia ser representada através de um
hidrograma de tensão trativa ao longo do tempo, por exemplo. Poder-se-ia também
imaginar que o transporte de sólidos requer um certo hidrcgrama "mínimo", ou
seja, que apresentasse valores mínimos necessários para a movimentação.
A figura 2.16a) ilustra um trecho projetado respeitando a hipótese de que o
citado hidrograma é originado pela descarga da última unidade que contribui à rede,
designada por n na figura, ou por unia combinação das descargas de duas ou mais
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Figura 2.16 - Concepção básica do funcionamento de redes coletoras de baixa declividade, 'com a
utilização do DGD.
TAMPJ.O EM FERRO fUNDiDO LAJf DE CONCRETO
ARMADO
AAMA1. PREDIAL
DE ESGOTO
TUBULAÇÃO COLETQRA A
OECLIVIOADE REDUZIDA
ON.150
• COTA DE S.l.lOA
DETALHE DE INSTALAÇÃO DO
DISPOSITIVO GERADOR DE DESCARGAS ( DGD )
NA CABECEIRA DA REDE
Figura 2.17 - Dispositivo Gerador de Descarga.
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34 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO CONCEPÇÃO DE SISTEMAS DE ESGOTO SANITÁRIO 35
unidades de contribuição. Na figura 2. 16b), para um coletor atendendo ao mesmo
trecho, porém com uma declividade muitíssimo menor, observa-se a montante do
trecho a presença de um dispositivo gerador de descargas (DGD) que através de
suas descargas de esgoto origina uma escoamento cujo hidrograma na seção de
referência é aquele requerido para o transporte da carga sólida depositada.
O DGD ao descarregar origina uma onda que escoa pela tubulação atenuando-
se ao longo de sua extensão. Observações laboratoriais mostraram que esta onda
tem frente íngreme, adequada ao transporte de sedimentos (Alves, 1997).
O escoamento originado se dá tipicamente em regime não permanente incluin-
do zonas de variação muito rápida na frente de onda e de variação gradual na cauda
da onda.
A tecnologia descrita conta com patente em nome do IPT e da FAPESP e seu
desempenho acha-se em fase comprobatória em trecho piloto implantado em rede
coletora da SABESP (ano de 1999), na cidade de Guarujá, Estado de São Paulo.
Estimativas preliminares mostram que o custo de implantação de redes coleto-
ras de baixa declividade pode ser cerca de 20 a 25% menor que o de redes conven-
cionais. Consideradas as diminuições nos custos de implantação e operação advindas
da redução do número de estações elevatórias, ter-se-iam resultados ainda mais
vantajosos,
CYNAMON, S.E. - Sistema não convencional de esgotos sanitários a custo reduzido
para pequenas coletividades e áreas periféricas. Ministério da Saúde/Fundação
Oswaldo Cruz/Escola Nacional de Saúde Pública. 1986.
FESB/CETESB - Curso sobre projeto de sistemas de esgotos sanitários. São Paulo,
1971.
GARCEZ, L.N. - Elementos de engenharia hidráulica e sanitária. Editora Edgard
Blucher, v. n. São Paulo. 1960,
KARABOLAD, 1.c. - O saneamento, saúde e meio ambiente. Superintendência de Pla-
nejamento Técnico e Meio Ambiente. Diretoria Técnica e Meio Ambiente. 1998.
SABESP. São Paulo.
KARABOLAD, J. C. et ai - Planos diretores de saneamento básico - especificações
técnicas. Superintendência de Planejamento Técnico. Diretoria de Engenharia. 48p.
1995. SABESP. São Paulo.
MACHADO NETO, 1.G.O.; TSUTIYA, M.T. - Tensão trativa: um critério econômico
para o dimensionamento das tubulações de esgoto. Revista DAE 140: 73-78. Mar-
ço,1985.
MATTAR, J.c.; KARABOLAD, l.C.; MONTORO FILHO, P. - Diagnóstico técnico e
ambiental do sistema de abastecimento de água e esgoto do município de Assis.
Relatório Técnico. Superintendência de Planejamento Técnico e Meio Ambiente.
Diretoria de Engenharia e Meio Ambiente. SABESP. Julho, 1995,
METCALF & EDDY - Wastewater engineering: collection and pumping ofwastewater.
McGraw Hill. New York, 1981.
ORSINI, E.Q. - Pesquisa sobre coleta e disposição final de esgotos sanitários de
cidades litorâneas de pequeno e médio portes. Análise da situação existente e
proposição de novas diretrizes para elaboração de projetos. Escola Politécnica
da Universidade de São Paulo. Dezembro, 1988.
ORSINI, E.Q. - Concepção de sistemas de esgotos sanitários. Departamento de Enge-
nharia Hidráulica e Sanitária. PHD 411 - Saneamento I. Escola Politécnica da Uni-
versidade de São Paulo. 1989.
TSUTIYA, M.T. - Sistemas alternativos para coleta e transporte de esgotos sanitári-
os. Revista SANEAS, N" 10. Setembro, 1997.
TSUTIYA, M. T. - Sistemas de esgotos sanitários. Plano Estadual de Recursos Hídricos.
Programa de Valorização Profissional e de Desenvolvimento Tecnológico e Gerencial.
Cursos de Formação e Especialização. 194 p. 1993. São Paulo.
TSUTIYA, M.T. et a.l= Procedimentos para elaboração de estudos de concepção. Su-
perintendência de Planejamento Técnico. Diretoria de Engenharia. 33p. Dez. 1994.
SABESP. São Paulo.
WATER POLLUTION CONTROL - Altemative sewer systems. Manual of Practice N'.
FD-12. 1986.
WATER POLLUTION CONTROL - Projeto e construção de esgotos sanitários e plu-
viais. Manual Prático N' 9. Washington, D. C. Trad. Cícero Green, USAID, 1960.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABRAÇOS JORGE, A.L.; TSUTIYA, M.T. - Sistemas de esgotos sanitários operados
pela Sabesp. Diretoria Técnica e Meio Ambiente. 57 p. SABESP. São Paulo.1997.
ALEM SOBRINHO, P.; TSUTIYA, M.T. - Critérios de projeto. Sistema de coleta e trans-
porte de esgotos sanitários. CETESB. São Paulo.1987
ALVES, W. - Desenvolvimento de dispositivo gerador de descargas intermitentes apli-
cados a redes coletoras de esgoto. Anais do Ir Congresso Brasileiro de Engenha-
ria Sanitária e Ambiental. Natal, 1993. ABES, Rio de Janeiro, 1993.
ALVES, W. - Modelling of Wave Generation in Sewer Systems by Intermittent Discharge
Devices using the Saint-Venant and Boussinesq Equations. Tese apresentada para
obtenção do título de doutor junto à Heriot-Watt University, Edimburgo, Escócia,
1997.
ANDRADE NETO, c.a. - Sistemas não convencionais para coleta e transporte dos
esgotos sanitários. Seminário sobre Saneamento de Baixo Custo. Escola Politécni-
ca da Universidade de São Paulo. Outubro, 1991.
AZEVEDO NETTO, J.M. - Tecnologias innovadoras y de bajo costo utilizadas en los
sistemas de alcantarillado. Organizacion Mundial de La Salud.Serie Tecnica n. 29.
Washington, Julio 1992.
AZEVEDO NETTO, J.M. et al- Manual de hidráulica. Editora Edgard Blucher. 8
a
Edi-
ção. São Paulo. 1998.

CAPÍTULO 3
VAZÕES DE ESGOTOS
3.1 INTRODUÇÃO
Em nosso país, os sistemas públicos de esgotos são projetados considerando-se
o sistema separador absoluto e tendo acesso à rede coletora os seguintes tipos de
líquidos residuários:
• esgoto doméstico;
• águas de infiltração;
• resíduos líquidos industriais.
o conjunto desses líquidos é denominado esgoto sanitário.
3.2 ESGOTO DOMÉSTICO
o esgoto doméstico é um despejo líquido resultante do uso da água pelo ho-
mem em seus hábitos higiênicos e necessidades fisiológicas.
A contribuição de esgoto doméstico depende dos seguintes fatores:
• população da área de projeto;
• contribuição per capita;
• coeficiente de retomo esgoto/água;
• . coeficientes de variação de vazão.
Esses fatores, serão enfocados a seguir,
3.2.1 População da Área de Projeto
Para o estudo da projeção populacional dos municípios e distritos, a serem
utilizados no projeto de sistemas de abastecimento de água e de esgotos sanitários,
devem ser levados em consideração os seguintes aspectos:
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• qualidade das informações que servirão de base para a projeção populacional;
• efeito do tamanho da área, pois em geral, para áreas pequenas os erros
esperados numa projeção populacional são maiores;
o período de tempo alcançado pela projeção, quanto mais longo, maiores se-
rão os erros esperados;
• compatibilização das diversas projeções realizadas, para diferentes níveis
geográficos.
A evolução do crescimento populacional das áreas urbanas, deve ser estudada
de forma complementar e harmônica ao estudo de uso e ocupação do solo, consi-
derando o município como um todo. Se o município for composto por mais de um
distrito, deve-se estudar e projetar a participação de cada distrito na população total
do município.
, Para Martins (1993) esse estudo deve ser feito com a seguinte metodologia:
• levantamento, nos últimos quatro censos, dos dados populacionais da sede
do município e distritos, quanto à população residente urbana e rural e nú- ,
mero de habitantes por domicílio considerando população residente e domi-
cílios ocupados;
• levantamento e mapeamento dos setores censitários da área de projeto, sua
população residente e número de domicílios ocupados no últimos dois cen-
sos;
• levantamento dos dados mais atuais do número de ligações de luz e ligações
de água (residenciais, comerciais, industriais e públicas), bem como, os res-
pectivos índices de atendimento;
• levantamento na prefeitura do número de contribuintes do imposto predial;
• pesquisa de campo com amostra representativa da área de projeto, para
definir os parâmetros urbanísticos e demográficos da ocupação atual, assim
como: diferentes usos, padrão econômico, tamanho médio do lote, domicíli-
os por lote, habitantes por domicílo, índice de verticalização, percentual de
área institucional etc.;
• levantamento de planos e projetos (industriais, habitacionais, transportes,
agropecuários etc.) que existam para a região, municípios e/ou distritos, que'
possam afetar a dinâmica populacional e os usose ocupação do solo;
• análise do Plano Diretor do Município quanto a sua real utilização e atualida-
de, bem como as diretrizes futuras;
• análise sócio-econômica do município e seu papel na região e/ou sub-região
em que se insere.
VAZÕES DE ESGOTOS 39
Com os dados censitários e a população atual, inferida através das chamadas
variáveis sintomáticas (ligações de água, luz, imposto predial), a projeção da popu-
lação deve ser feita utilizando a expressão matemática que melhor se ajustar aos
dados históricos levantados.
A participação de cada distrito (se houver mais que um) deve ser estudada e
projetada tendo como parâmetro a população total do município.
Definida a população do distrito, deve-se estudar e projetar a participação da
população da área de projeto, na população total do distrito que a contêm.
3.2.1.1 Métodos para o estudo demográfico
Diversos são os métodos aplicáveis para o estudo demográfico, destacando-se
os seguintes:
• método dos componentes demo gráficos;
• métodos matemáticos;
• método de extrapolação gráfica.
a) Método dos componentes demográficos
Este método considera a tendência passada verificada pelas variáveis
demográficas: fecundidade, mortalidade e migração, e são formuladas hipóteses de
comportamento futuro. A expressão geral da população de uma comunidade, em
função do tempo, pode ser expressa da seguinte forma:
P=Po +(N -M)+(I -E) (3.1)
onde: P = população na data t;
Po = população na data inicial to;
N = nascimentos (no período t-t.);
M = óbitos;
I = imigrantes no período;
E = emigrantes no período;
N-M = crescimento vegetativo no período;
I-E = crescimento social no período.
o método dos componentes parte de uma divisão da população de base em
grupos ou subgrupos homogêneos. Para cada grupo são aplicadas as corresponden-
tes taxas de fecundidade, mortalidade e migração com o propósito de' calcular a
população do próximo período da projeção, período este que será a base da popu-
I

b) Métodos matemáticos
lação para o período seguinte. Este procedimento é então repetido até a extensão
final a ser projetada.
Para a projeção da população da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP)
no período compreendido entre 1995 a 2015, foi utilizado o método dos compo-
nentes. Para Stefani e Rodrigues (1996) o ponto de partida para essa projeção
foram os municípios, sendo que a Região Metropolitana de São Paulo é constituída
por 92 diferentes zonas administrativas, considerando-se todos os distritos e
subdistritos do município de São Paulo e demais municípios que compõem a RMSP.
A heterogeneidade dessas 92 zonas é bastante acentuada, as variáveis intervenientes
são muitas e de comportamento, em geral, de dificil previsibilidade, tomando-se
temerário prever o comportamento demográfico e sócio-econômico de cada uma
dessa zonas isoladamente.
A metodologia utilizada para a elaboração dos estudos demográficos consistiu
em projetar a população da RMSP como uma macrozona, onde as variáveis são
muito mais previsíveis e as tendências são sempre mais constantes, com menor
grau de oscilação e maior inércia. Para a projeção populacional foram analisadas as
tendências de cada uma das três variáveis demo gráficas básica - mortalidade,
fecundidade e migração - separadamente, reunindo-as, depois, no processo técnico
de projeção. Como essa três variáveis não existem isoladamente, não se pode projetá-
Ias utilizando-se funções matemáticas sem levar em conta os complexos fatores
sócio-econômicos-culturais e.ambientais que as afetam, condicionam e mesmo as
determinam. As principais tendências sócio-econômicas da RMSP analisadas fo-
ram:
Neste caso, a previsão da população futura é estabelecida através de uma equa-
ção matemática, cujos parâmetros são obtidos a partir de dados conhecidos. Vários
são os métodos matemáticos conhecidos, destacando-se: aritmético, geométrico,
taxa de crescimento decrescente e curva logística.
• Método aritmético
Este método presssupõe uma taxa de crescimento constante para os anos que
se seguem, a partir de dados conhecidos, por exemplo, a população do último
censo. Matematicamente, pode ser representado da seguinte forma:
dP = k
dt a
(3.2)
nos quais dP/dt representa a variação da população (P) por unidade de tempo
(t), e k, é uma constante.
Considerando que PI é a população do penúltimo censo (ano ti) e P2, a popula-
ção do último censo (ano t2), tem-se:
(3.3)
Integrando entre os limites definidos, tem-se:
• tendências sócio-econômicas do processo de metropolização;
• tendências demo gráficas globais;
• tendências da mortalidade;
• tendência da fecundidade;
• tendência migratórias e população recenseada da RMSP.
(3.4)P2 - PI = k, (t2 - ti)
P2 -PI
onde: ka = ---
t2 - ti
(3.5)
Conhecendo-se a população base, referida a 1990, e a projeção de tendências
de fecundidade, de mortalidade e de migrações, até o ano 2015 e para os anos
intermediários, procedeu-se a projeção populacional. Segundo esse estudo, a RMSP
terá um crescimento cada vez mais lento, chegando-se a quase estabilização no ano
2015, com taxa de crescimento igual a 0,2% ao ano no último quinquênio. Nas duas
próximas décadas, a população deverá crescer apenas 25%, aproximadamente qua-
tro milhões de pessoas, passando de 16,6 milhões de habitantes em 1990 a 20,6
milhões em 2015, crescimento pequeno se comparado ao de décadas passadas
(Stefani e Rodrigues, 1996).
Utilizando-se a equação (3.5), chega-se à expressão geral do método aritmético:
(3.6)
onde t representa o ano da projeção.
Este método admite que a população varie linearmente com o tempo e pode ser
utilizado para a previsão populacional para um período pequeno, de 1 ~ 5 anos.
Para previsão por período muito longo, toma-se acentuada a discrepânCia com a
realidade histórica, uma vez que o crescimento é pressuposto ilimitado.
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• Método geométrico
Este método pressupõe que o crescimento da população é proporcional a popu-
lação existente em um determinado ano. A sua formulação matemática pode ser
apresentada da seguinte forma:
dP ==k P
dt g
(3.7)
onde as variáveis são as mesmas já definidos anteriormente, exceto kg que
representa a taxa de crescimento geométrico.
Integrando a equação (3.7) tem-se:
k ==_P._nP~2_-_P.n_P_,
g t2
- t, (3.8)
Portanto a expressão geral do método geométrico é dada pela equação:
(3.9)
Para as equações (3.8) e (3.9) poderá ser utilizado o logarítimo na base 10.
Este método considera que o logarítimo da população variando linearmente
com o tempo. Também neste caso o crescimento é pressuposto ilimitado. Pode ser
utilizado para estimativa da população para um período pequeno, I a 5 anos.
• Método da taxa de crescimento decrescente
A população é estimada com base na hipótese de que, com o crescimento da
área urbana a taxa de crescimento anual toma-se menor. Neste caso, estima-se uma
população de saturação (K) e calcula-se a taxa de crescimento decrescente (kd).
Matematicamente, esse método tem o seguinte equacionamento:
dP ==k (K _ P)
dt d
(3.10)
fP2 dP - k fIZ dt
f1 (K _ P) - d Jq (3.11)
Integrando-se entre os limites, obtém-se:
(3.12)
o valor de k, será calculado por:
(3.14)
Quanto à população de saturação, poderá ser determinada pela expressão (3.16),
da mesma forma que no método da curva logística.
• Método da curva logística
Admite-se, neste caso, que o crescimento da população obedece a uma relação
matemática do tipo Curva logística, nos quais a população cresceassintoticamente
em função do tempo para um valor limite de saturação (K).
A equação logística é da seguinte forma:
P== K
1+ ea
-
bt (3.15)
onde a e b são parâmetros e e a base dos logarítimos neperianos. O parâmetro a
é um valor tal que, para t ==a/b, há uma inflexão (mudança no sentido da curvatura)
na curva; o parâmetro b é a razão de crescimento da população. Esses parâmetros
são determinados a partir de três pontos conhecidos da curva Po (to), PI (ti) e P2
(t2) igualmente espaçados no tempo, isto é, tl-tO=t2-tl• Os pontos Po, PI e P2
devem ser tais que p()<PI<P2 e PO,P2< p/
Os parâmetros daequação da curva logística são definidas através das expres-
sões que se seguem:
(3.16)

b= 1 10gPO(K-PI)
0,4343d PI(K - Po)
1 K-Po
a=--log--
0,4343 Po
(3.17)
(3.18)
sendo d, o intervalo constante entre os anos to,ti e t2•
A curva logística possui três trechos distintos: o primeiro correspondente a um
crescimento acelerado, o segundo a um crescimento retardado e o último a um
crescimento tendente à estabilização. Entre os dois primeiros trechos, fica um pon-
to de inflexão (I).
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K
Figura 3.1 - Curva logística.
ANO
Como exemplo de aplicação da curva logística, pode-se destacar o estudo para
a projeção populacional das cidades do interior do Estado de São Paulo (Alem
Sobrinho e Tsutiya, 1987). Nesse estudo, as cidades foram divididas em três cate-
gorias:
a) localidades com taxa de crescimento positivo e inferior a 5% entre os censos
de 1970 e 1980;
b) localidades com taxa de crescimento positiva e superior a 5% entre os censos
de 1970 e 1980;
c) localidades que apresentaram taxa de crescimento negativa entre os censos
de 1970 e 1980.
INTERCEPTORES DE ESGOTO 45
Para as localidades classificadas na categoria a) a projeção se fez com o empre-
go de uma curva logística ajustada com os dados dos censos de 1970 e 1980. Para
as localidades classificadas na categoria b), cuja taxa de crescimento entre os dois
últimos censos foi superior a5%, o modelo de projeção foi o mesmo utilizado para
as localidades da categoria a), exceto com referência a assíntota K. Foi estabelecido
o valor de K igual a cinco vezes a população do censo de 1980. Nas localidades
classificadas na categoria c), nas quais se registraram decréscimo da população
urbana entre os censos de 1970 e 1980, optou-se por manter a população do censo
de 1980 constante, por todo o horizonte de projeção.
O valor de K foi fixado exogenamente para cada cidade, sob a hipótese de que
a densidade de saturação da área urbana seria de 15 000 hab/km' e que essa área
urbana não ultrapassaria 30% da área total, o que implica em um valor de K =
4 500A" onde A, é a área total do município em krn".
c) Método de extrapolação gráfica
A extrapolação gráfica, também denominada de método de prolongamento ma-
nual, consiste no traçado de uma curva arbitrária que se ajusta aos dados já obser-
vados, sem se procurar estabelecera equação da mesma. As extrapolações ou
previsões de populações futuras obtém-se prolongando a curva, de acordo com a
tendência geral verificada, usando um julgamento próprio.
No prolongamento do crescimento, podem ser utilizados como elementos auxi-
liares, os dados de populações de outras comunidades que já tenham maior número
de habitantes. (figura 3.2).
Este método requer uma escolha criteriosa dos dados a serem usados como
elementos de comparação, levando-se na devida conta as condições de semelhança
entre os respectivos fatores de desenvolvimento.
3.2.1.2 População flutuante
É a população que se estabelece no núcleo urbano por curtos períodos de
tempo, como no caso dos municípios de veraneio, estâncias climáticas e hidromi-
nerais.
A avaliação da população flutuante pode ser feita a partir das informações do
censo demográfico discriminando os domicílios por tipo de ocupação: residencial,
ocasional, fechado e vago, permitindo estimar a proporção entre os domicílios de
uso ocasional e os de uso residencial.
Outra fonte para realizar esta avaliação são as séries de informações sobre o
consumo de energia elétrica das concessionárias de energia elétrica, que conta com
informações detalhadas para significativa parte dos municípios, e sua cobertura é
geralmente bastante elevada. Avalia-se as faixas de consumo e obtém-se o número
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de crescimento de comunidades
maiores com caracteristicas semelhantes a A
A estimativa do número de domicílios permanentes baseou-se na adoção de
uma taxa decrescente de ocupação dos domicílios, em conformidade com a tendên-
cia verificada. Estimou-se que no horizonte de projeto a taxa de ocupação dos
domicílios permanentes na Baixada Santista chegará a 3,0. Quanto a taxa de ocupa-
ção dos domicílios de uso ocasional foi considerado o valor de 6,5 pessoas por
domicílio, no período de maior afluxo da população (carnaval).
Para a estimativa da população no Litoral Norte, Estado de São Paulo, conside-
rou-se para a população fixa, a ocupação de 20 a 50% do número de imóveis ou
economias, dependendo das características das praias, adotando-se a relação 4
habitantes por economia. Para população flutuante, considerou-se a ocupação de
50 a 80% do número de economias, adotando-se a relação 7 habitantes por econo-
mia, no período de carnaval (Tsutiya et aI., 1996).
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3.2.1.3 Distribuição demo gráfica
A Comunidade em estudo
Para a elaboração dos projetos de esgoto sanitário e de abastecimento de água,
há necessidade de se conhecer a distribuição da população atual da área de projeto
e a evolução dessa distribuição a nível deadensamentos e ocupação de novas
áreas, ao longo do período do projeto.
A densidade atual pode ser estimada através dos dados dos setores censitários,
de ligações de energia elétrica, de água, ou através de pesquisas em campo com
amostras representativas de contagem de domicílios e do número de habitantes por
domicílio.
Para estimativas de densidades demográficas futuras é preciso considerar os
seguintes aspectos:
Ano
Figura 3.2 - Previsão da população por extrapolação gráfica
de domicílios de uso ocasional pela diferença com o total de domicílios. Calcula-se,
então, coeficientes entre os domicílios de uso ocasional e de uso residencial, ajus-
tando-se uma função matemática sobre estas relações, afim de extrapolar para o
período da projeção, não deixando de levar em consideração fatores como o poten-
cial turístico, a acessibilidade, os aspectos econômicos etc.
Para a estimativa da população flutuante na Baixada Santista, Estado de São
Paulo, foram analisadas os seguintes indicadores (SABESP, 1996):
• parâmetros da ocupação atual (diferentes usos, padrão econômico, tamanho
médio do lote, área institucional, índice de verticalização, habitantes por do-
micílio etc.);
• planos e projetos aprovados e em estudo na Prefeitura Municipal;
• características da área: topografia, facilidades de expansão e preço do terre-
no;
• existência de infra estrutura: água, esgoto, águas pluviais, transporte, comu-
nicação etc.
• variação do consumo de energia elétrica;
• variação do consumo de água;
• .variação do fluxo de veículos no sistema Anchieta-Imigrantes;
• crescimento da capacidade instalada na região para alojamento.
As projeções realizadas utilizaram esse indicadores como balizadores das taxas
de crescimento adotadas. Essas projeções tomaram como referência também as
condições de saturação das praias (m2
/banhista) e de alojamento na região. Nesse
particular, ressalta-se que os domicílios permanentes foram considerados, também,
como parte do potencial da região para abrigar população flutuante.
Com base na análise da ocupação atual pode-se definir as áreas homogêneas,
cujas previsões futuras podem ser feitas mediante os métodos de previsão
demográficas já vistos anteriormente.
Como as redes de esgotos são normalmente projetadas para uma população de
saturação, as densidades de saturação das áreas podem ser definidas pela lei de
zoneamento da cidade, caso exista.

A tabela 3.1 apresenta valores de densidade demográfica e extensão média de
arruamentos estimados para a Região Metropolitana de São Paulo.
Tabela 3.1 - Densidades demográficas e extensões médias de arruarnentos por hectare estimados
para a Região Metropolitana de São Paulci.
Características urbanas dos bairros
Densidade demo gráfica
de saturação (hab/ha)
Extensão média de
arruamentoslha (m)
I Bairros residenciais de luxo com lote padrão de 800 m',
II Bairros residenciais médios com lote padrão de 450 m',
lll Bairros residenciais populares com lote padrão de 250 m
2
•
IV Bairros mistos residencial - comercial da zona central,
com predominância de prédios de 3 e 4 pavimentos
V Bairros residenciais da zona central com predominância
de edificios de apartamentos com 10 e 12 pavimentos.
VI Bairros mistos residencial-comercial - industrial da
zona urbana com predominância de comércio e
indústrias artesanais e leves.
VII Bairros comerciais da zona central com predomínância
de edificios de escritórios.
100
120
ISO
150
180
200
300 150
450 150
600 ISO
I 000 200
3.2.2 Contribuição Per Capita e por Economia
A contribuição de esgotos depende normalmente do abastecimento de água,
~avendo, portanto, nítida correlação entre o consumo de água e a contribuição para
.•a rede de esgotos. . .
Tradicionalmente em nosso país utiliza-se o consumo per capita usado para
ro' etos de sistemas de abastecimento de á!llia, para se projetar o sistema de esgo-
tos. Convém ressaltar ue ara o rojeto de sistemas de abastecimento de água,
adota-se o consumo er capita para satisfazer ao consumo doméstico, ao consumo
~omercial, ao consumo das indústrias que não utilizam água em seus rocessamentos
,ao consumo úblico e às Qerdas. Entretanto ara o dimensionamento do sistema
de es otos deve ser utilizado o consumo de água e etivo j2el'ca ita, não incluindo_
as perdas de águª" --
O consumo per capita é um parâmetro extremamente variável entre diferentes
localidades dependendo de diversos fatores, dentre os quais destacam-se: os hábi-
tos higiênicos e culturais da comunidade; a quantidade de micro-medição do siste-
ma de abastecimento; as instalações e equipamentos hidráulico-sanitários dos imóveis;
os controles exercidos sobre o consumo; o valor da tarifa e a existência ou não de
subsídios sociais ou políticos; a abundância ou escassez de mananciais; a
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intermitência ou regularidade de abastecimento; a temperatura média da região; a
renda familiar; a disponibilidade de equipamentos domésticos que utilizam água em
quantidade apreciável; os índices de industrialização; a intensidade e tipo da ativida-
de comercial, entre outros.
1fA contribuição per capita de esgoto é o consumo de água efetivo per capita
multiplicado pelo coeficiente de rctom~
Na tabela 3.2 são apresentados os consumos de água efetivo per capita e o
consumo por economia da Unidade de Negócio Pardo e Grande da Vice Presidên-
cia do Interior da SABESP, com sede em Franca, Estado de São Paulo, para o
período de 1995 a 1997. Essa Unidade de Negócio atende 100% da população
urbana com serviços públicos de abastecimento de água e coleta de esgoto sanitá-
rio, sendo que 100% do sistema de água é medido.
Para os municípios da Baixada Santista, Estado de São Paulo, foram adotados
os índices de consumo efetivo por economia, uma vez que, nesse caso o consumo
per capita induz a distorções devido ao acentuado afluxo turístico ao longo do ano
e, sobretudo, no período de alta temporada. Os consumos por economia foram
discriminados para duas situações distintas (SABESP, 1996):
• Verão, correspondentes aos meses de janeiro e fevereiro, em que são
registrados o maior afluxo de população flutuante e o maior consumo de
água;
• Restante do ano, correspondente aos demais meses do ano, inclusive o mês
de julho em que, apesar da férias escolares, não se tem registrado incremen-
to no consumo médio de água.
A tabela 3.3 apresenta o consumo de água efetivo por economia dos municípios
da Baixada Santista, para o período de 1995 a 2015, considerando o verão e o
restante do ano.
Para a Região Metropolitana de São Paulo, a SABESP (1995) utilizou o consu-
mo efetivo médio mensal por economia para a projeção de demandas de água
necessários ao abastecimento de água da região. A tabela 3.4 apresenta o resultado
de levantamento de consumo de água por categorias de consumidores' da rede
pública. .
Estudos estatísticos indicam que na Região Metropolitana de São Paulo o con-
sumo de água efetivo per capita é de 242 R/hab.dia (Hidroplan, 1995). A figura 3.3
apresenta a comparação do consumo de água efetivo per capita da RMSP com
outras capitais brasileiras, com base nas informações constantes dos Catálogo Bra-
sileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental - CABES XVI de 1992 e CABES
XVII, de 1994, editados pela Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e
Arnbiental- ABES.

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Tabela 3.2 - Consumo de água efetivo per capita e eonsumo por economia da Unidade de Negócio Pardo c Grande da Vice Presidência do Interior da
12gSABESP.
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População Habitantes/ lndíce de Perdas Consumo micromedido Consumo micromedido
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Município Urbana domicílio Médio Anual por economia per capita ~
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Águas da Prata 8.314 3,.30 31,58 31,73 35,63 498 446 471 167 152 158
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Altair 2.781 4,00 ND 29,02 24,06 566 529 534 ND 145 147
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Buritizal 3.066 3,40 36,79 28,95 25,95 508 481 486 164 157 162 tT1
Cajuru 20.917 3,80 24,52 26,75 30,25 494 483 483 143 141 142 "tT1
Cássia Coqueiros 1.718 3,50. 29,02 29,47 25,51 441 423 440 125 128 143 tT1
U)
Colômbia 6.573 4,27 30,81 32,25 29,84 617 562 506 156 143 130 a
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Divinolândia 6.446 3,33 24,22 25,14 19,17 524 486 473 174 163 161 d
Espírito Sto. Pinhal 36.229 3,60 29,74 30,27 24,75 549 535 525 167 165 164 U)
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Franca 266.246 3,70 35,66 34,69 32,45 533 521 508 160 158 155 z
Guariba 31.194 3,85 36,98 41,27 37,34 517 528 520 141 145 145
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Icém 6.128 3,40 ND 31,62 25,53 521 510 483 ND 163 157 ;<l
Igarapava 24.905 3,40 ND 43,80 43,59 296 532 522 ND 173 172
Õ
Itirapuá 4.653 4,00 22,31 27,57 29,07 488 431 435 133 119 121
Itobi 5.435 3,75 26,54 27,33 21,02 512 499 488 148 146 144
Jaborandi 5.451 3,60 35,67 24,76 37,17 509 502 508 151 152 155
Jeriquara 3.101 4,00 42,86 39,56 38,35 441 431 428 120 119 119
Mococa 57.803 3,75 30,85 36,29 29,36 525 524 531 154 156 159
Pedregulho 10.698 3,75 34,23 38,61 32,60 465 452 468 138 137 142
Restinga 3.991 4,05 24,24 28,11 27,21 529 532 526 140 140 139
Ribeir Corrente 3.329 4,50 32,54 33,35 22,20 498 451 436 122 109 106
Rifaina 3.796 4,00 21,50 27,43 32,98 526 488 491 152 159 160
Sta. Rosa Viterbo 21.816 3,75 26,51 23,47 26,74 534 539 537 152 155 155
Sto. Ant. Jardim 3.308 3,60 28,34 29,06 27,86 466 451 427 147 146 139
São João B. Vista 71.573 3,54 28,62 31,46 30,32 596 584 582 190 187 187
Serra Azul 7.461 4,10 27,41 40,01 32,03 552 536 522 143 139 137
Terra Roxa 7.143 3,37 51,00 52,68 44,60 518 507 537 158 154 164
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1
Na tabela 3.6 são apresentados os dados coletados em diversas pesquisas reali-
zadas em sistemas existentes, e também, recomendados para projeto por diversos
autores, referentes ao coeficiente de retomo.
.A NBR 9649 da ABNT recomenda o valor de 0,8 para o coeficiente de retomo,
na falta de valores obtidos em campo.
Na tabela 3.5 são apresentadas as medições realizadas por diversos autores em
sistemas de esgoto sanitário da cidade de São Paulo e cidades do interior do Estado
de São Paulo, para a estimativa da contribuição percapita de esgotos.
Tabela 3.5 - Valores medidos de contribuição per capita de esgoto sanitário.
Autor Local Ano Contribuição per capita
(€/hab. x dia) (*)
Dario P. Bruno & Cardoso, 1983 90
Milton T. Tsutiya Fernandópolis, 149
Lucélia, 103
e Pinhal 161
(Estado de São Paulo)
João B. Comparini Cardoso, 1990 106
Indiaporã, 74
Guarani D'Oeste 89
e Pedranópolis 103
Lineu R. Alonso, São Paulo 1990 207
Rodolfo J.c. e Silva Jr, &
Francisco l.F. Paracampos
Milton T. Tsutiya & Tatuí 1995 132
Orlando Z. Cassettari (Estado de São Paulo)
(*) Valor médio
3.2.4 Coeficientes de variação de vazão
Conhecida a população, o consumo de água efetivo per capita e o coeficiente
de retomo, pode-se calcular a vazão média de esgoto doméstico. Entretanto, essa
vazão não é distribuída uniformemente ao longo dos dias.
A vazão de esgoto doméstico varia com as horas do dia, com os dias, meses e
estações do ano, e depende de muitos fatores, entre os quais, a temperatura e a
precipitação atmosférica.
Para o projeto dos sistemas de esgoto sanitário são importantes os seguintes
coeficientes:
• K
"
coeficiente de máxima vazão diária - é a relação entre a maior vazão
diária verificada no ano e a vazão média diária anual;
• K2' coeficiente de máxima vazão horária - é a relação entre a maior vazão
observada num dia e a vazão média horária do mesmo dia;
• K3' coeficiente de mínima vazão horária - é a relação entre a vazão mínima e
a vazão média anual.
Na tabela 3.7 são apresentadas os coeficientes de variação de vazão de esgoto
obtidas em medições ou recomendadas para projeto.
Para determinar os coeficientes de máxima vazão de esgoto, alguns autores
como Babbit e Flores propõem expressões, relacionando o coeficiente de pico com
a população (Martins, 1977). Por esses critérios, com o aumento da população o
coeficiente de pico diminui.
Na falta de valores obtidos através de medições, a NBR-9649 da ABNT reco-
menda o uso de K, = 1,2, K2 = 1,5 e K3 = 0,5. Esses valores são 'admitidos
constantes ao longo do tempo, qualquer que seja a população existente na área.
As figuras (3.4a) e (3.4b) apresentam a curva de variação horária da vazão de
esgoto sanitário das cidades de Cardoso (vazão máxima de 10 eis) e de Tatuí
(vazão máxima de 100 f./s), respectivamente. A figura (3.4c) apresenta a curva de
variação horária da bacia afluente à estação de tratamento de esgotos de Barueri,
pertencente a Região Metropolitana de São Paulo (vazão máxima de 2 000 eis).
Nota-se nas figuras que, quanto maior a vazão, haverá uma diminuição no pico de
vazões máximas.
3.2.3 Coeficiente de Retorno: Relação Esgoto/Água
Qsoeficiente de.retomo é a relação entre o volume de esgotos recebido na rede
,-coletora e o volume de água efetivamente fornecido à população. Do total de água
consumida, somente uma parcela retoma ao esgoto, sendo que o restante é utiliza-
do para lavagem de canos, lavagem de calçadas e ruas, rega de jardins e hortas,
irrigação de parques públicos, lavagem de quintais, terraços de residências etc.
Assim, o coeficiente de retomo depende de fatores locais como a localização e tipo
de residência (alto ou baixo padrão), condições de arruamentos das ruas (pavimen-
tado ou não), tipo de clima e outros fatores. .
De modo geral, o coeficiente de retomo situa-se na faixa de 0,5 a 0,9, deRen-
dendo das condições locais. Em áreas residenciais com muitos jardins, os valores
são menores, enquanto que nas áreas centrais densamente povoadas os valores
tendem a ser mais elevados.
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Tabela 3.6 - Coeficiente de retomo obtidas por medições ou recomendadas para.projeto I~
Autor Local Coeficiente de retomo Condições de obtenção dos valores
n
Ano o
r
m
José A. Martins São Paulo 1977 0,7aO,9 Recomendações para projeto :;!
rn
Azevedo Netto São Paulo 1981 0,7aO,8 Recomendações para projeto
~
NBR 9649 - ABNT Brasil 1986 0,8 Recomendações para projeto zC/l
-e
Luis P. Almeida Neto, Cardoso, 0,35 aO,68 Medições em sistemas operando
o
1989 q
Gilberto O. Gaspar, Guarani D'Oeste há vários anos m
o
João B. Comparini & e Valentil Gentil m
m
Nelson L. Silva (Estado de São Paulo)
C/l
C)
o
SABESP São Paulo 1990 0,85 Recomendações para projeto - Plano
-i
o
Diretor de Esgotos da Região
Vl
>
z
Metropolitana de São Paulo ...,
>.
João B. Comparini Cardoso, 1990 0,42 a 0,73 Medições em sistemas operando
::o
Õ
Pedranópolis, há vários anos
Guarani D'Oeste
e Indiaporã
Milton t. Tsutiya & Tatuí 1995 0,52 a 0,84 Medições em sistema operando
Orlando Z. Cassettari . (Estado de São Paulo) há vários anos
Steel EUA 1960 0,7 a 1,3 Para as condições norte-americanas
Fair, Geyer & Okun EUA 1%8 0,6aO,7 Recomendações para projeto
Metcalf & Eddy lnc. EUA 1981 0,7 Recomendações para projeto
------_.- -
Tabela 3.7 - Coeficientes de variação de vazão de esgoto
Autor Local Ano
Coeficiente de variação de vazão Condições de obtenção dos valores
K) K2 K3
José A. Martins São Paulo 1977 1,25 1,5 0,5 Recomendações para projeto
Dario P. Bruno & Cardoso, 1983 (*) 1,43a 1,96 0,11aO,27 Medições em sistemas operando
Milton T. Tsutiya Femandópo Iis, há vários anos
Lucélia,
e Pinhal
NBR 9649 - ABNT Brasil 1986 1,2 1,5 0,5 Recomendações para projeto
CETESB Itaperna 1986 (*) 1,6 (*) Medições em sistema operando há
vários anos
(Estado de São Paulo
João B. Comparini Cardoso, 1990 1,15a 1,53 1,45a2,55 0,03 aO,21 Medições em sistemas operando
lndiaporã, há vários anos
Guarani D'Oeste
<
:>
e Pedranópolis
N
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mC/l
o
Milton T. Tsutiya & Tatuí 1995 (*) 1,57 a 2,23 0,11 a 0,51 Medições em sistema operando
rn
rn
Orlando Z. Cassettari (Estado de São Paulo) há vários anos
C/l
C)
o-i
(*) Valoresnão medidos
o
IC/l
VI
VI

56 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO INTERCEPTORES DE ESGOTO 57
onde: Qm= somatóriadas vazões médias de uso predominantemente residencial,
comercial, público, em eis.
13
12
11
10
A SABESP (1989) recomenda para a vazão média igualou inferior a 751 eis, o
valor de K = 1,80 (K = K1.K2), ou seja, K, = 1,20 e K2 = 1,50. Entretanto, para
vazão média superior a 751 C/s, a equação (3.19).
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"" 7
o
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17,485
k = 1,20+ 05090
QI~
(3.19)
o 1 2 3 4 9 10 11 12 1) 14 IS 16 17 18 19 20 21 22 23 24
HORAS
o traçado da curva da equação (3.19) encontra-se no capítulo 5 (figura 5.l)
onde se encontram maiores detalhes. Observa-se nessa figura que há uma sensível
diminuição dos coeficientes de variação de vazão de esgoto com o aumento da
vazão, ou seja, com o aumento da população contribuinte.
a) Cardoso
3.3. INFILTRAÇÕESe
""~ 100
> "
.As contribuições indevidas nas redes de esgoto podem ser originárias do subsolo
- genericamente designadas como infiltrações - ou podem provir do encaminha-
.mento acidental ou clandestino de águas pluviais. Embora a rede sempre sofra a
ação dessas contribuições, a NBR 9649 da ABNT recomenda que apenas a infiltra-
ção seja considerada na elaboração dos projetos hidráulico-sanitários das redes
coletoras de esgotos. Quanto às contribuições de águas pluviais, segundo a NB568
da ABNT, devem ser consideradas apenas para o dimensionamento dos extravasores
dos interceptores de esgoto sanitário.
A rigor, as águas pluviais não deveriam chegar aos coletores de sistemas separador
absoluto, mas, na realidade, sempre chegam, não somente devido aos defeitos das
instalações, mas devido às ligações clandestinas. Para o seu controle, deve ser
realizada urna fiscalização efetiva e a vigilância constante do sistema coletar de
esgotos.
As águas de infiltração são águas subterrâneas originárias do subsolo,quando
os sistemas de coleta e afastamento estão construí das abaixo do nível do lençol
freático, sendo que este nível pode ser alto naturalmente ou devido às chuvas
excessivas. As águas do subsolo penetram nos sistemas através dos seguintes meios:
I 11 I I I I
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HORAS
b) Tatuí
I I I I I
I 70 22 20
• pelas juntas das tubulações;
• pelas paredes das tubulações;
• através das estruturas dos poços de visita; tubos de inspeção e limpeza,
terminal de limpeza, caixas de passagem, estações elevatórias etc,. , '
HORAS
c) Região Metropolitana de São Paulo
Figura 3.4 - Curvas de variação horâria de vazão de esgotos.
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A tabela 3.8 apresenta os principais resultados obtidos sobre taxas de infiltração
nos sistemas de coleta e afastamento de esgoto sanitário.
Como fatores fundamentais na diminuição da vazão de infiltração pode-se des-
tacar a melhoria na qualidade dos materiais e das juntas e os controles mais eficien-
tes de execução de obras.
A norma NBR 9649 da ABNT, no que se refere ao coeficiente de infiltra-
ção, diz o seguinte: "TI, Taxa de contribuição de infiltração, depende de condi-
ções locais tais como: NA do lençol freático, natureza do subsolo, qualidade da
execução da rede, material da tubulação e tipo de junta utilizado. O valor entre
0,05 a 1,0 Rls.km adotado deve ser justificado".
A quantidade de infiltração nas redes de esgoto sanitário depende dos materiais
empregados, do estado de conservação, do assentamento das tubulações, bem como
das características do solo, nível do lençol freático, tipo de solo, permeabilidade
etc. Nas áreas litorâneas com lençol freático à pequena profundidade e terrenos
arenosos, as condições são mais propícias à infiltração. Em contraposição, nas
regiões altas com lençol freático mais profundo e em solos argilosos, a infiltração
tende a ser menor.
O coletor predial, às vezes, pode assumir importância fundamental para a infil-
tração devido aos seguintes aspectos:
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• extensão das ligações prediais geralmente maior do que a extensão total da
rede coletora;
• na maioria da vezes, execução dos coletores prediais não tão cuidadosa como
a da rede coletora.
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3.4. DESPEJOS INDUSTRIAIS
Ao se projetar um sistema de esgoto sanitário, é necessário o prévio conheci-
mento das indústrias contribuintes, o número de indústrias, seu porte e suas carac-
terísticas.
De modo geral, o esgotamento dos etluentes industriais deve ser feito, sempre
que possível, pela rede pública. O recebimento dos despejos industriais na rede
coletora deve ser precedido de certos cuidados, principalmente, no que se refere à
qualidade e quantidade dos efluentes.
Em cada caso deverá ser estudada a natureza dos efluentes industriais para
verificar se esses resíduos podem ser lançados in natura na rede de esgotos, ou se
haverá necessidade de um pré-tratamento,
Não se deve permitir o lançamento in natura no coletor público, de despejos
industriais:

• que sejam nocivos à saúde ou prejudiciais à segurança dos trabalhos da rede;
• que interfiram em qualquer sistema de tratamento;
• que obstruam tubulações e equipamentos;
• que ataquem as tubulações, afetando a resistência ou durabilidade de suas
estruturas;
• com temperaturas elevadas, acima de 45°C.
No que se refere à quantidade de despejos, podem se considerados dois tipos
de indústrias:
• as que lançam na rede pública quantidade pequena de resíduos e que, sob o
ponto de vista de contribuição à rede, não constituem caso especial;
• as que lançam na rede pública quantidade considerável de despejo, merecen-
do por parte dos órgãos públicos um estudo especial.
Para as indústrias, normalmente os órgãos públicos limitam o valor da vazão
máxima de lançamento do efluente na rede coletora. Pela legislação em vigor, a
vazão máxima não deverá ser superior a 1,5 vezes a vazão média diária. Para
atender a essa exigência, às vezes, é necessário que a indústria construa um tanque
de regularização de vazão.
Quando a indústria já se encontra instalada, a estimativa de vazão de despejo
industrial deve ser realizada através de uma pesquisa junto ao estabelecimento,
inclusive com previsão de vazões futuras. Entretanto, nos casos em que há necessi-
dade de estimar vazões de áreas destinadas às indústrias futuras, na falta de dados,
pode-se admitir valores compreendidos entre 1,15 €Is.ha a 2,30 R/s.ha, quando a
perspectiva é de implantação de indústrias que utilizam água em seus processos
produtivos. Para áreas industriais, onde serão instaladas indústrias que não utilizam
quantidades significativas de água em seus processos produtivos, pode-se estimar a
contribuição de esgotos em 0,35 Rls.ha.
3.5 VAZÃO DE ESGOTO SANITÁRIO
A vazão de esgoto sanitário é composta pelas seguintes parcelas:
(3.20)
onde: Q = vazão de esgoto sanitário, eis;
Qd = vazão doméstica, Ris;
Qinr= vazão de infiltração, Ris;
Qc = vazão concentrada ou singular, eis.
o esgoto sanitário que aflui à rede de esgotos é composto de esgoto doméstico,
águas de infiltração e de resíduos líquidos industriais. Para a determinação da vazão
de esgoto devem ser consideradas, conforme já visto anteriormente, a população
da área de projeto, contribuição per capita ou por economia, coeficiente de retor-
no, coeficientes de variação de vazão, águas de infiltração e lançamento de esgotos
industriais na rede coletora.
. ~ vazão concentrada ou singular refere-se à contribuição de esgoto, bem supe-
nor aquelas lançadas na rede coletora ao longo do seu caminhamento e devido ao
seu valor altera sensivelmente a vazão do trecho de jusante na rede. Geralmente
são consideradas contribuições concentradas aquelas provenientes de grandes es-
colas, hospitais, clubes, estações rodoviárias, shopping centers, grandes edificações
residenciais e/ou comerciais. estabelecimentos industriais que utilizam água em seu
processo de produção etc.
As vazões a serem consideradas especificamente para o dimensionamento das
redes coletoras, interceptores e estações elevatórias de esgotos, serão detalhadas
nos seus capítulos correspondentes.
ALEM SOBRINHO, P.; TSUTIYA, M.T. - Redes Coletoras de Esgotos Sanitários - Crité-
rios de Projeto. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Departamento de
Engenharia Hidráulica e Sanitária. Disciplina PHD-411-Saneamento r. 1987.
ALONSO, L.R.; COSTA E SILVA JR., R.1.; COSTA, J.1.; COSTA E SILVA, A.C. -
Monitoramento do Sistema de Esgotos Sanitários da Região Metropolitana de São
Paulo - Implantação e Primeiros Resultados. 13° Congresso Brasileiro de Engenha-
ria Sanitária e Ambiental. ABES. Anais. Maceió. Alagoas. 1985.
ALONSO, L.R.; COSTA E SILVA JR., R.1.; PARACAMPOS, F.J.F. - Sewage e System
Improvement by Operational Parameters Research. Water Environmental & Technology.
Vo!. 2, n. 12. Dec. 1990.
ALMEIDA NETTO, L.P.; GASPAR, G.O.; COMPARINI, J.B.; SILVA, N.L. - Avaliação de
Parâmetros de Projeto de Sistemas de Esgotos Sanitários. 15° Congresso Brasileiro de
Engenharia Sanitária e Ambienta]. ABES. Anais. Volume 2. Tomo L Belérn. Pará. 1989.
AZEVEDO NETTO, J.M. - Contribuições Indevidas para a Redes de Esgotos. Revista
DAE, n" 120, p. 36-38. 1979.
AZEVEDO NETTO, J.M.; ALVAREZ, A.G. - Manual de Hidráulica. Editora Edgard Blucher.
. 6'. Edição. São Paulo. 1975.
BRUNO, D.P.; TSUTIYA, M.T. - Infiltração de Água em Coletores de Esgotos Sanitá-
rios. 12° Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Arnbiental. ABES. Anais.
Camboriú. Santa Catarina. 1983.
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CAPÍTULO 4
PROJETO DE REDES COLETORAS DE ESGOTO
SANITÁRIO
4.1. INTRODUÇÃO
A partir de 1986 com a divulgação da norma NBR 9649 da ABNT, o Brasil
passou a ter os mais avançados critérios hidráulicos de dimensionarnento de redes
coletoras de esgoto, utilizando-se os conceitos de tensão trativa e de velocidade
crítica. Também, novos órgãos acessórios foram propostos em substituição aos
Poço de Visita. Com a utilização dessas inovações tecnológicas e evitando-se a
construção de redes profundas para esgotar soleiras baixas, o custo da rede coletora
de esgoto foi reduzido em cerca de 40'Yo.
Essas inovações surgiram de vários trabalhos desenvolvidos na área de esgota-
mento sanitário, sendo os principais, comentados a seguir.
Em 1980 a SABESP realizou um amplo levantamento de custos de construção
de redes de esgoto na Região Metropolitana de São Paulo, cujos resultados são
apresentados na tabela 4.1, de onde se conclui que, pela ordem, os fatores de maior
peso no custo total da obra são os seguintes:
• escoramento de valas;
• poços de visita;
• escavaçãode valas;
• reaterro de valas;
• reposição de pavimentos (aIfalto).
O escoramento, escavação e reaterro das valas estão relacionados com a pro-
fundidade da rede. Nos 3Q7 km de rede em que foram realizados as pesquisas, a
política de esgotamento da época previa o atendimento de todos os lotes, em decor-
rência, 20% da extensão total da rede estava a mais de 3 m de profundidade,
chegando em alguns casos até 6 m. O custo unitário médio desses 20% resultou
50% maior do que o custo unitário médio dos 80% restantes.
Foram levantados os valores de profundidade das soleiras dos ramais prediais,
no ponto de cruzamento com as testadas dos lotes, de cerca de 45 000 ligações

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68 COLET/ E TR/NSPORTE DE ESGOTO S/NITARIO PROJETO DE REDES COLETOR/S DE ESGOTO S/NITARIO 69
A vazão média inicial de esgoto doméstico (Qd;)pode ser calculada pela expres-
são (4.3) ou (4.4).
Vazão final: Qf = Qfma, + zo., (4.8)
onde: Qimax;Qfmax= vazão máxima do hidrograma inicial e final, composto com
ordenadas proporcionais às do hidrograrna medido.
(4.3)
A parcela de vazão inicial (QimaJde uma bacia é calculada por:
(4.4)
Qima,= Qdi (esgoto doméstico) + Qinfi(vazão de infiltração) (4.9)
Q
_ te
imax - qmax·-
tm
A vazão média final de esgoto doméstico (eLr) pode ser calculada pela expres-
são (4.5) ou (4.6).
(4.10)
- CPrqr
Qd.r = 86400
- Cardrqf
Qdf = 86400
onde: qn"" = vazão máxima do hidrograma medido;
te = valor do parâmetro adotado na bacia para a qual se avalia a vazão;
t, = valor do parâmetro adotado na bacia cujo hidrograma foi medido,
(4,5)
(4.6) De modo análogo, deve ser feita a determinação da parcela de vazão final
QrmiJx-
O hidrograma medido deve ter sua vazão máxima correlacionada com o
parâmetro a ser adotado para as avaliações de vazão de projeto.
Admite-se, apenas, o uso de dois parârnetros para essas avaliações:
onde: C = coeficiente de retomo;
P, ; Pf= população inicial e final, hab;
ai ; ar = área esgotada inicial e final, ha:
di ; d. = densidade populacional inicial e final, hab/ha;
qi ; q, = consumo de água efetivo per capita inicial e final, flhab.dia. • população presente, verificada por censo, na bacia cujo hidrograrna foi me-
dido;
• área total edificada, avaliada com auxílio de planta aerofotogramétrica cadastral
ou como descrito no Anexo 3 da PNB-567/1977 da ABNT.
A contribuição singular ou vazão (descarga) concentrada geralmente provém de
indústrias, hospitais, escolas, quartéis etc., e também de áreas de expansão previs-
tas no projeto.
Esse método tradicional vem sendo adotado para determinar vazões, na grande
maioria dos projetos, pela sua simplicidade e, principalmente, pela deficiência de
dados que permitam a determinação por outros processos. A experiência tem mos-
trado que esse método tem funcionado adequadamente para a determinação de
vazões pequenas até as grandes vazões, utilizadas no dimensionamento dos siste-
mas de esgoto sanitário.
Exercício 4.1
Calcular as vazões máxima e mínima para a cidade B, com população de 20 000
habitantes. conhecendo-se o hidrograma medido da cidade A (figura 4.1) que tem 5 000
habitantes e admitindo-se que as duas cidades têm características semelhantes.
Solução.
4.2.1.2. Procedimento quando existirem hidrogramas utilizáveis no projeto
Através do hidrograma medido na cidade A tem-se:
Por esse processo as vazões podem ser calculadas através das seguintes equa-
ções:
• vazão máxima: 10 eis
• vazão mínima: I eis
Vazão inicial: Qi = Qimax+ IQci (4.7)

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4.2.2.1. Cálculo das taxas de contribuição para redes simples
Para os casos em que há somente uma rede coletora de esgotos na via pública,
a taxa de contribuição linear pode ser calculada segundo a metodologia apresentada
a seguir. Quando referido à unidade de comprimento é calculado pelas expressões:
e taxa de contribuição linear para o início do plano - Tx; (C/s.m ou C/s.km)
(4.13)
• taxa de contribuição linear para o final do plano - Txf (e/s.m ou C/s.km)
(4)4)
onde: L;, LI' = comprimento da rede de esgotos inicial e final, m ou km;
T;nr = taxa de contribuição de infiltração, êls.m ou els.km.
A taxa de contribuição por unidade de área pode ser obtido pelas expressões:
•. taxa de contribuição inicial- T,,;(é/s.ha)
T
K2Qdi
ai = --- + Tin!".a
ai
(4.15)
• taxa de contribuição final - T"r (e1s.ha)
(4.16)
onde: a., ar = área abrangida pelo projeto. ha;
T inf.u = taxa de contribuição de infiItração por unidade de área, C/s.ha.
. 4.2.2.2. Cálculo das taxas de contribuição para redes dupla
. ' Para os casos em que há sempre duas redes na via pública (rede dupla), a taxa
de contribuiçãoécalculada de modo análogo ao da rede simples. A sua determina-
ção poder ser efetuado através das equações (4.17) e (4.18).
PROJETO DE REDES COLETORAS DE ESGOTO SANITÁRIO 73
• taxa de contribuição linear para o início do plano - Txu; (C/s.m ou C/s.km)
T K2Qd.i T
xdi = + inf (4.17)
Ldi .
• taxa de contribuição linear para o final do plano - Txdf (C/s.m ouC/s.km)
(4.18)
onde: Ld;, Ldr= comprimento da rede dupla inicial ou final, m ou km.
4.2.2.3. Cálculo das taxas de contribuição para redes simples e dupla
Para os casos em que há redes simples e redes duplas em uma mesma área de
ocupação homogênea, os coeficientes de contribuição linear podem ser calculados
da seguinte forma:
• Cálculo do comprimento virtual da rede para a área de ocupação homogênea
Ldi,f
Lvi f = Lsi f + --. , 2 (4.19)
onde: Lv;. f = comprimento virtual da rede inicial ou final, m ou km;
Lsi. r = comprimento da rede simples inicial ou final, m ou km;
Lu;. f = comprimento da rede dupla inicial ou final, m ou km.
• taxa de contribuição linear para rede simples
- início do plano - Tx;s (eJs.m ou C/s.km)
Txis := K2 Qd.i +Tinf
LVi
(4.20)
- final do plano - Txdf (e/s.m ou €Is.km)
(4.21)

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76 COLETA E TRiNSPORTE DE ESGOTO SiNITÁRIO
_comprimento virtual da rede inicial
L . 692
L .=L·+~=791+-=1137m=I,137km
VI SI 2 2
_taxa de contribuição linear inicial
. K2Q,!i T
rede simples: Txi, = -L-. - + inf
'1
T. = 1,5x 6,30 + 0,1 = 8,41 P./s.km= 0,00841 e/s.m
XIS 1,137
K2Q,I.i T
rede dupla: Txid = ~ + inf
VI
T. = 1,5x 6,30 + 0,1 = 4,26 eJs.km = 0,00426 els.m
xid 2 x 1,137
• Determinação da taxa de contribuição linear final
- vazão média final
- CPrqr 0,8 x 13 000 x 200 = 24,07 eis
Q d.f = 86.400 = 86400
_comprimento virtual da rede final
L . 692 .
L = L + _,_11 = 791 + - = 1 137m = 1,137 km
vf sf 2 2
- taxa de contribuição linear final
T c = 1,2x 1,5x 24,07 + 0,1 = 38,21 f/s.km = 0,03821 e/s.m
XIS 1,137
i
I
,I
T 1,2x 1,5x 24,07 9 1 D/ km ° .xfd = +0,1=1 ,5<: S. = ,01915f/s.m
2xl,137
Tipo de rede
Taxa de contribuição linear (eJs.km)
Inicial Final
Simples
Dupla
8,41
4,26
38,21
19,15
4.2.3. Determinação das vazões de dimensionamento de cada trecho
As vazões utilizadas para dirnensionamento são: a vazão máxima de final de
plano e a vazão de início de plano, de jusante, do trecho do coletor.
Uma vez definidas as taxas de contribuição, para se calcular as vazões de
dimensionamento de um determinado trecho da rede coletora, deve-se somar as
contribuições que chegam a montante do trecho com a contribuição do trecho em
questão. .
A contribuição do trecho é calculada multiplicando-sea taxade.contribuição
linear pelo comprimento do trecho.
4.3. HIDRÁULICA DOS COLETORES DE ESGOTO
4.3.1. Equações gerais
O escoamento do esgoto em um conduto é admitido, para efeito de cálculo, em
regime permanente e uniforme. Não são consideradas, portanto, em cada trecho do
conduto, as variações de vazão devido à contribuição do líquido recebida ao longo
dele.
O escoamento permanente uniforme deve satisfazer a duas equações gerais:
• Equação de energia
Considerando duas seções transversais do escoamento, conforme figura 4,2, .
pode-se escrever a seguinte equação:
y2 y2
ZI+Y +_1 =Z2+Y2+_2 +hf
2g 2g
(4.24)

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onde n é o coeficiente de rugosidade de Manning. Substituindo a equação (4.27) na
equação (4.26) resulta:
V::::~ RH2/3rl/2 ou ~-~ R 2/3
(4.28)
n Ji-n' H
nQ 2/3 ~::::~ AR 2/3
Ji ::::A.RH . ou
Ji n . H (4.29)
Embora a fórmula de Manning tenha sido estabelecida para os condutos livres,
também se aplica ao cálculo de condutos forçados.
Na tabela 4.2 são apresentados os valores de n para vários tipos de tubos.
Tabela 4.2 - Valores do coeficiente n de Manning.
Material dos condutos ndeManning
Cerâmico
Concreto
PVC
Ferro fundido com revestimento
Ferro fundido sem revestimento
Cimento amianto
Aço soldado
Poliéster, polietileno
0,013
0,013
0,010
0,012
0,013
0,011
0,011
0,011
A tabela 4.3, tendo por base as equações 4.28 e 4.29 é utilizada para dimensiona-
mento e verificação de tubulações de esgoto, com n=0,013.
O coeficiente de rugosidade n de Manning depende do diâmetro, da forma e do
material da tubulação, da relação Y/D (figura 4.3) e das características do esgoto.
Embora o coeficiente n seja função dos fatores relacionados, tem sido normalmen-
te utilizado em escoamento de esgoto o valor de 0;013. Para Metcalf & Eddy
(1981) esse valor deve ser mantido, mesmo quando se utilizam materiais inicial-
mente menos rugosos e com comprimentos maiores do que as tubulações tradicio-
nais; devido ao fato de que, em sistema de esgoto, o número de ligações, de poços
de visita (PV), de tubos de inspeção (TIL e TL) e demais singularidades permanece
o mesmo, independentemente do tipo de material da tubulação utilizada.
Além disso, segundo WPCF (1970), havendo formação da película de limo, as
paredes da tubulação tornam-se uma superficie uniforme e permanecem constantes
ao longo do tempo, portanto, a rugosidade em tubulações de esgoto é a mesma e
independe do material da tubulação.
A figura 4.3 mostra os elementos hidráulicos dos condutos circulares à seção
plena (índice pé') e parcialmente cheia, que são: raio hidráulico (RH), área (A),
velocidade média (V), vazão (Q), lâmina de água (Y) e diâmetro (D). Conforme se
observa nessa figura, o valor de n de Manning para um conduto funcionando com
capacidade parcial é maior do que a plena capacidade. Uma curva similar para o
coeficiente de atrito f da fórmula Universal é também apresentada. A relação entre
esses dois coeficientes de atrito pode ser determinada pela equação (4.30).
n f
Valores de ;- e f
pi pf
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Relações V, -Q 'A e RHpl. pl pl pl
Figura 4.3 - Elementos hidráulicos para coletores circulares de esgoto. Fonte: WPCF (1970).
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86 COLETA E TRANSPORTE DE ESGCiTO SANITÁRIO
• Nas passagens retas: 0,03 m;
• Nas curvas:
y2
- Se Rc <2D--7he =-
40
(4.37)
y2
- Se 2D < R, < 8D--7ht =-
80
(4.38)
onde: D = diâmetro do conduto, m;
R, = raio da curva, m;
y = velocidade a montante, m/s;
h, = perda de carga localizada, m.
4.4. CONSIDERAÇÕES SOBRE O CRITÉRIO DA TENSÃO TRATIYA E
AUTOL~PEZADOSCOLETORES
o projeto hidráulico-sanitário das tubulações de esgoto envolve considerações
sobre três aspectos principais:
• hidráulicos: as tubulações funcionando como condutos livres deverão trans-
portar as vazões máximas e mínimas previstas no projeto;
• reações bioquímicas: controle de sulfeto de hidrogênio;
• deposição de materiais sólidos encontrados no esgoto - ação de autolimpeza.
Tradicionalmente admite-se que a ação de autolimpeza em coletores de esgoto
sanitário, para enfrentar o aspecto de deposição de materiais sólidos, é obtida pela
manutenção de uma velocidade mínima independentemente do diâmetro da tubula-
ção. Devido ao fato de que o mecanismo básico da ação de auto limpeza é uma
força hidrodinârnica exercida sobre as paredes do conduto pelo escoamento do
esgoto, tem sido utilizado a tensão trativa ou tensão de arraste para o
dimensionamento das tubulações, em substituição ao critério da velocidade de
autolimpeza. Ambos os conceitos, da tensão trativa eda velocidade de autolimpeza,
encontram-se bem estabelecidos no campo de transporte de sedimentos, pois os
coletores de esgoto são transportadores de sedimentos inorgânicos e orgânicos, pois
o esgoto sanitário é composto por 99,9% de água e 0,1% de sólidos, sendo que do
total de sólidos, 70% é composto de matéria orgânica e 30% de matéria inorgânica,
que em parte é areia. Segundo dados bibliográficos, a quantidade de areia nos
sistemas de esgotos é da ordem de 0,03 g/R.. .
O critério da velocidade de autolimpeza foi utilizado no Brasil até 1986, e a
partir desse ano com a promulgação da Norma NBR 9649 da ABNT, passou-se a
utilizar o critério da tensão trativa. A utilização deste critério para dimensionamento
de redes de esgoto contou com o pioneirismo dos engenheiros Amarílio Pereira de
Souza e Miguel Zwi. Todavia, em praticamente todos os outros países se utiliza o
critério da velocidade de autolimpeza, que é apresentado no Anexo I em detalhes e
a sua comparação com o critério da tensão trativa é apresentado no Anexo 11.
• O conceito
A tensão trativa, ou tensão de arraste teve sua origem nos estudos hidráulicos
dos canais. Segundo a literatura, o conceito da tensão trativa for introduzido origi-
nalmente por Du Boys, em 1879. Entretanto, os seus princípios básicos foram
desenvolvidos por Brahms, por volta de 1754 (Chow, 1981). Desde essa época,
tem sido utilizado o conceito da. tensão trativa para a solução de problemas de
hidráulica fluvial e de canais sem revestimento.
A tensão trativa é definida como uma tensão tangencial exercida sobre a parede
do conduto pelo líquido em escoamento, ou seja, é a componente tangencial do
peso do líquido sobre a unidade de área da parede do coletor e que atua sobre o
material sedimentado, promovendo seu arraste. .
Considerando o escoamento do líquido em uma tubulação circular, conforme
apresentado na figura 4.5, obtém-se a tensão trativa média (o) para escoamento
uniforme.
Figura 4.5 - Esquema para o desenvolvimento do conceito de tensão trativa.
O peso do líquido (F) contido no trecho de comprimento L é dado por:
F=yAL (4.39)

88 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SiNITÁRIO
A componente tangencial do peso do líquido (T) é dado por:
T = F sen a (4.40)
Substituindo a equação (4.39) em( 4.40), tem-se:
T=y A Lsen a (4.41)
Como a tensão é uma relação de força/área, a tensão trativa (c) em um trecho
de comprimento L e perímetro molhado (P) é definida por:
T
cr=-
PL
(4.42)
Substituindo a equação (4.41) em (4.42) tem-se:
yALsena
cr= =yRHsena
PL . (4.43)
Para a pequeno, sen a ~ tg a e tg a = I (declividade)
Portanto, a equação da tensão trativa é a seguinte:
cr=YRHI1 (4.44)
onde: c = tensão trativa média, Pa;
F = peso do líquido de um trecho L, N;
T = componente tangencial de F, N;
a = ângulo de inclinação da tubulação, grau;
y = peso específico do líquido, 104
N/m3
para o esgoto;
RH= raio hidráulico, m;
I = declividade da tubulação, mim.
A tensão trativa calculada pela equação (4.44) representa um valor médio da
tensão ao longo do perímetro molhado da seção transversal considerada.
Replogle e Chow (1969) mediram experimentalmente a distribuição da tensão
trativa em condutos circulares nas condições de Y/O = 1/3, Y/O = 1/2 e Y/D = 2/3,
sendo Y a altura da lâmina e D o diâmetro da tubulação. Na figura 4.6 são apresen-
tadas os resultados obtidas nessas pesquisas, com pequenas adaptações.
Figura 4.6 - Distribuição experimental da tensão trativa em conduto circular. Fonte: Adaptado de
Replogle e Chow (/969).
A figura 4.6 indica que a máxima tensão trativa ocorre próximo à geratriz infe-
rior da tubulação, enquanto a mínima ocorre próximo à superficie da água. Essa
variação tende a ser menos pronunciada quanto maior for a relação Y/O. Portanto,
para lâminas maiores que 50% do diâmetro da tubulação a tensão trativa tende a ser
uniforme ao longo do perímetro molhado e seu valor é praticamente igual a tensão
trativa média calculada pela equação (4.44). Para lâminas menores, a tensão trativa
máxima medida é maior que a tensão trativa média, superando em cerca de 20% o
valor da tensão média, calculada pela equação (4.44), considerando Y10 :Ç 1/3.
• Tensão trativa e o arraste de materiais sólidos
Os materiais sólidos encontrados em esgoto consistem de partículas orgânicas e
inorgânicas. Devido ao efeito da gravidade, qualquer dessas partículas com densi-
dade maior que a da água tenderá a depositar-se nas tubulações de esgoto.
O estudo da deposição dessas partículas é bastante complexo, uma vez que a
vazão de esgoto varia ao longo do tempo. Nessas condições, o movimento do
líquido é na realidade variado, embora se admita para o dimensionamento das
tubulações de esgoto, o movimento permanente e uniforme.
As partículas sólidas são normalmente depositadas nas tubulações de esgoto
nas horas de menor contribuição. A tensão trativa crítica é definida como uma
tensão mínima necessária para o início do movimento das partículas depositadas
nas tubulações de esgoto. Seu valor é normalmente determinado através de pesqui-
sas em campo, ou em laboratório, pois depende de vários fatores, tais como:
• peso específico da partícula e do líquido;
• dimensões da partícula;
• viscosidade do líquido.
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Machado Neto e Tsutiya (1985) apresentam uma análise detalhada sobre o
valor da tensão trativa crítica para a movimentação de partículas inorgânicas (areia,
argila e silte) e partículas orgânicas transportadas pelas tubulações de esgoto. Tam-
bém apresentam, as recomendações de diversos pesquisadores referentes à tensão
trativa crítica para o dimensionamento das tubulações de esgoto. Muitos pesquisa-
dores se aprofundaram na quantificação de valores, levando-se em conta as variá-
veis envolvidas, apoiando-se em numerosos resultados experimentais, buscando
definir fronteiras entre as regiões de repouso e de movimento das partículas. A
maioria das pesquisas realizadas, a respeito da tensão trativa crítica para promover
a auto limpeza em coletores de esgoto, chegaram a valores entre 1,0 e 2,0 Pa.
Em 1983, a SABESP em São Paulo através de norma interna, passou a reco-
mendar para o dimensionamento hidráulico dos coletores de esgoto, o conceito de
tensão trativa em substituição à velocidade de auto limpeza preconizada pela PNB-
567/1975 da ABNT, em vigor àquela época. Por essa norma da SABESP, a tensão
trativa mínima para autolimpeza dos coletores de esgoto foi de 1,0 Pa. Posterior:
mente a norma brasileira NBR 9649 de 1986 adotou esse mesmo procedimento
para o dimensionamento de redes coletoras de esgoto sanitário. Portanto, o critério
da tensão trativa já está sendo aplicado em sistemas operados pela SABESP, na
. Região Metropolitana de São Paulo, Litoral e Interior do Estado de São Paulo, em
redes com características bastante distintas, a mais de 15 anos, com resultados
operacionais satisfatórios.
• Tensão trativa e o controle de sulfetos
Devido ao fato de que o esgoto fresco tem quantidade apreciável de oxigênio
dissolvido, normalmente as redes coletoras de esgoto não apresentam problemas
relativos a sulfetos de hidrogênio (H2S). Entretanto, à medida que o esgoto escoa
pela rede através de grandes extensões, por vezes com velocidade baixa, a concen-
tração de oxigênio diminui gradualmente, prevalecendo as condições anaeróbias no
esgoto e propiciando o aparecimento de sulfetos, cujos efeitos são notados princi-
palmente nos coletores-tronco, interceptores e emissários e são discutidos no capí-
tul07.
A película de limo formada nas partes submersas da parede da tubulação é a
principal fonte de geração de sulfeto em tubulações de esgoto, pois é nessa película
que ocorrem as condições estritamente anaeróbias favoráveis ao desenvolvimento
do processo. Essa película que possui muitos microrganismos tem espessura de
Imm, mas se a velocidade for alta, ela pode ter menos de 0,25 mm de espessura.
Quando a velocidade é extremamente baixa, a película pode atingir até 3 mm ou
mais, no entanto, se o esgoto transportar material abrasivo, essa película pode não
se desenvolver nas paredes das tubulações.
Reid e Yang observaram que o desenvolvimento da película de limo estava
7
relacionado com a tensão trativa e que há um limite crítico a partir do qual não se
formaria a película de limo produtora de sulfetos (Paintal, 1977). O controle dessa
película é de fundamental importância para a geração de sulfetos, pois a ausência
da película implica ausência ou pequena geração de sulfetos.
Estudos realizado por Machado Neto e Tsutiya (1985), utilizando-se da fórmu-
la Z de Pomeroy-Davy (ver capítulo 7) associada com a equação de Manning e
equação da continuidade, para o esgoto de São Paulo com Demanda Bioquímica de
Oxigênio (DBO) variando de 250 a 300 mg/r e temperatura de 25° C, concluiu que
a tensão trativa de 1,0 Pa não previne quanto à geração de sulfetos, principalmente
para diâmetr~ferio§ 500 mm, ou seja, diâmetros utilizados em redes coleto-
ras de esgotos. Entretanto, segundo os autores, normalmente nas redes coletoras
não há geração de sulfetos, pois o esgoto contém uma quantidade apreciável de
oxigênio que inibe a sua saída para a atmosfera, e além disso, as redes geralmente
são executadas com materiais que não são atacados pelo ácido sulfúrico, como a
[manilha cerâmica e o pVc. ~
A tensão de 1,5 Pa praticamente inibe a formação de sulfetos em coletores
acima de 500 mm, segundo estudo realizado por Machado Neto e Tsutiya (1985).
Para o dimensionarnento dos interceptores, a norma brasileiraNB 568 de 1989
recomenda a tensão de 1,5 Pa, pois para esses condutos, geralmente são utilizadas
tubulações de concreto que são atacados pelo ácido sulfúrico. Foi observado que a
tensão trativa de 1,0 Pa atende as condições auto limpeza, tanto para redes como
para os interceptores.
Maiores detalhes sobre os sulfetos em sistemas de coleta e transporte de esgoto
sanitário são apresentados no capítulo 7.
• Determinação das declividade mínimas dos coletores de esgoto, para vá-
rios n de Manning, considerando a tensão trativa média de 1,0 Pa.
Eng. Francisco Martins Fadiga Jr. (MSc)*
Para determinar as decIividades mínimas, para tensão trativa de 1,0 Pa, para
vários n de Manning, foram utilizadas as seguintes equações:
• Tensão trativa: o = y RHI
• Chézy: Q = CAJRH1
(4.44)
(4.45)
. I 1/6
• Manmng: C = - RH
n
(4.27)
(*) Engenheiro da Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica - FCTH.

onde: a = tensão trativa, Pa;
y = peso específico do líquido, N/m3
;
RH = raio hidráulico, m;
1 = declividade da tubulação, m/m;
Q = vazão; m
3
/s;
C = coeficiente de Chézy;
A = área de escoamento na seção transversal, m';
n = coeficiente de Manning.
Substituindo a equação (4.27) na equação (4.45) e reagrupando a equação
resultante com a equação (4.44) obtém-se:
(4.46)
A partir da equação 4.46, pode-se escrever iem função da vazão, do diâmetro,
da tensão de arraste e do coeficiente de Manning e obtém-se:
(4.47)
Com a equação 4.47 é possível calcular a declividade com base nas caracterís-
ticas do escoamento. Como no entanto não se conhece o comportamento da vazão
e do raio hidráulico, que são dependentes dos outros parâmetros existentes na
equação, além da forma (que no caso é circular) e das dimensões da seção trans-
versal, é necessário fixar um valor para o coeficiente de Manning e para a tensão de
arraste mínima de modo a diminuiro número de variáveis e para poder-se calcular
o valor de i tal que a;::amin• No presente caso foi utilizado o algoritmo de
Newton-Raphson para a resolução da equação (4.47).
No caso de redes de esgoto, é usual adotar-se o valor para o coeficiente de
Manning n=0,013. No entanto, com a maior utilização de novos materiais nas
obras de saneamento básico, vê-se o engenheiro projetista diante de novas possibi-
lidades de valores de n, que serão cobertas no presente texto.
Como as redes coletoras de esgotos prediais possuem dimensões reduzidas,
serão utilizados nos cálculos diâmetros variando de 100 mm a 400 mm.
A figura 4.7 apresenta o ajuste obtido de uma reta considerando-se a = 1 Pa e
n = 0,013, para diâmetros variando de 100 mma400mm e lâmina d'água limitada
a 0,75 Y/D.
I
I
PROJETO DE REDES COLETORAS DE ESGOTO SANIT ÁRIO 93
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Vazão (115)
100
Figura 4.7 - Ajuste para c = I Pa c n = 0,013, para a determinação da equação I em função de Q.
Variando-se o coeficiente de Manning, pode-se obter diferentes fórmulas para a
tensão trativa mínima igual a 1 Pa, com a vazão sendo fomecida em eis. A tabela
4.6 apresenta as equações de declividade mínima obtida para n de Manning varian-
do de 0,009 a 0,016.
Tabela 4.6 - Equações obtidas para a dec1ividade mínima de modo agarantir cr2:I,O Pa.
Coeficiente de Manning Dec1ividade mínima (mim) *
0,009
0,010
0,011
0,012
0,013
0,014
0,015
0,016
1=0,0065 Q.0,49
1=0,0061 Q.O.49
1=0,0058 Q,0,49
1=0,0056 Q,0,48
1=0,0055 Q'O.47
1=0,0051 Q'O,47
1=0,0049 Q,0.47
1=0,0048 Q'O.47
(*) Q em f./s

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94 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTÓ SANITÁRIO
4.5. Considerações sobre a velocidade crítica e o arraste de ar para o
líquido (*)
Dependendo da turbulência do escoamento poderá haver a entrada de bolhas
de ar na superficie do líquido. A mistura água-ar ocasiona um aumento na altura da
lâmina d'água, sendo importante verificar se a tubulação projetada ainda continua
funcionando como conduto livre, pois caso contrário, a tubulação poderá ser destruída
por pressões geradas pelas permutações aleatórias entre escoamento livre e força-
do.
No caso do escoamento de esgoto, o conhecimento da mistura água-ar é de
grande importância, principalmente quando a tubulação é projetada com grande
declividade, pois nessa condição, o grau de entrada de bolhas de ar no escoamento
poderá ser bastante elevado. Devido a esse fato, a Norma NBR 9649 da ABNT
"Projeto de redes coletoras de esgoto sanitário", publicado em novembro de 1986,
inclui no item 5.1.5.1 a seguinte recomendação: "Quando a velocidade final Vf é
superior a velocidade crítica Ve, a maior lâmina admissivel deve ser de 50% do
diâmetro do coletor, assegurando-se a ventilação do trecho; a velocidade crítica é
definida por Vc = 6 (g RH) v" onde g = aceleração da gravidade".
• Mecanismo de entrada de ar
Entrada de ar no meio líquido
Em canais abertos ou em tubulações parcialmente cheias, fortemente inclina-
dos, transportando esgoto ou água limpa, ocorre uma mistura do líquido com as
bolhas de ar. A figura 4.8 mostra esquematicamente o ínicio do processo.
No ínicio do trecho de declividade acentuada, a água que ainda não contém
bolhas de ar, acelera-se devido à gravidade e, com isso, há um aumento na veloci-
dade do escoamento. A camada-limite, até então laminar começa a se instabilizar
tomando-se turbulenta.
O arraste de ar ocorre somente após o afloramento da camada-limite turbulen-
ta, devido ao fato que, antes do seu afloramento o gradiente de velocidades é baixo
e, consequentemente, também, o índice de turbulência ..
A camada-limite turbulenta de espessura 8(x) se aproxima da superfície e aflora
no pontci PA (figura 4.8) e com isso háum aumento no índice daturbulência geran-
do flutuações turbulentas capazes de vencer as forças de tensão superficial. A
(*) Adaptação do trabalho de Milton Tomoyuki Tsutiya e Winston Hisasi Kanashiro publicado na Revista
DAE, Volume 47, No 148, março de 1987 - "Arraste de ar em tubulações com grande dec1ividade:
algumas considerações relacionadas ao dimensionamento dos coletores de esgoto".
PROJETO DE REDES COLETÓRAS DE ESGOTO SANITÁRIO 95
NUMERO Ilf fROUOE < 1
Q
-
Figura 4.8 - Seção longitudinal de uma tubulação com grande declividade.
turbulência é responsável pelo lançamento de gotas d'água e essas ao caírem de
volta à superfície, arrastam as bolhas de ar para o meio líquido (figura 4.9), e,
portanto, no ponto P, se inicia a,entrada de ar no escoamento.
Para se formar uma bolha de ar a partir de uma gota d' água podem ser distinguidas
as seguintes fases:
(a) a gota d'água esférica (na realidade é quase esférica) colide com a superfi-
cie d'água na direção aproximadamente perpendicular;
(b) após a gota tocar a superficie, ela se toma parcialmente achatada e simulta-
neamente se cria uma abertura na superficie d'água;
(c) nesta fase tem-se.a formação de um anel de água;
(d) sob a influência da tensão superficial o anel começa a fechar; .
(e) . quando esse anel é completamente fechado, a bolha de ar é formada.
Uma vez que a bolha de ar é incorporada ao líquido, ela é arrastada pelo
escoamento e fica sob a ação das seguintes forças principais:
- empuxo de Arquimedes;
- tensões turbulentas;
- forças devido à energia cinética residual.

•J
(a) ( b) (c)
(d) (e)
Figura 4.9 - Formação de uma bolha de ar pela queda de uma gota d'água.
A energia cinética remanescente da gota se encarrega de arrastar essa bolha
para o interior da massa líquida até que atinja o equilíbrio devido ao empuxo de
Arquimedes, responsável pelo movimento ascendente da bolha. O movimento caó-
tico das bolhas no interior do escoamento é ocasionado pelas tensões turbulentas.
Observe-se que a energia cinética mínima para a formação da bolha é a energia
capaz de vencer a força devida à tensão superficial.
Entre os pontos P, e PE (figura 4.8) há um aumento gradual de concentração de
ar e também, em consequência, aumento na espessura da lâmina da mistura líqui-
do-ar. Isto ocorre devido ao fato de à medida que se vai caminhando para jusante
(de Pia PE) observa-se um aumento na velocidade do escoamento e no índice de
turbulência da superficie. Quando o escoamento atinge o ponto PE há um equilíbrio
dinâmico entre as forças atuantes (força gravitacional que tende a acelerar o escoa-
mento) e as forças resistentes (atrito, perda por turbulência etc.) resultando em
escoamento uniforme ( velocidade e hE constantes) e, portanto, nessas condições, o
índice de turbulência se mantém constante. Consequentemente, há um equilíbrio
dinâmico entre o ar incorporado e o ar que deixa o escoamento.
O modelo descrito foi proposto por Viparelli (1953) e Volkart (1980) fez um
estudo bem detalhado desse mecanismo. Ele observou o escoamento através de
fotos obtidas com estroboscópio e partindo de considerações energéticas chegou a
resultados teóricos bastante satisfatórios com os dados experimentais. Pela análise
das fotografias apresentadas por Volkart, observa-se que os diâmetros das gotas
variam de 1,0 a 6,5 mm e as bolhas de ar apresentam diâmetros entre 1,0 e 10,0
mm. Observou-se, também, que normalmente o diâmetro das bolhas é sempre
maior que o diâmetro das gotas geradoras.
É importante ressaltar que há uma grande diferença entre o ar que é arrastado
em forma de bolhas pelo escoamento e o ar que é dissolvido na água. O primeiro é
um processo fisico de aprisionamento de bolhas de ar pela água através da tensão
superficial, enquanto o outro é um fenômeno fisico-químico que é a adsorção de
moléculas de ar pelas moléculas de água.
Outro aspecto a se observar é a diferença que há entre condutos circulares
parcialmente cheios e canais retangulares abertos, ambos transportando a mistura
água-ar nas mesmas condições de alta velocidade, sendo que essa diferença se
acentua quando o diâmetro do conduto é pequeno e a lâmina líquida é superior a
meia seção.
Pelas considerações já feitas anteriormente, o ar é arrastado pelo escoamento
quando as gotas lançadas no ar retomam à superficie líquida. Ocorre, porém, que
algumas gotas se chocam com a geratriz superior do tubo e estas ao retomarem ao
escoamento não carreiam ar, podendo-se esperar que nas mesmas condições de
escoamento, a concentração média de ar seja maior em canais abertos do que em
condutos circulares parcialmente cheios.
• Parâmetros importantes
O processo de arraste de ar é basicamente umjogo de forças entre as tensões
turbulentas na superficie e as forças de tensão superficial. Então, pode-se dizer que
a concentração de ar (C) é uma função da viscosidade (v), da velocidade do escoa-
mento (V), da altura da lâmina d'água (Y), da largura da superfície livre (B), da
tensão superficial (a), do diâmetro do tubo (D), da rugosidade (K) e da inclinação
do tubo (I).
Volkart (1980) com base na Análise Dimensional concluiu que a concentração
de ar (C) é função do número de Froude, do número de Boussinesq, do número de
Reynolds e do número de Weber.
O número de Reynolds (R =VD/v) é uma relação entre as forças de inércia e as
forças viscosas e indica se o escoamento é laminar ou turbulento. No escoamento
laminar prevalecem as forçasa viscosas, no entanto, se as forças de inércia forem
maiores que as forças viscosas instabiliza-se a camada-limite laminar gerando a
turbulência.
O número de Froude (F = V/ ..Ji,Y ) é uma relação entre forças de inércia e
forças gravitacionais. O número de Boussinesq (B = V/ JgRH ) é o número de
Froude mais detalhado, ou seja, mais completo, pois leva em conta a influência da
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superficie molhada do conduto, a área da seção transversal e a superficie livre. e
não apenas a altura da lâmina líquida como é o caso do número de Froude.
L
O número de Weber (W = y2p - ) é uma relação entre as forças de inércia e
(J
as forças de tensão superficial.
Observe-se que a Análise Dimensional fornece a relação entre uma determina-
da grandeza e grupos de adimensionais, mas ela não diz qual é o adimensional mais
importante e nem qual é a forma da função. Ambos deverão ser determinados
experimentalmente através de medições.
o Resultado das pesquisas
Estudando vários condutos circulares parcialmente cheios no Laboratório de
Zurique (ETH), na Suiça, com diâmetros de 110 mm e 240 mm e protótipos de até
900 mm, com inclinações máximas de 45°, Yolkart (1982) concluiu que a melhor
relação funcional entre a concentração de ar (C) e os adimensionais (F, B, R, W)
era entre (C) e (B). Esses resultados se encontram representados na figura 4.10 e
apresentam a seguinte correlação utilizando um método estatístico:
C=I- ( 15;
0,02 Bw -6,0)' +1
B;::: 6,0 (4.48)
sendo B; o número de Boussinesq para água pura.
• Início do escoamento aerado
Conforme já visto, o adimensional que melhor retrata o fenômeno da entrada
de ar é o número de Boussinesq. Pelas pesquisas efetuadas, Yolkart concluiu que
em tubulações parcialmente cheias, a mistura água-ar inicia quando o número de
Boussinesq é igual a 6.0. Portanto:
(4.49)
onde: Yc = yelocidade crítica, mJs;
g = aceleração da gravidade = 9,81 m/s";
RH = raio hidráulico, m.
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NÚMERO DE eoussrsesc I B .•• '
Figura 4.10 =Relação entre concentração média de ar (C) e o número de Boussinesq (BJ.
A equação (4.49) é válida para escoamento ajusante do ponto PE (figura 4.8) e,
nessas condições, a entrada de ar se inicia quando a velocidade de escoamento é
igual à velocidade crítica.
• Escoamento aerado
Pelas constatações experimentais de Yolkart, o escoamento aerado se processa
quando B>6,0, ou seja, a velocidade de escoamento é maior que a velocidade
crítica.
Através de medições em locais situados a jusante do ponto PE, Yolkart encon-
trou as seguintes relações:
• concentração média de ar:
C==l- 1
O,02(B- 6,0Y·5 + 1
(4.50)
• velocidade média da mistura:
(4.51 )

• relação entre a seção molhada da mistura e da água pura:
A-A .(1)~=T=Un l-C· (4.52)
A equação (4.52) é válida para C<0,4 e foi obtida a partir de dados experimen-
tais apresentados na figura 4.11e seu ajuste foi feito através de um método estatís-
tico.
C
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6.
Figura 4.11 - Relação (I':.) em função da concentração média de ar (C).
Existindo a mistura água-ar, haverá um aumento na área da seção transversal
do escoamento devido à superposição de dois fatores:
-.pela diminuição da velocidade: Vm<V;
- pela diminuição da massa específica da mistura, e, consequentemente, au-
mento na vazão total:
(4.53)
A figura 4.12 mostra uma seção típica do escoamento com mistura água-ar.
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Figura 4.12 - Seção transversal de um conduto com mistura água-ar.
Sendo: AI = área limitada pela curva de concentração C = 1;
A, = área limitada pela curva de C = O;
f,. , êdi da mi Q+Qa''m =area me Ia a mistura =-y-- (Ao::; Am::;AI);
m
Q = vazão da água pura;
Q. = vazão de ar; .
ym = velocidade média da mistura.
• Aplicações para o dimensionamento das tubulações de esgoto
As principais conclusões decorrentes da aplicação da velocidade crítica no
dimensionamento das tubulações de esgoto, são a seguir apresentadas:
- para uma mesma relação Y/D, quanto maior o diâmetro, menor será a
declividade para o início do arraste de ar e maior será a velocidade crítica;
- para um mesmo diâmetro, quanto maior a relação Y/D, menor será a
declividade para início do arraste de ar e maior será a velocidade crítica;
- a simples adoção de Y = 0,5 D não garante o escoamento livre de modo
absoluto;
- o início de arraste de ar ocorre tanto para velocidades maiores como para
velocidade menores (=1,5 m/s).
- ocorrendo a mistura água-ar, a capacidade de transporte da tubulação não
sofre aumentos significativos com o aumento da declividade.
- Deverá ser assegurada a ventilação do trecho aerado através de dutos de
ventilação para evitar os transitórios hidráulicos.
Os detalhes a respeito deste item são apresentados no Anexo IIL

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102 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO PROJETO DE REDES COLETORAS DE ESGOTO SANITÁRIO 103
4.6. CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO 4.6.4. Declividade mínima
4.6.1 Regime hidráulico de escoamento
Os coletores são projetados de modo a se ter a sua autolimpeza, desde o início
do plano. Para a autolimpeza, deve-se garantir, pelo menos uma vez por dia, uma
tensão trativa de 1,0 Pa (item 4.4).
A declividade a ser adotada deverá proporcionar, para cada trecho da rede, uma
tensão trativa média igualou superior a 1,0 Pa, calculada para vazão inicial. A
declividade mínima que satisfaz essa condição pode ser determinada pela expressão
aproximada, para coeficiente de Manning n = 0,013:
As redes coletoras são projetadas para funcionar como conduto livre em regime
permanente e uniforme, de modo que a declividade da linha de energia equivale à
declividade da tubulação e é igual à perda de carga unitária.
Na realidade, o escoamento nas redes são extremamente variáveis devido às
ligações prediais, principalmente nos trechos iniciais, pois a vazão de escoamento é
função das descargas dos aparelhos sanitários conectados às ligações prediais. Essa
influência irá diminuindo com o aumento das vazões nos coletores e mesmo nos
trechos intermediários, haverá variação de intensidade ao longo do dia, conforme
pode-se observar na figura 3.1. do capítulo 3.
Para Femandes (1996) há uma série de fatores contrários ao dimensionamento
da rede coletora em regime permanente e uniforme, tais como: aumento da vazão
para jusante em virtude dos acréscimos oriundos das ligações prediais, variação de
vazão ao longo do dia; presença variável de sólidos; mudança de greide ou de cotas
no poço de visita de jusante etc.
No Brasil, as redes têm sido projetadas com as simplificações que não ocorrem
na prática e, apesar disso, a experiência tem mostrado que as redes, de um modo
geral, tem funcionado adequadamente, tanto para pequenas vazões, quanto para as
grandes vazões.
Imin = 0,0055 QiO.47
(4.54)
onde: Imin = declividadc mínima, mim;
Qi = vazão de jusante do trecho no inicio do plano, Ris.
Este critério foi discutido em detalhes no item 4.4.
4.6.5. Declividade máxima
A máxima decIividade admissÍvel é a uela ara a
tubulação igual a 5,0 mls, ara a vazão de fina lano e pode ser obtida pela
expressão aproximada, para coeficiente de Manning n = 0,013:
4.6.2 Vazão mínima considerada para dimensionamento hidráulico
Imax = 4,65 Q;:0.67 (4.55)
A norma NBR 9649 de 1986 da ABNT recomenda que, em qualquer trecho da
rede coletora, o menor valor da vazão a ser utilizada nos cálculos é de 1,5 Ris,
correspondente ao pico instantâneo de vazão decorrente da descarga de vaso sani-
tário. Sempre que a vazão da jusante do trecho for inferior a 1,5 Os, para cálculos
hidráulicos deste trecho deve-se utilizar o valor 1,5 Ris.
onde: 1m,. = declividade máxima, mim;
Qf = vazão de jusante do trecho no final do plano, Ris.
4.6.6. Lâmina d'água máxima
Nas redes coletoras as tubulações são projetadas para funcionar com lâmina
igualou inferior a 75% do diâmetro da tubulação, destinando-se a parte superior da
tubulação à ventilação do sistema e às imprevisões e flutuaçõesexcepcionais de
nível dos esgotos.
O diâmetro que atende à condição YID = 0,75, pode ser calculado pela equação
(4.56).
4.6.3. Diâmetro mínimo
A norma NBR 9649 de 1986 da ABNT, admite o diâmetro de 100 mm (DN
100) como mínimo a ser utilizado cm redes coletoras de esgoto sanitário. Entretan-
to, em São Paulo, o diâmetro mínimo adotado é de 150 mm (DN 150). Excepcio-
nalmente, em casos especiais, tais como coletores auxiliares com vazões pequenas,
pode ser utilizado o diâmetro de 100 mm (DN 100).
Portanto, o diâmetro mínimo das redes coletoras deve ser estabelecido de acor-
do com as condições locais. (4.56)( ]
0,375
D= .0,0463 ~

onde: D = diâmetro, m;
Qf = vazão final, m3
/s;
I = declividade, m/m.
remansos. Quando se tem' mais de um coletor afluente, o nível de água de jusante
deverá coincidir com o nível de água mais baixo dentre aqueles de montante.
4.7. .ÓRGÃOS ACESSÓRIOS DAS REDES COLETORAS
A equação (4.56) foi obtida a partir da fórmula de Manning, considerando
n = 0,013 e Y/D = 0,75.
4.7.1. Poços de Visita (PV)
4.6.7. Lâmina d'água mínima Trata-se de uma câmara que, através de abertura existente em sua parte superi-
or, permite o acesso de pessoas e equipamentos para executar trabalhos de manu-
tenção. Tradicionalmente, se utilizavam poços de visita (PV) em todos os pontos
singulares de rede coletora, tais como, no início de coletores, nas mudanças de
direção, de declividade, de diâmetro e de material, na reunião de coletores e onde
há degraus e tubos de queda. A distância máxima entre PVs, era aquela que permi-
tia o alcance dos instrumentos de limpeza, normalmente 100 m.
Quando se dispõe de equipamentos adequados de limpeza das redes de esgoto,
o poço de visita pode ser substituído por tubo de inspeção e limpeza (TIL), terminal
de limpeza (TL) e caixas de passagem (CP). Os poços de visita são obrigatórios nos
seguintes casos:
Pelo critério da tensão trativa haverá auto limpeza nas tubulações de esgoto,
desde que pelo menos uma vez por dia atinja uma tensão trativa igualou superior a
1,0Pa, qualquer que seja a altura da lâmina d'água. Portanto, não se limita a lâmina
d' água mínima.
4.6.8. Velocidade crítica
Quando a velocidade final (Vf)é superior à velocidade crítica (Vc), a lâmina de
água máxima deve ser reduzida para 50% do diâmetro dó coletar. Para o caso de
se ter Y/D>0,5, geralmente o mais adequado é aumentar o diâmetro docoletor.
A velocidade crítica é definida por: • na reunião de coletores com mais de três entradas;
• na reunião de coletores quando há necessidade de tubo de queda;
• nas extremidades de sifões invertidos e passagens forçadas;
• profundidades maiores que 3,0 m;
• diâmetro de tubos igualou superior a 400 mm.
VC=6JgRH (4.49)
onde: Vc = velocidade crítica, m/s;
g = aceleração da gravidade, m/S2;
RH= raio hidráulico para a vazão final, m. As figuras 4.13 e 4.14 apresentam o poço de visita em alvenaria e em aduelas
de concreto armado pré-moldado.
Este critério de dimensionamento já foi discutido em detalhes no item 4.5.
4.7.2 Tubo de Inspeção e Limpeza (TIL) ou Poço de Inspeção (PI)
4.6.9. Condições de controle de remanso
Dispositivo não visitável que permite inspeção visual e introdução de equipa-
mentos de limpeza. Pode ser usado em substituição ao PV nos seguintes casos:Sempre que a cota do nível de água na saída de qualquer PV ou TIL ficar
acima de qualquer das cotas dos níveis de água de entrada, deve ser verificada a
influência do remanso no trecho de montante.
Nos projetos de rede coletora de esgoto, onde há um aumento do diâmetro da
tubulação, isto é, o diâmetro do coletor de jusante é maior que o de montante, na
prática, para se evitar o remanso, pode-se fazer coincidir a geratriz superior dos
tubos. Isso sempre ocorrerá quando se trabalha com profundidades mínimas.
Para profundidades superiores à mínima, a coincidência dos níveis de água de
montante e de jusante, em PV ali TIL é prática correta e comum para se evitar
• na reunião de coletores (até 3 entradas e uma saída);
• nos pontos com degrau de altura inferior a 0,60m;
• ajusante de ligações prediais cujas contribuições podem acarretar problemas
de manutenção;
• em profundidades até 3,0 m.
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106 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO PROJETO DE REDES COLETORAS DE ESGOTO SANITÁRIO
Na figura 4.15 são apresentados TIL em alvenaria e em aduelas pré-moldadas
de concreto armado. O TIL em alvenaria é normalmente utilizado para profundida-
des até 1,80 m, devido a problemas construtivos e o TIL em aduelas de concreto
até 3,0 m de profundidade.
Nos TlLs que recebem trechos em contra-fluxo, deve ser previsto degrau de
10 crn, evitando-se colocação de novos TILs ou caixas de passagem.
No início da rede, onde se prevê futuro prolongamento de rede, deve ser im-
plantado o TIL ou PY.
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Figura 4.13 - Poço de Visita em alvenaria, com tubo de queda.
4.7.3 Terminal de Limpeza (TL)
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LIGAÇOES NO FUNDO
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Dispositivo que permite introdução de equipamentos de limpeza, localizado na
cabeceira do coletar. Pode ser usado em substituição ao PV no início dos coletores.
A figura 4.16 apresenta um modelo do TL.
Figura 4.15 - Poço de Visita em aduelas de concreto armado pré-moldado.
107
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POÇO DE INSPEç}.o [ LIMPEZ ••• EM
AN!IS DE COHCRElO
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Figura4.16-Tubodei - J' (nspeçao e irnpeza TIL) em alvenaria e em aduelas pré-moldadas de concreto,
PROJETO DE REDES COLETORAS DE ESGOTO SANlT ÁRIO 109
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Figura 4.17 - Terminal de Limpeza (TL).

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4.7.4. Caixa de Passagem (CP)
Câmara sem acesso, localizada em pontos singulares por necessidade construti-
va e que permite a passagem de equipamento para limpeza do trecho ajusante.
Pode ser utilizada em substituição ao PV nos casos em .que houver mudanças
de: djre.cão, declividade, diâmetro e material. Para uma única caixa, o ângulo de
mudança de direção deverá ser menor que 45". Para mais de duas caixas, a somatória
dos ângulos das caixas de passagens em relação ao plano horizontal a partir do PV
ou TIL não deve ser superior a 45°. A caixa só poderá ser executada quando a
declividade de montante for maior ou igual a 0.007 mim para ~ ISO mm e 0,005 mim
para 200 mm, com exceção dos pontos de cabeceira.
As caixas de passagem (CP) podem ser substituídas por conexões nas mudan-
ças de direção e declividade, quando as deflexões coincidem com as dessas peças.
As conexões utilizadas devem ser ancoradas. É importante ressaltar que as posições
das caixas de passagem (CP) e das conexões utilizadas têm de ser obrigatoriamente
cadastradas.
A figura 4.18 apresenta a caixa de passagem (CP). Observa-se, no entanto que,
atualmente essas caixas não são mais utilizadas na SABESP, apesar de terem sido
utilizadas por cerca de 10anos. Asua utilização fora das especificações e dificulda-
des de localização, foram as principais causas de sua rejeição.
4.7.5.
Quando o coletor chega ao PV com diferença de cota inferior a 0,60 m, execu-
ta-se o degrau, ou seja, o coletor afluente lança seus esgotos diretamente no PY.
Para desníveis menores ou iguais a 0,20 m, pode ser eliminado o degrau, afundan-
do-se o coletor.
4.7.6. Tubo de Queda
Dispositivo instalado no poço de visita (PV), conforme detalhes apresentados
na figura 4.13, ligando um coletor afluente em cota mais alta ao fundo do poço.
O tubo de queda deve ser colocado quando o coletor afluente apresentar degrau
com altura maior ou igual a 0,60 m para evitar respingos que prejudiquem o traba-
lho no poço. Não se deve colocar tubos de queda em TIL.
4.7.7. Distância entre singularidades
O espaçamento entre PV, TIL e TL consecutivos d~ve ser-limitado pelo alcan-
ce dos equipamentos de desobstrução. Normalmente, adota-se a distância de 100 m
entre singularidades com o acesso aos equipamentos de desobstrução.
PROJETO DE REDES COLETORAS DE ESGOTO SANITÁRIO IIJ
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AL V1:NARIA REVESTOA
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(mm) (m) (m) (rn) (m)
150 0,45 0,23 0,53 0,18
200 0,60 0,30 0,60 0,24
250 0,75 0,38 0,68 0,30
300 0,90 0,45 0,75 0,36
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Figura 4.18 - Caixa de Passagem (CP).
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PLACIl TA.
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1 112 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
4.8. MATERIAIS DAS TUBULAÇÕES DE ESGOTO
Os materiais mais utilizados em sistemas de coleta e transporte de esgoto têm
sido o tubo cerâmico, concreto, plástico, ferro fundido e o aço. Para linhas de
recaIque, normalmente são utilizados os tubos de ferro fundido ou tubos de aço.
As características dos esgotos, as condições locais e os métodos utilizados na
construção, condicionam a escolha do material a ser empregado. De um modo
geral, os seguintes fatores devem ser observados para a escolha criteriosa:
• resistência a cargas externas;
• resistência à abrasão e ao ataque químico;
• facilidade de transporte;
• disponibilidade de diâmetros necessários;
• custo do material;
• custo de transporte;
• custo de assentamento.
4.8.1. Tubo cerâmico
Os tubos cerâmicas (manilhas de barro) são bastante utilizados para as redes
coletoras 'de esgoto.
Os tubos são do tipo ponta e bolsa, sendo normalizados os diâmetros nominal
(DN) 75, 100, 150,200,250,300,350,375,400,450,500 e 600 mm, e compri-
mento nominal de 600, 800, 1.000, 1.250,1 500 e 2 000 mm.
Os tubos cerâmicos possuem alta resistência a meios ácidos e à corrosão, não
sendo atacado pelo ácido sulfúrico, entretanto, é mais frágil com maior facilidade
de quebra.
A norma NBR 5645 de 1989 da ABNT fixa as condições exigíveis para aceita-
ção e/ou recebimento de tubos cerâmicas de juntas não elásticas empregados na
canalização de águas pluviais, de esgotos sanitários e de despejos industriais, que
operam sob a ação da gravidade e, normalmente, sob pressão atmosférica.
Quanto aos métodos de ensaio de tubos e conexões cerâmicas, as mesmas são
fixadas pelas normas correspondentes.
As juntas devem atender aos seguintes requisitos:
• impermeabilidade;
• facilidades de execução;
• resistência aos ataques de agentes químicos e bacterianos;
• disponibilidade;
• menor custo.
)
Para tubos cerâmicos existem disponíveis no mercado três tipos principais de
juntas:
• Junta de argamassa de cimento e areia.
)
)
. A argamassa é preparada com cimento Portland e areia fina, no traço 1:3, em
volume. É uma junta rígida, pouco utilizada devido aos inconvenientes, tais como
os cuidados especiais para sua execução, passibilidade de agressão por esgotos e
pode permitir a penetração de raízes nas canalizações.
)
)
• Junta composta de betume
)
Trata-se de junta semi-rígida. Para a sua execução, introduz-se o betume quen-
te na junta após o estopeamento, ou seja, introdução de um cordão de estopa entre
a bolsa e a ponta. Esse tipo de junta é ainda muito utilizada em tubo cerâmico.
)
• Junta elástica
A junta elástica utiliza o anel de borracha toroidal, colocada entre a bolsa e a
ponta de um tubo ou conexão cerâmica. A norma NBR 14208 de 1989 da ABNT
.fixa as condições exigíveis para a aceitação e/ou recebimento de tubos cerâmicos
com junta elástica, tipos "E", "K" e "O", utilizados em canalizações de esgoto
sanitário, despejos industriais e águas pluviais, que operam sob a ação da gravida-
de.
)
)
)
)
4.8.2. Tubo de concreto )
)
Tem sido utilizado para coletores de esgoto com diâmetro igualou maior que
400 mm, principalmente para coletores-tronco, interceptores e emissários.
A norma NBR 8890 de 1989 da ABNT padroniza os diâmetros de tubos de
concreto para diâmetro nominal (DN) igual a 400, 500, 600, 700, 800,900, I000,
I 100, 1 200, I 500, I 750, e 2 000 mm,
Para redes de esgoto podem ser utilizados tubos de concreto simples e tubos de
concreto armado. Para tubos de concreto simples a NBR 8889 prevê duas classes
de tubos (S-1 e S-2) e diâmetros de 200 a 1 000 mm. Para tubos de concreto
armado a NBR 8890 prevê duas classes de tubos (A-2 e A-3) e diâmetros de 400 a
2.000 mm.
Todos os tubos de concreto devem ser submetidos, por amostragem, aos ensai-
os de recebimento quanto à determinação da resistência à compressão diametral,
verificação de penneabilidade, estanqueidade, e índice de absorção de água. Os
anéis de borracha para junta elástica devem ser submetidos também aos ensaios de
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dureza, tração, deformação, envelhecimento e determinação da absorção de água.
Todos esses ensaios são normalizados pela ABNT.
4.8.4. Tubos de ferro fundido
4.8.3. Tubo de Plástico
São largamente utilizados em linhas de recaIque de elevatórias. Para escoamen-
to livre são utilizados em travessias aéreas, passagem sob rios, ou em situações que
necessitam de tubos que suportem cargas extremamente altas.
São disponíveis no mercado com diâmetro nominal de 100 ISO 200 250
300, 350,400, 500. 600, 700, 800,900, I 000 e I ioo mm, com ~omp'rime~to d~
6m.
São sensíveis a corrosão pelos esgotos ácidos ou em estado séptico, e por solos
ácidos. Quando ocorrem essas condições desfavoráveis devem ser previstos reves-
timentos internos e/ou externos.
Há uma grande variedade de materiais conhecido pelo nome genérico de plásti-
co. A característica química fundamenta! desse material é a existência de moléculas
longas de hidrocarbonetos. Os principais tipos de tubos de plástico utilizados em
sistema de coleta e transporte de esgoto são apresentados a seguir .
4.8.3.1. Tubos de PVC
Os tubos de poli cloreto de vinila (PVC) com junta elástica são norrnalizados
através da norma NBR 7362-1 de janeiro de 1999. Essa norma fixa as condições
exigíveis para tubos de PVC, destinados a rede coletora e ramais prediais enterra-
dos para a condução de esgoto sanitário e despejos industriais, cuja temperatura do
tluidonãoexceda 40°C. Os requisitos específicos para os diversos tipos de PVC
são estabelecidos nasNBR 7362-2 e NBR 7362-3 de janeiro de 1999.
Os diâmetros nominais de tubos de PVC são de 100, 150,200,250,300,350 e
400 mm, todos com comprimento total de 6,0 m.
( As conexões, as juntas, classe de rigidez, estabilidade diametral e resistência ao
impacto dos tubos de PVC são normalizados pela ABNT.
Os tubos de PVC são altamente resistente à corrosão e são utilizados em redes
coletoras na mesma faixa de utilização dos tubos cerâmicos. Em regiões com lençol
freático acima dos coletores de esgoto (regiões litorâneas) constitui como principal
alternativa de utilização.
4.8.5. Tubos de fibrocimento
Os tubos de fibrocimento já nào são fabricados no Brasil há vários anos.
4.8.6. Tubos de aço
. Os tubos de aço são recomendados nos casos em que ocorrem esforços eleva-
dos sobre a linha, como no caso de travessias diretas de grandes vãos, cruzamentos
subaquáticos, ou ainda quando se deseja uma tubulação com pequeno peso, de
absoluta estanqueidade e com grande resistência a pressões de ruptura. Devido à
sua grande flexibilidade os tubos de aço resistem aos efeitos de choques, desloca-
mentos e pressões externas.
São disponíveis no mercado, tubos de aço com ponta e bolsa, junta elástica,
diâmetro nominal de 150,200,250,300,350,400,450,500,600, 700, 800. 900,
I 000, I 100 e I 200 rum. Alérn disso, são fabricados tubos de aço soldado, rebitado,
sem costura e corrugados.4.8.3.2. Tubos de polietileno de alta densidade
Os tubos de polietileno de alta densidade tem sido utilizado em ligações prediais
de água e em emissários submarinos de esgoto.
4.9. LIGAÇÕES PREDIAIS
4.8.3.3.
Ligação predial ou ramal predial é o trecho de canalização que, partindo do
coletar, alcança o alinhamento da rua. A partir desse ponto, começa a instalação
predial.já portanto, dentro dos limites da propriedade beneficiada. . .
A execução da ligação predial é feita normalmente por solicitação do interessa-
do quando a rede coletora encontra-se em execução ou já em funcionamento.
Tubos de poliéster armado com fios de vidro
Os tubos de poliéster armado com fios de vidro utilizados em esgoto sanitário
devem ser de ponta e bolsa, com junta elástica e trazer impressas na superfície
externa em caracteres bem visíveis e de forma indelével, o diâmetro nominal, o
comprimento útil, o seu uso e a classe a que pertence.
A norma prevê classes de 10, 40, 60, 80, 100, 120 e ISO e diâmetros nominais
de 200 a 1200 mm, com variação de 50 em 50 mm até DN = 600, e de 100 em 100
mrn a partir de DN = 600 a DN = 1 200.
4.9.1. Sistemas de ligações
Em função da posição da rede coletora na via pública, da sua profundidade, do
tipo de terreno, do tipo de pavimentação, da época de execução da rede em relação

à ocupação dos lotes, do conhecimento das testadas dos lotes não edificados bem
como de razões de ordem econômicas, podem ser previstos os seguintes sistemas
de ligações: .
• sistema ortogonal-Iigações simples;
• sistema ortogonal- ligações múltiplas;
• sistema radial-ligações múltiplas.
4.9.1.1. Sistema ortogonal- ligação simples
Este tipo de ligação ocorre quando, para a derivação do tê de ligação ou da sela,
é encaminhado um único ramal predial e, neste caso, o tê de ligação ou a sela foram
inseridos na rede coletora em posição tal que o ramal predial fique perpendicular ao
alinhamento da propriedade (figura 4.18).
..:
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wa: U)
o P'lI- :J
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o (!)
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o RAMAL I
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I • ALINHAMENTOLc
PASSEIO
FigUrj 4.18 - Sistema ortogonal.
Em função da distância da rede coletora ao alinhamento dos lotes e da profun-
didade em que essa rede foi implantada em relação à extremidade do ramal interno
na soleira, podem ocorrer os seguintes tipos de ligações:
• ligação vertical ~ a derivação do tê de ligação ou da sela é disposta vertical-
mente e a conexão do ramal predial com a rede coletora será feita com curva
.~e 45° ou junção a 45° (figura 4.19a), ou então, curva de 90° ou tê (figura
4.19b). A ligação poderá ser feita através de sela ou selim (figura 4.19c), nos
casos de ligação em redes existentes.
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LIGAÇÃO VERTICAl.
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(b) (c) )'
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Figura 4.19 - Ligação vertical: (a)junção ou curva de 45', (b) Tê ou curva de 9Ü",(c) sela ou selim.
Quando a distância vertical entre a extremidade do ramal interno na soleira e a
tubulação da rede coletora for apreciável, o ramal predial poderá ter uma parte
vertical, isto é, a coluna instalada sobre o coletor geral (figura 4.20).
• Ligação a 45° - quando é reduzida a distância vertical entre o ramal interno e
a rede coletora, o tê de ligação já é intercalado na rede com a derivação
inclinada a 45° em relação à vertical e a concordância do ramal predial com a
rede é feita com curva de 45° (figura 4.21).
• Ligação de topo - deverá ser evitada a ligação de topo, isto é, quando a
.derivação do tê de ligação tem inclinação maior que 45° em relação à vertical
(figura 4.22)
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4.9.1.2 Sistema ortogonal-Iigações múltiplas
Este tipo de ligação ocorre quando, por um único ramal predial, são esgotados
dois ou mais prédios, através dos seus respectivos ramais internos e sub-ramais
prediais, pelas seguintes razões:
- a rede coletora está no leito carroçavel;
- a testada dos lotes não é conhecida;
- não se desejam novos danos no pavimento.

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PONTO DE CONEXÃO
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LEITOCAAROÇAVEL
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PRCFU"O[)A,[E MNIM
NA.$O..EJRA:O.5On
Figura 4.20 - Ligações_de esgotos qu.allto a posição da rede coletora: (a) ligação no passeio adjacente,
(b) ligação no terço adjacente, (c) ligação no eixo.
LIGAÇÃO A 45'
(d)
Figura 4.21 - Ligação a 45".
LIGAÇÃO DE TOPO
(e)
Figu ra 4.22 - Ligação de topo.
A conexão dos sub-ramais prediais com o ramal predial único deverá ser feita
através de:
- caixa de inspeção (figura 4.23);
- tês ou junções a 45", superpostos.
Esses dispositivos de conexão deverão ficar localizados no passeio a fim de
permitir fácil acesso para as operações de inspeção e desobstrução.
4.9.1.3 Sistema radial-ligações múltiplas
Esse tipo de conexão ocorre quando, para a derivação vertical do tê de ligação
ou à sela, são encaminhados dois ou mais ramais prediais, devido às seguintes
razões:

120 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO sANITÁRIO
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PASSEIO
III
SUB-RAMAL PREDIAL .:
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CAIXA DE INSPEÇÃO
E CONEXÃO
- OS tês de ligação já foram deixados em pontos pré-determinados, durante a
execução da rede coletora, guardando uma distância pré-determinada entre
si;
- . não foi deixado o tê de ligação onde era necessário e/ou existia impedimento
para a colocação de uma sela. .
RAMAL INTERNO
A conexão dos vários ramais será feita com tês ou junções sobrepostas à sela
ou ao tê de ligação inseridos na rede coletora (figura 4.24).
~Qo o-r- «
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u w
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cr: r-
4.9.1.4. Ligações utilizadas na Baixada Santista, Estado de São Paulo
Devido as pecularidades das regiões litorâneas, foram desenvolvidas tipos de
ligações prediais diferentes daquelas utilizadas em outras regiões. Na Baixada Santista,
a SABESP, com base em experiência acumulada de vários anos recomenda os tipos
de ligação predial apresentados na figura 4.25.
h==~RAMAL INTERNO
4.9.2. Dimensionamento da ligação predial
RAMAL INTERNO Os ramais prediais devem ser assentados obedecendo às dec1ividades mínimas
exigidas para cada diâmetro de tubulação, ou seja:
• diâmetro de 100 mm (DN 100): 2% ou 0,020 mim
• diâmetro de ISO mm (DN ISO): 0,7% ou 0,007 mim
• diâmetro de 200 mm (DN 200): 0,5% ou 0,005 mim
Figura 4.23 - Sistema ortogonal-ligações múltiplas.
O diâmetro mínimo recomendado é de 100 mm (DN 100).
~: .....- .:.Jt
~
'2"
~I-'--~
4.9.2.1. Critérios de dimensionamento
O diâmetro da tabulação do ramal predial deve ser determinado em função da
vazão máxima instantânea de descarga do prédio. Como a vazão para um determi-
nado diâmetro de tubulação varia com a dec1ividade, a escolhado diâmetro adequa-
do pode ser feita com o auxílio da tabela 4.7.
Na impossibilidade da determinação da vazão pode-se utilizar dos seguintes
critérios:
• Pela estimativa de descarga de aparelhos sanitários, utilizando-se a tabela 4.8
de dimensionamento do ramal predial.

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122 COLE'IA E TRANSPORTE DE roSGOTO SANITÁRIO
PASSEIO
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RAMAL INTERNO
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I-
RAMAL INTERNO
"TE' DE. LlGAÇAo 00 SElJ.
Figura 4.24 - Sistema radial-ligações múltiplas.
Figura 4.25 - Ligações prediais utilizados na Baixada Santista.

1
Tabela 4.7 - Vazões em função do diâmetro e da declividade.
0100 mm (DN 100) 0150 mm (DN 150)
Declividade vazão Declividade Vazão
% mim eis % mim eis
2,0 0,020 3,8 0,7 0,007 6,8
2,1 0,021 3,9 0,8 0,008 7,3
2,2 0,022 4,0 0,9 0,009 7,7
2,3 0,023 4,1 1,0 0,010 8,2
2,4 0,024 4,2 1,5 0,015 10,0
2,5 0,025 4,3 2,0 0,020 11,6
3,0 0,030 4,6 2,5 0,025 12,9
3,5 0,035 5,0 3,0 0,030 14,2
Fonte: CETESB - Norma 01.020
Tabela 4.8 -Dimensionamento do ramal predial
Número máximo de Unidades Hunter de Contribuição
Declividadesmínimas (%)
Diâmetro
(nun)
0,5 1 2 4
100 (DN 100)
150 (DN 150)
200 (DN 200)
250 (DN 250)
300 (DN 300)
400 (DN 400)
180 216
700 840
1.600 1.920
2.900 3.500
4.600 5.600
8.300 10,000
250
1.000
2.300
4.200
6.700
12.000
1.400
2.500
3.900
7.000
Fonte: Norma NBR 8160/1983 da ABNT
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Na tabela 4.9 são apresentadas as unidades Hunter de contribuição dos princi-
pais aparelhos sanitários
Tabela 4.9 - Unidades Hunter de contribuição dos aparelhos sanitários
Aparelho sanitário Número de Unidades
de Hunter de Contribuição
Bacia sanitária
Banheira de residência
Bebedouro
Bidê
Chuveiro:
- de residência
- geral
mictório
- válvula de descarga
- caixa de descarga
- descarga automática
- de calha por metro
.Pia de cozinha residencial
Pia de cozinha industrial:
- preparação
-Iavagem de panelas
tanque de lavar roupas
máquina de lavar louças
máquina de lavar roupas
6
2
0,5
1
1
2
6
5
2
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3

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Fonte: Norma NBR 8160//983 da ABNT
• Pelo número de unidades habitacionais (média), conforme tabela 4.10.
Tabela 4.10 - Diâmetro do ramal predial em função do número de unidades habitacionais
Diâmetro (mm) Unidades habitacionais
100 (DN100)
150 (DN150)
até 4
até 20
Fonte: Cetesb - Norma 01.020.
No caso de OCOITer,além do despejo proveniente dos aparelhos sanitários,
também despejos industriais, o ramal predial deve ser diinensionado para a vazão
total, atendidas as recomendações indicadas no item 4.9.2.

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PROJETO DE REDES COLETORAS Dl' ESGOTO SANITÁRIO 127126 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁIUO
4.9.3. Determinação da profundidade mínima do coletor público para
atender à ligação predial
o valor de (/ varia de acordo com o ângulo utilizado para conexão do ramal com
coletor público e os seus diâmetros. A tabela 4.11 apresenta os valores de (/ e ipara
os diversos casos.
Tabela 4.11 - Valores de li e i para diferentes diâmetros do ramal predial e do coletar público.A profundidade mínima da rede coletora de esgoto está relacionada com a
possibilidade de esgotamento das instalações sanitárias e proteção das tubulações
contra cargas externas.
A profundidade mínima do coletor público para atender às ligações prediais
pode ser determinada através da equação 4.54, em função dos valores indicados na
figura 4.26.
Onde: p = profundidade mínima do coletor público, m;
a = distância entre a geratriz inferior interna do coletor público até a
geratriz inferior interna do ramal predial, m; . )-::~'"
i = declividade do rama predial, mim; r- , "" ~
e = distância entre o coletar público e a caixa de inspeção, m; -;..>
h = desnível entre a via pública e o aparelho sanitário mais desfavorá-
vel.jn; r-
h<= altura da caixa de inspeção c _
p = a + iê + h + h,
Figura 4.26 - Profundidade mínima do coletor.
Diâmetro do
coletor públ ico
(rnm)
Diâmetro (rnm) e declividade do ramal (%)
100 150 200
i=2'Yo i=O,7% i=0,5%
(4.54)
150
200
300
450
0,20
0,25 0,24 0,23
0,35 0,34 0,32
0,48 0,47 0,46
4.10. PROJETO EXECUTIVO DE REDES DE ESGOTOS
Eng''. Antonio Lívio Abraços Jorge (*)
Estabelecida a concepção e o projeto básico (projeto hidráulico), geralmente
haverá a necessidade de se elaborar o projeto executivo para a execução das redes
de esgotos, principalmente em áreas com várias interferências. soleiras negativas e
topografia variável. Em várias situações. o custo da obra poderá sofrer uma sensí-
vel diminuição, quando a obra é executada com o suporte de um projeto executivo.
O projeto executivo deverá ser elaborado com a participação de profissionais
ligados ao projeto. à execução de obras, e à operação e manutenção do sistema de
esgotos. Recomenda-se que o projeto contenha as planilhas de quantidades de
serviços e materiais confiáveis, com definições precisas dos tipos de escoramento,
embasamentos, necessidade ou não de substituição do solo, os tipos de pavimentos
a serem rompidos e repostos, os processos para o esgotamento da água do subsolo,
a metodologia para a transposição das interferências, a indicação de jazidas para o
aterro das valas e a localização de áreas para depósito ou bota-fora do solo escava-
do.
Para o desenvolvimento do projeto executivo são necessários, de um modo
geral. os seguintes passos:
, he
CURVA DE4S'
(*)Consultor e professor da Faculdade de Engenharia da Fundação Armando Álvares Pentcado-FAAP

128 COLETA ETRANSPORTB DE ESGOTO SANITÁRIO
• Consulta ao projeto básico;
• Atualização do cadastro do sistema de abastecimento de água e de esgoto
sanitário;
• Atualização do cadastro das demais concessionárias de serviços públicos;
• Consulta à Prefeitura Municipal, Companhia Municipal de Desenvolvimen-
to, Departamento de Estrada de Rodagem e Ferrovia;
• Elaboração do traçado preliminar do coletor a ser projetado, identificando-se
as contribuições singulares e as contribuições (ampliações) futuras;
• Serviços de apoio técnico: topografia e geotecnia:
- nivelamento e contranivelamento geométrico dos pontos de interseção, que-
bra de "grade" e de direção;
- levantamento cadastral de poços de visita, bocas de lobo, canais e canaletas
de drenagem, estruturas de semáforo, estruturas aparentes das concessioná-
rias de serviços públicos de eletricidade, telefonia, tráfego e distribuição de
gás;
- amarração e nivelamento das soleiras abaixo do "grade";
- levantamento em campo das cotas de inundação e dos níveis máximos dos
cursos de água, recorrendo-se às indicações dos moradores;
-locação em campo dos orgãos acessóriosprojetados;
- sondagens geológicas para reconhecimento do solo e do nível do lençol freático.
As sondagens devem ser executadas por percussão e a trado, com distância
de cerca de 50 metros entre dois furos de sondagem;
- detecção eletromagnética - em vias públicas congestionadas com dutos de
diversas concessionárias, recomenda-se a realização de levantamento das
canalizações e estruturas subterrâneas através do processo da detecção ele-
tromagnética;
- faixas de servidão ou de desapropriação - às vezes toma-se necessário para a
passagem do coletor, estabelecer as faixas de servidão ou de desapropriação
que deverão ser definidas no projeto executivo e levantadas topograficamen-
te (planialtimétrico e cadastral). As larguras das faixas encontram-se defini-
das na tabela 4.12.
É importante observar que a largura da "faixa de servidão" será definida consi-
derando-se as necessidades para a execução e futura manutenção das redes, dispo-
nibilidade fisica da área e a tolerância do proprietário que a concede.
II
I
I
I
Tabela 4.12 - Largura de faixa de servidão para implantação de coletores
Diâmetro D (mm) Prof.da escavação (m)
Largura das faixas (m)
Operação Construção
Até200·
inclusive
~4
>4
~4
>4
~4
>4
~4
>4
Qualquer
2 2
6 6
5 5
6 6
7 7
8 8
9 9
10 10
12 12
250 a 500
inclusive
600 a 1.000
inclusive
1.050 a 2.500
inclusive
> 2.500
• Peças gráficas:
- cadastro das estruturas visíveis;
croquis das amarrações ( método da triangulação ) dos órgãos acessórios
projetados, dos pontos de segurança implantados e dos furos de sondagens
geotécnicas;
- plantas do traçado (caminhamento) escala 1:2 000 com a indicação de todos
os órgãos acessórios numerados, soleiras contribuintes abaixo do nível do
arruamento, furos das sondagens geotécnicas, identificação de eventuais fai-
xas de servidão ou desapropriação;
perfis das coletores - projeto geométrico em planta e perfil das redes nas
escalas H-I: 1 000 e V-I: 100 com indicação das interferências cadastradas,
pontos de deflexão do terreno, estaqueamento do terreno, órgãos acessórios,
extensão, declividade, diâmetro e material da tubulação, estruturas de assen-
tamento e escoramento.
A figura 4.27 apresenta o modelo do perfil do projeto executivo dos coletores
de esgoto sanitário
• Verificação hidraúlica dos trechos projetados;
• Levantamento dos quantitativos de serviços e materiais.
• Melhor posição para a locação
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NT=1
·NC;J(~~i.. VER NOTA 1
Na prática tem-se as alternativas - no eixo, no falso terço (adjacente ou oposto)
no terço verdadeiro (adjacente ou oposto) e passeio.
oc;
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'" '"MURO w ur MURO
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Figura 4.28 - Posições para locação dos coletores.s:
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1'=0. 043
150
i= ,O();
- No falso terço - a tubulação é assentada a uma distancia de 0,40 m do
alinhamento das sarjetas. É utilizada sistematicamente. Não é recomendada
quando é imperioso o rebaixamento do lençol freático.
- No eixo - recomendada para as regiões e cidades onde as galerias de drena-
gem estão no falso terço ou passeio. É também indicada para ruas ainda não
pavimentadas.
- No passeio - É teoricamente a mais indicada. Poderão ser utilizados quando
já não estiverem ocupados por outras estruturas, tiverem largura mínima de
1,50 m, casas com alinhamento recuado, posteamento e arborização alinha-
das juntos as guias. Profundidade na rede limitada a 1,80 m. Exige duplica-
ção da rede.
No terço verdadeiro - recomendada para quando o falso terço e eixo estive-
rem ocupados por outras estruturas.
v
>00.>-
49.00
R. FlORrANO PEIXOTO
(TERÇO OIREITO-PAVIM, VER PlANTA)
AV. MARECHAL MALlET
(PASSEIQ.CIMENTADO)
38,95
;1; ;::
N
M
q~N M
o ';!
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o
i NI ~
Figura 4.7j{- Perfil do projeto executivo dos coletores de esgoto.
I .
• Profundidades indicadas para o assentamento das redes.
A profundidade ideal é aquela que proporciona a coleta e o afastamento dos
esgotos com aplicação racional dos recursos financeiros e da tecnologia disponível.

A experiência acumulada pela SABESP no Estado de São Paulo recomenda as
seguintes profundidades mínimas:
Localização na
via pública
. Capital, Região
Metropolitana eInterior
Baixada Santista
e Litoral Norte
redes no passeio
redes no terço adjacente
redes no eixo
redes no terço oposto
redes em ruas não pavimentadas
1,20 m
1,40m
1,50 m
1,60 m
1,60m
0,90m
1,10 m
1,20 m
1,30 m
1,40 m
4.11. SOFTWARE PARA PROJETO DE REDE COLETORA DE ESGOTO
Pelo fato de, no Brasil e mesmo em alguns países latinos americanos o
dimensionamento dos coletores de esgoto serem efetuados com a utilização dos
conceitos da tensão trativa e de velocidade crítica, os softwares internacionais não
podem ser usados, porque em outros países não se utilizam esses conceitos.
Dentre os vários softwaresexistentes no mercado brasileiro, destacam-se os
seguintes:
• Proesg-Cad;
• Cesg;
• SANeAD.
Todos esses softwares operam no ambiente Windows, têm interface gráfica
com o Autocad, obedecem as normas brasileiras, e são utilizados para o dimensio-
namento de redes coletoras de esgoto sanitário.
4.12 PROGRAMA PARA DIMENSIONAMENTO DA REDE COLETORA
DE ESGOTO
Com a evolução da informática observada nos últimos anos, o uso do computa-
dor toma-se cada vez mais freqüente, passando a auxiliar em atividades que, ante-
rionnente, demandavam muito tempo e esforço. A atividade de projetar uma rede
de esgotos é, sem dúvida, um bom exemplo do uso da informática como ferramen-
ta no saneamento básico.
4.12.1 Programa em Excel
Eng." Paulo Sérgio Simões de Souza (*)
Eng.' Angélica Yumi Hirata (**)
/
A planilha de cálculo da rede de esgoto que deve ser montada em Excel é
apresentada na figura E 1.
Para o cálculo dos parâmetros hidráulicos foi utilizado o equacionamento des-
crito a seguir.
o
Na figura tem-se:
D = diâmetro do conduto, m;
Y = altura da lâmina d'água, m;
S = seção molhada, m';
P = perímetro molhado, m;
R = raio hidráulico, m.
Tem-se:
aD
P=-
2
Y
D
l-cos (a /2)
2
(*) Gerente de D'ivisão da Superintendência de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico da SABESP
(**) Coordenadora de Planejamento e Desenvolvimento Tecnológico da SABESP
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PROJETO DE REOES COLETORAS DE ESGOTO S'~IT~i!.~35
02
S = (a-sen a)-
8
R=~
P
Da fórmula de Manning temos:
Q=~SR2i3Jl
n
(4.55)
Q = vazão
I = declividade da tubulação
n = coeficiente de rugosidade de Manning
Suhstituindo (R) e (S) na equação (4.55), tem-se:
I 02' . O" 2Jl
Q = -(a -SCIl a)-x(a -scn a)-x--
n 8 8 aO
fazendo as devidas simplificações, resulta:
. "'I. ",., ..,I i 1'2
Q
(<I -sen a)O- x(a -sen ar ' 0- - x I .
XIl = 1'/3 '/3
. 2' a-
definindo-se a função em a, resulta:
? u s 011 ln
. (a-sena)D-x(a-senat-O--x!-
t(a)= 13' '3 -Qxn
2 I'a-'
(4.56)
Resolvendo a equação (4.56) por algum processo iterativo, pode-se calcular o
ângulo central (a) e preencher a planilha de cálculo de rede de esgoto sanitário.
O equacionamento para o cálculo da tensão trativa e velocidade crítica estão
apresentadas a seguir:
. ~Vc =6"jgR"
(*) raio hidráulico inicial do trecho
(**) raio hidráulico final do trecho
A listagem de formulação das células é apresentada a seguir:

PROJETO DE REDES COLETORAS DE ESGOTO SANITÁRIO 137136 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
Célula Fórmulas -linha 13
Tl5
Ul5
V15
=(R 15-SEN(RI5))*(G 15/1000)"2/8
=(RI5*G 15/1000)/2
=SE(U 15=0;0;+T 15/U15)DI3 =SE(Cl3=0;"";+(Cl3*B13)11000)
F13 =SE(C13=0;"";+El3+DI3)
H13 =SE(BI3=0;O;(Jl3-Jl4)/B 13)
Jl3 =SE(C 13=0;" ";+Il3-Kl3)
L13 =SE(R 13=0;'''';(l-cos(R 1312)/2)
N13 =SE(CI3=0;" ";SE(Tl3=0;" ";+SI31T13))
013 =SE(CI3=0;"";1000*V13*HI3*10)
Pl3 =SE(Cl3=O;" ";SE(VI4=0;" ";6*(9,81 *VI4)"(1I2)))
Rl3 =SE(CI3=0;0;SE(B 13=0;0;calculaB(G 13/1000;HI3;FI3)))
Sl3 =SE(FI3<1,5;1,511000;Fl3/1000)
Tl3 =(RI3-SEN(R13))*(GI3/1000)"2/8
Ul3 =(RI3*Gl3/1000)/2
V13 =SE(U13=0;0;+Tl3/Ul3)
DI6
Fl6
Jl6
L16
N16
R16
S16
Tl6
Ul6
V16
=SE(CI6=0;" ";+(CI6*BI5)/1000)
=SE(CI6=0;" ";+EI6+D 16)
=SE(CI6=0;" ";+Il6-KI6)
=SE(RI6=0;" ";(1-cos(RI612)/2)
=SE(CI6=0;" ";SE(Tl6=0;" ";+SI6/TI6))
=SE(C 16=0;0;SE(B 15=0;0;calculaB(G 15/1000;HI5;FI6)))
=SE(FI6<1 ,5; 1,5/1OOO;F16/1000)
=(R 16-SEN(R 16))*(G 15/1000)"2/8
=(R 16*G 15/1000)/2
=SE(U16=0;0;+Tl6/U16)
DI4
F14
Jl4
L14
N14
R14
S14
Tl4
Ul4
V14
=SE(CI4=0;" ";+(CI4*B 13)/1000)
=SE(CI4=0;"";+EI4+DI4)
. =SE(CI4=0;"";+I14-KI4)
=SE(RI4=0;" ";(I-cos(RI412)12)
=SE(CI4=0;" ";SE(TI4=0;" ";+S 14/T14))
=SE(CI4=0;0;SE(B 13=0;0;calculaB(G 13/1OOO;H13;F 14)))
=SE(F 14<1,5;1,5/1OOO;F14/1000)
=(RI4-SEN(RI4))*(G 13/1000)"2/8
=(RI4*G 13/1000)/2
=SE(U14=0;0;+T14/U14)
A lei de formação das fórmulas das células torna-se evidente acompanhando a
tabela disposta acima, desta forma.basta replicar as fórmulas paraas outras linhas
da planilha. .
É mostrado a seguir o processo de montagem da Macro "calculaB" dentro do
Excel.
Para se montar a macro é necessário entrar no menu de "ferramentas", onde
será apresentada a barra de opções conforme ilustra a figura E2.
EJitttffl,'fflMt.! .• §p
DI5
F15
HI5
Jl5
L15
N15
015
P15
RI5
S15
=SE(CI5=0;" ";+(CI5*BI5)/1000)
=SE(CI5=0;" ";+EI5+D 15)
=SE(B 15=0;" ";(Jl5-Jl6)/B 15)
=SE(CI5=0;" ";+115-KI5)
=SE(RI5=0;" ";(l-cos(RI5/2)12)
=SE(CI5=0;" ";SE(T15=0;" ";+S 15/T15))
=SE(CI5=0;" "; 1000*VI5*HI5* 10)
=SE(CI5=0;" ";6*(9,81 *V16)"(1I2))
=SE(CI5=0;0;SE(B 15=0;0;calculaB(G 15/1000;HI5;FI5)))
=SE(FI5<1 ,5;1,5/1000;FI5/1000)
Figura E.2 . Menu "ferramentas"
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138 COLlTA E TRANSI'ORTl DllSGOTO SANrrARIO
o passo seguinte é entrar no sub-menu "macro", onde será evidenciada a op-
ção para construção de macros. conforme ilustra a figura E.3. Basta "clicar" na
opção "Editor do Visual Basic".
m:tt:ttttttIlMIf· I.Si" _IBlx!
'13
Figura [,3 -Sub-mcnu "mucro'
Após entrar no Editor do Visual Basic, deve-se escolher a opção "exibir"; nesse
momento a barra de rolagem é aberta e as opções são apresentadas; basta "clicar"
no comando "código".
0:t1fttffli€dttt':HfWifi.-.II'Wi
Figura E.4 - Editor do Visual Basic
PROJLTO Dl RlDlS COLETORAS DE ESGOTO SANITÁRIO 139
A tela de edição da macro estará aberta, sendo necessário apenas digitar o texto
que se encontra listados abaixo. Após a digitação, basta "clicar" em "arquivo"
(menu superior a esquerda), "clicar" na opção "salvar", depois "clicar" novamente
em "arquivo" e "clicar" em "fechar e voltar para Microsoft Excel".
A macro já esta ativa no Excel.
JL&q.jvo_~~~~r ~~~ Qe~_ E!.ecutar E.err~~"~~.-..c-_4 '
'ils.1'i§J-fiil!' ê~li".M ," ".: • " .'~ll1,lI:li''B~l.'lú) ·1
~"':2~~~~6~~(""-
fjft. ,ia..WtlWttt'I@1fi!)
'1IGerl!)
Figura E.5 - Tela de edição
Programação da Macro calculaB
Const lamrnax = 0.85
Const epson = 0.0001 'precisão
Const n = 0.0 13 'cocl. de manning
Const pi = 3.141592 'pi
Dim q As Singlc 'vazão
Dim i As Singlc 'dcclividadc
Dim d As Singlc 'diâmetro
Dim a As Singlc
Dim a 1 As Sing1c
Dim 32 As Single
Dim ac As Singlc
Dim amax As Single 'angulo máximo
Dim xaux As Singlc
Dim acos I As Singlc 'angulo auxiliar
Dim area I As Singlc
Dim rh 1 As Sing1c
Dim area2 As Singlc
Dim rh2 As Singlc
Dim fmax As Singlc
Dim Jinin As Single
Dim cpi As Single
Dirn sinal As lntcgcr
Dim Ia As Singlc
Dim Iab As Sing1c
Dim lamina As Singlc
Function calculaêtdp As Singlc, ip As Singlc, qp
As Singlc) As Variant
i=ip
q=qp
d=dp
lfq < 1.5 Thcn
q= 1.5
Endlf
q = q /1000
'cálculo dc amax

xaux = I - (2 * lammax)
acos I = -Atn(xaux I (Sqr(-xaux * xaux + I))) + pi
12
amax = 2 * acosl
a= amax
aI =0.0001
a2=amax
If a I < (pi) Then
areal =(al-Sin(al»*dI2/8
rh I = area I1 (a I * d 12)
Else
aI =2* pi - a l
areal =(pi * d 1 2)/4-«al - Sin(al)) * d
1 2/8)
rh I = area I I (Ipi * d) - a I * d 12)
EndIf
If a2 < (pi) Then
area2 = (a2 - Sin(a2)) * d 1 2/8
rh2 = area2 I (a2 * d I 2)
BIse
a2.=2* pi -a2
area2 = (pi *.d 1 2) 14 - «a2 - Sin(a2» * d
1 2/8)
rh2 = area21 «pi * d) - a2 * d 12)
EndIf
fmax = q - I I n * area I * rh I 1 (2/3) * Sqr(i)
fmin = q - I1 n * area2 * rh2 1 (2/3) * Sqr(i)
sinal = Sgn(fmax)
aI =0.0001
a2=2 * pi
epi = a l - a2
Do While Abs(epi) > epson
ab=(al +a2)/2
ac = ab
Ifal «pi)Then
area l = (aI - Sin(al)) * d 1 2/8
rh I = area I I (a I * d 12)
Else
aI = 2 * pi - aI
areal =(pi * d 12)/4 -«aI - Sirua l) * d
1 2/8)
rh I = area I I «pi * d) - a I * d 12)
EndIf
Ifab < (pi) Then
area2 = (ab - Sinrab) * d 1 2/8
rh2 = area21 (ab * d 12)
Else
ab = 2 * pi - ab
area2 = (pi * d 1 2)/4 - «ab - Siruab) * d
1 2/8)
rh2 = area21 «pi * d) - ab * d 12)
EndIf
.fa = q - I I n * area I * rh I 1 (2/3) * Sqr(i)
fab = q - I1 n * area2 * rh2 1 (2/3) * Sqr(i)
IfSgn(fab) = sinal Then
aI = ac
Else
a2 = ac
EndIf
epi = (aI - a2)
Loop
lamina = (I - Cos(ac 12» 12
larnina = Int(-Iamina * 100) 1I 00
aux texto =' Str$(-Iamina)
If -Iamina < 0.85 Then
calculaB = ac
Else
calculaB = "conduto forçado"
EndIf
EndFunction
4.12.2. PROGRAMA EM VISUAL BASIC
No anexo IV será apresentado um procedimento para a elaboração de um siste-
ma computacional, em linguagem Visual Basic 3.0 .
Esse programa elaborado pelo Eng," Paulo Sérgio Simões de Souza é um pro-
grama simplificado de dirnensionamento de rede coletora de esgotos, no entanto,
poderá ser utilizado como uma semente embrionária para a elaboração de um siste-
ma complexo de projeto de rede coletora de esgoto.
4.13. EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTODE UMA REDE COLETORA
Projetar a rede coletora de esgotos para a planta em anexo, com os seguintes
dados:
• População inicial: P, = 2000 hab
• População final: Pf= 3500 hab
• Consumo de água efetivo per capita: q = 160 elhab x dia
• Coeficiente de retorno: C= 0,8
• Coeficiente de máxima vazão diária: K, = 1,2
• Coeficiente de máxima vazão horária: K2 = 1,5
• Taxa de contribuição de infiltração: Tinf= 0,1 eis x km = 0,0001 eis x m
• Contribuição localizada: conforme indicado na planta, existem duas vazões
de ponta, sendo Qpl localizado na Rua 30 com Qi = Qf = 4,98 eis e Qp2
localizado na Rua 19 com Qi = O Ris e Qf = 3,20 Ris
SOLUÇÃO
a) Traçado dos coletores
Na planta, escala 1:2000, com levantamento topográgico plani-altimétrico, com
curvas de nível de metro em metro, foi traçada a rede coletora de esgotos, onde
foram indicados as singularidades (PV, TIL, TL e CP) e o sentido de escoamento
dos esgotos.
Para a fixação dos sentidos de escoamento dos esgotos, deve-se procurar se-
guir, tanto quanto possível, os sentidos de escoamento natural do terreno, para
diminuir a profundidade dos coletores. Outros aspectos que influem no traçado de
vem ser também considerados, tais como:
• localização dos coletores (rede simples ou rede dupla);
• interferências;
I)
( )
I )
I : )
I )
i ( )
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I( )
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e influência do PV e TIL no traçado;
• profundidades máximas e mínimas;
• aproveitamento de tubulações existentes;
• planos diretores de urbanização.
b) Distância entre singularidades
Medir a distância entre singularidades (de centro a centro) e indicar no desenho.
A distância entre PV, TIL ou TL consecutivos deve ser limitada pelo alcance dos
equipamentos de desobstrução. Normalmente, a distância máxima adotada é de
100m.
c) Numeração dos trechos
Fazer a numeração dos coletores e dos trechos, crescente, de montante para
jusante. Assim, o maior coletor receberá o número 1e o seu primeiro trecho será 1.
Numera-se, a partir daí, todos os trechos. O primeiro coletor que chegar ao coletor
1 será o coletor 2, que terá os seus trechos numerados de montante parajusante, a
partir de 1 e assim por diante.
d) Cálculo da taxa de contribuição linear
A determinação da taxa de contribuição linear é efetuada do seguinte modo:
Taxa de contribuição linear inicial
• Vazão doméstica inicial
Q
. = CK2Piq = 0,8xl,5x2000xI60 =444f1s
di 86400 86400 '
• Extensão da rede coletora inicial: Li= 2877 m;
~~
e Taxa de contribuição linear inicial:
Txt = Qdi + Tinf = 4,44 + 0,0001 = 0,00154 + 0,0001 = 0,00164;
Li 2877
T'i = 0,00164 fls x m = 1,64 eis x km
PROJETO DE REDES COLETORAS DE ESGÓTO SANITÁRIO 143
Taxa de contribuição linear final
e Vazão doméstica final:
Q = CK1K2Prq = 0,8xl,2xl,5x3500x160_
df 86400 86400 - 9,33 R./s
• Extensão da rede coletora final: Lf= 2877 m;
• Taxa de contribuição linear final:
Q 933
Txf = ~+ Tinr = -' -+0,0001 = 0,00324+0,0001 = 0,003344
t., 2877
Txf=0,00334 Ris X.m =3,34 fls x km
e) Cálculo das vazões no trecho do coletor
As vazões no trecho do coletor são determinadas do seguinte modo:
• vazão a montante: igual a vazão de contribuição proveniente dos trechos a
montante, incluindo-se as contribuições localizadas; .
• vazão de contribuição no trecho: calculada multiplicando-se a taxa de contri-
buição linear pelo comprimento do trecho;
• vazão ajusante: igual à soma da vazão a montante com vazão de contribui-
ção no trecho.
f) Profundidade mínima dos coletores
Para o projeto em questão foi admitido que na área não há soleiras negativas
(h=O) e a altura da c.aixa de ligação (h.) é de 0,50 m. A profundidade mínima para
atender adequadamente as ligações prediais pode ser determinada da seguinte ma-
neira:
p = a + iL + h + h,
P = 0,20 + 0,02 x 25 + 0,50 = 1,20
p=1,20m
Foi adotada no projeto o recolhimento mínimo de 1,35 m. Para o diâmetro
mínimo de 0 150 mm, a profundidade será de 1,50 m, que atende as condições de
ligação predial e proteção da tubulação contra cargas externas.

•
g) Diâmetro mínimo
Embora pela NBR 9649 de 1986, o diâmetro mínimo seja de 100 mm, foi
utilizado no projeto diâmetro mínimo de I50 mm.
h) Vazão mínima de dimensionamento
Foi utilizada a vazão mínima de 1,5 eis conforme recomendação da NBR 96491
1986.
i) Determinação do diâmetro e declividade do trecho de coleto r e verifica-
ção delâmina líquida, tensão trativa e velocidade crítica
o cálculo do diâmetro e da declividade de modo a atender às recomendações
da NBR 9649/1986, relativo à tensão trativa, lâmina líquida e velocidade crítica,
normalmente, é feito através de calculadoras programáveis, de microcomputadores
ou através de computadores de maior porte. Caso não se disponha desses equipa-
mentos, o cálculo pode ser feito através da seguinte sequência:
. • conhecida em cada trecho a vazão inicial (Qi) e vazão final (Qf), a decividade
a ser adotada deverá ser aquela que implique na menor escavação possível e
o diâmetro escolhido deverá transportar as vazões Qj e Qr, de modo que a
tensão trativa não seja inferior a 1,0 Pa (para Qi) e a altura de lâmina na
tubulação não seja superior a 75% do diâmetro (para Qf).
A declividade mínima, que satisfaz a condição de tensão trativa de 1,0 Pa,
poderá ser obtida pela aplicação da fórmula aproximada:
Imi"= 0,0055 Qi-O.47
/
onde Imi"é em mim e Qi em eis.
o diâmetro D (em metros) que atende a condição de Y/D~ 0,75 também pode
ser obtido pela equação:
D = ( 0,0463 ~ f375
obtida a partir da fórmula de Manning para n = 0,013 e Y/D = 0,75, com
Qr em m3
/s e I, que é a declividade do coletor em mim;
• conhecida as vazões inicial e final, a declividade e o diâmetro do trecho, da
tabela 4.3 para dimensionamento e verificação das tubulações de esgoto,
obtém-se as relações YID e as velocidades relativas à vazão inicial e final;
• com os valores de Y/D inicial e final, pela tabela 4.4, obtém-se os raios
hidráulicos correspondentes a Qi e a Q6
• conhecendo o raio hidráulico relativo a Qi e a declividade do trecho, detenni-
na-se a tensão trativa (ái=yRHI)para a condição inicial;
• a velocidade crítica (Vc = 6JgRH ) é calculada conhecendo-se o raio hidráu-
lico relativo a Q; Quando a velocidade final Vfé superior à velocidade crítica
V" a maior lâmina admissível deve ser 50% do diâmetro do coletor. A máxi-
ma velocidade recomendada pela NBR 9649/1986 é de Vf= 5m1s.
j) Preenchimento da planilha de cálculo da rede de esgotos - elaborado para
alguns trechos
.Trecho I-I
• Cálculo da vazão:
Vazão a montante - Qmi= O eis
- Qmf=O eis
Vazão no trecho - Qti= 0,00 164x89 = 0,146 eis
- Qtr= 0,00334x89 = 0,297 eis
Vazão ajusante - Qi = 0,146 I!/s
- Qf= 0,297 eis
Declividade do terreno:
r = 502,05-498,00 =0 0455 mim
t 89 '
• Declividade mínima do coletor:
Imi"=0,0055 Qi-0.47=0,0055 (1,5)"°,47=0,0045 mim
Como I, > rmi"adotar a declividade do terreno.
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146 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANlT ÁRlO
PROJETO DE REDES COLETORAS DE ESGOTO SANITÁRlO 147
Sendo Qi e O. menores que 1,5 eis foi adotada Qi = Qr= 1,5 Ris que é a
vazão mínima de dimensionamento hidráulico.
•• Dec1ividade do terreno:
C> Cálculo das lâminas e velocidades
11 = 498,00 - 495,71 = O0603 mim
38 '
~ = 0,0015 = O0070
-fi. JO,0455 ' Tabela 4.3~ Y10 = 0,15
V
-fi. =4,45
~ = 4,45 ~ V = 4,45-fi. = 4,45JO,0455 = 0,98 m/s
•• Dec1ividade mínima do coletor:
Imin= 0,0055 Qi-0.47= 0,0055 (1,5)"°·47= 0,0045 mim
Como I, > Imin~ adotar a dec1ividade do terreno.
•• Cálculo das lâminas e velocidades
Portanto:
Y/0=Y!0=0,15
Vi= Vr= 0,98 mls
Q 0,0015 0,0061
-fi. )0,0603

Tabela 4.3 ~ Y/D=0,14
V
r; = 4,44
"I .
•• Cálculo da tensão trativa (ai)
para Y/D = 0,15 ~ RH= 0,093 x 0,15 = 0,0140 m (Tabela 4.4)
ai = yRHI= 1000 x 0,0140 x 0,0455 = 0,64 kgf/m'
Sendo I kgf/m' ~ ION/m2
= 10Pa, portanto, ai = 6,4Pa
·1= 4,44 ~ V tz: 4,44JO,0603 = 1,09 m/s
Portanto
Y/D = Y!D = 0,14
Vi=Vr=I,09 mls
•• Cálculo da velocidade crítica (VJ
•• Cálculo da tensão trativa (ai)
para Y/D = 0,14 ~ RH= 0,0862xO,15 = 0,0129 m (Tabela4.4)
ai=yRHI= IOOOxO,O129xO,0603=0,78 kgf/m
2
=7,8Pa
Vc=6JgRH =6J9,8xO,0140=2,22m/s
Trecho 1-2
•• Cálculo da vazão:
•• Cálculo da velocidade critica (VJ
Vazão a montante - Qmi= 0,146 Ris
~Qmr= 0,297 Ris
v, =6JgRH =6J9,8xO,0129 =2,13m1s
Trecho 1-5
Vazão no trecho - Q'i =0,00 164x38=0,062 Ris
- Q,r= 0,00334x38 = 0,127 P./s
•• Cálculo da vazão:
Vazão ajusante - Qi = 0,146+0,062 = 0,208 eis
- Qr = 0,297+0,127 = 0,424 Ris
Vazão a montante - Qmi=0,447+4,98=5,427 Ris
- Qmr=0,912+4,98=5,892 Ris

•
Vazão no trecho - Q'i=0,00164x33=0,054 eis
- Q'f=0,00334x33=0,1l0 eis
Cálculo da tensão trativa (c.)
para Y/D=0,26 Tabela 4.4 ----; RH=0,153xO,15=0,023 m
ai = yRHI= 1000xO,023xO,0548= I,26kgf/m2
= 12,6Pa
Vazão ajusante - Qi=5,427+0,054=:o5,48I fJs
- Qf=5,892+0, II 0=6,002 eis
Cálculo da velocidade crítica (Vc)
para Y ID=O,27 Tabela 4.4 ----; RH=O, 161 xO, 15=0,0242 m
'" =6Jg~, =6J9,8xO,0242=2,92m1s
• DecIividade do terreno:
I = 489,26-487,56 = °0515 mim
I 33 '
Trecho 1-7
• DecIividade mínima do coletor:
• Cálculo da vazão:
Imin= 0,0055 Qi-O.
47
= 0,0055 (5,481 )"0.47= 0,0025 mim
Para que não ocorra degrau de 0, l l m, foi adotada a declividade != 0,0548
mim.
Vazão a montante - Qmi = 5,786 eis
- Q",r= 6,624 Ris
. • Cálculo das laminas e velocidades Vazão no trecho - Q'i = 0,164 Ris
- Q'f = 0,334 eisVazão inicial:
.9i. = 0,005481 = °0234
,fI JO,0548 ' Tabela 4.3 ----; Y/D=0,26
Vazão a jusante - Qi = 5,950 Os
- Qr = 6,958 eis
V-
ir = 6,21
ir== 6,21 ~ Vi = 6,21,fI = 6,21JO,0548 = 1,45m1s
• Declividade do terreno:
I = 484,90 - 485,50 = -O 0060 mim
I 100 '
.Neste trecho a cota de jusante é maior do que a de montante, portanto, o
terreno sobe.Vazão final:
Qf = 0,006002 = O 0256
,fI JO,0548 '
Tabela 4.3 ~ Yf I D = 0,27 • Declividade mínima do coletor:
Imin=0,0055 Qi·0,47=0,0055 (5,950)'°,47 =0,0024 mim
Vf = 6 32
,fI , Conforme a tabela, se adotada a declividade 1=0,0024 mim e tubulação de
o 150 mm, na vazão final (Qf) a relação YID será maior que, 75%. Portanto, ou
se aumenta a declividade ou o diâmetro.
Como nos trecho a jusante a dec1ividade é favorável, iremos aumentar a
declividade.
ir = 6,32~ Vf = 6,32JO,0548 = 1,48 mls
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150 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANIT ÁRIO
PROJETO DE REDES COLETORAS DE ESGOTO SANlTARIO 151
A declividade 1=0,0030 mim adotada não irá ocasionar um aumento significati-
vo na profundidade do coletor.
• Cálculo das lâminas e velocidades
Vazão inicial:
~ = 0,00595 = °1086
FI ~0,0030 '. Tabela 4.3 ---}
y. ~
~ = 9,36~ Vi = 9,36vO,OG30 = Q,51m/s
vI .
Vazão final:
Qf = 0,006958 = 01270
JI .JO,0030 '. Tabela4.3~
~ = 9,65 ~ Vr = 9,65.JO,0030 = 0,53 rnIs
Y/D=0,62
Vi =936
JI '
Vf = 965
.JI '
• Cálculo da tensão trativa (o.)
para Y/D = 0,62 Tabela 4.4 ~ RH= 0,282 x 0,15 = 0,0423 m
oj=yRHI= IOOOxO,0423 xO,0030=0, lJkgf/rn'> I,3Pa
• Cálculo da velocidade crítica (VJ
para YID=0,70 Tabela 4.4 ~ RH=0,297xO,15=0,04455m
v; = 6~gRH = 6.J9,8 x 0,04455 = 3,96 rnIs
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O
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Ul

ABRAÇOS JORGE, A.L.; TSUTIYA, M.T. - Sistemas de Esgotos Sanitários Operados
pela SABESP. Diretoria Técnica e Meio Ambiente. 57p. 1997. SABESP. São Paulo.
ALEM SOBRINHO, P; TSUTIYA,M.T. - Critérios de Projeto. Sistemas de Coleta, e
Transporte de Esgotos Sanitários CETESB. São Paulo. 1987.
ALEM SOBRINHO, P; TSUTIYA, M.T.; ORSINI, E. Q. -Sistemas de Esgotos Sanitários
- Concepção, Rede Coletora, Normas, Estações Elevatórias.Departamento de Enge-
nharia Hidráulica e Sanitária. PHD 411 - Saneamento I. EPUSP. São Paulo. 1987.
AMERICAN CONCRETE PIPE ASSOCIATION-Concrete Pipe Handbook, United States
of America, 1980.
AZEVEDO, J.G. - Cálculo de Vazões. 111: Sistemas de Coleta e transporte de Esgotos
Sanitários. Capítulo 7. Curso de Correspondência. CETESB. São Paulo. 1987.
AZEVEDO NETTO, J.M. - Manual de Hidráulica. 8" Edição. Editora Blucher Ltda.1998
AZEVEDO, J.G. - Hidráulica das Redes de Esgotos. Fórmulas Hidráulicas Recomenda-
das. Comportamento Hidráulico dos Esgotos nas Transições. Velocidades Limites
de Escoamento. Altura da Lâmina Líquida. Declividades Mínimas e Máximas. In:
Sistemas de Esgoto Sanitários. CETESB, 2." edição. São Paulo, 1977.
. BRUNO, D.P.; TSUTIYA, M.T. - Infiltração de Água em Coletores de Esgotos Sanitá-
rios. 12° Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. Balneário
Camboriú - SC. 1983.
CETESB - Condições de Funcionamento de Sete Lagoas de Estabilização no Estado de
São Paulo. Revista DAE, 124: 55-74, 1981.
CHOW, Y.T. - Open-Channel Hydraulics. Intemational Student Edition. McGraw-Hill.
Tokio. 1981.
CRESPO, P.G. - Sistemas de Esgotos - Editora UFMG. Belo Horizonte. 1997.
DUNN, I.S. - Tractive Resistance of Cohesive Channels. Joumal of the Soil Mechanics
and Foundations Division, 89 (SM3): 1-24, March 1963.
FAIR, G.M.; GEYER, J.C.; OKUN, D.A. - Elements of Water Supply and Wastewater
Disposa!. John Wiley and Sons. 2nd ed. New York 1971.
FERNANDES, C. - Esgotos Sanitários. Editora Universitária. João Pessoa.1996
FERREIRA, R. - Ligações Prediais na Baixada Santista. Departamento Técnico. Unidade
de Negócio Baixada Santista. Vice Presidência Litoral. SABESP. 1998
FRENCH, R.H. - Open-Channel Hydranics. Intemational Student Editio. McGraw- Hil1.
Singapore, 1986.
GARCIAS, C.M. et ai. - Velocidades Máximas e Mínimas em Tubulações de Concreto.
12°.Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambienta!. Balneário Camboriú,
Santa Catarina, Novembro, 1983.
GRAF, W.H. - Hydraulics of Sediment Transport. McGraw-Hill. New York, 1971.
GUSTAFSSON, B. - Lecture Notes for Sanitary Engineers. Kungliga Tekniska Hogskolan.
Stockholm, 1964.
!
II.
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( )
()
I)
I)
)
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HAUSER, F.L.; MANZOCHI, L.B. - Previsão de Durabilidade de Concretos Preparados
com Agregados Graníticos e Calcários em Túneis Emissários de Esgotos. Revista
DA E, 131: 41-49, dezembro 1982.
HESPANHOL, I. - Coletores de Esgotos de Seção Circular. Materiais Empregados.
Cerâmicos, de Concreto, de Cimento Amianto, de Ferro Fundido e de Aço. Tipos de
Juntas. Materiais. 111: Sistemas de Esgotos Sanitários. Capítulo ~. CETE~m. São
Paulo. 1997
IMHOFF, K.R. - Manual de Tratamento de Águas Residuárias. Trad. Max Lothar Hess.
Editora Edgard Blucher Ltda. São Paulo, 1986.
LANE, E.W. - Desing of Stable Channels. Transactions, ASCE, )20 (2776): 1234-1260,
1955.
LEME, F.P. - Planejamento e Projeto dos Sistemas Urbanos de Esgotos Sanitários.
CETESB. São Paulo, 1977.
LEME - Teoria e Técnicas de Tratamento de Água. CETESB. São Paulo, ·1979.
LENCASTRE, A. - Manual de Hidráulica Gera!. Editora Edgard Blucher / Editora da
Universidade de São Paulo. São Paulo, 1972.
LUDWIG, R.G.; Almeida, S.A.S. - Controle da Corrosão por Sulfetos no Projeto de
Interceptores de Esgoto. Revista DAE, 39 (121): 70-81, 1979 .
LYSNE, D.K. et ai. - Erosion of Sewer. XV; th Congress ·of the Intematinal Proceedings.
Volume 5. São Paulo, 1975.
LYSNE, D.K. - Hydraulics Design of Self-Cleaning Sewage Tunnels. Joumal of the
Sanitary Enginering Division, 95 (SAL): 17-36. Febuary, 1969.
MACEDO, E.S. - Previsão Racional de Hidrogramas nos Esgotos Sanitários. VII Con-
gresso Brasileiro de Engenharia Sanitária ABES. Salvador. Bahia.
MACHADO NETO, J.G.O.; TSUTIYA, M.T. - Tensão Trativa: Um Critério Econômico
para o Dimensionamento das Tubulações de Esgoto. Revista DAE N° 148. Vol. 47
Março, 1987.
MENDONÇA, R.S. et ai. - Projeto e Construção de Redes de Esgotos. ABES. Rio de
Janeiro, 1997.
METCALF & EDDY INC - Wastewater Engineering: Collection and Pumping of
Wastewater. McGraw-Hill. New York, 1981.
METCALF & EDDY INC - Wasterwater Engineering: Collection and Pumping of
Wasterwater. McGraw-Hill. New York, 1982.
MORIMOTO, M.H.; COSTA, W. - Programa de Recuperação .Econôrnica através da
Atualização Cadastral de Ligações de Esgotos. 17° Congresso Brasileiro de Enge-
nharia Sanitária e Ambienta. ABES. Anais. Nata. RN.1993.
NOGAMI, P.S. - Ligações Prediais de Esgoto. In: Sistemas de Esgotos Sanitários. Capí-
tulo 15. CETESB. São Paulo, 1997.
PAINTAL, A.S. - Hydraulic Design ofSelf-Cleaning. Circular Sanitary Sewers, Water &
Sewage Works. Reference Number 1972: R-52 - R-60,August, 1972.

7")
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J
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)
)
j
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)
)
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)
)
)
J
)
)
)
)
)
PAINTAL, A.S. - Desing Sewers to be Self-Cleaning. Water & Wate Engineering, 14 (I):
32-45, January, 1977.
PESSOA, C.A.; JORDÃO, E.P. - Tratamento de Esgotos Domésticos ABESIBNH. Vol.
17 2.a edição. Rio de Janeiro, 1982.
PIMENTA C.F. - Curso de Hidráulica Geral. Centro Tecnológico de Hidráulica. Vol. 1.
3.a edição. São Paulo, 1977.
PIMENTEL, J.S. -.Declividade dos Condutos Livres Circulares. Revista Dirigente Cons-
trutor, XIII (11): 7, Novembro, 1977.
PIMENTEL, S.J. - EI Modelaje Hidráulico en Ias Empresas de Saneamiento. PRONAP,
Lima, Perú, 1996.
REPLOGLE, l.A.; CHOW, VT. - Trative Force Distribution in Open Channels. Journal
ofthe Hydraulic Division, 92 (HY2): 169-191, February, 1969.
SYMPOSIUM ON SEPTlC SEWAGW: Problerns and Solutions. Institute of Water
Pollution Control. England, 1979. - 122p.
TAKAHASHI, A. - Sul fetos em Interceptores de Esgotos: Ocorrência, Medidas Preven-
tivas e Corretivas. Dissertação de Mestrado. Escola Politécnica, Universidade de
São Paulo, 1983.
TASK COMMITTEE FOR PREPARATION OF THE SEDIMENTATION MANUAL,
Committee on Sedimentation of the Hydraulics Division - Sediment Transportation
Mechanics: J. Transportantion of Sedirnentin Pipes. Journal of the Hydraulics
Division, 96 (HYZ): 1503-1538, July, 1970.
TSUTIYA, M.T.; CASSETTARI, O.Z. - Caracterização do Lodo de Lagoas de Estabiliza-
ção. 18° Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambienta!. Salvador.
Bahia.1995.
TSUTIYA, M.T.; KANASHIRO, W.H. - Arraste de Ar em Tubulações com Grande
Declividade: Algumas Considerações Relacionadas ao Dimensionamento dos Cole-
tores de Esgoto. Revista DAE, Vo1.47, N" 148, P 51 - 58, Mar. 1987.
TSUTIYA, M.T. - Sistemas Alternativos para Coleta e Transporte de Esgotos Sanitários.
Revista SANEAS, N" 10, Set1997.
TSUTIYA M.T. - Sistema de Esgotos Sanitários. Curso de Formação e Especialização.
Plano Estadual de Recursos Hídricos. Departamento de Águas e Energia Elétrica -
DAEE. São Paulo. S.P. 1993.
U. S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY (EPA) - Process Design Manual for
Sulfide Control in Sanitary Sewerage Systems. Washigton, D. C. 1974. 128 p.
VIPARELLI, M. - The Flow in a Flume with I: I Slope- IAHR Congress, 1953, p. 415-423.
VOLKART, P.U. - The Mechanisrn of Air Bubble Entrainment in Self-Aerated Flow.
lnternational Journal of Multiphase Flow, 6:411-423, February, 1980.
VOLKART, P.U. - Self Aerated Flow in Steep, Partially Filled Pipes. Journal of the
Hydraulics Division, ASCE 108 (HY9): 1029-1045, September, 1982.
WATER POLLUTION CONTROL FEDERATlON - Design and Constrution ofSanitary
and Storm Sewer. Washington, D. C. WPCF. Manual of Practice n.? 9, 1970.
I'ROJETO DE REDES COLETORAS DE ESGOTO SANITÁRIO 159
WATER POLLUTION CONTROL FEDERATlON - Gravity Sanitary Sewer Design and
Construction. WPCF. Manual of Pratice NO. FD-5, 1982.
WOOD, !.R. - Uniform Region ofSelf - Aerated Flow. Journal ofHydraulic Engineering,
ASCE 109 (3): 447-461, March, 1983.
YAO. K.M. - Sewer Line Design Based on Critical Shear Stress. Journal of the
Environmental Engineering Division, 100 (EE2): 507-520, April, 1974.
YAO, K., - Functional Design of Sanitary Sewers. Journal of the Water Pollution Contrai
Federation, 48 (7): 1772 -1778, July, 1976.

CAPÍTULO 5
INTERCEPTORES DE ESGOTO
5.1. INTRODUÇÃO
Interceptor é uma canalização que recebe coletores ao longo de seu compri-
mento, não recebendo ligações prediais diretas e geralmente localizado próximo de
cursos de água ou lagos. Os interceptores de pequeno diâmetro são dimensionados
como redes coletoras, obedecendo à norma NBR 9649/1986, da ABNT. No entan-
to, os de grandes dimensões devem ser dimensionados de acordo com a NB 568-
Projeto de Interceptores de Esgoto Sanitário, de novembro de 1989, da ABNT.
Na NB 568/1989, interceptor é definido como a canalização cuja função precípua
é receber e transportar o esgoto sanitário coletado, e é caracterizado pela defasa-
gem das contribuições, da qual resulta o amortecimento das vazões máximas.
5.2. DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES
5.2.1. Vazões de esgotos
Para cada trecho do interceptor devem ser estimadas as vazões inicial e final.
• Vazão inicial do trecho n
(5.1)
onde: Qi,n = vazão inicial do trecho n;
Qi n-I = vazão inicial do trecho de montante;
Qia = vazão inicial do coletor afluente ao PV de.montante do trecho n.
• Vazão final do trecho n
Qf.n = Qf,n-I + Qf.a (5.2)
onde: Qr,n = vazão final do trecho n;
Qrn'l = vazão final do trecho de montante;
Ora = vazão final do coletor afluente ao PV de montante deitrecho n.
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As populações ou as áreas edificadas contribuintes a considerar na avaliação da
vazão final devem ser as do alcance do projeto. Em casos específicos (particular-
mente quando a vazão inicial é muito pequena para o interceptor), a norma NB
568/1989 da ABNT, admite o lançamento permanente ou temporário de vazões
provenientes de cursos de água ou do sistema de drenagem superficial, não incluí-
das as águas de precipitação pluvial da bacia correspondente. Essa admissão deno-
minada "contribuição de tempo seco", deve ser feita através de dispositivo que
evite a entrada de material grosseiro, detritos e areia e não deverá superar 20% da
vazão final do trecho ajusante do ponto de admissão.
Para o dimensionamento dos interceptores de grande porte deve ser considera-
do o efeito de amortecimento das vazões de pico que é decorrência de dois fatores:
• amortecimento em marcha, produzido não só pelo balanço de volumes no
interior de grandes coletores, como pelas variações do regime de escoamen-
to;
• defasagem em marcha resultante das adições sucessivamente defasadas das
contribuições dos coletores tronco.
Na prática, entretanto, é levada em consideração apenas a defasagem em mar-
cha, e dependendo do sistema, poderá causar um amortecimento nas vazões de
pico, influindo no dimensionamento das estações elevatórias ou estação de trata-
mento de esgoto. A defasagem pode ser calculada através de dois critérios:
- Diminuição do coeficiente de pico;
- Composição dos hidrogramas.
a) Diminuição do coeficiente de pico (K = KI.Kz)
Resultados de pesquisas já realizadas, mostram que, à medida que as áreas de
contribuição crescem, os picos de vazão diminuem. A maioria das pesquisas utiliza-
ram para determinar os coeficiente de pico K, equações do tipo K = f (Qm), onde f
é a função determinada através de dados observados durante um certo período de
tempo, e Qm a vazão média.
A figura 5.1 mostra diversos valores e fórmulas para o cálculo do coeficiente de
pico K, já utilizados no dimensionamento de coletores tronco e interceptores de
grande porte. A curva 10 da figura 5.1 foi obtida através de dados coletados na
Região Metropolitana de São Paulo, em 1987, pela SABES?, para ser utilizado nas
regiões de vazões predominantemente residencial, comercial e público e tem o
seguinte equacionamento:
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1,010 Z 3 4 5 6 8 10' Z 3 4 56 8 10'
vAZÃo MÉDIA. fls
Z
I - HAZEN & SAWYER - para São Paulo
2- A.S.C.E. - limite superior
3- GREELEY & HANSEN - para São Paulo
7
4- FLORES - K = po.iiI (P = Total de habitantes)
5- D.A.E. SÃO PAULO - K = 2,25 (Portaria n" GDG/1/60)
5
6- BABBIT - K = po.,o (P = População em milhares)
. K 15 2,5
7- A. GUERREE - =. + VQ", (0'" = vazão média, fls)
8- SURSAN/E.S, - Plano Diretor Rio de Janeiro
1,049
9- SABESPIJ 974 _K = 1,2+ Q", + 1,0 (Q", = vazão média, mvs)
17,4485
10- SABESP/I 986 - K = 1,20+ 0".5090 para Q, > 751 tls, sendo Q = vazão média total, incluindo
m 11 m
infiltração, fls (exceto médias e grandes indústrias)
Figura 5.1- Coeficiente de pico (K) em função da vazão média obtida por diversos autores. Fonte:
SABESP (/989).

INTERCEPTaRES DE ESGOTO 165164 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
b.I) Utilização de modelo matemático
17485
Para Qm>75Uls ---t K = 1,20+-'-
Q0.5090
m
(5.3)
Em um modelo matemático já desenvolvido, o hidrograma de descarga de
esgotos é representado por uma senóide com a seguinte formulação matemática
(SABESP, 1978):onde; Qm= somatória das vazões médias de uso predominantemente residencial,
comercial, público, incluídos, também, as vazões de infiltração,
em /!Is; (5.4)
• ParaQIl1:::;751e!s---tK=I,80 onde: Q"cch.,=vazão de montante de um trecho, no instante de fase;
K, = coeficiente de máxima vazão diária;
K2 = coeficiente de máxima vazão horária;
~ = ângulo de fase da senóide (24 horas = 360°);
Qm = vazão média de esgotos domésticos, comerciais, do serviços
públicos e de pequenas indústrias;
Qinf = vazão de infiltração;
Q, = vazão proveniente das grandes indústrias;
K, = coeficiente de pico para as vazões industriais.
A figura 5.1 mostra que a curva 10 é quase igual a curva 9, determinada pela
SABESP em 1974, através de estudos desenvolvidos pelo Eng. Max Veit, baseados
em medições efetuadas em vários interceptores de esgotos. Esses dois estudos,
mostram que para vazões menores que um determinado valor, o coeficiente K é
constante, e a medida que a vazão aumenta, haverá uma diminuição do coeficiente
de pico, devido à defasagem das contribuições.
Com referência aos coeficientes de pico aplicáveis às vazões industriais (médias
e grandes indústrias), pode ser adotado o valor de 1,IO, mesmo levando em conta
que a legislação em vigor, permite o lançamento de efluente na rede coletora de
vazões máximas de até uma vez e meia a vazão média. Isto porque, dada a diversi-
dade de tipos é tamanhos das indústrias, bem como, seus horários variáveis de
descargas de efluentes, é muito improvável a ocorrência simultânea de descarga
máxima permitida para todo o conjunto de indústrias.
Cabe salientar que, para cada local, devem ser feitos estudos específicos de
modo a se determinar curvas do tipo K = f (Qm), que possam ser utilizadas nos
projetos.
0(//,)
(K, K,O,;o,.)
(K,K,O.-o..lsene
o.
b) Composição de hidrogramas
As vazões de pico podem ser atenuadas pela composição de hidrogramas dos
coletores-tronco das bacias contribuintes aos interceptores, considerando as defa-
sagens decorrentes dos tempos de percurso no interceptor e nos próprios coletores-
tronco.
Os hidrogramas podem ser obtidos através dos seguintes métodos:
r-__------------ ~Oi
r---v;,--""----a:,,----- __""iõ;,--- """ -..,J-K.].,o..!'_ ANGULO DE fASE (O )
~-3-0---60--""")90t--------· -:1-;:-O ~27_0 3..•.60 INSTANTE" T" (HORA)
O 6 12 18 24
Figura 5.2 - Hidrograma padrão senoidal.
o Utilização de modelo matemático;
• Medições diretas;
• Composição de hidrogramas singelos.
, ~.
, Para os/coeficientes de variação das vazões foram adotados os seguintes valores:
• coeficiente de máxima vazão. diária: K, = 1,1;
• coeficiente de pico para vazão industrial: K, = 1,1; .
• coeficiente de máxima vazão horária, K2' variável de acordo com as vazões·
médias de cada sub-bacia, conforme apresentado na tabela 5.1.
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Tabela 5.1- Variação do K, em função da vazão média da baeia de esgotamento.
Vazão Média
da Bacia
(eis)
Coeficiente de Máxima
Vazão Horária
K2
0- 100
101 - 500
SOl - 1.000
1.001 - 2.000
2.09) - 10.090
1,7
1,6
1,5
1,4
1,3
Fome: SABES? (/978)
Como defasagem para a composição dos hidrogramas foi utilizado o tempo de
deslocamento nos coletores-tronco e interceptores, para cada bacia .
O modelo apresentado decorreu de pesquisas realizadas no antigo Departamen-
to de Água e Esgoto (DAE) de São Paulo pela empresa norte-americana Hazen &
Sawyer e foi utilizado pela SABESP, na falta de valores medidos, para o
dimensionamento de interceptores, no início da década de 70.
b.2) Medições diretas
Os hidrogramas podem ser obtidos através de medições diretas nos pontos de
afluência dos coletores tronco ao interceptor. A extrapolação desse hidrograma para
uma outra bacia, deve ser feita, tomando-se o cuidado de verificar se essa outra
bacia tem as mesmas características da bacia em que o hidrograma foi estabelecido.
b.3) Composição de hidrogramas singelos
Caso não seja possível efetuar medições diretas, os hidrogramas, também po-
derão ser definidos a partir da composição de hidrogramas singelos, conforme
metodologia apresentada no Anexo I da antiga norma da ABNT, a PNB 568/1975,
onde se encontram maiores detalhes.
5.2.2. Contribuição pluvial parasitária
Segundo a norma NB 568/1989 da ABNT, a contribuição pluvial parasitária
deve ser adicionada à vazão final para a análise de funcionamento do interceptor e
para o dimensionamento dos extravasores. Todavia, para o dimensionamento em
si, do interceptor, a vazão parasitária não é levada em consideração.
A contribuição pluvial parasitária deve ser determinada com base em medições
locais. Inexistindo tais medições pode-ser adotar uma taxa que não deve superar
6 e/s.km de coletor contribuinte ao trecho em estudo. O valor adotado deve ser
justificado.
5.3. DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO
~
1f~ 1-' O regime de escoamento no interceptor é gradualmente variado e não unifor-
W ~r!} me, entretanto, para o seu dimensionamento hidráulico, geralmente se considera
i J regime permanente e uniforme. Nas transições e nos pontos de chegada de coleto-
I res, há necessidade de se verificar o remanso hidráulico e suas conseqüências, no
dimensionamento dos interceptores.
, Cadatr~~hodo interceptor deve ser dimensionado para escoar as vazões pre-
vistas no projeto. Para a vazão inicial, deve-se garantir uma tensão trativa média,
não inferior a 1,5 Pa (0,15 kgf/rn"), para se ter autolimpeza do interceptor. A
declividade que satisfaz esta condição para o coeficiente de Manning 11 = 0,013 é
dada pela expressão aproximada:
·()A7
Imin=0,00035 Qi (5.5)
onde: Imin = declividade mínima do interceptor, em mim;
Qi = vazão inicial, em m3
/s. .
, ~~,. A utilização da tensão trativa média de 1,5 Pa, superior à da rede coletora (igual
~ ~ a 1,0 Pa), justifica-se pelo fato de que, essa tensão além de atender as condições
~l$ $ da autolirnpeza, irá diminuir a formação da película de limo nas paredes d.a~tubu-
"'- lações e, consequentemente, a geração de sul fetos. Como os matenais dos
interceptores são geralmente de concreto que são atacados pelo ácido sulfúrico, é
de fundamental importância que os interceptores sejam projetados com tensão
trativa igualou maior que 1,5 Pa, para prevenir a formação de sulfetos.
Todavia, a declividade mínima para adequada implantação da obra é limitada a
0,0005 mim.
Utilizando-se da mesma metodologia apresentada no item 4.4. do capítulo 4, o
eng. Francisco Martins Fadiga Jr, obteve diferentes equações para a tensão trativa
mínima de 1,5 Pa. A tabela 5.2 apresenta as equações de declividades mínimas
obtidas para 11 de Mannning variando de 0,009 a 0,016, com base em ajuste obtido
para diâmetros variando de 400 111ma 2000 111me lâmina de água limitada a 0,75 de
Y/D.
A máxima declividade admissível é aquela para a qual se tenha velocidade de 5
mls para o final do plano. A declividade máxima pode ser obtida pela seguinte
expressão aproximada (para fi = 0,013):

Tabela 5.2 - Equações obtidas para a a declividade de modo a garantir 0::>:1,5Pa.
5.5. CONDIÇÕES ESPECÍFICAS A SEREM ATENDIDAS EM PROJETO
Coeficiente de Manning Dec1ividade mínima (mim)
• Os efeitos de agitação excessiva devem ser sempre evitados, não sendo per-
mitidos degraus e alargamentos bruscos. Quando necessário devem ser
projetados dispositivos especiais de dissipação de energia e estudadas a for-
mação de sulfetos, suas conseqüências e medidas de proteção do conduto e
utilização de materiais resistentes à sua ação.
• As ligações ao interceptor devem ser sempre através de dispositivos especial-
mente projetado para evitar conflito de linhas de fluxo e diferença de cotas
que resulte agitação excessiva.
• A distância máxima entre poços de visita deve ser limitada pelo alcance dos
meios de desobstrução a serem utilizados.
• Ao longo do interceptor devem ser dispostos extravasores com capacidade
conjunta que permita o escoamento da vazão final relativa ao último trecho.
Nos extravasores devem ser previsto dispositivos para evitar o refluxo de
água do corpo receptor para o interceptor.
• Devem ser estudados meios capazes de minimizar e mesmo eliminar a con-
tribuição pluvial parasitária. As instalações finais devem ser dimensionadas
para a capacidade total do sistema, acrescida da contribuição pluvial parasi-
tária total ou parcial, conforme indicar o estudo de extravasão.
0,009
0,010
0,011
0,012
0,013
0,014
0,015
0,016
1=0,00041 Q,O,4R
1=0,00039 Q'O.48
1=0,00037 Q,0,48
1=0,00036 Q,0,48
1=0,00035 Q'O.47
1=0,00033 Q,0.47
1=0,00032 Q'O.47
1=0,00031 Q,0,47
(*) Q em 111'/S
-2/3 01
Imax = 4,65Qr ,Qr em ~ s (5.6)
Quando a velocidade final Vré superior a velocidade crítica (Vc) a lâmina máxi-
ma:admissível deve ser de 50% do diâmetro do tubo, assegurando-se a ventilação
do trecho. A velocidade crítica é definida por:
(5.7) 5.6. DIMENSIONAMENTO DE UM INTERCEPTOR DE ESGOTOS
-EXEMPLO
onde: g = aceleração da gravidade, m/S2;
RH= raio hidráulico, em m;
Vc = velocidade crítica, em m/s.
Projetar os trechos 1-15 e 1-16 de um interceptor de esgotos, conforme planta,
com os seguintes dados:
A lâmina de água nas tubulações dos interceptores tem sido limitada a 85% do
diâmetro da tubulação, para a vazão máxima final.
Após o dimensionamento dos trechos, deve-se proceder a verificação do com-
portamento hidráulico do interceptor e de seus órgãos complementares para as
condições de vazão final acrescida da vazão de contribuição pluvial parasitária,
bem como do remanso, pois dificilmente ocorre situações onde o regime é perma-
nentee uniforme, com a superficie d'água paralela ao fundo datubulação.
• cota do fundo do PV a montante do trecho 1-15: 597,30 m
• contribuições ao interceptor.
Contribuições Vazão média Vazão média Extensão da rede Extensão da rede
doméstica doméstica
Inicial (Os) final (f.ls) inicial(m) final (m)
1-14 310 525 56364 68182
CT-I' 75 118 13636 15325
CT-2' 113 189 20545 24545
'CT = coletor tronco
5.4. TRAÇADO DO INTERCEPTOR
o traçado do interceptor deve ser constituído por trechos retos em planta e em
perfil. Em casos especiais podem ser empregados trechos curvos em planta. O
ângulo máximo de deflexão em planta entre trechos adjacentes, deve ser de 30°.
Ângulos maiores devem ser justificados técnica e economicamente.
• Para determinar o coeficiente de pico (K = K1.K2) será utilizado a seguinte
expressão:
ri, ) I
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~i
ji
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. , _? 17,4485
- para Q > 751 Us ~ K -1,_0+ -05090
Qm'
- para Q~751t!s~K=I,80
• Taxa de infiltração: 0, I eJs.km
o Taxa de contribuição pluvial parasitária: 3 tlS.km
'"o
>-
U
-o
>-
u
59900
r100m I -16 100
J--+~;..........----t'-t---=- m I - 15
CASCAVEL
Figura 5.3 - Planta com os dados topográficos para o dimcnsionarncnto do inicrccptor.
SOLUÇÃO:
a) Trecho I - 15
• Cálculo da vazão inicial
A vazão inicial será determinada através da seguinte expressão:
onde.Q, = vazão inicialr/s:
K = coeficiente de pico, conforme expressão recomendada;
KJ = coeficiente de máxima vazão diária=l ,20;
Q dj = contribuição média inicial de esgoto doméstico, fls
Qinr= contribuição de infiltração, I!ls;
Q d.i = (310 + 75) = 385 f.ls;
Qi = Qd.i + Qinf = 385 + 0,000 1x 70.000 = 392l!ls
ComoQi~751 eis ~ K=l,80
A vazão inicial será de:
180
Qi = -'-x385+ 7 = 5851!.Is
1,20
Sem considerar a contribuição pluvial parasitária
• Cálculo da vazão final
Para determinar a vazão final é necessário calcular o coeficiente de pico (K),
que é função da vazão média (Q). Pela fórmula, na vazão média, deverá ser incluí-
da a vazão de infiltração.
Qf = IQ".f + Qinf = (525 + 118) + 0,0001 x 83,507
Qf = 643 + 8 = 651 eis
A vazão final será de:
Qf = 1,80x643+8 = I Iesu«
Considerando a contribuiçào pluvial parasitária
A contribuição será de:
Qp = 3 x 83,51 = 251 f/s
Portanto, a vazão final será de:
Qf = 1165+ 251 = 1416 eis
• Cálculo da declividade mínima
Imin = 0,00035Qi -0,47= 0,00035(0,585)-0.47 = 0,00045 rrilm
Como a declividade de 0,00045 mim é muito pequena para a construção do
trecho, será adotada uma declividade maior, que permitirá o assentamento adequa-
do da tubulação. Portanto, a declividade a ser adotada será de:
1= 0,00070 mim

Q.= 1,80 x498+9 ==756 fls
I 1,20 .:
INTERCEPTORES DE ESGOTO 173172 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SJNIT ÁRIO
• Cálculo do diâmetro
Qf = 1,416 = 5352 labela4.3)Y
f
I D = 0,65
fi. ~0,00070 'Qf= 1,165 =4403 labela4.3)<jl1500m
fi. .JO,0007 '
b) Trecho 1-16
• Cálculo da vazão inicial
- Para a vazão inicial
0,585 = 2211
JO,00070 '
Qd.i ==(310+75+113)=498t'/s
l"bela4.3 ) Y, 10 = 0,40
Vi=I,llm/s
- Para a vazão final
Qi = Qd.i+ Q inf ==498 + 0,000 Ix 90,545 = 507 Ris
Como ct :5,75Uls -7 K=I,80
labcla4.3
)Yr/D=0,58 A vazão inicial será de:
Vf == 1,11 m/s
• Cálculo da vazão final
• Cálculo de tensão trativa (cri)
- Para Y;lD=0,40 ~ RHi=0,322S m (tabela 4.4)
Sem considerar a contribuição pluvial parasitária
cri = yRH;l = 1000 x 0,3225 x 0,00070 = 0,226 kgflm~
<ri= 2,26 Pa Qf =LQdf +Qinf =(525+118+189)+0,000Ix108,052
Qf = 843 RIs
• Cálculo da velocidade crítica (Vc)
- Para Y10=0,58 -,--> RHf=0,4092 m (tabela 4.4)
Vc = 6J gRHf = 6J9,81 x 0,4092 = 12,02 m/s
Cálculo do coeficiente de pico (K):
17,4485
K=I,20+ 05090 =1,766
(843) ,
• Análise do funcionamento da tubulação, considerando a contribuição pluvial
parasitária
A vazão final será de:
Qf = 1,766x832 + 11= 1480 fls
Será verificado se com a contribuição pluvial parasitária o interceptor funciona-
rá como conduto livre. Para isso é necessário o cálculo da lâmina.
li
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174 COLETA E TRANSPORTE 6E ESGOTO SANITÁRIO
Considerando a contribuição pluvial parasitária
Qp = 3x108,05 = 324 RIs
Qf = 1480+ 324 = 1804 Ris
c Cálculo da declividade mínima
_ .. -0,47'-. -0,47 _
Imin- 0,00035Qi - 0,00035(0,756) - 0,00040 mim
Será adotada uma declividade maior pois a cota do PV de jusante do trecho 1-
16 deverá ser mais baixa, devido à topografia. Para se ter um recobrimento adequa-
do da tubulação será adotada a declividade de I = 0,0020 mim.
c Cálculo do diâmetro
Qf = 1,480 = 33 09 tabe!a4.3) 4> 1500 mm
fi .)0,0020 '
- Para a vazão inicial
.9i.. = 0,756 = 16 90
FI .),0020 '
tabe!a4.3
) Yi ID =0,33
Vi = 1,45 mls
- Para a vazão final
~ =33,09
tabe!a4.3
) Y;lD = 0,48
v, = 1,76 mls
• Cálculo de tensão trativa (cri)
Para Y/D=0,33 --7 RHi=0,2772m (tabela 4.4)
cri= yRHil = 1000xO,2772 xO,0020 = 0,554 kgf/m2
= 5,54Pa
• Cálculo da velocidade crítica (Vc)
Para YID=0,48 --7 RHf=0,3654m (tabela 4.4)
v,=6JgRHf =6.)9,81xO,3654 = 11,36m/s
• Análise do funcionamento da tubulação considerando a contribuição pluvial
parasitária
Qf _ 1,804
FI - .)0,0020
tabe!a4.3 ) Y, / D = 0,55
599,60 257
597,03 '
600,50
597,23 3,27
60000
597,30 2,70
%,67 ti 1 !I00 3,27
0,0020 100 r- 16
100 I-IO
1_ I.•
~ __ • _CO_'_R_RE_G_O C_A_S_C_AV_E_l ~
Figura 5.4 - Solução do exercício de dimensionamento do interceptor.

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()
5.7. REMANSOEMINTERCEPTORES
EngO
Winston Hisasi Kanashiro (MSc, Dr)*
5.7.1. Introdução
São denominados remanso, os perfis de linha d'água que se desenvolvem ao
longo de canais ou rios e que, apesar do regime ser permanente, isto é, a vazão não
sofrer mudanças no tempo, as outras variáveis, a velocidade e a profundidade
apresentam variação de seção para seção.
Os remansos ocorrem em canais quando por qualquer motivo, o regime de
escoamento sofre mudanças de seu estado normal, através de singularidades ou
existência de órgãos de controle ou reservatórios e mesmo através de mudanças
nas características do canal.
Serão apresentados os princípios básicos que governam o remanso, através de
equações básicas, tipos de curvas de remanso e o Método de Runge-Kutter para
a sua integração.
5.7.2. Equacionamento básico
O equacionamento é feito através do estudo de variação de carga entre duas
seções, conforme esquematizado na figura 5.5.
v.
2
a,V~
2g
2g
2gSuperfície de água
y v,
11:: IJ::: 11::: 1(:: 11:: 11::: 11:: tt
11:::11::11::11::11::11::
z, Z Z, Plano horizontal de referência
-- t----------- ----------t-----
Figura 5.5 - Esquema do equacionamento.
(*) Consultor em sistemas hidráulicos.

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)
.J
)
A carga total numa seção genérica de um canal é dada por figura 5.5
V2
H=Z+y+a-
2g
(5.8)
Sendo: H = carga total na seção, m;
Z = cota dofundo do canal em relação a um plano horizontal de refe-
rência,m;
y = profundidade da lâmina d' água na seção, m;
a = coeficiente de energia cinética ou de Coriolis na seção;
V = Velocidade média na seção, m/s;
g = aceleração da gravidade, m/S2.
A variação de carga H de uma seção para outra é dada por:
(5.9)
Introduzindo a equação da continuidade:
Q=Y.A (5.10)
Onde: Q = vazão ,m3
/s;
A = área da seção transversal, m2.
em (2.2) e supondo a = constante:
dH dZ dy d [ Q2 ] dy
ct;Z = dx + dx + a dy 2gA2 dx (5.11)
ou;
. dH = dZ + dY(I_~ dA]
dx dx dx l 2gA3
dy
(5.12)
dH
Fazendo:
dx
-J = declividade da linha de energia;
INTERCEPTaRES DE ESGOTO 179
dz
dx
-I = declividade do canal;
dA
dy = T = largura da superficie livre.
e substituindo na equação (2.5):
-J=-I+ dY[I_ Q2
T
]
dx 2gA3 (5.l3)
A expressão:
2 Q2
T
F = 2gA 3 é o número de Fraude elevado ao quadrado.
Fazendo esta substituição em (5.13) e rearranjando-se os termos, resulta:
dy I-J
dx - I-F2 (5.14)
A declividade da linha de energia pode ser estimada pela equação de Chézy no
trecho:
Q = C.A.(RH.Jy/2
Q2
J=-~-
C2
A2
RH
onde: RH = raio hidráulico da seção;
C = coeficiente de Chézy.
,ou
C pode ser calculado por:
c=ff Fórmula Universal;
(
R )116
C=8Jg : Fórmula CTH
(desenvolvida pelo prof. Podalyro A. de Souza);

R 1/6
C=----.!::L
n
Fómula de Manning.
Nessas expressões, os símbolos significam:
f= fator de atrito da fórmula universal da perda de carga;
K = rugosidade absoluta do canal (m);
n = coeficiente de Manning.
Na equação (5.14), se I = J, :~ = 0, ou seja, tem-se regime permanente. Figura 5.7 - Tipos de curva de remanso em um canal de alta declividade.
5.7.3. Tipos de curva de remanso
As curvas de remanso descritas podem ocorrer, por exemplo, nos seguintes
casos:
A curva tipo RI ocorre quando um canal com declividade fraca entra num
reservatório; a curva do tipo R2, quando o canal de baixa declividade desemboca
em um canal com declividade supercrítica e a curva R3, quando uma adufa des-
carrega num canal de baixa declividade ou então, na mudança de declividade de
um canal supercrítico para subcrítico.
A curva tipo R2 pode ocorrer na saída de um reservatório para um canal rápido
e a curva R3, na descarga de uma adufa num canal de declividade supercrítica, mas
cuja velocidade normal seja menor que a velocidade do jato de saída da adufa.
Os outros tipos de canais são os canais horizontais e os de declividade adversa
e, por serem de pouca importância, não serão discutidos neste item. .
Maiores detalhes sobre os tipos de curvas de remanso podem ser obtidos em
Chow (1959), Henderson (1965) e French (1987).
Os tipos de Curva de remanso dependem da declividade do canal e da sua seção
e estão relacionados com o tipo de regime de escoamento.
Se a dec1ividade for positiva, o canal pode ter dec1ividade supercrítica ou tor-
rencial e subcrítica ou fluvial, respectivamente.
Para o canal com declividade baixa (subcrítica), existem três tipos de curva de
remanso, FI, F2 e F3, mostradas na figura 5.6.
Nas figuras a seguir, Yn significa profundidade normal, Y; profundidade crítica, I
a dec1ividade e I, a dec1ividade crítica.
F,
--.....;..---- ~u
v;
5.7.4. Determinação da curva de remanso.
Figura 5.6 - Tipos de curva de remanso que ocorrem em um canal com declividade baixa (fluvial)
Basicamente, a sua determinação poderá ser feita obedecendo-se a seguinte
ordem:
O outro tipo de canal com dec1ividade positiva é o canal cuja declividade é alta,
ou seja, a sua profundidade normal é menor que a profundidade crítica, as curvas
de remanso possíveis são apresentadas na figura 5.7 (curvas tipo RI, R2 e R3).
Existe ainda um terceiro tipo de canal com dec1ividade positiva, que é o canal
com dec1ividade crítica. Este tipo de canal deve ser evitado por ser instável, com
ondulações consideráveis na superficie que podem ser desencadeadas por qualquer
irregularidade no fundo do canal.
a) Estabelecimento dos dados importantes: rugosidade do canal, seção, vazão,
declividade do fundo etc;
b) Determinação da profundidade normal pela equação Chézy;
c) Determinação da profundidade crítica, fazendo o número de Froude (equa-
ção 5.13) igual a unidade;
d) Determinação do perfil da linha d' água;
e) Classificação do tipo de curva.
'-I
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Jj,
I
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)
)
J
)
)
Será apresentada neste texto a determinação da curva de remanso em condutos
circulares, por serem de maior interesse em projetos de condutos de esgoto sanitá-
rio.
5.704.1. Determinação das característica geométricas da seção:
a) área:
D2
A = -(e-sene) -.
8 .
b) Perímetro molhado:
p=(D/2)8
c) Raio hidráulico:
RH = ~(1- se~8)
11+-.-- D -----:-+.1
Figura 5.8 - Elementos da seção circular.
5.7.4.2. Determinação da profundidade normal
A profundidade normal é calculada pela equação deChézy (equação 5.15):
Q=C.A.(RH.i)"2 (5.15)
Adotando-se a fórmula CTH para o coeficiente C:
(5.16)
G(S) = 8~ A(8).RH (8)2/3 ..JI - Q = O
K
Determina-se 8 através do método de Newton-Raphson:
G(8)
8ni+I = 8ni - dG(S)
d(8) e=eni
Sendo: 8ni = valor de S obtida na i-ésima iteração;
8ni+1= valor de 8 obtida na (i+ 1)-ésima iteração.
(5.17)
(5.18)
A solução é obtida fazendo-se a iteração (5.18) até que a diferença entre os
valores de ISni+1- 8niI< Tolerância.
A partir do valor obtido de 8, determinam-se os parâmetros da seção.
A profundidade normal é dada por:
y n = D (1- cos(8»)
2
5.7.4.3. Determinação da profundidade crítica
É determinada impondo-se o número de Froude igual à unidade, ou:
(5.19)
(5.20)
Também neste caso, esta equação poderá ser resolvida pelo método de Newton-
Raphson, fazendo:
Q2
T
Gc(S)=---1 =0
2gA3
através da iteração indicada na equação (5.18).
(5.21)

5.7.4.4. Determinação das profundidades nas seções
As profundidades nas seções poderão ser determinadas pelo método de Runge-
Kutta, que faz a integração numérica da equação diferencial de remanso (equação
5.14).
Para canais circulares, é mais conveniente reescrever a equação 5.14 em ter-
mosde8:
dyd8 I-J
d8dx = 1-F2
d8
dx
I-J
(5.22)
o método de Runge-Kutta permite resolver numericamente urna equação do
tipo :~ = f(O) baseando-se na em série de Taylor, para uma dada condição inicial e
de fronteira. Maiores detalhes poderão ser obtidos em Humes (1984).
Ométodo de Runge-Kutta de 4" ordem fomece, para cada seção i:
(5.23)
onde: ai = - t.x.f(8)
a2 = - t.x.f(8+0,5al)
a2 = - t.x.f(8+0,5a2)
a2 = - t.x.f(8+a3)
t.x = comprimento de cada trecho.
5.7.4.5. Determinação de perdas localizadas
Pode-se, via de regra, adotar a metodologia usada nos condutos forçados, ou seja:
V2
t.h=CL
-
2g
(5.24)
Para junções, Chow (1959) recomenda a seguinte expressão:
(5.25)
)
)
)
)
)
Os sub-índices 1 e 2 referem-se às seções 1 e 2 indicados na figura a seguir:
, )
••
2- :
~ j'-----------
/,:; /" a b
1
f)
I )
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j
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()
I )
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I )
, )
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.)
-3
Figura 5.9 - Esquema para determinação de perdas localizadas.
CL é um coeficiente que, para entradas não muito bruscas, vale em tomo de
0,2. Para junções bruscas, os valores são maiores. Recomenda-se, portanto, que as
junções sejam feitas de modo mais suave possíveis, evitando-se cantos vivos,
contra fluxos ou junções a 90 graus. Os valores de CL podem ser encontrados em
Yen (1986).
A linha d'água desenvolve-se a partir de uma singularidade para montante,
acrescentando-se a perda de carga t.h, conforme a figura 5.10.
Planta
I
Q, --.. f

Linha de energia
Llh
f
'V
-Iy, ~-
Lly I
Q, - --.. Q3
(Iv,
Llz
Figura 5.10 - Esquema do estudo de remanso em um PV, devido a perdas de carga singulares.
O cálculo do remanso poderá ser feito, tanto no coletor 1 como no coletor 2,
tomando-se como profundidade inicial a profundidade na seção 3 acrescida de
perda de carga t.h na sua energia total.
( )
)
)
I)

• -)
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)
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)
5.8. MATERIAIS UTILIZADOS EM INTERCEPTaRES
Os principais materiais utilizados em interceptores de esgoto são:
• tubos de concreto - utilizados para diâmetros igualou maior que 400 mm;
o tubos de ferro fundido - usados em linhas de recalque e travessias;
" tubos de aço - usados em linhas recalque e travessias.
No capítulo 4 item 4.8, foram apresentadas as principais características desses
materiais.
Para os tubos de concreto recomendam-se as seguintes condições específicas:
• tipos de cimento
- cimento Portland Pozolânico;
- cimento Portland resistente ao ácido sulfúrico
- cimento Portland de Alto Fomo.
• dosagem de concreto
- consumo mínimo de cimento - 350 kg/rn";
- relação água/cimento máxima- 0,50 etkg
• recobrimento em contato com o meio agressivo - 4 em
• resistência característica da compressão do concreto
- fck=25,0 MPa
5.9. POÇOS DE VISITA
Nos interruptores de esgoto sempre são utilizados os poços de visita (PV). A
distância recomendada entre os PV s são:
• para diâmetros acima de I 200 mm: 200 m;
• para diâmetros de 400 a 1200 mm: 120 a 150 m, dependendo das condições
hidráulicas do coletor;
• para diâmetros menores que400 mm - 100 m.
Quanto ao diâmetro dos tall1Pões dos poços de visita recomenda-se:
• para tubulação igualou menor que 600 mm - tampões de 600 mm de ferro
fundido;
• para tubulações maiores que 600 mm - tampões de 900 mm de ferro fundido.
Nas figuras 5.11 e 5.12 são apresentados os esquemas de poços de visita utili-
zados em interceptores de esgoto.
TAMPÃO
CHAMINÉ
CORTE B-B
B
-t
PLANTA
Figura 5.11 - Poço de visita na reunião de duas tubulações.
5.10. DISSIPADORES E ENERGIA
Para as tubulações de esgoto com diâmetros maiores que 400 mm, onde geral-
mente são utilizados os tubos de concreto, às vezes, torna-se necessário a dissipa-
ção de energia nos casos relacionados a seguir:

188 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANIT ÁR[O
TMlPI.O
CHAMINÉ
ENCHIMENTO COM CONCRETO SIMPlES
CORTE A-A
A
t
A
-t
PLANTA
Figura 5.12 - Poço de visita na mudança de direção da tubulação
• quando houver um desnível razoável entre o coletor de montante e o de
jusante;
• quando o coletar recebe contribuições de outros coletores em cota superior;
• quando a declividade do terreno for maior que a máxima recomendada para
se limitar a velocidade a 5 m/s.
5.10.1 Alternativas adotadas para a dissipação de energia
Para os casos em que a declividade da tubulação é maior que a máxima reco-
mendada, portanto, a velocidade é maior que 5,0 m/s, pode ser utilizada a alternati-
va da figura 5.13. A declividade é diminuída projetando-se vários poços de visita
com tubos de queda. Essa alternativa é muito utilizada em redes coletoras.
I
I
I*I
i
II
i~
I
INTERCEPTaRES DE ESGOTO 189
~.'-,
"~ DE VISITA _
"-----1:1
Figura 5.[3 - Diminuição de declividadc dos coletores através de poços de visita com tubos de queda.
A figura 5.14 apresenta uma alternativa para a eliminação dos poços de visita
com tubos de queda, visto na figura 5.13. 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 máximos recomendados.
Figura 5.14 - Coletor de esgoto com degraus
Na figura 5.15 é apresentado esquema de um poço de visita com degraus para
dissipação de energia. Essa alternativa foi muito utilizada no início da década de 80.
Esse tipo de dissipador é um dos mais simples de ser executado e operado com
êxito. Entretanto, como os degraus ocupam um grande espaço no PV, geralmente
seu custo de execução é bastante caro.
1
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I' )
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)
)
o
BAlÁD
Figura 5.15 - Poço de visita com degraus para dissipação de energia,
ENCHIMENTO DE CONCRETO
A figura 5.16 apresenta uma alternativa para a diminuição do PVem relação ao
apresentado na figura 5.15. Neste caso, foi projetado um anteparo para diminuir o
jato inicial, possibilitando uma diminuição nas dimensões e custo de execução do FV,
ENCHIMENTO DE CONCRETO
Figura 5.16 - Poço de visita com anteparo e degraus para dissipação de energia.
Na figura 5.17 apresenta um dissipador de energia que se utiliza de um colchão
de água para amortecer a queda d'água do coletor afluente. Atualmente, a SABESP
tem utilizado esse tipo de dissipadornas interligações dos coletores tronco afluentes
aos interceptores da Região Metropolitana de São Paulo.
BALÃO
,ENCHIMENTO COM CONCRETO SIMPLES I
CORTE A-A
A--4t
PARAlElEP/PEDOS ASSENTADOS E
REJUNTAOOS COM CONCRETO SIMPlES
Figura 5.17 - Poço de visita com dissipação de energia através de um colchão de água.

192 COLETA E TRANSPORTE LJE ESGOTO SANITÁRIO
5.11. INTERLIGAÇÃO DE COLETORES DE ESGOTO SITUADOS
EM COTAS DISTINTAS
Eng" Podalyro Amaral de Souza (MSc, Dr)*
Para grandes coletores de esgoto, nas situações em que há um desnível razoá-
vel entre o coletor de montante e o de jusante, e nos casos que, um coletor recebe
outros coletores em cota superior, propõem-se a continuidade do escoamento uti-
lizando-se o poço de visita com queda externa, semelhante ao poço de visita com
tubos de queda utilizado em rede coletora.
A figura 5.18 apresenta o esquema básico de um poço de visita com queda
externa.
TAMPÃO
CHAMINê
ACESSO PARA LIMPEZA
BALÃO
CURVA: D = 1
RB
CURVA: o = 1
R4
Figura 5.18 - Poço de visita com queda externa.
(*) Professor Doutor do Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo
INTERCEPTaRES DE ESGOTO f 93
o arranjo representado pelo poço de visita com queda externa apresenta as
seguintes vantagens:
)
• tem concepção geométrica simples;
• propicia inspeções sem interferência com respingos, geralmente associados
a impactos de jatos; .
• não apresenta degraus, soleiras e defletores que possam acumular detritos.
)
)Para ilustrar esta solução do poço de visita com queda externa, trata-se a seguir
do dimensionamento hidráulico da interligação de um coletor de esgoto com 0,50 m
de diâmetro com um interceptor com 1,50 m de diâmetro, localizado 5 m mais
abaixo.
Do coletor são conhecidos os seguintes dados:
)
• Diâmetro
• Rugosidade
• Profundidade relativa
• Declividade
)
: D = 0,50 m
: K = 0,0025111
: Y/D = 0,75
:I= 0,003 mim
)
)
)
Dointerceptor são conhecidas as seguintes informações:
• Diâmetro : D = 1,50 m
• Rugosidade : K = 0,0025 m
• Declividade : I= 0,0009 mim
• Profundidade relativa após receber o aporte de vazão: Y ID = 0,78
)
)
)
Solução
• Geometria da seção transversal genérica
)
)
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)
)
)
Figura 5.19 - Seção circular
)
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)
)
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;
)i
)
• Profundidade:
2Y
cos~=l--
D
(5.36)
• Perímetro molhado:
P=13D
Obs: O ângulo ~ deve ser expresso em radianos.
(5.37)
• Área molhada:
A = ~2 [() _ se~2() ] (5.38)
• Raio hidráulico:
(5.39)
~ Vazão
, 1/6
Q = 8Ji(R~I)A,JR;;i (5.40)
Com Y/D = 0,75; D = 0,50; K = 0,0025m e I = 0,003 mIm, foram calculados
as seguintes grandezas relativas ao coletor:
Y = 0,375 m
~ = 2,094 rad = (120,000°)
P=1,047m
A= 0,158 m
2
RH=0,151 m
Q = 0,167 m
3
/s
Para se calcular a vazão total que estará escoando pelo interceptor, a jusante
deste poço de visita, após receber o aporte de 0,167 m
3
/s procede-se a lei de vazão,
equação (5.40), na forma:
1/6
AR 2/3 = QK
H 8jgI
(5.41)
INTERCEPTaRES DE ssooro 195
Usam-se as expressões da área molhada A e do raio hidráulico RH, fornecidas
respectivamente pelas equações (5.38) e (5.39), para transformar a equação (5.41)
em:
[ ] [
1/6)3/5
133/5 1_sen213 ~_4_ ~
2~ D8
/
5
8jgI (5.42)
Na realidade a equação (5.42) será útil para a determinação da profundidade
uniforme a montante do poço de visita, onde todas as grandezas presentes no
segundo membro serão então reconhecidas.
As condições hidráulicas de regime permanente e uniforme no intercepto r, a
jusante do poço de visita, são calculadas conhecendo-se Y/D = 0.78; D=1 ,50 m;
K=0,0025 m; e i=0,0009m/m, obtendo-se então de acordo com a figura 5.20, os
seguintes valores:
Y2=1,170 m
132=2,165 rad ~ 124,056°
P2= 3,248m
Az= 1,479m
2
RH2= 0,455m
Q2= 1,785m
3
/s
Pode-se agora calcular a vazão a montante do intercepto r, que é dada por:
Ql=I,785-0,167 = 1,618m
3
is
Esta vazão Ql= I,618m3
/s se escoasse em regime uniforme o faria com uma
profundidade uniforme, que pode ser determinada pela equação (7). Com D =
1,50m; Q = 1,618m3
/s; K = 0,00025; g = 9,8 Im/s2 e I = 0,0009 mim o segundo
membro da equação (5.4 2) é, numericàmente, 1,819, obtendo-se assim a equação
(5.43).
~3/5[ 1- se;;13 J= 1,819 (5.43)

que por tentativas obtém-se a solução ~=2,0 19 rad. Este ângulo, para D = 1,5 m,
fornece a profundidade uniforme do poço como sendo Y J,u= 1,075m.
Esta profundidade, por ser para escoamento permanente e uniforme no
intercepto r, a montante do poço, ela realmente não ocorre nas proximidades do
.poço. Esta é a profundidade para a qual a curva de remanso provocada pelo aporte
da vazão do coletor tenderá assintomaticamente, Junto ao poço de visita a profun-
didade a montante é diferente da uniforme e deverá ser determinada com ajuda da
equação de quantidade de movimento.
(5.44)
ou
(5.45)
Com
I
" --+--I I
: II
: ~
i II '
I Il
L --,-- -;
I
~-f
~2=._-(t-
,""

~ VOLUME OE CONTROLE

)3
Com D2=1,50 m; ~2=2,165 rad; A2=1,479 m2 e Q2=1,785 m3
/s, o segundo
membro da equação (5.45) resulta, numericamente, 1,001. Conhecendo-se ainda o
valor de QJ=I ,618 m
3
/s, pode-se escrever a equação (5.45) com apenas a incógnita
~J' e fica:
D~( 3 ) (l,6l8f
- 3sen~1 -sen ~I -3~1 COS~I+ 2 = 1,001
24 98l!.2(n. _ sen2~1)
, 4 1-'1 2
(5.48)
Figura 5,20 - Volume de controle para cálculo hidráulico de um poço de visita com queda externa. E, com O2=1,50m, fica ainda:
A equação de quantidade de movimento aplicada ao volume de controle indica-
do na figura.5.20 e projetada na direção "x", fornece:
- n0
2
- Q~ 4Q~ 8 Q~
pgYIAI +P3 --coS8-pgY2A2 = -P--P--2 cos +p-
. ·4 AI nD A2
(5.49)
o valor de ~J que satisfaz esta equação é:
(5.43)
Nesta equação (5.43) a notação Y indica a profundidade do centro de gravidade
da seção e, as incógnitas aqui são duas: "YJ" (ou "~J") e P3' Por serem duas
incógnitas há a necessidade de se impor mais uma equação envolvendo "Y," e
"p/', Tal equação corresponde à Primeira Lei da Termodinâmica, que aplicada ao
presente problema ficaria reduzida ao balaço de potências, Para se evitar a necessi-
dade do uso de mais uma equação pode-se optar por simplificar a equação (5.43),
tomando-se o ângulo 8 = nl2, o que a transforma em:
que associado ao diâmetro 0=1,50m, corresponde à profundidade YJ=I,199 m.
Pode-se fazer a seguinte análise deste resultado: sem o aporte da vazão
Q = 0,167 m
3
/s, proveniente do coletor, a vazão no interceptor era QJ=I,618 m3
/s
com uma profundidade uniforme YJu=I,075 m. Com o aporte da vazão do coletor
Q = 0,167 m
3
/s, a vazão ajusante do'poço de visita passou a Q2= 1,785 m
3
/s, com
uma profundidade uniforme Y2=1,170 m. A vazão da montante do poço de visita
permanece a mesma, QJ= 1,618 mvs, ocorrendo apenas um represamento local,
j
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) j
, 1
) I !:
) I ~.
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)
ficando a profundidade imediatamente montante em Y1=1,199 m, o que significar
estar o nível d'água, imediatamente a montante do poço, 0, 124m acima do nível do
escoamento uniforme Y l,u=I,075m.
O aporte da vazão do coletor fazendo um ângulo de e = nl2, com o interceptor
é uma condição hidraulicamente severa.
Se este ângulo de entrada for reduzido para e = n/3 ou n/4, os cálculos hidráu-
licos ficam mais complicados mas o represamento será menor.
O exemplo aqui tratado propiciaria um poço de visita como o esquematizado na
figura 5.21.
TAMPÃO
r-,l
CHAMINE
'~
'. '.
~---~-+/
BALÃO
'f3.30m
I
e ,
I01.50m
I
.:~ /' -<, ~':
)/ ./
--=-.r=:': -'('/
0=O.50m.' . . .
Figura 5.21- Poço de visita da intcrligação de um coletar com o interceptar de esgoto.
CHOW, Y.T. - Open Channel Hydraulics. New York, McGraw-Hill. São Paulo, 1959.
FRENCH, R.H. - Open Channel Hydraulics. McGraw-Hill. São Paulo, 1987.
HENDERSON, EM. - Open Channel Flow. New York, The Mac Millan Company, 1966
HUMES A.EP,C. et ai. - Noções de Cálculo Numérico. McGraw-Hill. São Paulo, 1984.
RODRIGUES, J.M.C. - Interceptores e Emissários. Critérios de Projeto. Obras de Lan-
çamento Final. In: Sistemas de Esgotos Sanitários. Capítulo 11. CETESB. São Paulo.
1977.
SOUZA, P.A. - Remanso em Canais Prismáticos. Notas de aula ministradas na Escola
Politécnica da Universidade de São Paulo.
SABESP - Revisão do Plano Diretor de Esgotos da Região Metropolitana de São Paulo.
Relatório Resumo; Edição Final. VaI. I. Consórcio Engiesan. Agosto 1989.
SABESP - Interceptor do Sistema Barueri, Projeto Técnico. Vol L Memorial Descritivo
e Justificativo. Hidroservice. Novembro, 1978.
SABESP - Projeto Executivo do Interceptor ITI-2. Sistema Barueri. CNEC. São Paulo.
1996.
TSUTIYA, M.T.; ALEM SOBRINHO, P.; KANASHIRO, WH. - Projeto de Interceptores
de Esgotos Sanitários. PHD-411 - Saneamento I. Departamento de Engenharia Hi-
dráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo.
1993. .
TSUTIYA, M.T.; JORGE, A.L.A. - Projeto Executivo do Coletor Tronco da Rebouças.
Superintendência de Projetos para a Região 11e de Redes, SABESP. São Paulo, 1976.
TSUTIYA, M.T. - Projeto Executivo do Interceptor Lavapés de São José dos Campos.
Superintendência de Projetos para a Região II e de Redes. SABESP. São Paulo. 1979.
YEN, B.C. - Hydraulic ofSewers. Advances ofHydroscience. vol 14. Academic Press,
1986.

(1
=
j
)
}
)
6 )CAPíTULO
)
)
SIFÕES INVERTIDOS
6.1. INTRODUÇÃO
r )
)
)
)
No projeto de obras para coleta e transporte de esgoto sanitário é freqüente a
necessidade de transpor obstáculos como córregos, rios, galerias de águas pluviais,
adutoras, linhas de metrô, galerias de cabos elétricos ou de comunicações etc.
A transposição desses obstáculos poderá ser feita por cima ou por baixo. Para a
transposição por cima, há necessidade de elevar o líquido utilizando-se estações
elevatórias de esgotos. Para transpor o obstáculo por baixo, é possível aprofundar
apenas a tubulação mantendo-se o escoamento em conduto livre ou aprofundar a
tubulação e, após o obstáculo, elevá-Ia outra vez até atingir uma cota apenas ligeira-
mente inferior à cota da tubulação logo a montante do aprofundamento, a fim de
vencer o obstáculo. Neste caso, o escoamento se dá em conduto forçado e a obra
de transposição do obstáculo é denominada de sifão invertido ou falso sifão (figuras
6.1 e 6.2).
Por ser uma obra de custo relativamente elevado que apresenta dificuldade de
limpeza e de desobstrução, o sifão invertido deve ser utilizado somente após um
estudo comparativo com outras alternativas. Entretanto, em determinadas situa-
ções, o sifão invertido é uma solução adequada tanto no aspecto técnico como no
econômico, embora signifique um ponto singular no sistema de coleta e transporte
de esgotos que exige cuidados especiais por parte da operação.
)
)
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)
)
6.2. HIDRÁULICA DO SIFÃO INVERTIDO
)
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)
)
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)
)
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, )
)
Em perfil, o sifão invertido tem forma similar a um U interligando duas câma-
ras. Em sua entrada existe uma câmara cuja função é encaminhar o fluxo para o
sifão e, em sua saída, há outra que orienta o fluxo efluente para a canalização de
jusante.
Entre essas câmaras, o escoamento se dá por gravidade em conduto forçado,
sendo o nível de água na câmara de entrada superior ao da câmara de saída. A
ligação entre as câmaras é feita através de tubulações. Os conceitos hidráulicos
aplicáveis são, portanto, aqueles dos condutos forçados.
Para os cálculos da perda de carga distribuída, recomenda-se o uso da fórmula
Universal com o coeficiente de rugosidade uniforme equivalente K = 2mm. Caso se

'- '- '-
"-
0~"- J"-
"- x; "- ',-"-
"- '-
"-
"-'-
DE F9F9
TUBULAÇÃO DE
VENTILAÇÃO" 150mm
':~ICAMARA DE
MONTANTE
w __ 'V"===JÇlft m
( --
I, - ~_~~~~ __
STOP-LOG
PERFIL - S/ESC.
'- "- '- x., "-'- "- "-'- "- 0 ....-"-'-
TAMPÃO DE F9F9
EFLUENTE
STOP-LOG
B ':'00:' .:ad=-=~1=-=200=-=m~:..:l:~_
r;j 150mm
PLANTA -S/ESC.
Figura 6.1 - Sifão Invertido. Planta e corte.
"- '-'"
N
O
N
n
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....•
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z
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~...,
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O
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z
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;>.
;o
õ
LAJE REMOV(VEL COM FUROS
PARA LIMPEZA 00 COLETOR
E OPERAÇÃO OOS STOP-LOG.S
I
LAJE REMOVIVEL COM FUROS
PARA LIMPEZA 00 SIFÃO
LAJE REMovíVEL COM FUROS
PARA liMPEZA 00 COlETOR
E OPERAÇÃO DOS STO P - lOGS
~
l.~.
="_ !~'----A",,:gj:
liI'r..Q-, ~
~. '$'
il"'" ",'
8. a. "
. '.' ..:a.~,,:",~~
ti
(p l..500mm)
.DEPEN~ 00 ~OMPRIMENTO
DA CAÇAM8A PERFIL - Si ESC.
O FORMATO DA .CÂMARA
DEPENDE 00. MÉTODO
CONST RUTlY() , ,--'' ..
CÂMARA DE MONTANTE
PLANTA - S/ESC.
Figura 6.2 - Sifão Invertido. Planta e corte. Fonte: Ferretti (1993).
N. A.
__C,
LAJE AUXIUAR PARA
OPERAÇJO STOP- lOG
POCO DE LIMPEZA
NOTAS :.Paro _ ~ 500 mm utilizar poço d. limpeza.
-Pur c , > 500 m", a IImplzo poderá ser
feIto pelo próprio tubo. dísp enscndc O poço
de limpeza.
CÂMARA DE JUSANTE
'"...,
O
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'"z
<[T)
;O
:::!
O
O
'"
N
O
W

204 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO SIFÕES INVERTIDOS 205
utilize a fórmula de Hazen- Williams, recomenda-se utilizar o coeficiente de Hazen-
Williams C= 100. Para a fórmula de Manning, recomenda-se o valor do coefici-
ente de Manning n~0,OI5.
Para o cálculo da perda de carga localizada pode ser utilizada a seguinte expres-.
são:
y2
~HL =LK -
s 2g
(6.1)
onde: ~HL= perda de carga localizada, m;
LK, = somatória dos coeficientes de perda de carga localizada;
y = velocidade média na seção, m/s;
g = aceleração da gravidade, m/s2
•
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Na figura 6.3 são apresentadas as perdas de carga em um sifão invertido.
6.3. VELOCIDADES
O objetivo fundamental de um projeto de sifão é garantir uma condição de
escoamento que, pelo menos uma vez por dia, propicie a autolimpeza das tubula-
ções ao longo do período de projeto. Para isso, é necessário a determinação minu-
ciosa das vazões de esgotos afluentes ao sifão. Como as obstruções no sifão invertido
são mais dificeis de serem removidas do que em coletores de esgotos, devem ser
tomados cuidados especiais para evitar sua formação.
A maioria dos trabalhos publicados a respeito de sifões invertidos indica que
escoamento no sifão com velocidade igualou superior a 0,9 m/s, que além de
impedir a deposição de material sólido (areia) na tubulação, é capaz de arrastar a
areia já depositada.
Se a velocidade igual a 0,9 m/s é capaz de arrastar a areia sedimentada na
tubulação, a ocorrência de valores de velocidade igualou superior a 0,9 m/s, pelo
menos uma vez por dia, é capaz de propiciar a autolimpeza do sifão, o que impede
a formação de depósito de material sólido que venha a obstruir a tubulação.
Assim, um critério racional para o dimensionamento de sifões invertidos é a
imposição de se terem qualquer época uma velocidade maior ou igual a 0,9 m/s
para a vazão máxima de esgotos de um dia qualquer, portanto, no cálculo dessa
vazão máxima não se deve incluir o coeficiente do dia de maior contribuição k, .
A imposição de uma velocidade mínima de 0,9 m/s, recomendada por alguns
autores para as vazões mínimas de esgotos, não é um critério de dimensionamento
adequado e leva a valores excessivos da perda de carga no sifão para as vazões
máximas. Em muitos casos, isso inviabiliza o uso de sifões invertidos.
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, 1111''rill:riode dimensionamento que vem sendo adotado com êxito pela SABESP
l:o tI<' :;,' garanlir uma velocidade igualou superior a 0,6 m/s para a vazão média, ao
10llgll ,k Illdo o período de projeto. Este critério leva a resultados próximos daque-
les "IIII,hISpelo uso do critério considerado racional para se garantir a autolimpeza
COIII "ltll'idade de 0,9 m/s para a vazão máxima, que se obtém multiplicando-se a
v~mi, 1I11'dia(cxceto a de infiltração) pelo coeficiente da hora de maior contribuição
K" /I.ltllillilcnte admitido com o valor de K2= 1,5.
- 1' l'II(;idade máxima é função das características do material do sifão e da
carg:1.h~l'(lníwl e, em geral, nào deverá ser maior do que 3,0 a 4,0 m/s,
6.4. p.I1ETRO MÍNIMO
(Iilsi,krando que, para tubulações de pequeno porte, quanto menor o diâme-
tro 11:1111i i 11l)~sibilidadede obstrução, é recomendável que o diâmetro mínimo do
siITi. I "I' l'ltidl) seja igual ao diâmetro mínimo do coletor de esgoto. É prática usual a
ndo~':ll,lil diúl11etromínimo de 150 mm.
l~•.•.''Ilcnda-se, portanto, para diâmetro mínimo o valor de 150 mrn,
6.5. lllERO DE TUBULAÇÕES
( ~11:ÍlIinvertido deverá ter no mínimo duas tubulações, a fim de possibilitar o
isol;1I1",,,Il'de uma delas sem prejuízo de funcionamento, quando for necessária a
excé"'-'" lI<:reparos ou desobstrução.
N,' "I SI' de instalação onde há grandes variações de vazão, o número de tubu-
lay().'~1","kI'Ú ser aumentado convenientemente de modo a garantir a manutenção
de Vl'IIIldade~adequadas ao longo do tempo.
6.6. I'ERFIL DO SIFÃO
I'~l,,'rdas de cargas e a facilidade de limpeza são dois aspectos que devem ser
consi.kr,Id.1s para a definição do perfil de um sifão.
n1"'!'Iilque tem sido normalmente utilizado é o que se assemelha a um trapézio
COI1 ;I,lsl' menor para baixo e sem a base maior. Emprega-se ainda sifões com
perfil ('1 U, dependendo do espaço disponível para sua implantação,
~;I fi~;ura 6.4 são apresentados diversos perfis esquemáticos de um sifão.
(t~'rme mostra a figura 6.4, os tubos de um sifão podem ser construídos
obliql,lIl'nte como em (a), verticalmente como em (d), misto como em (b) e (c).
FIh't'<la escolha do perfil seja função das condições locais e do espaço dispo-
nívdl't'; sua implantação, é de fundamental importância que se procure proj etar o
sirã. ,''1" :tlgulos suaves que permitam a utilização de equipamentos mais simples
de lil"':i c desobstrução. .
SIFÕES INVERTIDOS 207
10) (b)
( c ) (d) ( e)
Figura 6.4 - Tipos de perfis de sifões invertidos. Fonte: Leme (1971).
6.7. CÂMARAS VISITÁ VEIS
o sifão invertido deve ser projetado com duas câmaras visitáveis: câmara de
montante ou de entrada e câmara de jusante ou de saída,
A câmara de montante é projetada de maneira a encaminhar o escoamento para
as canalizações que constituem o sifão propriamente dito e a câmara de jusante,
destinada a induzir o efluente para o coletor de jusante, evitando-se refluxos de
águas para as tubulações dosifão que não estiverem sendo utilizadas.
A distribuição do fluxo para as tubulações na câmara de montante poderá ser
feita através de vertedores laterais ou da opéração de stop-logs ou comportas,
Em geral, tem sido utilizada a altemativa de stop-logs que possui a vantagem de
poder distribuir melhor as vazões, de modo a manter sempre uma velocidade
mínima de autolimpeza. Por outro lado, essa alternativa tem a desvantagem de
requerer a entrada de pessoas na câmara de montante para efetuar a operação dos
stop-logs.
A utilização do vertedor lateral tem a vantagem de dispensar a entrada freqüen-
te de pessoas na câmara, porém ocasiona maior perda de carga, pois pode ser
considerado um obstáculo submerso quando o escoamento passa sobre ele, Quan-
do se utiliza o vertedor lateral, devem ser tomados os devidos cuidados quanto às
velocidades para que atendam as condições de auto limpeza,
As câmaras de montante e de jusante devem ser projetadas com dimensões
adequadas, de modo que permitam o acesso e a movimentação de pessoas e equi-
pamentos.
6.8. VENTILAÇÃO
Quantidades consideráveis de ar e gases são arrastadas pelo escoamento dos
esgotos nos coletores funcionando em conduto livre. Entretanto, esse fluxo é inter-
rompido na câmara de montante do sifão invertido, uma vez que o escoamento no
sifão se dará em conduto forçado.

DISTRIBUiÇÃO DO F~A
-VERT LATERACEOOR LI--"7
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CA MARA D!EMONTANTE
ITUa:LACÁO DO SIFÃO
CAMARA DE JUSANTE
PLA NTA
COLETDR AFLUENTE
CORTE A-A
Figura 6.5 - Sifão invertido com distribuição de fluxo através de vcrtcdor lateral.
Devido a essa interrupção, haverá um acúmulo de ar e gases que poderá dar
origem a uma pressão positiva na câmara de montante, de modo a provocar o
escape de gases com odor desagradável, através de orificios e frestas dos tampões
de acesso a esta câmara.
Se a câmara de montante for completamente vedada, os gases passam a cami-
nhar em sentido inverso ao do escoamento, até conseguir escapar através de poços
de visita a montante do sifão. Neste caso, todo o oxigênio na câmara é exaurido e
gases, principalmente o sulfidrico que desprende do líquido devido ao aumento de
turbulência ocasionado pelo dispositivo de controle de vazão, se concentram po-
dendo trazer sérios problemas de odor. Com o acúmulo de sulfetos na câmara de
entrada, este local se torna um ambiente altamente tóxico que pode causar a morte
de operadores que visitam a câmara sem a devida máscara de proteção.
Para minimizar estes problemas, pode-se interligar a câmara de montante à de
saída, por meio de tubulação, de modo que os gases sejam transferidos para a
câmara de jusante e arrastados pelo fluxo de esgotos ajusante do sifão. Dependen-
do da localização da câmara de montante, os gases poderão ser lançados na atmos-
fera, desde que as condições ambientais do local não sejam afetadas. Neste caso,
não haverá a necessidade de interligaçãoda câmara de montante com a câmara de
jusante.
SIFÕES INVERTJDOS 209
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A retirada de ar é feita através de tubulação com diâmetro variando de um
décimo até metade do diâmetro do sifão. Quando se interliga as duas câmaras, essa
tubulação geralmente é localizada em paralelo às tubulações do sifão.
6.9. EXTRAVASOR
A possibilidade de ocorrência de acidentes, quebras, entupimentos etc, que
podem interromper o funcionamento do sifão requer a instalação de dispositivos de
extravasão ou de descarga.
Quando o sifão destina-se à travessia de um curso d'água, pode-se prever uma
canalização extravasora na câmara de montante, com cota suficiente para o lança-
mento dos esgotos no rio. Esta solução só não é utilizada nos casos em que a
manutenção da qualidade da água no corpo receptor a torna inviável e desde que as
canalizações afluentes possam ser extravasadas em outros locais.
6.10. MATERIAIS
Para o sifão invertido podem ser utilizados tubos de ferro fundido dúctil, con-
creto armado, aço ouplástico.
Nos casos em que o sifão é construído sobre leitos de cursos d'água, deve-se
verificar seu peso ou ancorar as tubulações para prevenir sua flutuação, condição
que pode ocorrer durante o periodo de construção ou quando do seu esvaziamento
para reparos.
Os tubos leves geralmente são revestidos com uma camada de concreto visan-
do impedir seu deslocamento e, às vezes, para sua proteção.
6.11. CONSIDERAÇÕES COMPLEMENTARES
Uma das principais preocupações ligadas ao uso de sifões invertidos se refere a
eventuais necessidades de desobstruí-Ios, particularmente quando ocorre o acumu-
lo de sólidos mais pesados, como pedras, que resistem 'ao arraste hidráulico e re-
querem a utilização de equipamentos mecanizados de limpeza. Procura-se utilizar
os mesmos equipamentos utilizados para a limpeza das redes coletoras, para limpar
os sifões invertidos.
Um equipamento de limpeza de sifões invertidos bastante eficiente e usado em
São Paulo é o "Bucket machine" (figura 6.6), que é utilizado para a limpeza de
redes coletoras de esgotos, quando estas contêm terra ou pedras depositadas em
quase toda a extensão. Trata-se de duas máquinas que trabalham em conjunto,
denominadas, respectivamente, carregadeira e descarregadeira, instaladas na câma-
ra de montante e na câmara de jusante. Este equipamento é provido de um motor..
o qual aciona uma roldana que enrola e desenrola um cabo de aço. Na outra extre-

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midade do cabo há uma caçamba que é arrastada pelo interior das canalizações,
raspando a soleira e recolhendo o material ali sedimentado. Existem caçambas de
diferentes tamanhos, sendo que sua escolha depende do diâmetro das canalizações
do sifão invertido, assim como das dimensões das câmaras de montante e de jusante.
O sifão invertido apresentado na figura 6.2 foi concebido para a utilização do "Bucket
machine".
DESCARREGADEIRA CARREGADEIRA
SENTIDO DA CORRENTE
Figura 6.6 - "Buckct machinc".
Entretanto, nos casos em que o "Bucket machine" não é eficiente para a limpe-
za, ou nos casos em que é necessário completar a limpeza efetuada pelo "Bucket
machine", pode ser utilizado um equipamento combinado de alto vácuo e alta pres-
são. Este equipamento consiste no uso de água por alta pressão, que produz a
limpeza, sendo que, a remoção do material será efetuado pelo equipamento de alto
vácuo.
6.12. EXEMPLO DE CÁLCULO - Projeto de um sifão invertido
Elaborar o projeto de um sifão invertido com os seguintes dados:
a) Vazões do projeto
Ao longo dos anos, as vazões afluentes ao sifão serão de acordo com os valores
mostrados na figura 6.7. .
Pela figura 6.7 têm-se as vazões para cada etapa do projeto, as quais são
mostradas na tabela 6.1.
700
600
ot ••
N
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IMPLANTA Ão 00 SIFÃO
Figura 6.7 - Vazões afluentes ao sifão ao longo dos anos
Tabela 6.1 - Vazões afluentes em função das etapas de implantação do sifão
Etapas Vazões (Ris)
Média (Q) Máxima horária' Máxima
Dia qualquer
Imediata (Implantação) 80 111 130
Primeira Etapa (após 10 anos) 200 283 336
Segunda Etapa (após 20 anos) 328 446 534
• Vazão máxima horária dia qualquer- utilizada para verificação da autolimpeza, sem K,.
b) Comprimento do sifão
O comprimento do sifão é de 40 metros.
c) Características do coleto r que aflui ao sifão
• Diâmetro: 800 mm
• Declividade: 0,0036 mim
• Cota da soleira do coletor afluente: 384,00 m

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,
212 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO SIFÕES INVERTIDOS 213
SOLUÇÃO Adotando-se o diâmetro comercial mais próximo, resulta em D2
= 500 mm.
1. Cálculo das tubulações do sifão invertido .Alternativamente, para a vazão máxima horária de um dia qualquer, de 283 R./s.
Admitindo-se que o sifão invertido será constituído de 3 tubulações (1,2 e 3),
de modo que a tubulação 1 atenderá a etapa imediata, a tubulação 2 mais a tubula-
ção ) atenderão a primeira etapa e a tubulação 3 e as demais atenderão a segunda
etapa, a seguir serão determinados seus diâmetros, considerando-se para a vazão
média velocidade superior a 0,6 rnIs (para a vazão máxima horária de um dia
qualquer, velocidade igualou superior a 0,9 m/s).
Q2 == 283 -111 == 172I'./s
0,172 J
S2 == 0,90 == 0.191 m: , que também resulta em O2 = 5OOmm.
• Determinação do diâmetro da tubulação I para atender o início de operação
do sifão.
• Determinação do diâmetro da tubulação 3 para atender a segunda etapa, em
primeira aproximação.
Para Qmccl = 328 (/s
Para a vazão média de 80 e/s.
S - QI - 0,080 - o 133 21------ m
V 0,60 '
DI = J4~1 = J4XO~133 =0,412 m
Adotando-se o diâmetro comercial mais próximo, resulta em D3 = 500 rnm.
Adotando-se o diâmetro comercial mais próximo, resulta em D. = 400mm.
Alternativamente, para vazão máxima horária de um dia qualquer, de 111 f./s Alternativamente, para a vazão máxima horária de um dia qualquer, de 446 RIs.
0111 ,
SI = -' - = 0,123 m2
que tambem resulta em D. = 400mrn
0,90
Q3 = 446 - 283 = 1631'./s
• Determinação do diâmetro da tubulação 2 para atender a primeira etapa, em
primeira aproximação.
0,163 2
S) = 090·= 0,181 m que também resulta em OJ = 500 mm.
,
Para Qmcd = 200 eis
2. Cálculo da curva característica e a forma de se operar o sifão.
Q2 = 200 - 80 = 120 I'./s
Para determinar a curva caracteristica do sifão são calculadas as perdas de
carga, que se compõem de perdas de carga localizada e perdas de carga distribuída.
S2 = 9.!. = 0,120 = 0,200 m2
Q 0,60 • Perda de carga localizada
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-J4S2 _J4XO,200-0502- --- - , 5m
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Tabela 6.2 - Coeficiente de perda de carga localizada, em função das peças do sifão
Peça Ks
Entrada 0,50
2 curvas 45° 0,40
Saída 1,00
I:Ks = 1,90
V2
Portanto, a perda de carga localizada 1,90-
2g
•• Perda de carga distribuída
As tubulações do sifão serào de ferro fundido dúctil classe k-7. As perdas de
carga serão calculadas pela fórmula Universal, com coeficiente de rugosidade uni-
forme equivalente (K) igual a 2,0 mm. Considerando que o comprimento do sifão é
de 40 metros, as perdas de carga totais serão determinadas através das tabelas 6.3 e
6.4.
Tabela 6.3 - Perda de carga total, em função da vazão para o sifão eom tubulação de 400 mm.
Vazão Velocidade
(m/s)
Perdas de carga (rn)
(e/s) Localizada Distribuída Total
30
60
90
120
150
180
210
0,24
0,48
0,71
0,95
1,19
1,48
1,67
0,01
0.02
0,05
0,09
0,14
0,20
0,27
0,01
0,04
0,08
0,14
0,22
0,32
0,44
0,02
0,06
0,13
0,23
0,36
0,52
0,71
Na figura 6.8 foram traçadas as curvas características do sifão, determinando-
se a curvas de perda de carga para as tubulações de 400 mm e de 500 mm, e suas
respectivas velocidades.
O traçado das curvas de perda de carga para as associações das tubulações foi
feito graficamente, considerando-se para uma determinada perda de carga a soma
de vazões de cada tubulação. Pela distribuição das vazões ao longo do período de
projeto e considerando-se as velocidades de autolimpeza nas diversas tubulações
do sifão, pode-se admitir uma perda de carga máxima de 0,35 metro.
Tabela 6.4 - Perda de carga total, em função da vazão para o sifão com tubulação de 500 mrn
Vazão Velocidade Perdas de carga (m)
(eis) (m/s) Localizada Distribuída Total
30 0,15 0,01 0,01 0,02
60 0,31 0,01 0,01 0,02
90 0,46 0,02 0,03 0,05
120 0,61 0,04 0,05 0,09
150 0,76 0,06 0,07 0,13
180 0,92 0,08 0,10 0,18
210 1,07 0,10 0,14 0,24
240 1,22 0,14 0,18 0,32
270 1,37 0,18 0,22 0,40
300 1,52 0,22 0,27 0,49
330 1,68 0,27 0,33 0,60
A forma de operar o sifão, de modo a manter velocidades adequadas, é apre-
sentada na figura 6.8 e na tabela 6.5.
Tabela 6.5 - Variação das velocidades e das perdas de carga nas tubulações do sifão, em função do
intervalo das vazões.
Intervalo de
vazões (f./s)
Tubulação
em operação
Variaçãode Velocidades
(m)
Variação das perdas
de carga (m)
80- 150
150 - 250
250 - 400
(I)
(2) ou (3)
(I )+(2)ou( I)+(3)
0,64 - 1,19
0,76 - 1,27
0,74 - 1,19 no tubo 1
0,80 - 1,27 no tubo 2 ou 3
1,02 - 1,27
. 0,90 - 1,19 no tubo 1
0,99 - 1,27 nos tubos 2 e 3.
0,10 - 0,35
0,13 - 0,35
0,14 - 0,35
400 - 500
500 - 650
(2) + (3)
(1) + (2) + (3)
0,23 - 0,35
0,21 - 0,35
Pelo que se observa na tabela 6.5, a condição crítica de operação do sifão situa-
se na fase inicial, onde a velocidade pata a vazão média é de 0,64 m/s. Para a vazão
máxima horária de um dia qualquer de 111 f./s, no início da operação a velocidade
será de 0,88 m/s. Pelo exposto no item 6.3, para essa velocidade pode-se admitir
que haverá auto limpeza nas tubulações do sifão.
Considerando a forma de operar o sifão e as vazões afluentes, pode-se prever,
conforme apresentado na figura 6.9, o período de operação das diversas tubulações
do sifão. (tabela 6.6).

VELOCIDADE (m/I)
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ANO
Figura 6.9 - Determinação do período de operação do sifão, em função da vazão.
Tabela 6.6 - Períodode operação das tubulações do sifão .
.Tubulação do sifão Período de operação (anos)
(1)
(2) ou (3)
(1) + (2) ou (I) + (3)
(2) + (3)
(I) + (2) + (3)
0-[
1-5
5 -13
13 - [8
25
3. Níveis de água nas câmaras do sifão
• Câmara de montante
Para a determinação dos níveis de água nas câmaras do sifão, foram considera-
das as vazões que ocasionam as perdas de cargas máximas (.1H =0,35 m), confor-
me se observa na figura 6.8. Na tabela 6.7, estão determinadas as cotas dos níveis
de água na câmara de montante para essas vazões.
Na figura 6.10 são apresentados os detalhes da câmara de montante e o nível
de água máximo.
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Tabela 6.7 - Níveis de água na câmara de montante
Q
(eis)
y/D
(m)
Cota do NA na câmara
de montante (rn)
150
250
400
500
650
0,30
0,39
0,50
0,57
0,69
384,24
384,31
384,40
384,46
384,55
CÂMARA DE
MONTANTE
COLETORAFLUENTE
VN.A.max.:~5
384,00 ...,.,
1=0,0036 mm
.~. TUBULAÇÃO DO SIFÃO
Figura 6.10- Detalhes da câmara dc montante.
• Câmara de jusante
o nível de água na saída do sifão é resultante do nível de água de montante,
menos a perda de carga. Considerando as vazões transportadas pelo sifão que
ocasionam as perdas de carga máxima, tem-se os níveis de água na câmara de
jusante, conforme apresentado na tabela 6.8.
Tabela 6.8 - Níveis de água na câmara de jusante
Q
(f.Is)
. Cota do NA na
câmara de montante (rn)
Cota deiNA na câmara
de jusante (m)
Perda de carga
(rn)
150
250
400
500
650
383,89
383,96
384,05
384,11
384,20
384,24
384,31
384,40
384,46
384,55
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
A cota do fundo da câmara de jusante será definida de modo a não afogar o
coletar efluente do sifão. Como o diâmetro e a declividade do coletar efluente serão
iguais aos do coletar afluente à câmara de montante, as alturas de lâminas de água
serão iguais. Assim, a cota do fundo da câmara de jusante deverá ser:
cota de fundo = 384,00 - 0,35 = 383,65m.
Na figura 6.11 são apresentados os detalhes da câmara de jusante, inclusive o
nível máximo de água.
Figura 6.11 - Detalhes da câmara de jusante.
4. Ventilação do sifão
Será projetada uma tubulação para a ventilação do sifão a ser localizada na
câmara de montante, pois está se admitindo que os gases expulsos não afetarão as
condições ambientais do local. Seu diâmetro será equivalente a um décimo das
tubulações do sifão.
Áreas das tubulações do sifão:
10400mm -+ SI = rrD
2
= rr.(0,40)2 = 0126 m2
4 4 '
2 2
2"'500mm -+ S? = 2 rrD = 2.rr.(0.50) = 0393 m2
~ - 4 4 '
A área equivalente das tubulações do sifão será de O,517 m'. Portanto a área
da tubulação de ventilação do sifão será de 0,05.19 m2
e seu diâmetro será de
250mm.

•
Para a determinação dos níveis de água nas câmaras do sifão, foram considera-
das as vazões que ocasionam as perdas de cargas máximas.
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REFERÊNCIAS 818L10GRAFICAS
BRIENZA, 0.0. - Manutenção das Redes Coletoras de Esgotos. In: Sistemas de Coleta
e Transporte de Esgotos Sanitários. Capo 16. Curso por Correspondência. CETESB.
1987. .
FERRETTI, M.R.J. - Aspectos Operacionais dos Sifões. SABESP. Relatório Interno
EGP. Março de 1993.
LEME. F.P. - Sifão no Sistema de Esgotos. VI Congresso Brasileiro de Engenharia
SanillÍrio Tema I. Vol, 11: 201-20X. São Paulo, Janeiro de 1971.
MACHADO NETO . .J.G.O. - Uli/i::açe/o de Sifõe» Invertidos /IOSSistemas de Esgotos
Sanitários. Trabalho apresentado no Curso de Pós-graduação da Escola Politécnica
da Universidade de São Paulo - 1'1-10-784. Seminário de Saneamento Básico, No-
vembro de 197X.
METCALF & EOOY, INC - Wuslewater Engineering: Col/ection and Pl/mping of
IVastelVate/: McGraw-Hill. New York. 1981.
NUCCI. N.L.R. - Sifões Invertidos. In: Sistema de Coleta e Transporte de Esgotos Sani-
tários. Capo ID. Curso por Correspondência. CETESB. 1987.
OTSUBO, M - Sifão Invertido. SABESP, Relatório Interno. OPU. Abril de 1988.
PURSCHEL, W. - Las Redes Urbanas de Saneamento. Urrno S.A de Ediciones. Espana.
1976.
SEN, R.N. - IVcUerSupplv and Sewerage. Kalyani PlIblishers. New Délhi. 1981.
TSUTIYA, M.T.; ALEM SOBRINHO, P. - Proposição de Uma Metodologia para o
Oimension<lmento de Sifões Invertidos em Sistemas Sanitários. Revista DAE. 53
(/72): 1-10. Julho/Agosto 1993.
WATER POLLUTION CONTROL FEOERAT/ON - Gravity Sallitw)/ Sewer Design and
COl1structiOIl. Manual of Practice No FO-5. ASCE. Washington. 1982.
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CAPí~ULO 7
CORROSÃO E ODOR EM SISTEMAS DE COLETA E
TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
7.1. INTRODUÇÃO
Sistemas de coleta e transporte de esgoto sanitário, particularmente aqueles de
maior porte e localizados em áreas de temperaturas mais altas, apresentam um
elevado potencial de formação de produtos que são passíveis de gerar odores ofen-
sivos e corrosão dos condutos de esgotos quando estes são de cimento ou metálicos
(aço ou ferro fundido),
Os principais produtos responsáveis pela produção de odor e corrosão, quando
em concentrações elevadas são, também, tóxicos ao homem e representam um
perigo de vida aos operadores desses sistemas de esgoto.
As substâncias responsáveis pela geração de odores ofensi vos encontradas em
esgoto sanitário são, de modo geral, resultantes de decomposição anaeróbia de
matéria orgânica contendo enxofre e nitrogênio e, principalmente, pela redução de
sulfatos e sulfetos, também em anaerobiose.
O sulfeio de hidrogênio (H~S) ou gás sulfldrico, é o mais importante gás obser-
vado em sistemas de coleta e transporte de esgoto sanitário, associado à produção
de odores desagradáveis, corrosão e toxidez. H~S tem um odor característico de
ovo podre, é extremamente tóxico, e é corrosivo a metais como ferro, zinco, cobre,
chumbo e cádrnio, bem como é precursor para a formação de ácido sulfúrico (HZS04),
o qual corroe concreto, pintura à base de chumbo, metais e outros materiais.
Nos sistemas de coleta e transporte de esgoto sanitário, os problemas relaciona-
dos à presença de sul fetos são observados, principalmente em coletores troncos,
interceptores e emissários, implantados normalmente em concreto, em poços de
sucção de elevatórias e também em tubulações metálicas de linhas recalque de
maior porte.
Uma vez que as condições que favorecem a formação de H2S, normalmente
também são aquelas favoráveis à produção de compostos orgânicos mal cheirosos,
o estudo das condições relativas à formação de sul fetos e eis métodos para minimizar
a sua produção, também permitirão o conhecimento do potencial de produção e de
controle de outros gases indesejáveis nos sistemas de esgoto sanitário.

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224 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITiltIO
CORROSÃO E ODOR EM SISTEMAS DE ESGOTO 225
7.2. SULFETOS EM ESGOTO SANITÁRIO Formas de sulfetos dissolvidos7.2.2.
7.2.1. Sulfeto de hidrogênio (H~S) molecular formado pela redução de sulfato, dissol-
ve em água e se dissocia de acordo com a reação de ionização reversível, expressa,
corno:
Origem
Sulfetos em esgoto sanitário podem ser provenientes de despejos industriais, de
águas de infiltração, da decomposição anaeróbia de matéria orgânica contenda en-
xofre (por exemplo aminoácidos tais como cisteina, cistina e metonina), pela redu-
ção de tiosulfato, sulfito, enxofre livre eoutros compostos inorgânicos de enxofre
eventualmente presentes no esgoto, porém, sua principal origem é a redução
bacteriana anaeróbia do ion sulfato (S042
.), presente no esgoto. O ion sulfato é
normalmente encontrado em esgoto sanitário, podendo sua concentração variar
desde poucas até centenas de miligramas por litro.
A principal origem de sulfetos em esgoto sanitário é devida à ação de bactérias
que reduzem o sulfato para obter energia para sua manutenção e crescimento. Sob
condições anaeróbias (sem oxigênio), dois gêneros de bactérias anaeróbia obrigató-
ria da espécie Desulfovibrio, cornumente chamadas de bactérias redutoras de sul-
fato, podem converter sulfato a sul feto. Dv. desulfuricans, Dv._vulgaris e Dv
salxigens são os principais membros da espécie Desulfovibrio associada a essa
transformação.
A reação de redução é normalmente casada com a oxidação de matéria orgâni-
ca e, em casos especiais, hidrogênio. Quando se tem a oxidação da matéria orgâni-
ca, a produção de sulfetos pode ser representada pelas equações:
(7.4)
(7.5)
A distribuição dessas espécies como lima função do pH é apresentada na figura
7.1. Desta figura, pode-se concluir que as formas predominantes de sulfeto encon-
tradas no esgoto sanitário, cujo pH fica normalmente entre 6,5 e 7,5 são H2S
(aquoso) e HS,
SO} + matéria orgânica buctériasuncróbiu,) S2- + H20 + COz (7.1)
80
E 60
~rn
ro
c
ê
~ 40
20
(7.2)
Em casos especiais, em que as bactérias contêm a enzima hidrogenase, a rea-
ção que se segue, que também é importante na corrosão de tubos de ferro, pode,
OCOITer:
8
pH
Figura 7.1- Distribuição das espécies de sulfcio em função do pl-l. Fonte: Bowker ct aI.. 1989.
6 10 11
É importante considerar que, se parte do H~S dissolvido escapa para a atmosfe-
ra, o H2S dissolvido restante será dividido entre HzS e HS' na mesma proporção
anterior, uma vez que o equilíbrio se restabelece quase que instantaneamente.
Das formas de sulfeto referidas, apenas o H2S é liberado da fase líquida e é o
causador dos problemas de odor e corrosão.
A presença de metais no esgoto pode resultar na reação destes com o sulfeto,
formando um sal insolúvel, que precipita. Portanto, a porcentagem de sulfetos
dissolvidos em um esgoto, varia com o pH e com a quantidade de metais presentes.
O percentual de sulfetos dissolvidos em relação ao total de sulfetos em esgoto
sanitário, normalmente varia na faixa de 70% a 90% (Bowker et al., 1989).
(7.3)
Considerando que o esgoto doméstico contém bactérias capazes de completar
essas reações, bem como matéria orgânica e quantidades variáveis de íon sulfato, o
potencial para a produção de sulfetos de hidrogênio sempre existe.
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226 COLETA E TRANSPORTE Di: ESGOTO SANiTÁRiO
7.2.3. Propriedades físico-químicas do H2S
De acordo com Bowker et aI. (1989), o H"S é um gás incolor, com odor de ovo
podre e levemente mais pesado que o ar. A exposição humana a pequenas concen-
trações de H2S no ar.pode causar dores de cabeça, náuseas e irritaçào nos olhos.
Maiores concentrações de H"S podem causar paralisia do sistema respiratório, re-
sultando em desmaios e possivelmente morte. Concentrações de 0,2% no ar é fatal
a seres humanos após exposição por poucos minutos. O gás H2S é explosivo a
concentrações de 4,3 a 45,5% no ar.
O gás sulfídrico é moderadamente solúvel em água e sua solubilidade decresce
com a temperatura (2945 mg/f:' a 28"C e 41 50 mglC a 15u
C).
7.2.4. Processo de formação de sulfetos na coleta e transporte de esgoto
sanitário
As bactérias redutoras de sul fato a sul feto podem ocorrer apenas em ambiente
anaeróbio, e normalmente se desenvolvem na camada de limo subrnersa que se
forma nas paredes dos condutos de esgoto. Esta camada de limo é mostrada na
figura 7.2, considerando o esgoto com 0.0. (oxigênio dissolvido) de cerca de I mg/r,
e na figura 7.3, o esgoto com 0.0.=0.
A espessura da camada de limo varia normalmente de 1,0 a 1,5 mm, dependen-
do da velocidade de escoamento dos esgotos. Quando a velocidade é muito baixa,
as camadas de limo podem atingir e mesmo ultrapassar 3 mrn. A presença de muita
areia ou materiais abrasivos e velocidades mais altas, pode evitar a formação dessa
camada.
A presença de areia no esgoto, fluindo com baixas velocidades (e baixa tensão
de arraste) mesmo nas horas de pico, permitirá a deposição de areia nos condutos,
formando depósitos que reterão também matéria orgânica, se tornarão anaeróbios,
com desenvolvimento de bactérias anaeróbias, resultando em condições adequadas
para a geração de sulfetos,
A camada de limo normalmente contém uma população heterogênea de micror-
ganismos. A espessura da camada anaeróbia inerte aumenta gradualmente e, perio-
dicamente, uma porção se desprende da parede do conduto. Sulfato (SO}·), matéria
orgânica e nutrientes são transferidos por difusão para dentro da camada anaeróbia
e o sulfeto produzido dentro desta camada se transfere para fora dela. também por
difusão. Se existir uma camada aeróbia de limo, em vista da presença de 00 no
líquido (Figura 7.2), o sulfeto deixando a camada anaeróbia será oxidado e não
chegará ao líquido. Por outro lado, quando se tem o 0.0=0 (Figura 7.3), o sulfeto
que deixa a camada anaeróbia é incorporado ao fluxo de esgoto.
CORROSÃO E ODOR EM SiSTEMAS DE ESGOTO 227
AR
ESGOTO
OXIG~NIO DISSOLVIDO >1 mg/l
SULFETO DISSOLVIDO NULO OU TRAÇO
Figura 7.2 - Redução de sulfato em condutos de esgoto com oxigêniosuficiente para prevenir o
transporte do sulfcto para o liquido
AR
ESGOTO
OXtGENIQ DISSOLVIDO = o
PRESENÇA DE SULFETO DISSOLVIDO
Figura 7.3 - Redução de sulfato e transporte do sullcto produzido para a corrente líquida.

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CORRosAO E ODOR EM SISTEMAS DE ESGOTO 229228 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITARIO
7.2.5. formação onde na realidade não ocorre e que, por outro lado, para grandes vazões
a fórmula pode não indicar a formação quando na verdade é observada a ocorrên-
era.
Richardson (appud Takahashi, 1988) recomenda a sua utilização para uma
faixa de vazões compreendidas entre 3 e 2.000 Ns.
Para Takahashi (1983), caso a fórmula Z preveja condições de intensa forma-
ção de sul fetos, então o problema dever ser estudado com equações mais detalha-
das para melhor conhecimento das possibilidades de sua ocorrência, para servirem
de subsídios na decisão de adoção de medidas preventivas.
Previsão de ocorrência de sulfetos em tubulações de esgoto.
Diversos modelos têm sido propostos para a previsão de sul feto e dentro todos
o mais citado é a fórmula Z desenvolvida por Pomeroy (appud Takahashi, 1983) a
partir de uma equação proposta por Davy, quese segue.
(7.6)
onde: Z = indicador de tendência para a ocorrência de sul fetos, mg. SI'31 e.pé;
DBOE = DBO . l,oi
T
•
20
) = DBO efetiva, mglf;'
DBO = demanda bioquímica de oxigênio a 20"C e cinco dias, mg/r;
T = temperatura, "C
[ = declividade da tubulação, mim;
Q - d . ,{= vazao e esgoto. pes /s;
p = perímetro molhado, pé;
b = largura da superfície do líquido, pé.
7.3. CORRosAo CAUSADA POR SULFETO DE HIDROGÊNIO
7.3.1. O processo de corrosão por sulfeto de hidrogênio.
o sulfeto de hidrogênio presente na fase líquida escapa para a atmosfera local,
em quantidade que depende da sua concentração no líquido. O H~Sé então transfe-
rido da atmosfera local para as paredes do conduto, acima da superfície líquida,
que são normalmente úmidas devido ao líquido ai condensado. O sul feto de hidro-
gênio retido nessa umidade é cntã() convertidoa ácido sulfúrico por bactérias aeróbias
de gênero Thiobacillus, conforme segue:
As condições prováveis para a geração de sul fetos são apresentadas na tabela 7.1.
Tabela 7.1 - Condições para a geração de sullctos segundo a fórmula Z de Porncroy e Davy
S 20
bactérias H SO
H2 + 2 ) 2 4 (7.7)
Valores de Z (mg.s
l/
.
1
/f.pé) Condições a serem observadas
Z < 5.000
5.000 s Z :s; 10.000
Z> 10.000
sul feto é raramente gerado
condição marginal para a geração de sul feto
comum a geração de sulfeto
Esta reação é normalmente limitada pela umidade e pela presença de oxigênio,
uma vez que espécies de Thiobacillus como r concretivorus, permanecem ativas
em solução contendo até 7% de ácido sulfúrico (Metcalf & Eddy - 1981).
A figura 7.4 ilustra o processo de formação de H2S04.
O ácido sulfúrico reage com o cimento dos condutos de concreto (em tubos de
ferro de sistemas de esgoto o processo é similar), formando uma pasta que fica
fracamente ligada aos agregados inertes do concreto, 'que se espalha por toda a
superficie do conduto acima do nível do líquido. Esta pasta se desprende das pare-
des do conduto, por seu próprio peso, ou é arrastado pelo líquido quando seu nível
sobe.
A taxa de corrosão depende da circulação de ar, da quantidade de condensado,
da taxa de produção e quantidade produzida de H2S no esgoto e de outros fatores
locais. Estes aspectos são apresentados em detalhes em Metcalf & Eddy (1981) e
outras publicações específicas sobre o tema, em parte apresentadas nas referências
bibliográficas deste capítulo ..
De modo geral. as maiores taxas de corrosão ocorrem na parte superior e nas
proximidades da superfície líquida dos condutos, conforme ilustrado na Figura 7.5.
FOI/te: Takuh ashi (/988)
O valor de Z a ser utilizado no projeto das tubulações de esgoto, para se previnir
quanto à geração de sulfetos, tem sido apresentado por diversos autores, podendo-
se destacar aqueles citados por Takahashi (1988)
• Paintal - sugere o valor de 7.500.
• Ludwig e Almeida - sugerem que pode ser utilizado o valor de 10.000 para
vazões até Im,lls e para vazões maiores o valor de 6.100.
• Takahashi - sugere o valor de 7.500.
Segundo Pomeroy (1977) a fórmula Z tem sido bem sucedida na previsão de
formação de sulfeto, mas alerta que para pequenas vazões ela pode indicar ~ ~l!il
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LOCALIZAÇÃO DAS BACTERIAS
OXIDANTES DE H
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Figura 7.4 - Corrosão de tubo de esgoto causado por sulfcto de hidrogênio.
PAREDE INTERNA ORIGINAL DO TUBO
Figura 7.5 - Representação csqucrnáiica de desenvolvimento típico de corrosão em tubo de concreto
armado.
CORROSÃO E ODOR EM SISTEMAS DE ESGOTO 23 I
7.3.2. Controle de corrosão por sulfeto de hidrogênio
Para o controle da corrosão por H2S, o ideal é não permitir a sua formação, ou
quando não possível, minirnizá-la.
As NBR 9649 de 1986 - Projeto de Redes Coletoras de Esgoto Sanitário e NB
- 568 de 1989 - Projeto de Interceptores de Esgoto Sanitário, ao imporem os
valores mínimos da tensão de arraste de 1,0 Pa e 1,5 Pa respectivamente, visam
evitar a formação de depósitos de material sólido nas tubulações e minirnizar a
formação do limo biológico nas paredes das tubulações, evitando, ou minimizando
a geração de sulfetos no sistema de coleta e transporte de esgoto. O valor maior de
tensão trativa mínima (1,5 Pa) para interceptores representa maior segurança e se
justifica, por serem as suas tubulações de concreto, que são sujeitas à corrosão por
HS
Quando existem' condições para a formação do H,S nos condutos de esgoto, as
alternativas mais recomendadas são aquela capazes de inibir a formação de sulfetos,
seja pela aeração ou aplicação de oxigênio p~lro,de modo a evitar a anaerobiose,
seja pela aplicação de produtos químicos oxidantes como cloro ou peróxido de
hidrogênio, ou ainda pelo fornecimento de uma fonte alternativa de oxigênio combi-
nado, para .as bactérias. como a adição de nitrato de sódioou nitrato de amônio,
este último utilizado com sucesso na cidade de Santos, sr.
Essas alternativas para se inibir a formação do H2S estão apresentadas em
detalhes em algumas das referências bibliográficas apresentadas neste capítulo, des-
tacando-se USEPA (1974), Bowker et aI. (1989): e Takahashi (19R3).
A limpeza periódica de trechos críticos também é uma medida que pode contri-
buir para a minimização da produção de H2S no esgoto sanitário.
Tendo em vista que nos sistemas de coleta e transporte de esgoto os cuidados
tomados na fase de projeto e mesmo as medidas complementares para controle da
produção de H,S não garantem a sua total eliminação, a escolha adequada de
materiais para a construção dos condutos de esgoto sanitário é de grande importân-
cia.
Considerações sobre os tubos e materiais mais usuais em sistemas de esgoto
sanitário, com relação à corrosão por sulfeto de hidrogênio, apresentados por
TAKAHASH I (1988) são a seguir apresentadas:
TUBOS CERÂMICaS
Os tubos cerâmicos oferecem as melhores condições de resistência aos agentes
corrosivos comuns no sistema de esgoto, inclusive ao ácido sulfúrico e a altas
temperaturas. Entretanto são limitados em diâmetro - no Brasil fabrica-se até 450
mrn com juntas flexíveis.

232 COLETA E TRANSPORTE DE L:SGOTO SANITARIO
Ultimamente a vitrificação tem sido dispensada, estando inclusive prevista em
Norma da ABNT. NBR 5645 de 1983 "Tubo cerârnico para canalizações -
Especificação". Nos tubos não vitrificados, a norma exige menor valor no ensaio de
absorção de água. Como as bibliografias consultadas sempre exaltam as qualidades
dos tubos cerâmicos vitrificados, há necessidade de se acompanhar o comporta-
mento desses tubos não vitrificados. .
TUBOS DE CONCRETO
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Tubos de concreto para esgoto são especificados em Norma da ABNT em
diâmetro que variam de 200 a 1000 111mpara concreto simples (N BR 8889 de
1985) com as classes S-I e S-2 e para concreto armado (N BR 8890 de 1985) com
as classes A-2 e A-3 para diâmetros de 400 a 2000 rnm.
Cabe aqui uma observação em relação aos tubos de concreto para águas plu-
viais. Para águas pluviais há normas para o concreto simples com as classes C-I e
C-2 e para o concreto armado com as classes CA-I, CA-2 e CA-3. Estes tubos não
são adequados para esgoto sanitário.
As normas referentes a tubos de concreto para esgoto trazem rigor maior nos
itens relativos à permeabilidade e à absorção de água, além de limitar o teor de
aluminato tricálcico a 8'Yo eespeci ficar as juntas flexíveis.
Para diâmetros maiores que IOOOI11I11,OScondutos de esgoto podem ser molda-
dos no local ou construí dos com os métodos não destrutivos, conhecidos por
"SHIELD".
Para diâmetros maiores que 500 111mos tubos de concreto são praticamente os
únicos materiais utilizados no Brasil para esgoto. Como já foi visto anteriormente, o
inconveniente do uso de tubos de concreto para conduzir esgoto é o fato de o
cimento ser passível ao ataque do ácido sulfúrico.
A adoção da camada de sacrificio para condutos de concreto, inclusive utilizan-
do agregado calcário para o aumento de alcalinidade, baseia-se no fato de a corro-
são se dar de forma uniforme entre o cimento e o agregado. O agregado, serviria
também para neutralizar o ácido sulfúrico formado, não deixando só por conta do
ataque ao cimento. Isso retardaria o avanço da corrosão.
Uma outra maneira de prolongar a vida útil dos condutos é a adoção de cimento
que seja mais resistente ao ataque do H2S04 e de medidas que diminuam a porosidade
do concreto. A utilização de cimento Portland de escória de alto fomo ou cimento
pozolânico aumenta a resistência ao ácido sulfúrico. A diminuição de porosidade
pode ser conseguida aumentando convenientemente o consumo de cimento e limi-
tando o fator água-cimento.
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TUBOS DE PVC
.~o ponto de vista de resistência ao ataque de ácido sulfúrico, o PVC (cloreto de
polivinila) atende aos requisitos, nas concentrações encontradas nos coletores de
esgoto.
TUBOS DE fERRO fUNDIDO
O ferro fundido é largamente utilizado em linhas de recalque e, mesmo em
condutos por gravidade, em travessias de ferrovias e córregos, onde ocorrem altas
cargas externas a pequena profundidade, em si fões invertidos ou sobre pilaretes.
Em contato ?ireto. com o sul feto, o ferro fundido está sujeito à grafitização,
quando os cnstais de ferro são dissolvidos para formar sul feto de ferro, deixando
uma massa porosa.
.A pior cOI~dição de corrosão interna ocorre quando o tubo está parcialmente
cheio, pOIS, alem do ataque de sul feto, pode haver o ataque de ácido sulfúrico na
parte não submersa.
Caso o tubo de ferro fundido seja revestido de arzamassa de cimento e areiab ,
enquanto houver o revestimento nada sofrerá se estiver sempre subrnerso.
Sendo uma tubulação metálica, além dos ataque vistos, há a necessidade de se
verificar as condições de corrosão eletrolitica, principalmente se houver alguma
corrente de fuga, por exemplo em travessia de estrada de ferro.
TUBOS DEAÇO
Tem a utilização para altas pressões internas. São pouco utilizados para o esgoto.
Valem as observações relativas aos tubos de ferro fundido. Merecem maior
atenção as corrosões eletroquimica e eletrolítica.
JUNTAS
Um item que merece atenção especial é o referente às juntas, principalmente
quando há utilização de juntas flexíveis. O assentamento de tubos cerâmicos é
executado tradicionalmente com juntas de material betuminoso. A SABESP tem
feito experiências no interior do Estado de São Paulo com juntas rígidas de cimento
e areia, com vantagens em ralação ao custo, à produtividade, à facilidade de execu-
ção e aos resultados obtido em relação à junta de material betuminoso.
Ultimamente alguns fabricantes de tubos cerâmicos têm dado maior atenção
também às juntas flexíveis de borracha.
Os tubos de concreto, PVC e ferro fundido, além de alguns métodos construti-
vos não destrutivos (Shield), são atualmente assentados com as juntas flexíveis

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feitas de vários tipos de elastômeros, comumenre chamados de borracha. A escolha
de elastôrnero mais adequados para cada caso deveria receber maior atenção, em
face da grande variedade existente no mercado. Há necessidade de especificar o
tipo de elastômero, considerando as características dos esgotos, principalmente em
regiôes industrializadas. Em alguns casos, pode se estar utilizando o tipo inadequa-
do para um efluente específico, ou ainda especificando um produto onde não have-
ria necessidade.
Do ponto de vista de resistência química, o neoprene é o elastômero mais
resistente às substâncias que podem ser encontradas no esgoto. Todavia, nem sem-
pre o seu uso é necessário.
ESTRUTURAS
As estruturas encontradas nos sistemas de esgoto sanitário são principalmente
os poços de visita e as casas de bomba.
Como ambos são feitos normalmente de componentes contendo cimento, estão
sujeitos à corrosão.
Do ponto de vista preventivo, a manutenção de condições aeróbias e a boa
ventilação tende a diminuir os efeitosdanosos.
REVESTIMENTOS
O uso de revestimentos é recomendável nas estruturas sujeitas aos efeitos cor-
rosivos.
Experiências durante muitos anos com tentativas e erros com várias pinturas e
revestimentos para tubos de concreto em condições de esgoto séptico têm mostra-
do que o revestimento deve ser perfeito para se ter sucesso.
Não só o revestimento em si deve ser imune ao ataque, mas não deve permitir
a difusão do ácido através da camada atingindo o material subjacente. Isto pode
ocorrer nas juntas ou em pontos com falhas, mesmo efetuados na fábrica. Os
revestimentos normalmente utilizados são à base de resina epóxi, em substituição
aos feitos à base de betume.
As condições de controle de qualidade devem ser as mais rigorosas. Deve ser
dada a atenção ao preparo da superfície. condições de adesão, espessura, resistên-
cia à abrasão e problemas de sol ventes. Estes têm levado à formação de bolhas e
falta de adesão. Atualmente se dispõe de epóxi sem sol vente. A tecnologia existente
produz revestimentos aparentemente perfeitos para tubos, mas somente a experiên-
cia irá mostrar a efetividade em condições de alta corrosividade.
No Brasil, foi feita uma aplicação de revestimentos à base de epóxi em 1973, na
cidade de São Paulo, na recuperação do então chamado Emissário da Vila Leopoldina,
cujas seções variam de 1,60 x 2,40 m a 1,90 x 2,80 m, numa extensão recuperada
de 8 km. Em inspeção feita com televisionamento, após 15 anos notou-se o desta-
camento deste revestimento em alguns pontos.
7.4. ODOR E OUTROS EFEITOS DEVIDOS AOS GASES EM ESGO-
TO SANITÁRIO.
7.4.1. Ocorrência dos gases e odores característicos.
Em sistemas de coleta e transporte de esgoto sanitário, a ocorrência de gases
pode ser decorrente da sua chegada aos condutos de esgoto por vazamentos de gás
natural ou manufaturado, vapores de gasolina, monóxido de carbono; gases prove-
nientes de despejos industriais; ou pela liberação de gases produzidos pelas trans-
formações biológicas que ocorrem no sistema, em que o sulfeto de hidrogênio é o
mais importante deles, e cuja geração já foi anteriormente apresentada.
Dentre os produtos causadores de odor em esgoto sanitário, destacam-se as
aminas com cheiro de peixe. amônia, diaminas com cheiro de carne em decomposi-
ção, mercaptanas com odor de gambá e sulfetos com odor de ovo podre.
Em cidades planas, com escoamento mais lento dos esgotos e várias elevatórias,
é muito comum a produção de H1S nos poços de sucção das elevatórias (Figura 7.6),
normalmente localizadas dentro das zonas urbanizadas. Isto, quando ocorre é uma
fonte imensa de reclamações por parte da população. Na cidade de Santos, sr, no
poço de sucção de uma das elevatórias constatou-se uma geração de 2 mglf de
HcS, o que obrigou a SABESP a tomar medidas para a inibição da produção desse
gás.
7.4.2. Outros efeitos dos gases no esgoto sanitário.
De acordo com Metalf & Eddy (1981), lima das conseqüências da presença de
gases mal cheirosos do esgoto em sistemas de coleta e transporte, é o perigo poten-
cial para os trabalhadores. Alguns dos efeitos que a exposição humana ao sul feto de
hidrogênio pode causar são mostradas na tabela 7.1. A concentração mínima co-
nhecida por causar morte é de 300 ppm; 3.000 ppm é rapidamente fatal. Gases
inodores em sistemas de esgoto também podem ser tóxicos.
Um outro efeito da presença de gases em esgoto sanitário é o perigo de explo-
sões que pode resultar da ignição de gases, como o metano e outros mal cheirosos,
que podem se acumular na atmosfera dos sistemas de esgoto sanitário.

Tabela 7.1 - Efeitos produzidos pela exposição humana ao ar contaminado COI11 várias concentrações
de sultcto de hidrogênio.
Concentração de H2S
na atmosfera do sistema
de esgoto
PPM (em volume)
Tempo e condições de
exposição Efeitos
Exposição prolongada,
trabalho leve
5-1O(algumas pessoas
menos)
pouco ou nenhum
I a 2 horas, trabalho
leve
10-50 (algumas pessoas
menos)
irritações leves nos olhos
e nas vias respiratórias,
dores de cabeça.
6 horas de trabal ho
manual pesado
cerca de 50 cegueira temporária
I hora de trabalho
manual pesado
cerca de 100 limite máximo sem
conseqüências sérias.
FOI/te: Me/cair & Erh~F (1981).
7.4.3. Controle dos gases de esgoto
Basicamente se aplicam aqui os mesmos procedimentos citados para o controle
de sulfetos no sistemas de coleta e transporte de esgoto sanitário, que incluem: o
controle na fonte do lançamento de despejos industriais que possam gerar os gases
indesejáveis no esgoto; projeto adequado dos coletores e interceptores, ventilação e
saída de gases para evitar o seu acumulo no sistema; aeração ou introdução de
oxigênio ou peróxido de hidrogênio ou nitrato, de modo a se ter o oxigênio como
receptor de hidrogênio e se evitar transformações biológicas tipicamente anaeróbias,
como a de geração de sul fetos.
Um exemplo bem sucedido de controle de odor é o caso da cidade de Santos,
em que se observou uma geração de sulfetos no poço de sucção, de uma elevatória,
de cerca de 2 mg/t de H2S, resultando em produção de odores inaceitáveis pela
população. Inicialmente, a aplicação de oxigênio puro foi utilizado com sucesso,
porém, com a produção de nitrato de amônio por uma indústria de fertilizantes,
próximo à cidade de Santos, a custos mais atraentes, foram desenvolvidas pesqui-
sas com esse produto para se controlar a produção de H2S, que apresentaram
resultados positivos (Rossim et al., 1989). Com a utilização de dosador de nível
constante e aplicando-se uma dosagem de 12,5 mg/f de nitrato de amônio ao esgo-
I
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I
I
to afluente ao poço de sucção da elevatória conforme esquema da Figura 7.6,
conseguiu-se eliminar o problema de odores no local.
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ESGOTO AFLUENTE
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CAMADA DE
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Figuru 7.6 _ a) Geração de odor pela produção de su lfcto em poço de sucção;
b) Aplicação de nitrato de amônia para inibir a formação de sul feto em poço de sucção.
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Ainda relativo ao controle de odores na cidade de Santos, a aplicação de 12,5
mg/ fi de nitrato de arnônio ao esgoto, em pontos da rede de coleta e transporte, a
montante de onde ocorria o desenvolvimento de maus odores (devidos aos H2S),
foi adequada para inibir a formação de sul fetos (Rossim, 1989).
REFERÊNCIAS BIBLlOGRÁFrCAS
BOWKER, R.P.G.; SMITH, 1.M.; WEBSTER, N.A. - Odor and Corrosim Control in
Sanitary Sewage Systerns and treatment Plants - Hernisfere Publishing Corp., New
York, 1989.
GASSI, T.M.T.; PROTA, M.G.; MANCUSO, P.C.S.; SANTOS, c.t. & ROSSIM, A.C. ~
Controle de odor em sistemas de esgotos - Revista DAE, 44 - São Paulo, Junho
1984.
METCALF & EDDY, INC. - Wastewater Engincering Collection and of Wastewater -
McGraw-Hill, New York, 1981.
PARCKHURST, J.D.R.D. - Pomeroy and 1. Livingston: Sulfide Occurrence and control
in Sewage Collection Systerns. Repor! to the U.S. Environmental Protection Agency
under Research and Development Grant No. 11010 ENX, 1973.
rOMEROY; R.D. - Sanitary Sewer Design for Hydrogen Sulfide Control, Public Works,
vol. 101, no. 10, 1970.
POMEROY, R.D. & PARKHUST, 1.D. - The Forecasting of Sulfide Buildup Rates in
Sewers Progress in Water Technology, vol. 9, Pergamon Press, New York, 1977.
Process Desing Manual for Sulfide Control in Sanitary Sewerage Systems, U.S.
Environmental Protection Agency, Technology Transfer, Washington, D.C., 1974.
ROSSIM, A.c.: SANTOS, c.i.. SIQUEIRA,.I.E.C. & MANCUSO, P.c. -Aplicação de nitra-
to de arnónio para controle de odor na rede de esgotos de Santos e São Vicente - Anais
do Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária, Belérn, PA - 1989.
TAKAHASHI. A. - Sul fetos em interceptares de esgotos: ocorrência, medidas preventi-
vas e corretivas. Dissertação de mestrado apresentada à Escola Politécnica da USP -
1983.
TAKAHASHI, A. - Controle de formação de sul fetos em sistemas de coleta de esgoto. -
Anais do 13". Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambienta! - Maceió,
Alagoas, 1985.
TAKAHASHI, A. - Durabilidade de interceptores.de esgoto. Anais do 9" Encontro
Nacional da Construção. Instituto de Engenharia - São Paulo, 1988.
THISTLETHWAYTE, D.K.B. - (ed): Control of Sulphides in Sewerage Systems,
Butterworth, Melbourne, Australia, 1972, and Ann Arbor Science Publishers, Ann
Arbor, Mich., 1972.
CAPÍTULO 8
MEDIÇÃO DE VAZÃO DE ESGOTO
Eng". Luiz Carlos Helou (MSc)*
8.1 INTRODUÇÃO
Os escoamentos podem ser classificados em livres e forçados. Os escoamen-
tos livres são regidos pela existência de urna superfície livre em contato com a
pressão atmosférica, enquanto que, os escoamentos forçados caracterizam-se pelo
completo preenchimento da tubulação e pela existência de uma determinada pres-
são.
Os medidores de vazão em condutos forçados são largamente utilizados em
sistemas de abastecimento de água e instalações de recai que (água ou esgoto). A
medição de vazão em condutos forçados é geralmente feita através de um instru-
mento de medida instalado na linha. Alguns exemplos de medidores utilizados em
condutos forçados são: venturis, ultrasônicos (por efeito Dopler e tempo de trânsi-
to), placas de orifício, magnéticos e tubos pitot.
Os medidores de vazão em condutos livres são comuns em sistemas de coleta e
afastamento ele esgotos. descarga de efluenres industriais e em unidades dasEsta-
ções de Tratamento de Esgotos (ETEs). Alguns exemplos de medidores para con-
dutos livres são: vertedores (retangulares, triangulares, circulares, Sutro etc), calhas
(Parsha 1, PaI mer Bowlus etc), magnéticos e ul trasôn icos.
O objetivo deste capítulo é fornecer ao leitor, as características e os princípios
de funcionamento dos tipos mais comuns de medidores de vazões, em condutos
livres e forçados, utilizados em sistemas de esgotos. Para o aprofundarnento dos
conceitos envolvidos no equacionamento apresentado, recomenda-se, consulta à
bibliografia relacionada ao final deste capítulo.
8.2. MEDIDORES DE VAZÃO EM CONDUTOS LIVRES
8.2.1. Vertedores
Vertedores são estruturas hidráulicas simples, econômicas e provavelmente as
(*) Chefe da Divisão de Engenharia de Operação da SABES/'

240 COLETJ E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITtRIO
mais utilizadas para medições em condutos livres. Um vertedor é basicamente uma
obstrução construida na seção transversal de um canal, sobre a qual se tem o
escoamento. Os mais comuns são o retangular, triangular e trapezoidal ou Cipolleti.
Cada tipo de vertedor está associado a uma equação que estabelece uma relação
entre o nível de montante e a vazão. Alguns cuidados devem ser tomados em
relação à posição que se efetua a medida de nível. O esquema geral é apresentado
na figura 8. I.
mínima
da crista
2-3 H 3 a 4 H
Medição de nível
K K
I I K~3mlll
Figura 8.1 - Esquema geral de um vcrtcdor de soleira delgada.
Os componentes de um vertedor, apresentados na figura 8.1, são:
• crista do vertedor: é a borda superior por onde passa o líquido;
• carga hidráulica: é a altura do líquido acima da crista. sem considerar a
interferência do escoamento sobre o vertcdor;
• lâmina: é a corrente de água que aflui do vertedor;
• ventilação: composta de tubulação que permite que a face interior da lâmina
esteja sujeita à pressão atmosférica. A ausência da ventilação em vertedores
sem contração lateral, pode causar contração da veia líquida por formação de
pressões negativas, causando erros de medição;
M EOIÇAo DE v JzAo DE ESGOTO 241
• canal de jusante: por onde escoam as vazões efluentes do vertedor. O nível
do escoamento neste canal deve estar sempre abaixo da cota da soleira do
vertedor, de forma a assegurar o escoamento livre ela lâmina. Caso contrário,
haverá interferência na medição, pois a lâmina estará submersa,
8.2.1.1 Classificação dos vertedores
Os vertedorcs podem ser classificados de acordo com vários critérios, os mais
comuns são:
a) forma: retangulares, triangulares, trapezoidais etc.
=
(a) (b)
figura 8.2 - Vcricdor retangular (a). triangular (b) c irapczoidal (Cipollcni) (e).
(c)
~ .•
b) Soleira: espessa, curta ou delgada. Nos vertedores de parede delgada, a veia
líquida não se adapta à soleira, motivo pelo qual não serve de guia à lâmina.
Já nos de parede espessa, a espessura é suficiente para que se estabeleça o
paralelismo dos filetes no escoamento.
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' ..•...•• _---------
.............. ,
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.•... , ' .
(a)
Figura 8.3 - Vcrtcdorcs de soleira delgada (a) e soleira espessa (b).
b)
French (1987). define vertedor de soleira espessa, como aqueles em que a
distribuição depressões é hidrostática e os filetes paralelos, ou seja; aqueles para os
quais vale a equação 8.1.
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242 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITARIO
?
H+~
0,08:0; ~:o; 0,33
L
(8.1 )
onde: H = carga hidráulica sobre a soleira do vertedor, m;
L = comprimento da soleira na direção do escoamento, 111;
?
v-
= termo cinético do escoamento, 111.
2g
o limite inferior da equação. representa o valor a partir do qual pode-se despre-
zar as perdas de carga pela passagem do escoamento sobre o vertedor. Abaixo
deste limite, o escoamento é subcritico, e o vertedor não pode ser utilizado para
medição de vazões. Para valores maiores que 0,33, não é mais possível considerar
as pressões como sendo hidrostáticas no centro do vertedor.
Os vertedores de soleira delgada são, ainda de acordo com a classificação de
French, aqueles para os quais tem-se:
(8.2)
Lencastre (1983) define como de soleira curta, os vertedores que, não sendo
suficientemente espessos para o estabelecimento de filetes paralelos e pressões
hidrostáticas, também não têm arestas vivas o suficiente para que haja o desco-
lamento da lâmina, Este tipo de vertedor, de acordo com a classificação de French,
é aquele em que:
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v-
1-1+--
0,33:O;~:O; i.s« 1,8
L
(8.3)
Para valores maiores que 1,5, a lâmina pode separar-se da crista e criar um
escoamento instável.
c) Condição de aproximação: sem contração lateral, com uma ou duas con-
trações
MEDiÇÃO DE VAZÃO DE lSGOTO 243
(a) (b) (c)
Figura 8.4 - Vcrtcdorcs sem contração lateral (a). com uma contração (b), com duas contrações (c)
8.2.1.2. Vertcdores de soleira espessa
Do ponto de vista construtivo, este tipo de vertedor é bastante simples de ser
executado, constituindo-se, apenas, em um obstáculo colocado no fundo do canal.
Boussinesq (1883) foi o primeiro pesquisador a deduzir analiticamente a fór-
mula da vazão para este tipo de vertedor. Assumiu as seguintes hipóteses:
• contração verticai completa, o que exige p > 3H;
• vertedor de largura indefinida;
• filetes sobre a soleira retilíneos e paralelos;
• distribuição hidrostática de pressões.
'I,.-.,:>
~-- -
.......................
H
p
Figura 8.5 - Vcrtcdor de soleira espessa
Utilizando-se a equação de Bemoulli e o princípio da vazão máxima, obtém-se
a expressão geral, teórica, para vertedores de soleira espessa.
(8.4)
onde: Q = vazão, mJ/s;
1-1= carga, m;
g = aceleração da gravidade, m/s';
L = largura do vertedor, ni.

244 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITARIO MlDlÇAO DE VAZÃO DElSGOTO 245
8.2.1.3. Vertedores de soleira delgadaEstas hipóteses são simplificações dos escoamentos existentes, em casos reais.
Experiências realizadas por Bazin, indicaram uma variação no coeficiente de vazão,
dependendo da carga e da largura do vertedor, conforme pode ser visto na tabela
8.1.
Boussinesq também deduziu a fórmula teórica para vertedores retangulares de
soleira delgada. utilizando-se o princípio da vazão máxima e com base nas seguintes
hipóteses: .
Tabela 8.1 - Variação do coeficiente de vazão. em função da largura e carga hidráulica. para vcrtcdor
de soleira espessa. • filetes concêntricos em relação ao centro O (ver figura 8.6);
• vertedor sem contração lateral.
Largura da soleira (rn) Carga hidráulica H (m) Coeficiente de vazão (m)
H
0,8
2,0
0,15 a 0,40
0,15 a 0,40
0,3 7 a 0,39
0,345 a 0,373
p
Experiências real izadas pela Universidade de Cornell. sugerem coeficientes de
vazão variando entre 0.32 e 0.34. Na prática. entretanto. adora-se um coeficiente
único de 0.35, resultando na equação 8.5.
Figul'" 8.6 - Vcricdor retangular de soleira delgada.
Q = 0.35LH"2 J2g (em unidades SI) (8.5)
Com as hipóteses adoradas. obtém-se a equação X.8.
French (1987) recomenda que as relações entre as dimensões características.
devem estar compreendidos entre os limites definidos na relação 8.6.
(em unidades SI) (8.8.)Q =CLH~
H
0,08 ~ - ~ 0.33
L
H
--~0.35
H+p
c (8.6) sendo:
Nestes intervalos, o coeficiente de descarga pode ser considerado constante,
resultando na equação 8.7, onde tem-se a relação carga hidráulica e vazão.
(8.9)
3
Q = 0.326LH"2 J2g (8.7)
onde: J.1 =coeficiente de vazão. com um valor determinado experimentalmente
de 0,63;
g =aceleracão da gravidade.
(em unidades SI)
As diferenças entre os coeficientes de vazão, resultam das simplificações adoradas
e podem ser corrigidas através do coeficiente de velocidade, que é função da área
de escoamento sobre o vertedor, da área de escoamento a montante e do próprio
coeficiente de descarga.
Os vertedores de soleira espessa podem assumir outras formas de seção trans-
versal, tais como: triangular, circular, trapezoidal, parabólica etc. O equacionamento
destas formas, podem ser encontrados na referência bibliográfica, French (1987).
Assim, como nas expressões para os vertedores de soleira espessa, as simplifi-
cações adotadas por Boussinesq, conduzem a valores aproximados das vazões nas
instalações existentes. Experiências empíricas, fornecem diversas expressões para o
cálculo do coeficiente C que melhor ajustam aos resultados experimentais, desta-
cando-se as seguintes; apresentadas no sistema internacional (SI).
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246 COLETA E TRANSPORTE DL ESGOTO S,NITARIO
a) Fórmula de Bazin
(8.11 )
com H;::: 0,05 m.
b) Fórmula de Rehbock
c = ~ [0,605 + I + O,08H lJ2i
3 10501-1-3 P J (8.12)
c) Fórmula de Francis
c = UDS[I +0,26(~J2]
H +p
d) Fórmula da Sociedade Suíça de Engenheiros e Arquitetos (SI AS) (1947)
[ í 2]I H
C = 0,41 I -1- I + 0,5 -- 2g
( I000 H + 1,60) . H -I- p) .j2g (S.13)
Para vertedores com contração lateral, em que a largura do vertedor (fl.) é
menor que a largura do canal (L), utiliza-se a correção de Francis, que leva em
consideração que cada contração reduz o comprimento em 10% da carga (H).
Neste caso, o comprimento efetivo «clCli',.) será:
a) para uma contração lateral
I'dCli'''= t- O, I H
b) para duas contrações laterais
(!ereli',,= (i- 0,2 H
Para a determinação de vazão, podem ser utilizadas as equações citadas anterior-
mente com (Ieli,,",
MEDIÇÃO DE V /ZÀO DE ESGOTO 247
• Determinação da vazão l/e ar parti ventilação
Howe (1955) propõe a expressão (8.14) para a determinação da vazão de ar
necessária para que não haja depressão da lâmina.
3
q,",= 0,1 *q[~J2Yp
(S.14)
onde: q = vazão por metro de soleira, m)/m/s;
H = carga hidráulica, m;
Yp = é dado pela expressão (S.15). onde I'::,.zé altura da crista do vertedor
em relação ao canal de jusante, 111.
Y 1 = I'::,.z(q2 JO'22
I gl'::,.z (S.15)
• Disposições construtivas
Recomenda-se, para vertedores retangulares largura mínima de 0,30 m. Para
dimensões menores, as medições realizadas com vcrtedores triangulares são bem
mais precisas. Na prática, são comuns os vertedores de até 3m de largura, entretan-
to, a partir de 2 m de largura, as condicionantes para o emprego desta forma de
medição são de ordem econômica.
Os vertedores com contração lateral, apresentam a vantagem de não necessita-
rem da ventilação, pois a própria contração lateral permite a ventilação da face
interna da lâmina, desde que, a distância ao lado do canal seja, no mínimo, O dobro
da carga máxima esperada.
]-]IlIó1'
Figura 8.7 "Co'ndicionantes geométricas para vcrtcdor retangular com dupla contração lateral

i'vIEDIÇAo DE v/zAo DE ESGOTO 249248 COLI.:TI E TRANSPORTE DE I.:SGOTO Sii'!ITÁRIO
A espessura da crista do vertedor deve estar compreendida entre 3 e 6 rum,
devendo ter uma borda reta ou ser chanfrada para jusante, sendo que, neste caso, a
espessura da borda reta deverá ser menor (ver figura 8.1). Contudo. deve ser
evitada a forma afilada de crista (chanfrada de ambos os lados) pois é de difícil
manutenção. A borda reta a montante é imprescindível.já que cantos arredondados
provocam uma redução na carga hidráulica, alterando assim as medições.
As paredes do vertedor devem ser verticais, lisas e perpendiculares ao eixo do
canal. O contato entre as paredes do canal e o vcrtedor deve ser completamente
estanque, evitando-se assim. as fugas de vazões.
O canal de aproximação deve ter um comprimento mínimo de 20 vezes a carga
máxima e dec1ividade baixa ou nula. Sua seção transversal deve ser, no mínimo,
oito vezes a da lâmina no ponto logo a jusante da crista. de forma a minimizar as
velocidades de aproximação.
/. medição de nível deve estar distante da crista. em pclo menos, três vezes a
carga máxima esperada a montante,
(em unidades SI) (8.16)
A equação (8.16) deve ser corrigidaatravés de um coeficiente de descarga C,
apresentado na figura 8.9.
Coeficiente C de correção para vertedores triangulares
8.2.1.4. Vertedores triangulares
0.596
0.594
0.592
0.590
0.588
C
0.586
0.584 ,..
0.582
0.580
0.578
0.576
20 100
Este tipo de vertedor apresenta uma seção em forma de triângulo. O ângulo
central (a) do vertedor mais comum é o de 90". sendo uimbém utilizados ângulos de
22" 30' . 30", 45°, 60" e 120". Este tipo de vertedor é muito empregado em medi-
ções de vazões menores que 30 Us, já que sua precisão é bastante grande para
estas vazões, porém, mesmo para vazões superiores a 300 fls, ainda apresenta
aproximações razoáveis.
30 40 50 60 70 80 90
ângulo em graus
Figura H.9 - Valores do coeficiente de descarga C em íunçâo do ângulo a. Fonte: l.encastrc (/983).
a
)
,8 a'c.
Q=C-tu(- H2 ~
15 '" 2 "Lg (8. I 7)
II
Além disso, de acordo com 80S (1976), a carga (H) deve ser substituída pela
carga efetiva dada pela equação (8. I8). Nessa equação, K, foi obtido experimental-
mente em função do ângulo a, e pode ser obtido através do gráfico da figura 8. 10.
He= H + K" (8.18)
Figu ra 8.8 - Esquema do vcncdor triangular
Para os vertedores mais comuns com ângulo de 90" é muito utilizada a fórmula
de Thompsorn, que para unidades do Sistema Internacional (SI) é dada por:
A equação teórica que representa a vazão em função da carga foi deduzida por
Francis, em 1883. e é dada por:
Q = 1,42H2 (8.19)
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Parâmetro de correção da carga (Kh)
3 r··· ..···..···..···· ····························..·· ; , , ,
2
o : ~ . ~ . ~. . ..~ .__ .. ---.1
O W ~ ~ ~ 100 1W
Ãngulo em graus
Figura 8.10 - Valores de K" em função do ângulo fi do vcricdor. FOI//e: l.encnstrc (/983).
Pesquisas mais recentes apontam a equação abaixo como sendo mais apropria-
da que a de Thompsom:
Q =1.38H 2
(8.20)
• Disposições construtivas
Existem alguns problemas relacionados a ângulos muito fechados, dentre os
quais pode-se citar a di ficuldade de se produzir a geometria exata do vértice e o
efeito de capilaridade, que pode restringir a utilização do vertedor a cargas altas.
Assim como os vertedores retangulares, a distância mínima das paredes do
canal a qualquer extremidade do vertedor deve ser o dobro da carga hidráulica
máxima.
Recomenda-se que a carga mínima sobre o vertedor seja de 6 mrn para se
evitar a aderência da lâmina à crista do vertedor. A carga máxima também deve ser
limitada a cerca de 0,6 m para assegurar a precisão das medições. A tabela 8.2
indica as diversas vazões máximas e mínimas para os vertedores mais comuns,
considerando-se as restrições acima.
MEDiÇÃO DE '!.,IZÀO DE ESGOTO 251
Tabela 8.2. V~zões máximas e minirnas para vcncdorcs triangulares com diferentes ângulos do
vcrucc
Angulo Vazão mínima (Us) Vazão máxima (Pís)
n" 30' 0,242 76 "
30" 0"19 ,-,_L 104
45" 0,504 159
60" 0.703 222
90° 1,22 385
120" 2,11 667
FOJ/le: Lencastre, 1983
8.2.1.5 Vertedor Trapezoidal (Cipolletti)
Os vertedores trapezoidais têm em geral a forma de um trapézio isósceles com
a base menor na parte inferior. O tipo mais utilizado é o chamado vertedor CipolIetti
que apresenta inclinação dos lados de I(H):4(V),Neste tipo de vertedor a inclinação
dos lados apresenta a vantagem de compensar a contração lateral do vertedor re-
tangular de mesma largura. Nestas condições pode ser utilizado o mesmo
equacionamento empregado para vertedores retangulares dado por:
3
Q =CLH2 (8.21 )
com:
(8.22)
_ e o coeficiente ~t pode ser adotado como sendo 0,63, para os limites de aplica-
çao deste upo de vertedor.
Os limites de aplicação do vertedor CipolIetti são os mesmos indicados para o
vertedor triangular, ou seja carga entre 0,06 e 0,60 m, A tabela 8.3 indica as vazões
máximas e mínimas para vertedores Cipolletti de vários comprimentos de crista
(L)

I',
4
~
rn..~---+l---+l2H",. x
L ~
Figul"U 8.11 - Vcrtcdor trapczoidnl tipo Cipollcui
Tabela 1l.3 - Vazões máximas e mínimas para vertedores Cipolletti com diferentes com-
primentos da crista
0,3
.004
0,5
0.6
0,8
1,0
1.5
2,0
3.0
8,20
10,9
13,7
16,4
21,9
27.3
41.0
54,6
82,0
32,4
66,5
116
183
37ô
657
1810
3720
10.200
Follfe: Graiu & DIIII'.wJ/I. 19<)5
8.2.1.6. Vertedor Sutro ou proporcional
Neste tipo de vertedor a forma da seção é tal que a vazão é diretamente propor-
cional à carga hidráulica.
A equação da curva deste tipo de vertedor é dada por:
x ( 2 -.I[ R'))'L= l-;t
g
fb'. (8.23)
MEDIÇÃO DE VAZÃO DE ESGOTO 253
e a equação do vertedor é:
Q = ~ L(H - b)J2gb (8.24)
I·
I
jI
z'
!I
b
L
Figura 8.12 - Forma do vertedor tipo Sutro Simétrico
Tabela 8.4 - Valores de xlL e z' /b para vertedor Sutro simétrico
z'!b xlL z'!b xlL z'!b xlL z'!b xlL
0,1 0,805 0,8 0,536 6,0 0,247 16 0,156
0,2 0,732 0,9 0,517 7,0 0,230 18 0,147
0,3 0,681 1,0 0,500 8,0 0,216 20 0,140
0,4 0,641 2,0 0,392 9,0 0,205 25 0,126
0,5 0,608 3,0 0,333 10 0,195 30 0,115
0,6 0,580 4,0 0,295 12 0,179
0,7 0,556 5,0 0,268 14 0,166
Fonte: Lencastre, 1983
8.2.2 Calhas
8.2.2.1 Introdução
Outra maneira, bastante comum de se medir vazões são as calhas. Constituem-
se em redução de seção do canal, seja por redução da largura e/ou por sobrelevação
do fundo. Geralmente, uma calha é constituída por uma seção restrita de aproxima-
ção (convergente), uma garganta e uma ampliação (seção divergente) de concor-
dância com o canal, conforme é indicado na figura 8.13.
O emprego deste tipo de medidor é indicado em canais onde não é possível a
colocação de vertedores. Com elas é possível medir vazões maiores que as
consegui das com vertedores de mesma largura, apresentando ainda a vantagem de
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garganta Seção
divergente
Figura 8.13 - Configuração geral de calhas
que a perda de carga é menor que a de vertedores Porém, a grande vantagem da
utilização das calhas em sistemas de esgotos é a ausência de obstrução do fluxo e o
fato de ser auto limpante, o que não causa problemas de sedimentação. Apresenta
como desvantagem em relação aos vertedores seu custo relativamente maior.
-.As calhas apresentam algumas restrições construtivas:
• Devem estar localizadas em um trecho retilíneo do canal, sem que hajam
curvas imediatamente a montante.
• O escoamento de aproximação não deve apresentar ondas ou turbulência
acentuada.
8.2.2.2. Calhas Parshall
Os medidores Parshall foram desenvolvidas na década de 20 para utilização em
sistemas de irrigação. Seu uso se expandiu e atualmente é largamente empregado
em medições de vazão em sistemas de esgotos domésticos, industriais e em unida-
des de ETEs. Da mesma forma que para os vertedores, analisados anteriormente,
estabelece-se uma relação entre a carga hidráulica e a vazão.
O dimensionamento é feito, através da norma E2.150 da CETESB - Medidor
Parshall por meio da largura da garganta (W), que fornece a largura nominal da
calha. A ISO 9826 (Intemational Standard - Measurement of liquid flow in open
channels Parshall and Saniri flumes) recomenda a instalação da calha Parshall em
trechos retos de canal de aproximação com declividade constante e comprimento
de 5 a 10 vezes a largura da lâmina d'água na máxima vazão. Recomenda-se,
também, que o trecho de jusante tenha pelo menos 10 vezes a largura da lâmina
para vazão máxima. A figura a seguir apresenta as dimensões normaliza das.
CORTE A-A
A
c
PLANTA
Figura 8.14 - Principais dimensões da Calha Parshall. Fonte: CETESB NORMA E2.150
Tabela 8.5 - Tabela para dimensionamento da Calha Parshall
Ln W A B C D F G M P o., o.,
7 7,6 46,7 45,7 17,8 25,9 15,2 30,5 30,5 76,8 0,8 53,8
15 15,2 62,1 61,0 39,4 39,7 30,5 61,0 30,5 90,2 1,4 110,4
22 22,9 88,0 86,4 38,1 57,5 30,5 45,7 30,5 108,0 2,5 252,0
30 30,5 137,2 134,3 61,0 84,5 61,0 91,4 38,1 149,2 3,1 455,9
45 45,7 144,8 134,3 76,2 102,6 61,0 91,4 38,1 167,6 4,2 696,6
60 61,0 152,4 149,5 91,4 149,9 61,0 91,4 38,1 185,4 11,9 937,3
90 91,5 167,6 164,5 121,9 157,2 61,0 91,4 38,1 222,3· 17,3 1427,2
120 121,9 182,9 179,4 152,4 193,7 61,0 91,4 45,7 271,1 36,8 1922,7
150 152,4 198,1 194,3 182,9 230,2 61,0 91,4 45,7 308,0 45,3 2423,9
180 182,9 213,4 209,2 213,4 266,7 61,0 91,4 45,7 344,2 73,6 2930,8
210 213,4 228,6 224,2 243,8 303,2 61,0 91,4 45,7 381,0 85;0 3437,7
240 243,8 243,8 239,1 274,3 339,7 61,0 91,4 45,7 417,2 99,1 3950,2
Obs. medidas em em, vazões em tts. Fonte: Normalização E2./50 -CETESB

As calhas Parshall obedecem equações do tipo:
o equacionamento da vazão, para esse tipo de calha é dado por Streeter (1974):
3
Q = 2,9{Y, - z + o~rQ' r(8.25)
(em unidades SI) (8.26)
onde: Q = vazão em m
3
/s
H = é carga na seção convergente em m A equação anterior é resolvida através de métodos numéricos.
Experiências práticas tem mostrado erros da ordem de 2 a 3% no uso desta
equação.A Norma CETESB E2-150 fomece equações de acordo com a largura nominal
Ln' segundo a tabela 8.6.
Tabela 8.6 - Equações da Calha Parshall de acordo com a largura nominal Ln A a.
t D Dl___
a.
I V
2
/2g
L
Planta trpica
Equação da vazão
Q(m3
/s), W(m) e H(m)
Q = O, l765'H1
,547
Q = 0,38l'H1
,58
Q = 0,535'H1
,53
Q = 2,397·WI,026·HI,568
z
7
15
22
.30 a 240
----------~-~---------~---~----------
Fontei Nonna CETESB E2.150
8.2.2.3. Calhas Palmer-Bowlus
Corte A-A
o medidor Palmer-Bowlus consiste numa garganta de seção transversal
trapezoidal uniforme, com comprimento aproximadamente igual ao diâmetro do
tubo onde o medidor é instalado, onde ocorre o escoamento em altura crítica, com
filetes paralelos. É, de fato, uma adaptação do medidor Venturi convencional, dife-
rindo-se pelo fato de não haver necessidade de queda ao longo do perfil interior.
Os fatores característicos do escoamento são fundamentais para o dimensio-
namento da calha, a saber:
Este tipo de medidor tem sido empregado com muita freqüência. Consiste em
duas medições simultâneas: profundidade do escoamento, necessária para se obter
a seção transversal do fluxo e velocidade média. A vazão, então, é obtida pelo
produto dessas duas medidas, conforme pode ser visto na figura 8.16.
Para a medição da velocidade podem ser empregados três tipos de medidores:
efeito Doppler, eletromagnético e de tempo de trânsito.
A medição de profundidade pode ser feita através de medidores ultrassônicos
de nível ou por meio de medidores de pressão no fundo da seção de medição.
Alguns tipos de medidor, apresentam estes dois sistemas, fomecendo medições
redundantes. Assim, quando há uma diferença entre ambos os valores maior do
que um nível aceitável (em geral 10%), há a indicação da necessidade de interven-
Figura 8.15 - Esquema Típico de uma calha Palmer-Bowlus, sendo a. o ângulo de concordância.
8.2.3. Medidores Área x Velocidade
• velocidade de aproximação mínima de 45 crnls;
• a submergência é um fator limitante da altura máxima da lâmina ajusante do
dispositivo para o qual o fluxo livre possa ser mantido. Será a razão entre a
altura da lâmina a montante e ajusante do medidor;
• a declividade do canal não apresenta relevância na restrição do medidor.
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Q=AxV
Figura 8.16· Equação da continuidade
ção para eliminação de problemas tais como: formação de espuma na superficie
livre, que altera a medição por ultrassom ou início de incrustação no medidor de
pressão, instalado no fundo da seção,
A precisão das vazões é então função de ambas as medidas: velocidade e nível.
De um modo geral, as pesquisas recentes têm mostrado que são comuns incertezas
da ordem de 10%, desde que se respeitem as condições adequadas à instalação dos
equipamentos, quais sejam, localização dó equipamento em seção reta e distante de
curvas, baixa variação das concentrações e faixa restrita de variação deitamanho
das partículas em suspensão.
A vantagem desse tipo de medidor em relação aos verte dores e às calhas é a
facilidade de instalação e a possibilidade de se mcdir vazões em seções com qual-
quer geometria (não necessariamente regulares), uma vez conhecida a curva cota-
área, Além disto, este tipo de medidor fornece o diagrama de velocidades na seção .
Isto toma possível análises de confiabilidade da escolha do local de instalação, já
que perfis deformados indicam locais inadequados à medição de vazão. Existe
ainda a possibilidade de se medir vazões no caso de inversão de escoamento. Uma
outra vantagem desse tipo de medidor, em relação à equação de Manning, é que
não há a necessidade de se conhecer a priori a rugosidade do canal.
8.2.3.1. Efeito Dopller
o medidor por efeito Doppler utiliza-se do efeito do mesmo nome. Baseia-se
no fato de que a freqüência do som é alterada pelo movimento da fonte do som em
relação ao observador. Um sensor é disposto no fundo do canal e emite freqüências
que atingem bolhas ou partículas em suspensão no fluido. O sensor, então, detecta
a freqüência das ondas refletidas, produzindo assim, um espectro de freqüências
das ondas refletidas, que depende da proximidade das partículas, seu tamanho,
elasticidade e concentração,
A pri~cipal desvantagem nesse tipo de medidor é que ele não pode ser utilizado
para medições. de vazão em canais de água limpa, a não ser se que adicione um
~or~ulhador ajusante do ponto de medição. Experiências de laboratório (IPT 1999)
indicam que o erro nas medidas de vazão podem chegar a 50% em caso de ausên-
cia ~e !ólidos e:,n suspensão ou bolhas de ar. Seu uso predominante é portanto, a
medição de vazao de esgoto ou canais naturais. '
Outra consideração importante, é o fato de que se assume a velocidade das
partículas em_sus~ensão c~m~ a mesma do es~oamento. Neste sentido alguns tipos
de efluente nao sao suscetíveis de serem medidos por este tipo de equipamento já
que podem absorver ondas ultrassõnicas, mascarando os resultados, o que é co-
mum para efluentes muito densos. Isto apresenta também outro inconveniente já
que, para efluentes de densidade muito variável, há necessidade de se ter diversas
c~rvas de calibração. Uma circunstância em que isto acontece é a infiltração no
sistema de coleta e afastamento de esgotos em períodos chuvosos.
...() ...
Sensor de área x velocidade
~~
Partículas ou
bolhas de ar
Vazão
I ~~ __ ~·:.::.::.::....·'·{cl
Figura 8.17 . Esquema de funcionamento de um medidor Doppler. Fonte: Isca Open ChannelFlow
Measurement Handbook
8.2.3.2. Eletromagnéticos
Esse tipo de medidor, também tem grande aplicação prática. Baseia-se na lei de
Faraday que estabelece que um condutor movendo-se num campo magnético pro-
duz uma voltagem proporcional à velocidade do condutor.
O funcionamento do equipamento baseia-se na instalação de uma sonda que
produz um campo eletromagnético perpendicular ao escoamento que induz uma
voltagem no fluido que o atravessa, já que este possui uma condutibilidade que lhe

é característica. A diferença de potencial é proporcional à velocidade do escoamen-
to que atravessa o campo magnético. A polaridade dessa voltagem indica a direção
da vazão.
A figura 8.18 mostra o esquema de instalação de um medidor eletromagnético ..
-------------------------------
Campo magnético
Eletrodos
Figura 8.18 - Esquema de instalação de um medidor eletromagnético. Fonte: Isco Open Cliannel
Flow Measurement Handbook
o fato de os eletrodos estarem expostos ao escoamento pode causar problemas
de limpeza e calibrações constantes.
Outro problema, relacionado desta feita ao princípio de funcionamento, é o de
que trabalha-se com um perfil de velocidades correspondente a um escoamento
plenamente desenvolvido em regime permanente. Para os casos mais comuns en-
contrados em sistemas de esgotos sanitários, o escoamento é variável, acarretando
incertezas nos resultados.
Uma vez que a condutibilidade do fluido é a variavel na qual se fundamenta a
Lei de Faraday, esgotos com grandes quantidades de óleos, gorduras ou graxas, que
são isolantes elétricos, não são adequadamente medidos por este tipo de equipa-
mento.
8.2.3.3. Tempo de trânsito
O tempo de trânsito é baseado no princípio de que o pulso sonoro, viajando na
direção diagonal ao escoamento será acelerado pela velocidade do líquido se estiver
no sentido de montante para jusante e desacelerado na direção contrária. Desta
forma, este tipo de medidor aplica-se também a escoamentos em que há poucas
partículas em suspensão.
A figura 8.19 mostra dois transdutores montados, formando um ângulo e com
a direção do escoamento. Ambos emitem sinais ultra-sônicos simultâneos e os rece-
bem com uma defasagem de tempo Êlt. medem o tempo de trânsito de pulsos
sonoros entre os dois transdutores nos sentidos de montante para jusante e de
MEDiÇÃO DE VAZÃO DE ESGOTO 261
D
Figura 8.19 - Medição de velocidade por tempo de trânsito. Fonte: Isco Open Channel Flow
Measurement Handbook
jusante para montante. A velocidade é determinada através do tempo de trânsito,
da distância entre os transdutores e do ângulo 8 com o escoamento.
Considerando-se c, a celeridade do som no meio fluido e V, a velocidade do
escoamento, então as velocidades de propagação dos pulsos ultra-sônicos de 1para
2 e de 2 para 1 serão respectivamente:
VI_2 = C - Vcos8 (8.27)
V2_1 =c +V cose (8.28)
A estas velocidades, correspondem tempos de trânsito TI
_
2
e T2
_
1
, dados por:
(8.29)
L
T2
_
1
=--
V2
_
1
(8.30)
e
ÊlT = T _ T = 2V Lcos8 _ 2V L cos8
2-1 1-2 (c2 _ V2 cos2 8) - c2 (8.31 )
A aproximação feita na expressão anterior é possível visto que a celeridade do
som no fluido é muito maior que a velocidade do escoamento, que pode ser então
desprezada no denominador. Resulta então:
(....o...,
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.1
I
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)
v
c2~T L~T C
2 L~T 4
2 Lcosê = 2cose L2 = 2 cose (TI-2+T2_I)2
2L~T
(8.32)
D
onde: L = --e é a distância entre os transdutores (m) e D é a largura do
sen
canal (m),
~T é a diferença de tempo entre os trânsitos nos dois sentidos (s),
T
I
_
2
e T2
_
1
são os tempos de trânsito entre os transdutores (s).
Os medidores de tempo de trânsito são utilizados para medições em canais e
dutos de grandes dimensões. Contudo, este tipo de equipamento deve ter locação e
alinhamento precisos, tomando-os mais dificeis de instalar que os equipamentos
Doppler e eletromagnéticos. Outra desvantagem deste tipo de sistema é a de que
grandes quantidades de ar ou de sólidos em suspensão podem produzir alterações
na medição.
, 8.2.3.4. Aplicabilidade dos medidores área-velocidade
Dois medidores, um ultra-sônico de efeito Doppler e outro eletromagnético,
foram comparados em condições de campo no canal de esgotos tratados da Esta-
ção de Tratamento de Esgotos de Pinheiros, durante uma semana. Os resultados
das medições foram comparados aos obtidos por meio de um vertedor retangular
de soleira delgada. O efluente, tratado em nível primário apresenta uma concentra-
ção de sólidos em suspensão de cerca de 100mg/e.
Verificou-se que o medidor eletromagnético apresentou um erro sistemático,
com um desvio negativo em relação às medições efetuadas através da leitura dos
níveis do vertedor. Já o medidor ultra-sônico não apresentou erro sistemático, ten-
do a vazão oscilado cerca de 5% em relação à vazão medida através do vertedor.
Ao final do período de medição verificou-se um aumento no erro em relação ao
padrão do vertedor, que chegou, em certos períodos a 100%. Estes erros podem'
refletir alterações tanto na medição de nível quanto na de velocidades, ocasionadas
por incrustações devidas ao fato de estar operando com esgotos que, embora já
estejam tratados, sempre apresentam este tipo de inconveniente.
Os resultados das medições estão apresentados no gráfico seguinte.
1800
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1400
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~ 1000
800
600
400
14,00 16:00 17:00 18:0015:00 19:00
horário (h:min)
- •• Ultra-sônico - - Magnético - Vertedor
Figura 8.20 - Comparação entre medidores instalados na ETE Pinheiros.
A tabela 8.7 faz a comparação dos três tipos de medidores de área x velocidade:
Tabela 8.7 - Comparação entre medidores de área x velocidade.
Parâmetro
Tipo de medidor
Doppler Eletromagnético Tempo de trânsito
Sólidos em suspensão
Condutividade
<2%>2%
Não aplicável a
fluidos isolantes
Utilização de bolhas Se não houver ------------ ------------
, sólidos em suspensão
Dimensões do canal Quaisquer Quaisquer Grandes dimensões
Variação de concentração Baixa Qualquer Qualquer
" Nível d'água no canal (m) 0,8< h<5,00 0,8<h<5,00 0,8< h<5,00
Variação de velocidades (mls) 0,3<v<7,0 O,3<v<7,0 O,3<v<7,O

8.3. Medidores de vazão em condutos forçados
8.3.1. Medidor Venturi
o medidor Venturi constitui-se em uma peça instalada em uma linha de um
conduto forçado. Esta peça possui três regiões definidas:
• a seção de montante, convergente, dotada de anel piezométrico para tomada
de pressão,
• garganta, também dotada de anel piezométrico,
• a seção de jusante, divergente onde se faz a concordância com a tubulação.
No escoamento do tubo para a garganta a velocidade aumenta (a seção diminui)
e consequentemente a pressão diminui de tal forma a manter-se a carga na seção de
controle. Pode-se deduzir analiticamente a equação para a determinação da vazão
em um medidor do tipo Venturi, por meio da aplicação direta do teorema de Bemouli.
A expressão para a determinação da vazão é dada por:
(8.33)
I ,
onde: O coeficiente C, é obtido através de ensaios de laboratório ou por calibração
em campo.
doe di são as densidades do líquido manométrico e do fluido, respectiva-
mente.
DI e D2 são respectivamente os diâmetros das seções de montante e da
garganta.
R' é a diferença de cotas entre os níveis no tubo, conforme a figura 8.21.
Figura 8.21 - Esquema típico dos medidores Venturi. Fonte: Strecter (1974).
8.3.2. Outros sistemas de medição em condutos forçados
Os sistemas de medida baseados em medições eletromagnéticas e ultra-sônicas,
podem ser empregados tanto em condutos forçados como em condutos livres, já
que se utilizam da equação da continuidade para o estabelecimento da vazão. As-
sim, seu emprego para medidas de vazão em condutos forçados é similar ao já
exposto nos itens 8.2.3.1 e 8.2.3.2 .
Os sistemas de esgoto, como já foi frisado anteriormente, são na grande maio-
ria dos casos, constituídos por condutos livres. Os condutos forçadas fazem parte
apenas das instalações de recalque ou em alguns casos particulares de unidades de
ETEs. Por este motivo os sistemas de medição em condutos livres foram enfocados
com maior ênfase.
Espera-se que este pequeno levantamento dos diversos tipos de medidores pos-
sa ser útil para aplicações práticas da operação de sistemas de esgotos. Recomenda-
se também a consulta à bibliografia para o aprofundamento dos conceitos envolvidos
no equacionamento.

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)
266 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANlT ÁRIO
CETESB, 1977 - Nonnalização Técnica E2.150, Medidor Parshall, CETESB, 23 p.
CHOW, VT., 1973 - Open Channe1 Hydrraulics, Ed. McGraw Hill, 680 p.
FOX, R.w. & MCDONALD, A.T., 1985 - Introdução à Mecânica dos Fluidos, 3' ed.
Editora Guanabara, 632 p,
FRENCH, R.H., 1987 - Open Channel Hydraulics, 2nd ed. McGraw-Hill, Singapore,
705 p.
GARCEZ, L.N., 1960 - Elementos de Mecânica dos Fluidos, 2' ed. Ed. Edgard B1ucher,
449 p.
GRANT, D.M, & DAWSON, B.D., 1995 - lsco Open Channel Flow Measurement
Handbook, Isco, 535 p.
HELOU, LC. _ Avaliação dos Medidores de Vazão no Canal de Esgoto Tratado da ETE
Pinheiros, Relatório interno da SABESP, novo 1997.
HENDERSON, F.M., 1966 - Open Channel Flow Macmillan Publishing Co.Inc., 522p.
JENNY, R., RAMM, J. & JEDELHAUSER, H. - Ultrasonic Flow Measurement in Pipes
and Channels, Aqua, n. 3 pp 157 to 162, Pergamon Journals Limited, 1987.
LENCASTRE, A., 1983 - Hidráulica Geral, Hidroprojecto, Coirnbra, 654 p.
, NAIDIN, P., 1in 1~ Medidor Palmer Bowlus modificado Revista Saneamento, n° 42,ano
25, p. 54-69, abr/dez, 1971.
PIMENTA, C.F., 1977 - Curso de Hidráulica Geral, 3' ed., volumes 1 e 2, Centro
tecnológico de Hidráulica, 918 p,
ROWSE, A.A. - Measurement of Flow in part Filled Sewer Pipes Using the
Electromagnetic Technique, International Conference on Planning, Construction &
Operation of Sewerage Systems, Paper J5, sep, 1984
SANTOS, C. et a/o - Relatório Técnico Parcial: Definição de Procedimentos para Medi-
ção de Águas Servidas e Esgotos. Relatório IPT, fev. 1999.
STREETER, VL., 1974 - Mecânica dos Fluidos, Ed. McGraw-Hill do Brasil, SP, 736 p.
VECTOR ENGENHARIA DE SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO - Medição de vazão de
efluentes em Canal Aberto, Relatório, 1997.
CAPÍTULO 9
ELEVATÓRIAS DE ESGOTO SANITÁRIO
- SISTEMAS DE BOMBEAMENTO
9.1. INTRODUÇÃO
r ~odas as v:z~s que por algum motivo não seja possível, sob o ponto de vista
t~CnICOe econorrnco, o escoamento dos esgotos pela ação da gravidade, é necessá-
no o uso de Instalações que transmitam ao líquido energia suficiente parar garantir
tal escoamento.
Essas i~stalações denominam-se, genericamente, "estações elev~tórias de es-
gotos" ou sIm?lesmente "elevatórias de esgotos", objetivando a transferência dos
esgotos a partir de um ponto para outro de cota normalmente mais elevada
. ,Tais elevatórias ~evem ser projetadas com concepção adequada para cada caso,
utrhzand~-se conv~~entement: equipamentos e métodos construtivos para que seus
custos sejam os mimrnos possíveis, sem perda de eficiência.'
As estações elevatórias de esgotos são necessárias, em princípio, nos seguintes
casos:
• em t~rrenos planos e extensos, evitando-se que as canalizações atinjam pro-
fundidades excessivas;
• ~.ocaso de esgotamento de áreas novas situadas em cotas inferiores àquelas
ja executadas;
• reversão de esgotos de uma bacia para outra;
• ~ara descarga_ em interc~ptores,. emissários, ETEs ou em corpos recepto-
res, quando nao for possível utilizar apenas a gravidade.
É indi:pensá;el, .entretanto, o prévio estudo comparativo entre o projeto de
uma estaçao elevatona e outras soluções tecnicamente possíveis considerando-se
os cust~s relativos à construção, operação, manutenção, conse:.vação e garantia
de funcionamento do sistema.
Ficando comprovado, por tais estudos, não ser possível ou recomendável o
esgotamento por gravidade, a alternativa de elevatória deverá ser adotada.

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9.2. PERÍODO DE PROJETO
Os seguintes fatores limitantes do período de projeto devem ser considerados:
• vida útil das instalações e equipamentos, e rapidez com que se tornam obso-
letos;
• maior ou menor dificuldade de ampliação das instalações;
• população futura: características de crescimento;
• taxas de juros e amortização do financiamento;
• nível econômico da população atendida;
• facilidades ou dificuldades na obtenção de financiamento;
• funcionamento da instalação nos primeiros anos, quando trabalha com folga.
A fixação de valores de vida útil é de dificil avaliação, devido à multiplicidade
e complexidade dos fatores intervenientes. Valores de vida útil normalmente con-
siderados são:
• tubulações - 50 anos;
• equipamentos de bornbeamento - 25 anos;
.• edificações - 50 anos.
Para o projeto das estações eIevatórias é comum utilizar o período de projeto
de 20 anos que, praticamente, coincide com o período de financiamento das obras.
Sempre que necessário, deve-se fazer uma criteriosa avaliação econômico-fi-
nanceira para se estabelecer o período de projeto, principalmente, em instalações
de grande porte.
Uma vez definido o período de projeto, é de fundamental importância se esta-
belecer as etapas de implantação dos equipamentos de bombeamento que, basica-
mente, dependem:
• dos aspectos econômico-financeiros ligados aos custos de implantação dos
equipamentos e dos custos de operação e manutenção;
• das características de evolução das vazões, durante o período de alcance do
projeto; ,
• das características de segurança e confiabilidade de operação dos equipa-
mentos e da fonte de energia utilizada na estação de bombeamento;
• das etapas de implantação da linha de recalque;
• da vida útil dos equipamentos, comparativamente à vida útil das tubulações.
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ELEV ATÓRIAS DE ESGOTO SANITÁRIO 269
9.3. VAZÕES DE PROJETO
O cálculo das vazões contribuintes constitui um dos principais problemas com
que se defronta o projetista, durante a elaboração de um projeto de elevatória de
esgotos. Os elementos que influem nessa determinação são de tal ordem complexos
~ aleató:ios que, se não forem convenientemente interpretados e avaliados, podem
interferir no funcionamento hidráulico do sistema. Para a avaliação dessas vazões,
deve ser realizada uma cuidadosa investigação sobre as áreas que contribuem para
a elevatória, nas diversas etapas do projeto, bem como, o regime de variação de tais
vazões ao longo do dia mais desfavorável.
Há duas vazões que devem ser consideradas para o projeto das elevatórias:
• vazão média de início de plano ou de etapa;
• vazão máxima de fim de plano ou de etapa.
Cada uma dessas vazões tem função específica no dimensionamento da
elevatória. A vazão máxima tem a finalidade de fixar a capacidade de recai que das
bombas e, a partir da capacidade máxima dos conjuntos, determinam-se as dimen-
sões mínimas do poço de sucção, de maneira que o intervalo das partidas não afete
os motores .
'.
I A vazão média de início de plano, por sua vez, é utilizada para calcular as
dimensões máximas do poço de sucção, de modo que o esgoto não permaneça por
demorados períodos, para evitar sua septicidade.
BOMBAS UTILIZADAS EM ELEVATÓRIAS DE ESGOTO
As bombas comumente utilizadas para o recalque de esgotos são:
• bombas centrífugas;
• bombas parafuso;
• ejetores pneumáticos.
9.4.1. Bombas Centrífugas
São caracterizadas por possuírem um elemento rotativo dotado de pá (rotor),
que fornece ao líquido o trabalho mecânico para vencer o desnível necessário.
A bomba centrífuga é composta fundamentalmente de duas partes: o rotor e a
carcaça.
As pás do rotor impulsionam o líquido em direção à carcaça, proporcionando-
lhe um acréscimo de pressão e velocidade. A carcaça, que na maioria das vezes tem
a forma de espiral, possui entre outras funções a de receber o líquido que sai do

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rotor, transformando parte de sua energia cinética em energia potencial de pressão.
Os rotores podem ser do tipo aberto, semiaberto e fechado, conforme ilustra a
figura 9.2.
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Figura 9.1 - Corte csqucmático de uma bomba centrífuga.
(a)
Figura 9.2 - Tipos de rotor: a) aberto; b) scmiabcrto; e) fechado
As bombas para esgoto são dotadas normalmente d· rotores abertos, ara eVI-
~arentupimentos.
9.4.1.1. Classificação das bombas centrífugas
As bombas centrífugas classificam-se segundo a trajetória do líquido no rotor,
em função da rotação específica, e de acordo com a disposição do conjunto motor-
bomba.
ELEVATÓRIAS DE ESGOTO SANITÁRIO 271
Classificação segundo a trajetória tio líquido 110 rotor:
Por esse critério, as bombas podem ser de fluxo radial' fluxo misto' e de fluxo
axial. ' ,
a) Bombas de/luxo radial
São aquelas em que o formato do rotor impõe um escoamento do líquido,
preponderantemente, no sentido centrífugo radial.
Os rotores desses tipos de bombas podem ser de sucção simples, ou de sucção
dupla, embora este último tipo não seja recomendável para esgotos sanitários devi-
do às facilidades de obstruções pelos materiais encontrados nos esgotos. '
As bombas de fluxo radial são empregadas onde se exigem grande altura de
elevação, e vazão relativamente pequena.
Hr-------------,
H
Porcentagem
da carga
Entrada
Eficiência
1)
o Porcentagemda vazão 100
Figura 9.3 - Bomba de fluxo radial
'b) Bombas defluxo misto
São aquelas onde o rotor impõe um escoamento simultâneo nos sentidos axial e
radial. São empregadas para os casos em que a altura de elevação sej~ relativamen-
te baixa e a vazão elevada. . .
c) Bomba de fluxo axial
São aquelas em que o formato do rotor impõe um escoamento no sentido axial.
Esse tipo de bomba é empregado para recaJcar grandes vazões e pequena altura de
elevação.

H.- -,
300
100%
Porcentaqem
da carqa
Eficiência
'I
Entrada
IL- L- __ O
100 QPorcentenem da vazão
Figura 9.4 - Bomba de fluxo misto.
Hr------------------------,
ISO
Rotor
Eficiência
"
100%
100
Porcentagem
da carga
~ -L ~O
OEntrada Porcentagemda vazão 100 Q
Figura 9.5 - Bomba de fluxo axial,
Classificação em função da rotação especifica (Nc)
Fisicamente, a rotação específica caracteriza a rotação (em rpm) de uma bom-
ba de uma dada geometria, que produz vazão unitária (1 m3
/s) contra uma altura
unitária (1 m), nas condições de máximo rendimento e é dada pela fórmula:
(9.1)
onde:N = rotação da bomba, rpm;
Q = vazão, mJ/s;
H = altura manométrica, m.
Portanto; conhecendo-se a rotação específica com auxílio da figura 9.6 é possí-
vel, então, a classificação das bombas.
100
90
~ 80o
oI-
Z 70
w
:z:
o
z
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40
10 20
A ~-------
Radial Radial
Mistos
I~A·_~·_O,~
Francis . Dio9onol Alio!
Figura 9.6 - FOInlaS do rotor c rendimento da bomba em função da rotação específica.
Classificação de acordo com a disposição do conjunto motor-bomba
De acordo com essa classificação tem-se:
• conjuto de eixo horizontal;
• conjunto de eixo vertical (bombas não submersas e bombas submersas);
• conjunto motor-bomba submerso.
a) Conjunto de eixo horizontal
Os conjuntos de eixo horizontal são normalmente utilizados devido às facilida-
des de instalação, operação e manutenção. Tradicionalmente a bomba funciona
afogada, dispensando escorvamento, mas correndo o risco de inundações.
Atualmente, existem bombas centrífugas auto escorvantes, permitindo a sua
instalação acima do nível de água do poço de sucção, sem necessidade de
escorvamento.
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274 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SAN IT ÁRIO
b) Conjunto de eixo vertical
Bombas não submersas - permitem que as bombas trabalhem afogadas, en-
quanto os motores acoplados a elas por meio de eixos prolongados são
instalados em nível superior, ficando protegidos de eventuais inundações.
Devido à utilização de eixos de acoplamento, à medida que eles se tornam
muito longos (maiores que 3 m) há necessidade de se tomarem precauções
cada vez maiores, onerando os custos. Neste caso, também os motores
podem ser acoplados diretamente na bomba, não havendo eixo de prolon-
gamento, e a instalação do conjunto motor-bomba é análoga ao do conjun-
to de eixo horizontal.
Bombas submersas - a bomba fica totalmente mergulhada no líquido e o motor
instalado em local seguro, livre de inundações. A utilização dessas bombas
reduz consideravelmente as dimensões da elevatória, entretanto, possui des-
vantagens quanto à inspeção e manutenção da bomba, devido às dificulda-
des de acesso.
c) Conjunto motor-bomba submerso
Nos conjuntos motor-bomba submersos a bomba e o motor integram um conjuto
que opera inteiramente imerso no líquido a ser bombeado. São aco~lados entre SI e
protegidos por uma carcaça capaz de assegurar absoluta esta.nqueldade ao motor,
Preso a um eixo-guia vertical, pode ser movimentado para cima e para baixo por
meio de uma corrente de suspensão.
O acoplarnento da saída da bombacorri à canalização de recalque se faz ~om
justaposição de flanges, sendo a vedação feita pelo próprio peso do conjunto, elimi-
nando-se o uso de porcas e parafusos.
A sua retirada pode ser manual, ou através de uma talha dependendo do peso
do conjunto submerso. .
Além das vantagens mencionadas, os conjuntos submersos possuem dimen-
sões reduzidas, seus componentes são padronizados e permitem passagel~ dos
sólidos carregados pelo esgoto, mas a sua aplicação é limitada pela sua capacidade.
9.4.1.2. Alg~mas recomendaçõcspara o recalque de esgotos com bombas
centrífugas
Pelo fato de movimentarem líquidos contendo materiais em suspensão, as bom-
bas devem possuir um tipo especial de rotor, normalmente aberto, além de ?~cas de
inspeções junto à sucção e recalque para permitir limpezas. Não deverá ser utilizado o
rotor do tipo fechado, frequentemente empregado para bombeamento de água limpa.
ELEVATORIAS DE ESGOTO SANITÁRIO 275
Tendo em vista que um sólido de 70 111mde diâmetro pode passar através da
maioria dos sanitários domésticos, é recomendável que as bombas utilizadas em
elevatórios de esgotos tenham abertura superior a 100 mrn.
As bombas devem trabalhar afogadas, exceto a auto escorvante, de modo a
permitir o seu funcionamento sem necessidade de escorvá-las. Obtém-se com isso:
• dispensa da válvula de pé, que funciona precariamente com líquido contendo
materiais estranhos em suspensão;
• condições para automatização.
9.4.2. Bombas Parafuso
As bombas parafuso são provavelmente o tipo mais antigo de bombas existen-
te. O seu funcionamento é baseado no princípio do parafuso de Arquimedes, no
qual um eixo rotativo acoplado a uma, duas ou três lâminas helicoidais, girando
num plano inclinado, eleva o esgoto.
COMPORTA
I CÂMARA DE JJSlNTE
NI vEL MAXIMO 1FAIXA OPERACIONAL
NIVEL MINIMO j DA BOMBA PARAFUSO
o, = DIÂMETRO EXTERNO DO PARAFUSO
dp
2
= DIÂMETRO DO EIXO TUBULAR
H = ALTURA DE ELEVAÇÂO
lp= COMPRIMENTO DO PARAFUSO
Figura 9.7 - Bomba parafuso.
Podem ser instaladas com ângulo de inclinação desde 22" até 40°. Uma bomba
instalada com ângulo de 22° bombeará mais do que uma instalada a um ângulo de
38°, entretanto, ocupará maior espaço.
A altura de elevação para uma bomba parafuso é limitada a cerca de 9m, sendo
este limite imposto pelos requisitos estruturais do parafuso. Além disso, para alturas
maiores, a eficiência diminui sensivelmente em virtude do crescente retomo de
água, ao longo das pequenas folgas existentes entre o corpo da bomba, as paredes e
o fundo do canal em que o mesmo se encontra instalado.

Quanto ao rendimento, pode-se esperar um valor de 60 a 65% para bomba de
pequeno porte e de até 75% para bombas maiores.
As bombas são normalmente acionadas por motores elétricos de indução,
trifásicos, e redutores de velocidade, de maneira a serem obtidas rotações apropria-
das nos parafusos (em tomo de 30 a 50rpm).
9.4.3. Ejetores Pneumáticos
Ejetores pneumáticos são utilizados nos locais onde a vazão inicial é pequena e
a vazão final de projeto não exceda a capacidade do ejetor.
O ejetor consiste, essencialmente, de uma tanque fechado, para o interior do
qual o esgoto flui, por gravidade, até atingir um determinado nível. Enquanto o
tanque vai enchendo, o ar nele contido é expulso para a atmosfera. Quando o
tanque está quase cheio pela ação de uma bóia ou de um outro dispositivo de
controle, interrompe-se a saída do ar, admitindo-se ar comprimido no interior do
tanque, através de válvulas especiais, ou diretamente de um compressor, em quan-
tidade e pressão suficientes para promover a descarga do líquido.
A válvula de retenção instalada na tubulação de entrada do ejetor impede que o
esgoto saia do tanque, a não ser através da válvula de retenção instalada na tubula-
ção de saída, que se destina a evitar o retomo do esgoto recalcado. O ar sob
pressão vai deslocando o esgoto, até atingir o nível mínimo estabelecido pela limita-
ção do percurso da bóia ou outro dispositivo de controle, provocando a interrupção
da entrada de ar comprimido e, consequentemente, reiniciando um novo ciclo.
SAI DA OE AR
VALVULA DE AR t
DE DUPLO SENTIDO
ACIONADO PEU BOI A .
AR PROVENIENTE
00 COMPRESSOR
TUBuLAç:AO DE
RECALOUE
ES:;OTO
AFwEN,fE
FÍgura 9.8 - Ejetor pneumático.
Ejetores pneumáticos são utilizáveis para vazões de 2 a 38 e/s. Em condições
normais de projeto, os ejetores realizam um ciclo por minuto, enchendo em 30
segundos. A capacidade do tanque normalmente utilizado nos Estados Unidos varia
de 45 a 680 litros.
A WPCF (1970) apresenta uma fórmula empírica para o cálculo da vazão de ar
comprimido para operar um ejetor.
V=Q(H+34)
a 250 (9.2)
onde.Vj= vazão de ar comprimido, pésvmin. (l pe3
/min=28,3e/min);
Q = vazão do esgoto, gpm (lgpm=3,785eJmin);
H = altura manométrica, pés (1 pé=0,305m).
A figura 9.9 apresenta um ejetor pneumático com seus equipamentos de con-
trole. '
VÁLVULA
SOlENOIOE
PA tA AlMOS f' E RA
CRIVO
VÁLVULA OIAfftAGIllA
TUBUlACÃO DE ENTRADA
c SAlDA DE AR
COM.PRESSOR
OE AR DRENO
DESCARGA
VÁLVULA DE
RETENÇÃO
VALVULA
GAVETA
VALVJLA DE
RETENÇÃO
Figura 9.9 - Ejetor pneumático com equipamentos de controle.
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9.4.4. Limites de Aplicação para os Vários Dispositivos de
Bombeamento de Esgoto
Gruyter (1974) apresenta os limites normais de aplicação para os vários dispo-
sitivos de bombeamento de esgoto (Fig.9.1O). Segundo O autor, esses limites não
devem ser considerados precisos, pois as áreas de aplicação se sobrepõem uma às
outras.
0.01 0.05 0.1 .100.5 5
Figura 9.10· Limites de aplicação dos dispositivos de bombcamcnro de esgoto.
9.5. MOTORES PARA O ACIONAMENTO DAS BOMBAS
Dois tipos de motores são basicamente utilizados em elevatórias de esgotos:
• motores elétricos;
• motores de combustão interna.
Os motores elétricos são os mais utilizados para o acionamento das bombas de
esgotos, pela sua simplicidade, confiabilidade, flexibilidade e menor custo. Esses
equipamentos transformam a energia elétrica em energia mecânica, sendo que os
tipos mais comuns são:
• motores de corrente alternada - são os mais utilizados porque a distribuição
de energia elétrica é feita normalmente em corrente alternada. Os principais
tipos são o motor síncrono e o motor de indução ou assíncrono.
• motores de corrente contínua - são utilizados em aplicações que exigem ajuste
fino e controle preciso de velocidade. Além disso, precisam de uma fonte de
corrente contínua, ou de dispositivo que converta a corrente alternada em
contínua. Devido ao seu elevado custo são raramente utilizados em elevatórias
de esgoto.
9.5.1. Motores de Corrente Alternada
9.5.1.1. Motor síncrono
O motor sincrono tem rotação constante determinada em função da freqüência
e número de pólos. A rotação síncrona de um motor elétrico é dada pela expressão:
N = l20f
s
p
(9.3)
onde.N,> rotação sincrona, rpm;
f = freqüência, Hz;
p = número de pólos.
Os motores sincronos são fabricados com 80 a 3.600 rpm. Isto permite acoplar
o motor diretamente à carga, mesmo em baixas rotações, onde um motor de indução
exigiria um redutor de velocidades e apresentaria rendimento e fator de potência
mais baixos.
As vantagens apontadas tendem a ser mais significativas à medida que aumenta
a potência dos motores. Os motores síncronos constituem alternativas para a utili-
zação no acionamento de bombas que exigem grandes potências e baixas rotações
(potências z 5.000 cv, ± 16 pólos), ou quando é necessário um elevado binário do
motor para partida do conjunto motor-bomba, devido a alta inércia (GD
2
) da bom-
ba. Nessas condições, o custo de um motor síncrono é comparável ao de um motor
de indução, tornando-se necessário um estudo comparativo para a definição do tipo
de motor a ser utilizado.
O motor síncrono quando superexcitado gera carga capacitiva, e quando é liga-
do em paralelo com o motor de indução, corrige o fator de potência do sistema.
A estrutura e o mecanismo de operação dos motores síncronos são relativa-
mente complexos. Para seu funcionamento há necessidade de uma fonte suplemen-
tar de energia em corrente continua destinada à alimentação dos enrolamentos do

rotor. Isto é obtido através de um pequeno gerador, conhecido por excitatriz, mon-
tado no mesmo eixo do motor, ou mediante um sistema de retificação estática que
se utiliza da mesma fonte de alimentação.
Segundo Lobosco e Dias (1988), em geral os motores síncronos começ.am a ser
importantes industrialmente a partir de cerca de 300 cv, sendo quase exclusivos, em
potências superiores a 15.000 cv.
Como a maioria dos motores utilizados em elevatórias de esgoto são de potên-
cia pequena e rotação relativamente elevada, na prática, os motores sincronos ge-
ralmente não são utilizados em elevatórias de esgoto.
9.5.1.2. Motor de indução
Os motores de indução podem ser:
• monofásicos - utilizados para acionamento de cargas de pequena potência,
até 5 cv;
• trifásicos -largamente utilizados em elevatórias de água e esgoto, de peque-
nas a grandes potências, razão pela qual seus principais tipos e características
serão analisados mais detalhadamente.
No motor de indução a rotação não coincide exatamente com a rotação síncrona.
Em razão do escorregamento, a rotação do motor de indução é de 2 a 5% menor do
que a rotação do motor síncrono.
Normalmente, a rotação máxima para bombas que operam em esgoto é de'
1200 rpm, porém, para bombas centrífugas com vazões inferiores a 50 €Is, se
necessário, pode-se trabalhar com 1800 rpm,
Tipos de motores de indução trifásico
Os tipos de motores de indução trifásico são:
• Motor de indução com rotor em gaiola
É o mais utilizado nas pequenas, médias e até grandes instalações de
bombeamento, devido a sua simplicidade, eonfiabilidade e economia.
Estima-se que 90% dos motores fabricados sejam desse tipo. Quando não há
necessidade de ajuste e controle de rotação, sua utilização é predominante. Outros
tipos de motores, são usados somente quando alguma peculiaridade determina tal
opção.
Atualmente, o uso desse tipo de motor com controle de rotação é bastante
comum, sendo utilizado o inversor de frequência para a variação da rotação. Uma
da vantagens da utilização do inversor de frequência reside no fato de que, mesmo
em sistemas em operação, não há necessidade de troca de motor para sua instala-
ção.
O rotor não possui nenhum enrolamenro, nem contato elétrico do induzido com
o exterior. Normalmente é usado para o acionamento das bombas de rotação cons-
tante.
Possui,. entretanto, menor fator de potência e pico de corrente na partida do
motor normalmente de seis a oito vezes a corrente nominal, características que
devem ser consideradas e que, em geral, não influem decisivamente na escolha
entre motor síncrono e assíncrono, vigorando o critério econômico.
O uso do variador de rotação para motor de indução, corrige o fator de potência,
do motor. Essa correção se dá somente quando o motor é ligada a rede de alimenta-
ção de 60 Hz, trifásico.
• Motor de indução com rolar bobinado
Utilizado para acionamento das bombas de rotação variável, possui enrolamento
também no rotor, com comutação para o exterior através de anéis coletores.
Na fase de partida é conectado ao enrolamento do rotor através dos anéis
coletores e resistências reguláveis por ineio de reostato. À medida que aumenta a
rotação, as resistências são parcialmente retiradas até a total eliminação, quando o
motor atinge a rotação síncrona.
A variação de rotação é obtida alternando-se a resistência conectada ao rotor
através dos anéis. Na partida é conectada a resistência máxima e, para alcançar a
rotação máxima, essa resistência é totalmente eliminada provocando-se o curto-
circuito dos terminais do rotor.
A utilização do motor de indução com rotor bobinado para o aciomento das
bombas de rotação variável está sendo susbstituído por motor de indução assíncrono,
com uso de variador de rotação do tipo inversor de frequência, com vantagem do
sistema operacional ser mais simples e eonfiável. O mercado oferece inversores de
frequência com potência para uso em miero motores, até motores de potência
elevadas (;::;;5.000 cv) em tensão de 220, 380, 440 e até 3.800 V, conforme a
potência do motor.
Características eletromecãnicas dos motores elétricos de indução trifásicos
Como esse tipo de motor é o mais utilizado para o acionamento de bombas
centrífugas em elevatórias de água e esgoto, a seguir são descritas suas principais
características:
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? 82 COLETA E TR;NSPORTE DE ESGOTO SANITidtlO
•• Potência do motor
Deve-se considerar quatro aspectos da potência de um motor elétrico: a pura-
mente mecânica, a nominal, a admissível e a absorvida da rede.
- Potência mecânica
A potência de um motor elétrico é sempre a potência mecânica no seu eixo. O
1110tor, fornece, pois somente o que lhe é solicitado pela carga acionada. Se, por
exemplo, um motor de 100 cv acionar uma bomba que solicita 20 cv, ele fornecerá
no seu eixo somente 20 cv. Se acionar uma outra bomba que lhe solicita 110 cv, o
111~$momotor fornecerá no seu eixo os 110 cv.
Neste caso, o fornecimento contínuo dos 110 cv acarretará um aumento da
temperatura de operação e redução da vida útil dos enrolamentos.
A potência que um motor elétrico de indução fornece é sempre a potência
mecânica no eixo e depende do seu torque e da correspondente rotação. Potência,
torque e rotação relacionam-se segundo a equação:
I
.P=--xT xR
. m 716,2 111 111 (9.4)
onde: Prn = potência do motor, cv;
T no = torque, kgf.m;
R", = rotação, rpm.
A curva típica de torque versus rotação de um motor de indução é indicada na
figura 9.11.
Na fase de partida, isto é, desde a rotação zero até atingir a rotação nominal, o
motor deverá vencer os conjugados resistentes oferecidos pela bomba. As curvas da
figura 9.12 indicam que os torques do motor e da bomba, são importantes para a
verificação das condições de partida do conjunto motor-bomba, pois quando sobre-
postas as curvas correspondentes do motor e da bomba verifica-se a variação do
torque acelerante, que é o que garante a aceleração da bomba até a rotação nominal.
- Potência nominal
É a potência mecânica que um motor elétrico pode fornecer no eixo continua-
mente, sob tensão e freqüências nominais e geralmente com o melhor rendimento e
fator de potência, sem que a temperatura de regime ultrapasse o limite correspon-
dente ao do seu sistema de isolação.
200
rr-....•.••••.TOROUE MÁXIMO
I [
TOROUE DE
PARTIDA
/ /
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V TOROUE NOMINAL
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TOROUE MíNIMO
RPM = 12
SiNCRONA
RPM CORRESPQNDENTE- I--
AO TOROUE MAXIM.O • I = FREOUÊNCIA
0.9 A 0.95 DA RPM SINCRONA
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ROTACÃO EM % DA ROTACÃO SíNCRONA
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Figura 9.11 - Curva típica: torquc versus rotação de um motor de indução. Fonte: Brucoli e Lucarelli
(/98 J).
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ROTAÇAO EM % DA ROl1.ÇÃO SiNCRONA
Figura 9.12 - Curvas de lorque versus rotação do motor c da bomba. Fonte: Brucoli e Lucarelli
(/981).

Observa-se que a potência nominal do motor se refere a potência contínua
disponível no eixo, uma vez que, em termos de potência mecânica, os valores são
maiores, porém, normalmente não disponíveis de forma contínua em razão do
aumento da temperatura de operação.
- Potência admissível
É aquela que se pode solicitar continuamente do motor sem que haja um com-
prometimento sensível da vida do seu sistema isolante.
A potência admissivel é maior que a nominal e leva o motor a uma temperatura
de operação mais elevada do que a correspondente à potência nominal. O aumento
da temperatura de operação reduz a vida da isolação e, conseqüentemente, a vida
do motor. A duração normal do sistema isolante é de 12 a 15 anos de operação
contínua.
A potência admissivel maior que a nominal, conforme se observa na prática,
não deve comprometer mais do que 10 a 20'10 da vida normal do sistema isolante.
Isso ocorre com solicitações de potência correspondente a correntes de operação
geralmente em tomo de 5 a 10% acima da corrente nominal.
- Potência elétrica absorvida da rede de alimentação
Deve-se distinguir a potência nominal do motor, de sua potência elétrica absor-
vida da rede de alimentação. Esta depende do rendimento do motor e é dada pela
equação:
P = Pm
c
11m
(9.5)
onde: P, = potência elétrica absorvida da.rede, W;
Ptu = potência mecânica fomecida pelo motor no eixo, W;
llm = rendimento do motor.
• Tensão-freqiiência
Os motores são projetados para operar em determinada tensão e freqüência.
No Brasil a freqüência adotada é de 60 Hz. Quanto à tensão, classificam-se em:
- Motores de baixa tensão, construídos para operar com tensões que não ultra-
passem 600 Y. Entretanto, na prática, os motores trifásicos são fabricados para
operar em 220 V, 380 V ou 440 Y.
- Motores de média tensão, destinados a operar em tensões superiores a 600 V
e inferiores a 13.800 Y. Na prática também são encontrados para operação com
2.300 V, 3.800 V, 4.000 V, 6.000 V, 6.600 V, 13.200 V e 13.800 Y.
• Número depólos
O número de pólos indica a rotação síncrona do motor.
N = 120f
s
P
(9.6)
onde: Ns = rotação síncrona, rpm;
( = freqüência, Hz;
p = número de pólos.
• Rotação e escorregamento
Define-se escorregamento como:
s = Ns - Nr 100
C· N, (9.7)
onde: Se = escorregamento, % da rotação sincrona;
N, = rotação síncrona, rpm;
N, = rotação do motor, rprn.
O escorregamento aumenta com a carga imposta ao motor.
• Fator de potência
Conceitualmente, o fator de potência é o co-seno do ângulo de defasamento
entre as ondas de tensão e de corrente absorvidas pela carga de uma determinada
instalação. O fator de potência pode também ser definido matematicamente através
da relação entre a potência ativa e a potência aparente,
A potência ativa desenvolve trabalho efetivo nos aparelhos consumidores (mo-
tores, lâmpadas etc.). Já a potência reativa, no caso indutiva, geradora dos fluxos
magnetizantes nos bobinados dos motores, reatores, transformadores etc., não pro-
duz nenhum trabalho efetivo e é trocada a cada instante entre a fonte e os aparelhos
consumidores. A potência aparente é aquela totalmente absorvida por uma instala-
ção elétrica. I)
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Figura 9.13 - Relação entre potência ativa, aparente e a reativa dada em quilovolt-arnpére-reativo.
• Rendimento
o motor elétrico transforma potência elétrica em mecânica e, como toda má-
quina, o faz com um determinado rendimento que é a relação entre a potência
mecânica fornecida no eixo e a potência elétrica recebida da rede de alimentação.
O rendimento e o fator de potência são características fixadas no projeto dos
motores e seus valores variam dependendo do percentual de carga que o motor
fornece em relação à sua potência nominal. .
A fim de se utilizar um motor com o melhor rendimento e fator de potência é
recomendável que se selecione sua potência nominal o mais próximo possível da
solicitada pela carga.
• Corrente
A relação entre corrente, potência do motor, tensão, fator de potência e rendi-
mento é dada pela equação: . . .
I = Pm
e .fi u11m coso (9.8)
onde: I, = corrente, A;
Pm = potência do motor, W;
U = tensão, V;
11m = rendimento do motor;
cos <p=' fator de potência.
• Corrente de partida ou de rotor bloqueado
Os motores de indução desenvolvem, na partida, um pico de corrente que pode
chegar a nove vezes a corrente nominal. Esse pico decresce até alcançar a corrente
nominal, quando o motor atinge a velocidade de funcionamento. Devido ao seu
elevado valor, poderá ser prejudicial ao sistema alimentador, sendo sempre neces-
sário estudos para limitá-Ia ou não.
• Classes de isolação dos sistemas isolantes
Conforme a qualidade, os materiais isolantes podem apresentar o mesmo tem-
po de vida útil operando em temperaturas diferentes. Desta forma classificam-se
quanto à temperatura máxima de operação contínua dentro das quais um tempo
médio de vida útil é obtido. .
As principais classes de isolação e respectivas temperaturas máximas são as
seguintes:
Classe A
Classe B
Classe F
Classe H
J05°C
130°C
135°C
180°C
• Elevação de temperatura
É o aumento da temperatura do motor sobre a do ambiente quando fornece sua
potência nominal continuamente. A elevação de temperatura e respectivas classes
de isolação, adotando-se temperatura ambiente máxima de 40°C, são:
Classe A
Classe B
Classe F
Classe H
60°C
80°C
100°C
125°C
• Tempo máximo permissível de rotor bloqueado:
É o maior tempo admitido para que um motor, alimentado com sua tensão
nominal, tenha seu rotor bloqueado sem que isto venha a prejudicar a vida útil da
máquina. Esse tempo é muito pequeno, geralmente entre 10 a 15 segundos. .

• Falar de serviço
Define-se como um coeficiente igualou maior que I que, multiplicando-se a
potência nominal, indicará a potência que o motor poderá fornecer continuamente
sem que as.temperaturas excedam os limites da classe do sistema isolante.
9.5.2. Motores de Combustão Interna
As principais aplicações dos motores de combustão interna são:
• Em grandes elevatórias, como fonte de energia auxiliar para acionamento das
bombas e demais equipamentos elétricos, durante as interrupações de ener-
gia elétrica;
• Funcionamento das bombas nas elevatórias situados em locais distantes onde
não se dispõe de energia elétrica, ou, quando o seu fornecimento é irregular;
• Nas elevatórias localizadas junto às estações de tratamento de esgotos, que
dispõe de gás de esgoto, o qual possa ser utilizada como combustível.
Os motores de combustão interna utilizadas em elevatórias de esgoto, podem
ser classificadas em:
• Motores de ignição por faísca - estes aspiram uma mistura ar/combustível já
formada e convenientemente dosada, cuja combustão inicia-se pelo disparo
de uma faísca. O combustível utilizado pode ser, gás natural, gás de esgoto,
gasolina ou álcool. A gasolina e o álcool devido aos problemas decorrentes
do armazenamento não são cornumente utilizados.
• Motores de ignição espontânea - geralmente aspira-se apenas o ar, injetan-
do-se combustível na câmara, onde se inicia a combustão a uma determina-
da pressão e temperatura. Fazem parte deste grupo, os motores Diesel, que
utilizam o óleo diesel como combustível.
Os motores de combustão interna poderão acionar diretamente as bombas, ou
acionar um gerador de energia elétrica, que por sua vez, movimenta as bombas e os
equipamentos elétricos da elevatória.
No caso de elevatórias integrantes de uma estação de tratamento de esgoto, na
qual o gás de esgoto é disponível, podem ser utilizados os motores de ignição por
faísca, ou os motores diesel tipo "dual-fuel",
Os motores diesel tipo "dual-fuel" são motores que podem funcionar com dois
combustíveis diferentes, um dos quais o gás de esgoto, e o outro o óleo combustí-
vel. A mistura do óleo com o gás é variada, necessitando, no entanto, um mínimo
de 10% de óleo diesel para o funcionamento adequado desses motores.
Em nosso meio, os motores de combustão interna são poucos utilizados.
ELEVATÓRIAS DE ESGOTO SANIT ÁRlO 289
9.6. SELEÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓRIOS
9.6.1. Bombas Centrífugas
. Para seleção de bombas centrífugas são necessárias várias informações as quais
serão a seguir consideradas.
9.6.1.1. Grandezas e curvas características das bombas e dos sistemas
Grandezas utilizadas em sistemas elevatórios
As principais grandezas e curvas características das bombas e dos sistemas de
recalque que permitem a análise dos sistemas de elevação de líquidos acham-se
descritos na sequência. A figura 9.14 esclarece vários parâmetros que serão defini-
dos.
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-- linha de carga
- - - linha piezométrica
Figura 9.14 - Esquema hidráulico de um sistema de recalque.
• Capacidade ou vazão de bombeamento -é o volume de líquido bombea-
do por unidade de tempo, normalmente expresso em m3
/h, m3
/s ou f/s.
• Altura geométrica de sucção ou altura estática de sucção (Hg,s) -é o
desnível geométrico entre o nível de água no poço de sucção e a linha de
centro da bomba. Se o nível do líquido no poço de sucção está abaixo da
linha de centro da bomba, diz-se quea sucção é negativa. Quando ocorre o
inverso, diz-se que a sucção é positiva.
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• Altura geométrica de recalque ou altura estática de recalque (Hg,r) - é
o desnível geométrico entre linha de centro da bomba e o nível do líquido
onde chega a tubulação de recalque,
• Altura geométrica total (Hg,t) - é o desnível geométrico entre o nível do
líquido onde chega a tubulação de recalque e o nível do líquido no poço de
sucção.
• Carga de velocidade ou carga cinética - é a energia cinética contida no
líquido bombeado. A carga de velocidade é dada por y
2
/2g, onde: Y = velo-
cidade do líquido, rn/s ; g = aceleração da gravidade = 9,81 m/s'
• Altura manométrica total- é a carga que deve ser vencida pela bomba,
quando o líquido está sendo bombeado. Para sua determinação devem ser
consideradas as alturas geométricas de sucção e recalque, as perdas de carga
e as cargas cinéticas. A expressão utilizada para determinação da altura
manométrica total de uma bomba é dada pela equação (9.9).
v', v',H=H -H.+---
r s 2g 2g
H,> Hg,r + LLlHr
(9.9)
. (9.10)
v',H = Hg S-LLlH --
s ' s 2g
(9.11 )
= altura manométrica total, m;
= altura manométrica no recalque (sucção), medida no bocal
de recalque (sucção) e tendo como referência a linha de
centro do rotor da bomba, m;:
= velocidade do líquido no bocal de recaI que (sucção )da bom-
ba, m/s;
LLlHrCLlH.) = somatória das perdas de cargas distribuídas e localizadas,
na tubulação de recalque (sucção), m.
onde: H
H, (H,)
Y,(Y,)
Considerando que a equação (9.9) foi escritatendo como referência a linha de
centro do rotor da bomba, as alturas geométricas acima desta linha de referência
são consideradas positivas, e as abaixo, negativas. Pode-se escrever a equação
(9.9) em função da altura geométrica total, como:
(9.12)
ELEV ATÓRIAS DE ESGOTO SANITÁRIO . 291
Na equação (9.12) a energia na carga cinética Y 2,12g é normalmente considera-
da perdida à saída da tubulação de recalque. Na prática, esta perda de carga é
tomada como equivalente à perda de carga de saída da tubulação e é considerada
como perda de carga localizada.
• Potência fornecida pela bomba - é a potência para elevar a vazão do
líquido, de modo a vencer a altura manométrica total. É dada por:
Pc =yQH
(9.13)
onde: P I = potência líquida fomecida pela bomba, kW; N .rn/s;
y = peso específico da água N/m
3
;
Q = vazão, m
3
/s;
H = altura nÍ.anométrica total, m.
• Eficiência ou rendimento da bomba ~ é a relação entre a potência fornecida
pela bomba e a potência consumida por essa bomba. É dada por:
'. (9.14)
onde: T] = rendimento ou eficiência da bomba;
P, = potência consumida pela bomba, kW; N.rn/s.
Curvas características das bombas centrífugas
As bombas centrífugas são máquinas que podem trabalhar à mesma rotação,
sob diferentes condições de vazão e de altura manornétrica, Existe, entretanto, uma
interdependência bem definida entre esses valores, de conformidade com a vazão
bombeada e a altura manométrica da bomba, operando a uma velocidade constan-
te, que é obtido através de ensaios. As curvas 'de vazão (normalmente em m
3
fh)
contra a altura manométrica total (em m), apotência consumida (em kW ou HP), a
eficiência da bomba e o NPSH (Net Positive Suction Head) são conhecidos como
curvas características da bomba.' A forma geral dessas curvas características varia
em função da rotação específica da boniba.É comum o fabricante da bomba forne-
cer as curvas características para diversos diâmetros do rotor que podem ser usa-
dos na bomba.
É de fundamental importância o conhecimento das curvas características das
bombas, pois cada bomba é projetada, basicamente, para elevar uma determinada
vazão eQ) a uma altura manométrica total (H) emcondições de máxime-rendimen-

to, e à medida que o par Q e H se afasta das condições ótimas de operação, o
rendimento da bomba tende a cair.
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I t
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o 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
VAZÃO (m3/,1
Figura 9.15 - Curvas características de uma bomba centrífuga de fluxo radial.
Curva característica do.sistema elevatôrio
É a que relaciona a altura manométrica total do sistema de elevação do líquido
com a vazão de bombeamento. Esta curva é obtida lançando-se em um gráfico a
vazão em abscissa e a sua correspondente altura manométrica (H) em ordenada
(figura 9. 16).
25r---------------------------~
E
CURVA DA BOMBA
20 /
L_ PONTQOE
15 - - - -- - - - <, , .•....OP~iÇÁO'"u
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-'-c
r-ALTURA GEOMÉTR ICA
0.2 0.3
VAZÃO (m3fo)
0.4 0.50.1
Figura 9.16 - Curva característica do sistema elevatório.
I
I
I
Para o traçado da curva H x Q do sistema elevatório é necessário definir os
diâmetros das tubulações de sucção, recalque e do barrilete.
No cálculo das perdas de carga para a construção da curva Q x H da tubulação
não se deve utilizar coeficientes que levem a valores da perda de carga superiores aos
que efetivamente ocorrerão, com o intuito de se obter maior segurança nos cálculos.
Tal procedimento conduzirá a informações falsas sobre o funcionamento do sistema
elevatório, podendo mesmo ocasionar uma escolha inadequada das bombas.
Quando as tubulações mudam suas características de rugosidade por envelheci-
mento, deve-se traçar as curvas Q x H do sistema elevatório para a rugosidade da
tubulação nova e para a tubulação após um período de tempo de operação do
sistema.
Pelo que se observa na figura 9.16, a interseção da curva da bomba com a do
sistema, representa o ponto de funcionamento da bomba, no qual são definidas a
vazão e a altura manométrica de operação do sistema elevatório.
Característica do sistema elevatório
• Faixas recomendadas para a operação de bombas centrífugas
As bombas centrí fugas tê~ um ponto ótimo de operação, onde sua eficiência é
máxima e pode ser obtida da curva de vazão contra a eficiência da bomba. No
ponto ótimo de operação, as cargas radiais sobre os mancais estão a um mínimo.
As cargas radiais cr-escem acentuadamente quando o ponto de operação da bomba
se afasta do ponto ótimo, para qualquer dos dois lados. No caso dos valores de
vazão de bornbeamento acima do ponto ótimo de operação, a pressão absoluta
disponível necessária para se evitar a cavitação aumenta e, consequentemente, a
cavitação pode passar a ser um problema potencial. Quando a vazão de bombeamento
decresce muito em relação àquela do ponto ótimo de operação, tem-se problemas
com a recirculação do líquido bombeado dentro do rotor. Essa recirculação causa
vibração e perdas hidráulicas na bomba podendo resultar em cavitação.
Para evitar ou minimizar os problemas citados, é recomendável, na prática,
uma faixa de operação com valores da vazão entre 60% e 120% daquela relativa ao
ponto ótimo de operação. .
• Relações características nas bombas centrífugas
Existem certas relações que permitem obter as curvas características da bomba
para uma rotação diferente daquela cujas curvas características são conhecida.
Outras relações permitem predizer as novas curvas características de uma bomba
se for reduzido o diâmetro do rotor, dentro de limites que dependem do tipo da
bomba.

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294 COLETA E TRANSPORTE DE'ESGOTO SANJTÁRIO
Variação da rotação da bomba
Para uma bomba com um mesmo rotor, girando a velocidades diferentes, são
válidas as seguintes relações:
(9.15)
(9.16)
(9.17)
onde: NI e N2 = velocidade de rotação da bomba;
QI e Q2 = vazão de bombeamento relativa a NI e N2;
HI e H2 = altura manométrica total da bomba relativa a N1 e N2;
PI e P2= potência comsumida pela bomba relativa a NI e N2•
Essas relações, conhecidas como leis' da similaridade, são utilizadas para se
determinar o efeito da variação da rotação na vazão, altura e potência de uma
bomba.
Variação do diâmetro do rotor
Variando-se o diâmetro do rotor (Dr) de uma bomba, 'com rotação constante,
tem-se:
(9.18)
(9.19)
(9.20)
• Cavitação
Quando as bombas operam com altas velocidades de rotação e capacidade
superior àquela relativa ao ponto ótimo de funcionamento, existe o perigo potencial
da cavitação. Esse fenômeno reduz a capacidade de bombeamento e a eficiência da
bomba, podendo danificá-Ia.
Quando a pressão absoluta, à entrada do rotor, é menor que a pressão do vapor
do líquido em bombeamento, tem-se a formação de bolhas de vapor e essas bolhas,
ao entrarem em uma zona de maior pressão, implodem abruptamente ocasionando
espaços vazios dentro do líquido. Isto ocasiona o aparecimento de microjatos de
água com grande quantidade de energia, que vão ocupar esses espaços. Se os
vazios estiverem muito próximos às paredes do rotor, os microjatos de água cho-
cam-se violentamente com essas paredes, causando danos ao rotor.
Afim de se verificar a ocorrência ou não da cavitação, é necessário determinar
o NPSH disponível no sistema (NPSHd) e compará-lo com o NPSH requerido pela
bomba (NPSHr) para a vazão de bombeamento. Para que não haja cavitação é
necessário que o NPSHd seja maior que o NPSH,..
• Determinação do NPSHd
o NPSHd é calculado a partir dos dados de instalação da bomba, sendo que, o
projetista poderá variar o NPSHd modificando a cota do eixo da bomba ou os
elementos de instalação, tais como, diâmetro de sucção, rugosidade etc.
oNPSHd pode ser determinado pela seguinte expressão:
NPSH - H ""H Palm Pvapor
d - g,S-L.,Ll s+-----
y y
(9.21 )
onde.Nl'Sl-í, = carga de sucção positiva disponível, m;
Hg,s = altura estática de sucção: positiva quando a bomba está afogada
e negativa em caso contrário, m;
L:6.Hs = somatória de todas as perdas de carga até o flange de sucção, rn;
p.,m = pressão atmosférica, N/m2
;
Pvapor = pressão de vapor de água, N/m
2
;
y = peso específico da água, N/m3
•
Nas tabelas (9.1) e (9.2) são apresentadas a pressão de vapor da água em
função da temperatura, pressão atmosférica e altitude, que são necessários para a
determinação do NPSHd•

Tabela 9.1 - Pressão de vapor da água em função da temperatura
, I
~I'
",!
Observações
T = temperaturao
2
4
6
8
10
15
20
25
30
40
50
60
80
100
0,062
0.072
0,083
0,095
0,109
0,125
0,174
0,238
0,323
0,433
0,752
1,258
2,031
4,827
10,332
Pv/y =altura equivalente
de coluna de água
Tabela 9.'2 - Pressão atmosférica em função da altitude
h
(rn)
Observações
,I
!
o
300
600
900
1200
1500
1800
2100
2400
2700
3000
10,33
9,96
9,59
9,22
8,88
8,54
8,20
7,89
7,58
7,31
7,03
h = altitude
Patnh = altura de coluna de
água equivalente a
pressão atmosférica
A pressão atmosférica, também poderá ser determinada aproximadamente atra-
vés da equação (9.22), cujo resultado é dado em metros.
Patm = 10 33-~
y , 900 (9.22)
ELEVATÓRIAS DE ESGOTO SANIT ÁRJO 297
• Determinação do NPSHr
o NPSH, depende de elementos do projeto da bomba e da vazão, sendo
geralmente fornecido pelos fabricantes das bombas.
Entretanto, há casos em que se desconhece a curva do NPSH,. Nestes casos,
para a determinação do NPSH" calcula-se o coeficiente de cavitação, também
denominado, coeficiente de Thoma (o'), cuja relação é:
NPSHr
a=---
H
(9.23)
onde: H = altura manométrica ou carga total do sistema.
o valor de a depende principalmente da rotação específica da bomba (Nq).
Diferentes valores deo entre bombas de mesma rotação específica, podem ser
ocasionados por diferenças de projeto ou de fabricação, especialmente no que se
refere à rugosidade das paredes das passagens da água.
Nos casos em que não é conhecida a curva NPSH" pode-se verificar se a
bomba cavita ou não, através da figura 9.17, cujos gráficos foram traçados a partir
da rotação especifica e do coeficiente de cavitação crítico (c.), ou seja, quando a
pressão interna na corrente líquida atinge valor igual ao da pressão de vapor do
líquido.
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0.8
0.7
0.6
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0.07
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0.04
0.03
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Figura 9.17 - Gráfico para estudo da cavitaçãoquando não é conheciada a curva do NPSH,.
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A relação entre coeficiente de cavitação (O") e a rotação específica (Nq) é:
(9.24)
sendo que o coeficiente K depende do tipo da bomba e do seu rendimento.
Assim, para bombas de fluxo radial, sucção simples tem-se:
(9.25)
Para bombas de Zfluxo misto, sucção dupla, tem-se:
(9.26)
9.6.1.2. Escolha das bombas e determinação do ponto de operação do
sistema elevatório
Para a escolha dos conjuntos motor-bomba e determinação do ponto de opera-
ção da vazão e altura manométrica total do sistema elevatório, é necessária uma
análise das curvas do sistema eJevatório e das bombas disponíveis no mercado,
passíveis de serem utilizadas em cada caso, bem como, o tipo de operação do
sistema de bombeamento. Esses tipos de operação considerados são com apenas
uma bomba, com bombas em paralelo, e com bombas em série.
As etapas de projeto, a padronização de equipamentos eletromecânicos e o
estudo dos transientes hidraúlicos também influem na escolha dos sistemas
elevatórios. Para a vazão de operação máxima em cada bomba do sistema, o NPSHd
deve superar o NPSHr
em pelo menos 30% (trinta por cento) e também, em pelos
menos 1,Om,
• Operação com apenas uma bomba
Na operação com uma única bomba, o ponto de operação do sistema de
bombeamento é determinado pelo cruzamento das curvas da bomba e do sistema
elevatório. Portanto, para escolha da bomba, deve-se pesquisar nas curvas caracte-
rísticas das bombas aquela que eleva a vazão de projeto à sua respectiva altura
manométrica, operando o mais próximo possível de seu ponto de melhor eficiência,
ou seja, com seu máximo rendimento.
Considerando-se que, devido à variação de nível do poço de sucção, e em
alguns casos, as perdas de cargas podem variar ao longo do tempo por envelheci-
mento da tubulação, a análise da operação do sistema elevatório é feita com uso de
uma família de curvas H x Q do sistema elevatório obtidas levando-se em conta
esse~ fatores. Para a boa operação do sistema, é necessário que a faixa de melhor
rendlm~nto da bomba escolhida esteja compreendida entre os pontos operacionais
deten~l~ados com o uso da família de curvas H x Q possíveis para o sistema
elevatono.
I
• ,Operação com bombas em paralelo
. ,E.melevatórias o mais ~omum é ter-se duas ou mais bombas que podem operar
individualmente, ou associadas em paralelo, enviando o líquido reca1cado através
de uma única tubulação de recalque, Com duas ou mais bombas operando simulta-
neamente em paralelo, cada bomba é responsável por uma parcela da vazão total
reca1cada. '
. A curva combinada das bombas em paralelo é obtida pela soma de suas respec-
uvas vazões correspondentes à mesma altura das bombas (figura 9, J8),
..o H2
o:
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H
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•..
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CURVA DO SIST EMA
--
l-SSOCIAÇÃO
BOMBA I + BOMBA2
o
VAZÃO
Figura 9.1 8 - Operação com bombas em paralelo.
. O ~onto de interseção da curva combinada H x Q das bombas em operação
slmulta~ea com a curva H x Q do sistema elevatório será o ponto de operação de
tod? o Sistema, e fornecerá, portanto, a vazão total de recalque.
Para a escolha das bombas de um sistema com operação simultânea em parale-
lo, deve-se pesquisar nas curvas características das bombas disponíveis, aquela que
eleva a parcela de vazão total a ser reca1cada pela bomba, à altura mano métrica do
sistema elevatório correspondente à vazão total de projeto, operando próximo de
seu ponto de melhor eficiência.
Em um sistema com várias bombas em paralelo, as condições de operação de
cada uma delas pode variar sensivelmente em função do número de bombas em
operação simultânea, fazendo com que o ponto de operação de cada uma se afaste
de seu ponto de melhor eficiência, Deve-se fazer o projeto do sistema de bombea-

mento de tal modo que, nas condições mais desfavoráveis, a vazão de cada bom.ba
não saia dos limites de 60% e 120% da vazão correspondente ao ponto de maior
rendimento da respectiva bomba.
• Operação com bombas em série
As bombas podem ser instaladas de modo que uma mesma vazão passe
sequencialmente por duas ou mais delas. Nestes casos, podem ser instaladas. em
uma única casa de bombas, ou inseridas em pontos convenientemente escolhidos
ao longo da linha de recalque. Na associação de bombas em ~érie, cada u~a.é
responsável por uma parcela da altura manométrica total do sistema elevatono
correspondente à vazão de recalque.
A curva H x Q combinada das bombas em série é obtida pela soma dos valores
de H de cada uma, para uma mesma vazão de recalque conforme mostrado na
figura 9.19.
"
ASSOCIAÇÃO
BOMBAH BOMOA2«
u
CURVA DO
FsíSTEMA
VAZÃO
Figura 9.19 - Operação com bombas em série
o ponto de operação do sistema será obtido pela interseção das curvas H x Q
combinada das bombas e H x Q do sistema elevatório.
I

I
I
I
9.6.2. Bombas Parafuso
As principais condições para a seleção das bombas parafuso são a altura ge~-
métrica e a sua capacidade. Uma vez conhecida a altura da elevação, a sua capaci-
dade depende dos seguintes fatores:
I
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i
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ELEV ATÓRIAS DE ESGOTO SANlT ÁRlO 3 O1
• diâmetro e rotação do parafuso;
• número de entradas;
• ângulo de inclinação do parafuso;
• nível do líquido na câmara de montante.
Diâmetro e rotação do parafuso
As bombas parafuso são geramente disponíveis em tamanhos variando de 0,3 a
4,0 m de diâmetro do parafuso e capacidade de 0,01 a 6,Om3
/s.
A rotação ótima de um parafuso é o número de rotações por minuto para o qual
a bomba opera próximo ao nível de líquido máximo na câmara de montante. A
figura 9.20 mostra a rotação ótima em função do diâmetro externo do parafuso.
00

'
1
'
I.
--<,
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90
80
70
60
50
30
20
~o-
a: 10
Oli 1.0
Diàrnetro externo =" O (m)
1.5 2.0 2.5 3.53.0 4.0 4.5
Figura 9.20 - Rotação ótima em função do diâmetro externo do parafuso. Fonte: Gehring (1971).
Número de entradas
As bombas parafuso são disponíveis em entrada simples, dupla e tripla. Para
cada acréscimo de entrada, há um aumento de aproximadamente 20% na sua capacida
Ângulo de Inclinação
A capacidade de um dado parafuso varia em função do seu ângulo de inclina-
ção, apresentando uma perda de aproximadamente 3% na sua capacidade para
cada aumento de 1% na sua inclinação, conforme mostra a figura 9.21.
Outros fatores, como espaço disponível para o parafuso, também influem na
escolha do ângulo de inclinação. Bombas parafuso com ângulo de inclinação de 30°
a 40° estão disponíveis no mercado.
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I I
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120
110
100
90
80
70
320 34° 36° 38' Angulo de inclinação
Figura 9.21 _ Influência do ângulo de inclinação na capacidade de bombeamento de bombas parafuso.
Fonte: Gehring (1971).
Nível do líquido na câmara de montante
A capacidade e a eficiência de uma bomba parafuso estão intimamente relacio-
nadas com nível do líquido na câmara de montante. Na figura 9.22 tem-se o nível
mínimo que indica o nível no qual a bomba parafuso deixa de recalcar e o nível
máximo é o nível que indica quando a bomba trabalha no máximo de sua capacida-
de. Esta figura apresenta, também, em função dos níveis de operação, a curva da
capacidade e rendimento da bomba parafuso.
Na prática, a seleção de bombas parafuso é geralmente realizada pelos tàbricantes
de bombas, devido aos vários fatores envolvidos. Entretanto, a determinação aproxima-
da das principais características de uma bomba parafuso pode ser feita através da figura
9.23 e os valores obtidos podem ser utilizados como base preliminar de projeto.
9.6.3. Seleção de Motores
Para a seleção dos motores prevalecem os critérios técnico e econômico, de-
vendo no entanto, serem consideradas as seguintes características básicas:
• Aspectos técnicos
Estudo de partida para verificação da capacidade plena de acionamento da
bomba, dos conjugados, considerando o sistema elétrico alimentador, o mé-
todo de partida, o tipo de bomba e as condições hidráulicas de partida;
;.:_L ~T}TrI i _ h~. ~k~~
I j=-i- : !! I ; . ""-. ~' ~~
<, Nível de enchimento <, 'r:s:-:- 1-'3;; -
,-t-;a"*'o-l-::-r/""o.t-----t:::"..J.o:::.:.:::.:--I NA má':
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Figura 9.22 - Cal actcnsuca de funcionamento da bomba-parafuso .
Parafuso Faço. Fonte: Catálogo da Bomba
- Núme~o de partidas dos motores por hora;
Rotaçao compatível com a bomba escolhida'
- Seleção da potê - .' I '~ncla nomma de forma equânime com o BHP(*) da bomba
nos pontos m~l: frequentes de operação. Verificação do desempenho d~
moto~ na co~dlçao de BHP máximo de operação;
- Seleção do sistema isolante de classe superior à da elevação d t
do motor; e emperatura
- Seleção_do tipo de proteção (aberto, fechado etc.) compatível com o local da
instalação;
- Sel:çã~ d~s ~notoFes. com o melhor rendimento possível e com fator de
potencia nao inferior a 0,92.
(*) ~t~:~:~:~~~~~:~e~:;:;~:o~ potência, em HP, requerida pela bomba. O seu cálculo é efetuado
BHP=yQH
75T]b

ROTACÁO (r p m)
2 3 4 , S 7 •• 10' 2 3 4 5 6 7. i 10'2 3 4 , , T. 8'1:1'
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VAZÃO (m'/min)
Figura 9.23 - Gráfico para seleção preliminar de bombas parafuso, Fonte: Gruyter (/974),
Quanto ao rendimento, os motores síncronos e os assíncronos ou de indução
são praticamente equivalentes, apresentando alta eficiência.
Com relação ao fator de potência, os motores síncronos apresentam maior flexi-
bilidade, pois essa característica pode ser ajustada em função da excitação do motor.
Nos motores assíncronos, o fator de potência varia com a carga e seu melhor valor
situa-se na faixa de 75 a 100% da carga do motor. Esta característica nos motores de
indução também varia em função do número de pólos, isto é, quanto maior o número
de pólos, menor a rotação, o que torna mais dificil obter fator de potência adequado.
A figura 9.24 mostra a variação do rendimento, fator de potência, rotação e corrente,
dos motores de indução em função da carga acionada.
• Aspectos econômicos
Na escolha entre um motor de indução e um motor síncrono, prevalece funda-
mentalmente o aspecto econômico.
É importante lembrar que deve ser considerado o custo 'global, compreendendo
o motor e respectivo painel comseu equipamento de controle e proteção. Inclui-se,
também, no custo do motor de indução, a eventual correção do fator de potência.
ELEVATÓR1AS DE ESGOTO SANITÁRIO 305
"001
'00
0,90 90
I
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I--- cos~
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I /j CORRENTE IA
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50
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1.800
RPM
1.750
0,80+ 80
I0,70+ 70
i
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O.60t 60
IO,SO 50
175
150
0,40 40
0.30 30 7S
0,20 20
,
20
I I I I I I
60 80 100 120 140 160
POTÊNCIA FCFlNECIDA EM (%) DA NOMINAL
POTENCIA: IOOCV PÓlOS: 4
TEN~Q: 380 vots
FREOUENCIA; 60 Ht
,
180
I
20040
Figura 9.24 - Curva característica do motor de indução em função da carga acionada.
o custo de um motor síncrono somente é comparável ao de indução para
grandes potências e baixa rotação (potência ~ 5.000 cv e ±16 pólos). Recomenda-
se o cotejo de custos quando a potência e a rotação justifiquem a aplicação dos dois
tipos de motores. .
9.7. NÚMERO DE CONJUNTOS ELEVATÓRIOS
A determinação da quantidade de conjuntos motor-bomba é função das vazões
envolvidas e de suas variações, dos equipamentos disponíveis no mercado, e de
uma análise econômica, considerando os custos das obras civis e equipamentos a
serem adquiridos, incluindo-se a operação e manutenção do sistema.
Não há nehuma regra para se definir o número de bombas a serem instaladas
em uma estação elevatória. Entretanto, o número deconjuntos elevatórios pode ser
analisado sob três aspectos: I)
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...,
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306 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANIT ÁRIO
• para pequenas elevatórias, o número mínimo será de duas unidades que, em
tal caso deverão ser iguais, devendo cada uma delas estar em condições de,
isoladamente, atender à vazão máxima prevista;
• em elevatórias maiores, o número mínimo será de três unidades, que em tal
caso, poderão ser iguais, devendo duas quaisquer, em funcionammento si-
multâneo, poder atender à vazão máxima prevista. No caso das unidades não
serem iguais, é preciso que, estando qualquer das três fora de serviço, espe-
cialmente a maior, as outras duas possam, em funcionamento simultâneo,
fazer face à vazão máxima;
• no caso de estações elevatórias de grande porte, devem ser projetadas e
instaladas várias unidades de recalque. Deve-se, outrossim, na medida dos
dados disponíveis, proceder à determinação da curva de vazão horária da
vazão afluente, dimensionando-se as unidades de recalque de forma a con-
c6rdar, da melhor maneira possível, a linha correspondente às vazões de
recaI que, com a curva de variação da vazão afluente, dentro de uma faixa d.e
rendimentos satisfatórios, Em tais estações, poderá haver uma ou mais 11111-
dades de rotação varíavel, para tomar mais fácil tal ajustamento.
Além disso, de rnqçjo g~rfll, ao se estabelecer o número, bel!! corno a capacida-
de das bombas para uma estação elevatória, deve-se garantir urna reserva instalada
que corresponda, pelo menos, a cerca de 250/. da capacidade total. N~ c~so de
estações de grande vulto, dotadas de diversas unidades de recalque, o limite ora
apontado será, via de regra, perfeitamente satisfatório. Entretanto, para eJevatórias
de porte reduzido deverá ser prevista reservas da ordem de 50% a 100%.
9.8. SISTEMA DE CONTROLE DE OPERAÇÃO DAS BOMBAS
Eng. Shigueo Makita (*)
Nas elevatórias de esgotos, as bombas normalmente são controladas autornati-
camente, Além disso, são previstos comandos manuais para atender às situações de
emergência e manutenção. . _ .
O'controle automático das bombas, geralmente, é baseado na vanaçao de nível
do líquido no poço de sucção, que é a forma mais simples e comum de se estabele-
cer um vínculo entre a vazão afluente e a vazão de recaIque.
(*) Engenheiro Eletricista, Consultor.
. A variação de nível do líquido é detectada através de sensores de níveis que são
ajustados, ou para comandar os diversos pontos de operação de acionamento e
desligamento das bombas, ou para programar a sua operação através de um painel
de comando.
Os sensores do tipo bóia, os pneumáticos e os elétricos, têm sido os mais
utilizados ~m elevatóri~s de esgotos. Entretanto, nas elevatórias de esgoto que utili-
zam o variador de rotação das bombas, do tipo inversor de frequência, o controle
da rotação das bombas, normalmente é feita através dos sensores de nível, com
saída de 4 a 20 mA.
Quando se utiliza o conjunto motor-bomba de rotação variável, em paralelo
com os de rotação constante, o variador do tipo inversor de frequência poderá ser
usado como equipamento de partida do motor.
• Sensores tipo bóia
São utilizados quando o sistema de comando é simples e requer alguns pontos
de comando.
O tipo usual de bóia consiste de um interruptor de mercúrio, dentro de uma
cobertura de polipropileno com formatode uma "pera", que pode ser colocado na
altura desejada, pois está suspenso por seu próprio cabo de comando. Quando o
nível de água alcança a bóia, esta muda de posição, ligando as bombas, ou podendo
ser usada, ainda, para acionar o sistema de alarme.
As bóias devem ser localizadas no poço de sucção, em zona calma, afastadas
da turbulência do esgoto. Podem ser colocadas diretamente em contato com o
líquido ou no interior de tubos verticais perfurados.
Deve-se, entretanto, ler o cuidado de se procurar eliminar ou reduzir depósitos
de materiais flutuantes que, geralmente, se formam no poço de sucção. Esses depó-
sitos de matériais poderão prejudicar o bom funcionamento das bóias.
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Figura 9.24 - Controle por bóias.

• Sensores pneumáticos
São, geralmente, utilizados em grandes elevatórias com muitos pontos de co-
mando e, também, nas elevatórias de bombas de rotação variável.
Um tipo desensor pneumático usado nas elev~tórias de esgoto é o do tipo tubo
de borbulha, que consiste em introduzir um tubo dentro do líquido, com a ponta
alinhada com o nível mínimo.
O elemento de pressão é ligado a uma linha de ar comprimido, sendo a pressão
levemente superior à altura da coluna líquida. O ar borbulhará através dos furos do
tubo indicando o nível, pois o sensor de pressão está calibrado com esses níveis.
Um aumento de nível do líquido provocará a necessidade de uma pressão de ar
maior para permitir a saída das borbulhas. O contrário acontece com a diminuição
de nível e essa variação de pressão atuará sobre o sensor.
A pressão de ar comprimido utilizado no borbulhador não deverá ser superior a
IO,33m, pois essa pressão é suficiente para manter o tubo livre de obstrução. Esse
sistema permite operar adequadamente em pequenas variações de níveis e, nos
casos extremos, pode-se utilizar um transmissor e ampliar o diferencial de pressão.
A TUBuLAçlo· DE 1/2"
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Figura 9.25 - Sensor pneumático. Fonte: Catálogo da Taylor Instrumentos do Brasil Ltda.
• Sensores elétricos
Os sensores elétricos utilizados em elevatórias de esgotos são:
- capacitância elétrica;
- eletrodos;
- ultra-som.
ELEVATÓRJAS DE ESGOTO SANITÁRIO 309
Capacitância elétrica
Um capacitor consiste de dois condutores separados por um isolante. Os con-
duto[€s são chamados de placas e o isolante é conhecido por dielétrico.
A medida que o nível do líquido aumenta, o ar, cuja constante dielétrica é
baixa, é substituído pelo líquido cuja constante é mais alta. Como a constante
dielétrica do capacitor varia linearmente com o nível, a mesma variação ocorre com
a ca~acitância. ~ssim, é possível medir o nível do líquido no poço de sucção,
medindo-se a vanação de sua capacitância.
O campo de aplicação da capacitância elétrica é análogo aos dos sensores
pneumáticos.
Figura 9.26 - Capacitância elétrica. Fonte: Garden (/976).
Eletrodo
Esse sistema consiste de uma série de eletrodos colocados em diferentes níveis
no poço. Quando o nível do líquido alcança o eletrodo, fecha-se um circuito elétri-
co que através de relês, efetua o controle do sistema de bombeamento.
Os eletrodos são raramente usados em elevatórias de esgotos, devido à necessi-
dade de sua limpeza contínua para que os materiais encontrados no esgoto não
prejudiquem o seu funcionamento.
Ultra-som
O sensor de nível, do tipo ultra-som, é o mais indicado para utilização em
medição de nível de esgoto, porque o elemento sensor não tem contato com o
líquido.
O sistema de medição utiliza um sinal ultrasônico, emitido por um transdutor e
refletido pela superficie a ser medida. O tempo de transmissão do sinal é medido

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Figura 9.27 - Eletrodo. Fonte: Garden (1976).
eletronicamente determinado-se o nível do líquido. O medidor ultrasônico fornece
sinais de 4 a 20 mA. Esses medidores são fornecidos com controlador eletrônico.
9.9. VARIAOORES DE ROTAÇÃO DAS BOMBAS
As vazões de esgoto afluentes às elevatórias estão sujeitas às variações horárias
e diárias, e também, variações ao longo do tempo, devido principalmente ao cresci-
mento populaciona1. A condição ideal em uma elevatória é aquela em que a vazão
bombeada é igual à vazão afluente.
Para o recalque do esgoto acompanhando essas variações, podem ser utilizadas
vários conjuntos elevatórios e/ou os variadores de rotação das bombas Atualmente,
têm sido muito utilizados os variadores de rotação devido principalmente a econo-
mia de energia elétrica, à diminuição das dimensões do poço de sucção das elevatórias
e ao aumento do fator de potência dos motores das bombas proporcionada por
esses equipamentos.
As bombas de rotação variável podem ser consideradas corno urna somatória
de infinitas bombas de rotação constante.
Pela variação de rotação, a característica da bomba poderá ser modificada para
atender as necessidades do sistema. Conforme mostra a figura 9.28 não se verifica-
rão grandes perdas adicionais ao sistema hidráulico, embora coin a diminuição de
vazão haja uma pequena diminuição no rendimento da bomba. A determinação dos
efeitos da variação da rotação na vazão, altura e potência da bomba, poderá ser
feita através das leis da similaridade apresentadas no item 9.6.1.1 - relações carac-
terísticas nas bombas centrífugas.
ELEV ATÓRIAS DE ESGOTO SANIT ÁRJO 311
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figllra 9.~8- Controle de vazão pela variação de rotação da bomba.
Os principais tipos de variadores de rotação das bombas são:
• variador eletromagnético;
• variador de tensão.
• variador hidráulico;
• variado r de resistência;
• variador de freqüência.
Os variadores de rotação apresentam rendimentos diferentes. A figura 9.29
apresenta o rendimento dos variadores em função da rotação. Observa-se nessa
figura que, quando a rotação é de 50%, o rendimento dos variadores hidráulico, de
resistência, eletromagnético e de tensão, situam-se na faixa de 25 a 47%. Aumen-
tando a rotação, o rendimento aumenta linearmente, A figura também mostra que o
variador de freqüência apresenta o melhor rendimento, situando-se na faixa de 75 a
85%, quando a rotação varia de 50 a 100% .
Dentre os vários tipos de variadores referidos destacam-se os variadores
hidrocinéticos (variador hidráulico) e os inversores de freqüência (variador de fre-
qüência).
Devido ao custo de aquisição e manutenção do variador de rotação é necessário
um estudo técnico e econômico para a sua utilização, comparando-se com o uso de
bombas de rotação constante. Se o sistema de bornbeamento for bem planejado e

312 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANIT.-RIO
100
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60
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40
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ROTAÇÃO 1%)
Figura 9.29 - Rendimento dos variadores em função da rotação.
operado, de-modo que as bombas funcionem em condições de efetiva vadação de
rotação em função das vazão, o variador de rotação pode trazer uma economia
significativa de energia elétrica.
9.10. PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO
São utilizados em estações de bornbeamento para operar e supervisionar todo o
sistema elevatório. O painel de comando é basicamente constituído dos seguintes
elementos:
• comando liga-desliga das bombas;
• chave seletora automático-manual;
• chave seletora de bombas;
• alarme e sinalização de defeitos;
• sinalização de operação;
• indicador de corrente (amperimetro);
• indicador de tensão (voltímetro);
• relês auxiliares;
• controle de rotação do motor;
• supervisão do sistema,
Em elevatórias de maior porte, poderão também ser incluídos medidores contí-
nuos de nível, de vazão, de totalizador de vazão etc.
ELE VATÓRIAS DE ESGOTO SANITARIO 313
O número de elementos de comando e supervisão, depende da complexidade
do sistema de bombeamento e das necessidades individuais de cada sistema. De-
pendendo da complexidade do sistema operacional da elevatória, poderá ser utiliza-
do o controlador lógico prograrnável (CLP).
AGÊNCIA PARA APLICAÇÃO DE ENERGIA. - Auto-Avaliação dos Pontos de Desper-
dício de Energia Elétrica na Indústria. CESP/COMGÁS/CPFLlELETROPAULO. São
Paulo. 1986.
ALEM SOBRINHO, P.; TSUTIYA, M.T. - Elevatorias de Esgoto - Sistemas de
Bombeamento. Apostila do Curso PHD 411 - Saneamento I. Departamento de En-
genharia Hidráulica e Sanitária. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
São Paulo. 1989.
ARASMITH, E.E.; SCHEELE, M.; ZENTZ, K. - Pump & Pumping. ACR Publications,
Inc. 7th Edition. Oregon. 1997.
AZEVEDO NETTO, J.M; ALVAREZ, G.A. - Manual de Hidráulica. São Paulo. Edgard
Blucher, 6 ed.,1973.
BERK. W.L. - How to Use and Select a Screw Pump. Walter & Sewage Works 76: R-22
~ R-27, april, 1976.
BONILHA, J.R. et ai. -Instlllâçãode Recalque. Apostila do Curso. DAEE/FCTHlEPUSP.
Piracicaba, 1992.
BRUCOLI, A.C.; LUCARELLI, D.L. - Motores Elétricos. Associação Brasileira de En-
genharia Sanitária. Apostila. 57p. São Paulo. Out. 1981.
CASSIANO FILHO, A.; TSUTIYA, M.T. - Economia nos Custos de Energia Elétrica em
Obras Sanitárias Através da Escolha Adequada das Tarifas. Revista DAE, Vol. 53, No
172, p. 1-10, Jul/Ago. 1993.
DAVID, A.C. - Variadores de Rotações de Bombas. Trabalho Técnico. Curso PHD 5026.
Elevatórias Utilizadas em Saneamento. Escola Politécnica da Universidade de São
Paulo. São Paulo. 1998.
GARDEN, J.A. - How to Fathom Liquid LeveI Sensing. Walter & Wastes Engineering
13(5): 58-64, May, 1976.
GEHRING, H., E., H. - Bombas Parafuso. VI Congresso Brasileiro de Engenharia Sa-
nitária. 34p. São Paulo. 1971.
GRUYTER, P. - Pumping Stations. Internacional COlmes in Hydraulic and Sanitary
Engineering. Delft Netheriands, 1974.
HALL, F. - Manual de Redes de Aguas e de Esgotos. i edição. Edições Cetop, 1976.
JARDIM, S.B. Sistemas de Bombeamento. Sagra- D.C. Luzzato. Porto Alegre, 1992.
KARASSIK, 1.J.; KRUTZSCH, W.C.; FRASER, W.H. - Pump Handbook. McGraw-HiII
Book Company. New York. 1976.
)
I )
)
)

)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
314 COLHI E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITARIO
KUBOTA, H.; TSUTIYA, M.T. - Economia de Energia Elétrica: Estudo Comparativo de
Consumo de Energia Elétrica em Diversos Métodos de Controle de Vazão. J 5° Con-
gresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. Belérn - Pa. 1989.
LIMA, E. P. C. - A Mecânica das Bombas. Salvador. Bahia. 1984.
MACINTYRE, A.J. - Bombas e Instalações de Bombeamento. Guanabara Dois. Rio de
Janeiro. 1980.
METCALF & EDDY, INC. - Wastelvater Engineering: Co//ection and Pumping of
Wàstewater. New York, McGraw-Hill, 1981.
MOTTA, A.C.S. - Estações Elevatorias de Esgotos. São Paulo, CETESB, 1970.
NEKRASOV, B. - Hidráulica .URSS. Editorial Mir. Moscou. i ed. 1986.
PROSSER, M.J. - The Hydraulic Design of Pump Sumps and Intakes. British
Hydromechanics Research Association. Nov. 1980.
QASIM, S.R. _.Wastewater Treatment Plants. CBS College Publishing. New York, 1985.
TORREIRA, R.P. - Bombas, Válvulas e Acessórios. 1996.
TSUTIYA, M.T. -- Estações Elevatórias de Esgotos: Principais Aspectos de Projeto. Dis-
sertação de Mestrado. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo.
19X3.
TSUTIYA, M.T. - Redução do Custo de Energia Elétrica em Estações Elevatorias de
Sistemas de Abastecimento de Água de Pequeno e Médio Portes. Tese de
Doutoramento. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo. 1989.
TSUTIYA, M.T. - Sistema de Abastecimento de Água -- Tópicos Especiais. Diretoria
Técnica e Meio Ambiente. Superintendência de Pesquisa e Desenvolvimento
Tecnológico. 132 p. SABESP. São Paulo. 1997.
VALLlLO, D.C.; KUBOTA, H.; TSUTIYA, M.T.; UEDA. S. - Utilização de Bombas de
Rotação Variável em Obras Sanitárias. Revista DAE, NU126, p. 266-274, Set, 1981.
YASSUDA, E.R.; NOGAMI, P.S. - Bombas e Estações Elevatorias. In: Técnicas de Abas-
tecimento e Tratamento de Água. Capo 11. CETESB. São Paulo. J 978.
WPCF. - Desing and Construction of Sanity and Slorrn Sewer. Washington, D.C. Manu-
al of Practicetv" 9, 1970.
CAPiTULO 10
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE
ESGOTO SANITÁRIO
10.1. LOCALIZAÇÃO DAS ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS
A localização das elevatórias nos sistemas de esgoto sanitário decorre do traça-
do do sistema de coleta. Situam-se, em geral, nos pontos mais baixos de uma bacia
ou nas proximidades de rios, córregos ou represas.
Para a escolha do local adequado à construção de uma estação elevatória de-
vem ser considerados os seguintes aspectos:
• as dimensões do terreno deverão satisfazer às necessidades presentes e à
expansão futura;
• baixo custo e facilidade de desapropriação do terreno;
•. disponibilidade de energia elétrica;
• facilidade de extravasão do esgoto em condições de eventuais paralisações
dos conjuntos elevatórios;
• topografia da área;
• sondagens do terreno;
• facilidades de acesso;
.' estabilidade contra erosão;
• menor desnível geométrico;
• trajeto mais curto da tubulação de recalque;
• mínimo remanejamento de interferências;
• menor movimento de terra;
• influências nas condições ambientais;
• hannonização da obra com o ambiente circunvizinho.
10.2. CLASSIFICAÇÃO DAS ELEVATÓRIAS
As elevatórias têm sido classificadas de diversas maneiras e os critérios mais
comuns são:
• capacidade (m
3
/s, m
3
/h, fJs);
• fonte de energia (eletricidade, diesel etc.);

• método construtivo (convencional, pré-moldada etc.);
• altura manométrica;
• função específica.
De acordo com sua capacidade, as elevatórias de esgotos são classificadas em:
• pequenas: menos de 50 fjs;
• médias: 50 a 500 fls;
• grandes: superior a 500 fjs;
e de acordo com sua carga, em:
• baixas: menos de 10m;
• médias: 10 a 20 m;
• altas: superior a 20 m.
A tabela 10.1 apresenta a classificação das elevatórias em função do tipo, capa-
cidade e método construtivo.
Tabela 10.1 - Classificação das elevatórias.
Elevatórialtip6 Capacidade (m3
/s)
Ejetor pneumático < 0,02
Pré-rnoldada
poço úmido
poço seco
Convencional
Pequena
Média
Grande
0,006 - 0,03
0,006 - > 0,1
0,2 - 0,09
0,06 - 0,65
>0.65
10.3. TIPOS DE ELEVATÓRIAS
A escolha do tipo de elevatória dependerá basicamente dos seguintes fatores:
local ização; capacidade da elevatória; número, tipo e tamanho das bombas; projeto
estrutural; projeto arquitetônico e aspectos estéticos. O tipo da elevatória também
pode ser definido pela área disponível para sua construção ou, ainda, por sua supe-
restrutura.
Os tipos de elevatórias podem ser classificados segundo as bombas a serem
utilizadas. Na tabela 10.2 são indicadas as bombas utilizadas e os tipos de elevatórias
correspondentes.
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS 317
Tabela 10.2 - Tipos de clevatórias.
Bomba Tipo de elevatória
Ejetor pneumático
Parafuso
Centrífuga
Elevatória com ejetor pneumático
Elevatória com bomba parafuso
Elevatória convencional
10.4. ELEVATÓRIAS COM EJETORES PNEUMÁTICOS
As elevatórias com ejetores pneumáticos são utilizadas para recalcar pequenas
vazões a alturas manométricas reduzidas.
A capacidade do ejetor varia normalmente de 5 a 15 Os não ultrapassando 20
fjs,já que, para vazões superiores a esta, o consumo de energia cresce demasiada-
mente.
As elevatórias com ejetores sempre devem ser projetadas com uma unidade de
reserva, a fim de assegurar que o serviço não se interrompa no caso de falha
mecânica de uma unidade ou durante os períodos que requeiram a remoção do
equipamento para reparos, manutenção ou limpeza.
É conveniente que seja instalado um reservatório rlP ar entre o compressor e o
ejetor para reduzir a freqüência de partida do compressor, diminuindo também a
potência do mesmo.
A perda de carga na linha de recaIque pode ser calculada através de fórmulas
usuais; entretanto, é recomendável que se considere o dobro da vazão de projeto
para efeito desse cálculo.
O ejetor é razoavelmente livre de problemas operacionais, mas mecanicamente
é menos eficiente do que a bomba e sua eficiência, bastante baixa, está limitada a
cerca de 15%.
Suas principais vantagens são:
• o esgoto permanece encerrado durante sua passagem pelo ejetor e, conse-
qüentemente, não há escape de gás do esgoto, a não ser pelo respiro;
• o funcionamento é completamente automático e o ejetor só funciona quando
necessário;
• o número relativamente pequeno de peças móveis em contato com o esgoto
requer pouca manutenção;
• os ejetores não se obstruem facilmente;
• não é necessário o prévio gradeamento do esgoto, pois as válvulas e condu-
tos de ligação deixam passar livremente quaisquer sólidos que entrem no
esgoto.
A figura 10.1 apresenta um tipo de elevatória com ejetor pneumático.
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Ó (O (Os) (poL) máx(m) (pol.) K L M N Vazio água
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B 36,34 1,14 1"1/2 27,43 1/2" 22" 201/4" 12"1/2 4"1/4 69,85 124,74
?::.~ ...;.~. C 72,68 2,65 2" 30,48 1/2" 25"1/4 241/2" 14"3/8 8" 177,80 279,40
D 109,02 4,54 3" 21,34 3/4" 30"1/2 28" 16"3/4 9"1/8 254,00 406,40
Figura 10.1- Elevatória com ejetor pneumático
PROJETO DE ESTAÇOESELEVATÓRlAS 319
Um ejetor pneumático mais simples é o tipo pneu pump, de baixo custo e
excelentes resultados operacionais. O pneu pump é constituído de um tanque fe-
chado, com um tubo de descarga localizado na parte central, possuindo apenas uma
parte móvel que é a componente da válvula de entrada do líquido. A operação do
ejetor é controlada por um tubo especial denominado seal pipe e ligado ao tubo de
descarga (figura 10.3). À medida que o líquido sobe dentro do tanque, o seal pipe
se enche e fecha a saída do ar comprimido proveniente de um compressor, assim
criando uma pressão dentro do tanque c expulsando seu conteúdo. Quando o tan-
que esvazia, o seal pipe se abre e o ar comprimido se dissipa através do tubo pelo
qual o líquido é expelido. Quando isso acontece, o tubo de descarga está sem o
líquido, a pressão volta ao normal e reinicia-se um novo ciclo. A fase final de cada
ciclo de descarga é um rápido esguicho de ar e líquido, o qual previne qualquer
bloqueio dos tubos.
As dimensões básicas do pneu pump são apresentadas na tabela 10.3.
Tabela 10.3 - Dimensões básicas do Pneu Pump
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As figuras 10.2 e 10.3 apresentam esquemas da elevatória com ejetor pneumá-
tico tipo pneu pump, utilizado na cidade de Piratininga (SP). O equipamento foi
instalado num poço de visita comum e projetado para recalcar uma vazão de 0,68
fls a um desnível geométrico de 4,31 m. Seu funcionamento é intermitente e auto-
mático, controlado por bóias que acionam um compressor de 1/2 cv, com desloca-
mento de ar de 70 eJmin. Seu ciclo de operação é de 80 segundos, sendo 70
segundos para enchimento e 10 segundos para descarga; o consumo de energia é de
100 kW/mês. Embora a pressão máxima de ar recomendada para esse equipamen-
to seja de 20 m.c.a, tem sido utilizada pressão bem maior sem nenhum problema ..

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Figura 10.2 - Elcvatória com ejetor pneumático, tipo pneu pUlllp, com instalação no poço de visita
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-SEAlPIPE-
SA:OADO ESGOTOO 7Smm
Figura 10.3 - Bomba pneu pUlllp
. PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVA TÓRIAS 321
Por suas instalações e baixo custo tanto de implantação quanto de operação e
manutenção, o ejetor pneumático tipo pneu pump é recomendável para vazões de
até 4,54 tis e altura manométrica de 9,14 m (por unidade), conforme apresentado
na tabela 10.3. Maiores detalhes desse tipo de elevatória são apresentados no traba-
lho elaborado por Tsutiya (1989).
10.5. ELEVATÓRIAS COM BOMBAS PARAFUSO
Devido às suas características, as elevatórias com bombas parafuso são, em
geral, utilizadas próximo à estação de tratamento de esgoto localizada fora da área
urbanizada. O processo elevatório é inteiramente visível em todos os seus detalhes
podendo conduzir esgoto muito poluído sem maiores problemas.
Nas figuras 10.4 e 10.5 são apresentados esquemas de uma elevatória de esgo-
to com bomba parafuso.
A câmara de montante deve ser dimensionada utilizando-se as mesmas consi-
derações apresentadas para o dimensionamento do poço de sucção para bombas de
rotação constante. A câmara de jusante deve ser projetada de modo que a distância
entre o nível de descarga e o nível de lançamento.seja igual a 15% do diâmetro
externo do parafuso e a distância entre o nível máximo e o nível de lançamento seja
de aproximadamente 50 mm,
Para alcançar a máxima eficiência no bornbeamento é essencial que a folga
entre a bomba e o leito seja a menor possível. Para assegurar afolga correta e obter
um acabamento liso é usual e recomendável que a conformação final do leito de
concreto seja executada com a bomba já instalada. Pára as bombas com diâmetro
de parafuso inferior a 750 mm pode-se utilizar o leito em chapa de aço.
10.6. ELEVATÓRIAS CONVENCIONAIS
10.6.1 Classificação
De acordo com a instalação dos conjuntos elevatórios, as elevatórias convencio-
nais podem ser classificadas em:
• Poço seco:
- conjunto motor-bomba de eixo horizontal;
- conjunto vertical de eixo prolongado-bomba não submerso;
- conjunto motor-bomba de eixo vertical-bomba não submerso:
- conjunto motor-bomba auto ecorvante,
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Figura 10.4 - Elevatória com bomba parafuso - planta
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Figura 10.5 - Elevatória com bomba parafuso - corte
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• POÇO úmido:
- conjunto vertical de eixo prolongado - bomba submerso;
- conjunto motor-bomba submerso.
Os esquemas de elevatórias de poço seco e poço tímido são respectivamente
apresentados nas figuras 10.6 e 10.7. Quanto ao dimensionamento e detalhes do
poço de sucção, estes são calculados e detalhados do mesmo modo, independente-
mente do tipo de elevatória.
10.6.2. Elevatórias convencionais de poço seco
As elevatórias convencionais de poço seco têm o poço de sucção separado da
casa de bombas. Por ser dimensionado e detalhado da mesma maneira para todas
as elevatórias convencionais, o poço de sucção será considerado posteriormente,
sendo que neste item são considerados apenas os aspectos relativos à casa de
bombas.
A casa de bombas, também denominada poço seco ou sala de bombas, deverá
ser adequada para abrigar os conjuntos selecionados, incluindo os elementos de
montagem e os elementos hidráulicos complementares.
As dimensõesda casa de bombas devem ainda permitir facilidade de locomo-
ção, manutenção, montagem, desmontagem, entrada e saída dos equipamentos e,
quando for o caso, abrigar os dispositivos de serviço para manobra e movimenta-
ção das unidades instaladas. Caso o piso da casa de bombas esteja localizado abai-
xo do nível máximo do líquido no poço de sucção, é recomendável prever uma
bomba de drenagem.
Além de ser adequadamente iluminada e ventilada, a casa de bombas, na medi-
da do possível, deve ter formas e dimensões apropriadas em termos estruturais, e
econômicas quanto ao aspecto construtivo.
Para ilustrar as elevatórias convencionais de poço seco são apresentadas as
figuras 10.8 a 10.13.
10.6.3. Elevatórias convencionais de poço úmido
Para as elevatórias de pequeno e médio portes é comum a utilização de eJevatórias
do tipo convencional de poço úmido, com conjunto motor-bomba submerso. Devi-
do às peculiaridades desse tipo de elevatória e, principalmente, por sua importância,
neste item serão enfocadas com atenção essas instalações de recaI que.
As elevatórias que utilizamconjuntos motor-bomba submersos são instalações
simplificadas e totalmente enterradas, sem superestrutura. Além de sua instalação
requerer áreas menores, elas podem funcionar mesmo em local sujeito a eventuais
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PROJETO DE ESTAÇOES ELEVATÓRIAS 325
CON.JUNTO f.AOTQR·BOMBA DE EIXO HORIZONTAL
CONJUNTO MOTOR·BOMBA DE EIXO VERTICAl.
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CONJUNTO MOTOR-BOMBA DE EIXO PROlONGADO
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CONJUNTO MOTOR·BOMBA DE EIXO HORIZONTAl
BOMBA AUTO-ESCOVANTE
Figura 10.6 - Elcvatórias convencionais de poço seco.
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VÁLVULA GAVETA
CONJUNTO VERTICAL DE EIXO PROLONGADO
BOMBA SUBMERSA
CONJUNTO MOTOR·BOMBA
SUBMERSO
Figura 10.7 - Elcvatórias convencionais de poço úmido. Fonte: Gruyter (/974).
inundações e ser construídas em regiões densamente povoadas,já que são enterra-
das e não exalam odores sensíveis. Como são totalmente subterrâneas, não alteram
a urbanização existente. Estas elevatórias apresentam, em geral, custo global inferi-
or às elevatórias que utilizam outros tipos de bombas.
A SABESP padronizou as elevatórias convencionais de poço úmido utilizando
conjunto motor-bomba submerso. Essa padronização elaborada pelo eng. Rolando
Roberto Santoro foi fundamentada em várias pesquisas e estudos realizados para
esse tipo de elevatória e visa atender aos seguintes requisitos:
• dimensões ideais do poço;
• t1uxo uniforme do coletor às bombas;
• ausência de formações de vórtices;
• separação das bolhas de ar antes que cheguem à sucção;
• ausência de sedimentação;
• construção simples de módulos uniformes;
• uniformização entre os equipamentos.
PROJETO DE ESTAÇOES ELEVA TÓRIAS
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PROJETO DE ESTAÇOES ELEVATÓRJAS 329
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I PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS 333
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Figura 10.13 - Elevatória convencional de poço seco - bomba auto-escorvante,
A padronização é apresentada em modelo retangular ou circular, dependendo
das condições de instalação ou localização. A elevatória retangular (figura 10.14)
pode ser utilizada para qualquer número de conjuntos elevatórios. No entanto, as
e1evatórias circulares (figura 10.15) devem ser dimensionadas para uma quantidade
restrita de conjuntos, pois, caso contrário, a área ocupada será relativamente gran-
de. Tanto as elevatórias retangulares como as circulares padronizadas são recomen-
dadas para vazões de até 500 eis. No caso dessas elevatórias serem utilizadas para
vazões maiores que 250 Ris, deverá ser utilizada grade mecânica em substituição ao
cesto para remoção dos detritos. A tabela 10.4 poderá ser utilizada para um pré-
dimensionamento da elevatória, sendo que para a definição das dimensões finais da
elevatória é necessário consulta aos fabricantes dos equipamentos eletromecânicos.
Na Baixada Santista, Estado de São Paulo, foram realizadas pesquisas durante
aproximadamente dois anos, para comparar as elevatórias convencionais de poço
úmido (figuras 10.14 e 10.15) com as elevatórias convencionais de poço seco, com
bomba auto escorvante (figura 10.l3). Devido ao resultado favorável para a utiliza-
ção de bomba auto escorvante, na Baixada Santista têm sido atualmente utilizado
esse tipo de elevatória, em substituição a elevatória com bomba submersível.
Na figura 10.16 são apresentados detalhes de uma elevatória convencional de
poço úmido, com conjunto vertical de eixo prolongado, com a bomba submersa.

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Tabela 10.4 - Valores para o pré-dimensionamento de elevatória com conjunto motor-bomba submersos,
conforme padronização da SABESP.
ELEVATÓRIA RETÂNGULAR
Dimensões da elevatória (em mm)
Vazão pl bomba Aminimo Bmínimo C D E
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SO 1150 500 240 150 900
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80 1450 615 295 195 1030
so 15SO 650 310 200 1050
100 1650 750 330 210 1100
150 2000 850 400 250 12SO
200 2300 1110 480 300 1350
250 2600 1200 510 330 1450
300 2900 1300 600 3(/) 1500
350 31SO 1400 620 420 1550
400 3300 1500 6Ç() 450 1600
450 3450 1600 710 4c;o 1650
500 3750 1700 720 510 1700
Obs.: As dimensões para vazões menores que a indicada na tabela podem ser as mesmas para 50 tis.
F - Dimensões L acrescido de 150 mm
L - Dimensão correspondente ao modelo da bomba
G e H - Dimensão a ser definida com o modelo da bomba
1- Dimensão a ser definida pelo projeto, porém nunca inferior a 1.500 mm
J - Cota mínima de desligamento da bomba
N - Dimensão definida em função do diâmetro da tubulação de reealque
M - a ser definida pelo projeto
ELEVATÓRIA CIRCULAR
Dimensões da c1evatória (em mm)
Vazão pl 2 Bombas 3 Bombas 4 Bombas para qualquer elevatória
bomba
em tis Diâmetro A mín. E Diâmetro A mín. E Diâmetro A mín. E B D C
SO 1500 800 600 2000 1100 820 2500 14SO 1000 500 ISO 240
eo 1580 8SO 650 2100 1200 950 27SO 1600 1150 520 170 255
70 1680 950 700 2250 1320 IOSO 2920 1700 1200 550 185 280
80 1810 1000 750 2420 1460 1150 3150 1950 1350 615 195 295
so 1880 1100 820 2600 ISSO 1200 3400 2100 1480 650 200 310
100 2100 1350 1000 3000 1800 1300 3980 2300 16SO 750 220 330
ISO 2550 15SO 1120 34SO 2100 14SO 4300 23SO 1850 8SO 250 400
200 3000 1750 1250 3800 2350 15SO 5000 2780 2100 1100 300 080
250 3350 2000 1380 4200 2600 1650 5700 3000 2300 1200 330 510
300 36SO 2200 1500 4800 2950 1750 6300 33SO 2600 1300 3(/) 600
350 4100 2520 1850 5200 3200 1930 7000 3600 28SO 1400 . 420 620
400 4450 2650 19SO 5750 34SO 21SO 75SO 3900 3100 1500 4SO 6Ç()
450 4750 2800 2050 6100 3700 2320 8100 4300 3400 1600 4c;o 710
500 5000 2900 2100 6500 3900 2730 8700 4700 3650 1700 510 720
Obs.: As dimensões para vazões menores que a indieada na tabela podem ser as mesmas para 50 tis.
F - Dimensão L acrescida de 150 mm
L - Dimensão eorrespondente ao modelo da bomba
G e H - Dimensão a ser definida com o modelo da bomba
1- Dimensão a ser definida pelo projeto, porém nunca inferior a 1.500 mm
J - Cota mínima de desligamento da bomba
N - Dimensão definida em função do diâmetro da tubulaçâo de recalque
10.7. POÇO DE SUCçÃO
opoço de sucção de uma elevatória de esgoto é uma estrutura de transição que
recebe as contribuições dos esgotos afluentes e as coloca à disposição das unidades
de recalque.
Devido ao custo e às dificuldades construtivas e operacionais, é desejável que o
poço seja projetado de modo a obter profundidade mínima, embora esta esteja
condicionada pelos condutos afluentes à elevatória.
Para a proteção das bombas, geralmente são instalados cestos ou grades no
interior do poço ou em compartimento adjacente.
O volume requerido do poço de sucção para se ter um funcionamento adequa-
do dos conjuntos elevatórios depende, principalmente, do número de partidas dos
conjuntos elevatórios, da quantidade e da seqüência operacional das bombas de
rotação constante ou variável.
Outro aspecto importante é manter uma submergência adequada na sucção, a
fim de evitar a entrada de ar na bomba devido ao fenômeno de vórtice.
O poço de sucção deverá ter uma estrutura constituída de paredes verticais e
laje de fundo com inclinação no sentido da sucção das bombas, a fim de evitar a
deposição dos materiais sólidos e facilitar sua limpeza. Alguns valores dessa inclina-
ção são apresentados na figura 10.17.
succâo
a) SABESP (1979)
COLETOR
AFLUENTE
AFLUENTE
suecÃo
COLETOR
b)WPCF(1981)
sucção
c) Metcalf & Eddy(1981)
Figura 10.17 - Algumas configurações de poço de sucção.

. A WPCF (1981) admite que os coletores atluentes à elevatória podem ser
utilizados como parte integrante do volume do poço de sucção. Neste caso, o nível
de partida das bombas ficará acima da geratriz inferior coletor afluente. De acordo
com Metcalf & Eddy (1981), cerca de 50% do volume total pode ser armazenado
nos coletores, observando-se, no entanto, que algumas elevatórias nos Estados
Unidos foram executadas praticamente sem poço de sucção. Os coletores afluen-
tes, como integrantes do volume do poço de sucção, também foram utilizados pela
SABESP em uma das elevatórias da cidade de Guarujá (SP), com resultados
operacionais satisfatórios.
É indispensável prever todas as facilidades para acesso, limpeza, iluminação e
ventilação do poço. Os acessos ao poço devem ser localizados fora da casa de
bombas e de outros compartimentos da elevatória, a fim de evitar a entrada dos
gases de esgoto que emanam do poço de sucção.
10.7.1 Dimensionamento do Poço de Sucção
O poço de sucção pode ser dimensionado considerando-se:
• Bombas de rotação constante;
-. Bombas de rotação variável.
10.7.1.1 Dirncnsionamento do poço de sucção para bombas de rotação
constante
Os fatores a serem considerados para determinar o volume do poço de sucção
são:
• Aspectos hidráulicos relacionados à prevenção da formação de vórtices;
• Seleção, projeto e posicionamento das bombas, tubulações e válvulas;
• Volume de reserva para absorver eventuais paradas de bombeamento e para
absorver incremento de vazões nas horas de pico;
• Relação entre a vazão afluente e a capacidade das bombas, bem como o
número de partidas por hora para o qual o motor da bomba e o equipamento
elétrico foram dimensionados;
• Volume menor possível para que o tempo de detenção do esgoto não seja
excessivo, evitando-se a septicidade desse esgoto.
Entretanto, o dimensionamento do volume útil e do volume efetivo do poço de
sucção estão basicamente condicionados aos dois últimos fatores citados, sendo que:
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• Volume útil é o volume líquido compreendido entre o nível máximo e o nível
mínimo de operação do poço (faixa de operação das bombas);
• Volume efetivo, para cálculo do tempo de retenção de esgotos, é aquele
compreendido entre o fundo do poço e o nivel médio de operação das bom-
bas.
Convém salientar que o volume do poço de sucção deve ser calculado determina-
do-se o volume útil e veri ficando se o tempo de detenção do esgoto no volume efetivo
é compatível com as recomendações que serão posteriormente apresentadas.
a) Determinação do volume útil
O volume útil do poço de sucção é determinado considerando-se:
• Intervalo de tempo entre partidas sucessivas do motor da bomba (tempo de
ciclo);
• Vazão de bornbeamento.
Tempo de ciclo (T)
Esse parâmetroé de fundamental importância, pois durante a partida do motor da
bomba é gerada uma determinada quantidade de calor. Essa energia liberada em cada
partida deverá ser dissipada, sendo que um número excessivo de partidas poderá
levar o motor a um super aquecimento. A dissipação dessa energia é feita através de
um intervalo de tempo adequado entre partidas sucessivas do motor da bomba.
Para determinar o tempo de ciclo (T) existem diferentes critérios, sendo os
mais usuais apresentados na tabela 10.5.
Tabela 10.5 - Recomendações para escolha do tempo de ciclo
Autor ou entidade Tempo de cicloPotência do motor
SABESP < 300 cv
> 300 cv
até 15 HP
20 a 50 HP
60 a 200 HP
250 a 600 HP
até 20 HP
20 a 100 HP
100 a 250 HP
> 250 HP
10min
consultar os fabricantes
10min
15min
30min
60min
10min
lSmin
20 a 30 min
consultar os fabricantes
Flornatcher (1972)
Metcalf & Eddy (1981)

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Devido à importância do tempo de ciclo (T) no dimensionamento do poço de
sucção, sugerimos sempre que se consulte os fabricantes de motores sobre o núme-
ro máximo de partidas, qualquer que seja a potência do motor.
Vazão de bombeamento
Sistema com duas bombas: Será considerada inicialmente a seqüência
operacional coma operação de apenas uma bomba, estando a outra de reserva. A
capacidade da bomba deverá ser igualou superior à máxima vazão afluente ao poço
de sucção.
Q Q
(j (j
1-------+---+----1 NIVEL 1 - LIGA
V·
f-------+---+----I NI V EL o - OESLIGA
Figura 10.18 - Sistema com duas bombas (I bomba + I reserva)
Seja: Q = capacidade da bomba, ml/min;
Q,= vazão afluente ao poço, ml/min;
V = volume útil do poço de sucção, compreendido entre o nível I (nível
de partida) e o nível O(nível de parada), m';
T = intervalo de tempo entre duas partidas sucessivas de uma bomba
(tempo de ciclo), mino
o tempo de ciclo(T) consta de duas parcelas:
• tp - tempo necessário para encher o poço do nível Oao nível I
V
t = T=- (10.1)
p Qa
• top - tempo necessário para esvaziar o poço desde o nível I até o nível O
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVA TÓRIAS 347
(10.2)
admitindo Q>Q., caso contrário, o nível do poço continuará a subir mesmo com a
bomba em operação. . ,
o tempo de ciclo será:
(10.3)
Substituindo na relação (10.3) as equações (10.2) e (10.1):
V V
T=-+--
o, Q-Qa'
T=V[ ~a + (Q.I
Qa
)]
(10.4)
(10.5)
A vazão afluente para a qual o tempo de ciclo é mínimo decorre de sua deriva-
da, em relação à vazão afluente, igualada a zero:
dT =0
ao, (10.6)
dT [I 1 1dQa =V - Q~ + (Q-Qaf =0 (10.7) (*)
Resolvendo a equação (10.7) obtém-se:
Q
Qa = 2" (denominada vazão crítica) (10.8)
Isto significa que o tempo decorrido entre duas partidas sucessivas é mínimo,
(*) Derivada
vdu· udv
v
2

quando a vazão afluente é a metade da vazão da bomba. Nessas condições tI'e top
são iguais.
Substituindo (10.8) na equação (10.4) resulta em: ..
T= 4V
Q
(10.9)
Portanto, o volume mínimo será:
(10.10)
Em 'elevatórias com duas bombas é usual que elas operem alternadamente.
Para a alternância das bombas utiliza-se um sistema de comando que permite o
revezamento automático entre as bombas, sempre que o nível do esgoto atingir o
nível superior. Quando o nível baixar, devido à entrada em funcionamento de uma
das bombas, o circuito prepara a ligação da outra, que será acionada quando o
esgoto atingir o nível superior. Entretanto, se a bomba que está funcionando sofre
uma paralisação, por exemplo, pela abertura do relé térmico de sobrecorrente, o
sistema de comando ligará automaticamente a outra. Neste caso, toda vez que o
comando chamar a bomba paralisada, a outra bomba entrará em operação. Portan-
to, a bomba que estiver funcionando fará o seu ciclo e o da outra.
O sistema com duas bombas operando alternadamente é considerado a seguir.
Figura 10.19 - Sistema com duas bombas operando altcrnadamcntc. '
°z 01
r.-.
'"f--- -
~ . ,,"
~~ ÇQ 8,8
2
NIVEL l-LIGA B • B
I Z
T PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS 349
Considerando as duas bombas iguais (BI=B2) e, portanto, QI=QZ' obtém-se:
~~////LI~_,-_---:--_--,VZZ I I~
I: I I
I I I I
I I I I
: I I I I I
BOMBA Bz i : fi111111 .L L.
t- "=~I.=-_T_2 -=-,:,__TI _~
sendo: TI = tempo que a bomba está ligada;
T 2= tempo que a bomba está parada.
O sistema de comando das bombas será:
N;m';N~~'/NíVEL o __
DI D,
onde: LI = liga BI;
Lz = !igaBz;
DI = desliga BI;
D2 = desliga B2•
O tempo de ciclo (T) será:
(10.11)
Como as duas bombas estão operando alternadamente, o tempo efetivo para o
cálculo do volume útil do poço será:
T
t =-=(T1 +TJ)
2, -
(10.12)
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J
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350 COLETA E TR/NSPOIrI'E DE ESGOTO S/NITÁRIO
Sendo:
(l0.13)
(10.14)
Obtém-se:
v V
t =T, +T2 =-+---
Q" Q-Q"
(10.15)
A condição crítica será:
~=o
dQ
(10.16)
Resolvendo a equação (10.16) obtém-se:
Q
Q" =-:;- (10.17)
O volume será mínimo quando a vazão afluente for a metade da vazão da
bomba.
Portanto:
v
QT
4
(10.18)
T ,
Como t = 2" .obtérn-se:
QT
v=-
. 8
(10.19)
Observa-se que a expressão (10.19) deve ser utilizada nos sistemas em que
duas bombas trabalham alternada mente, mantendo-se mais uma bomba de reserva.
PROJETO DE EST/ÇÕES ELEVATÓRIAS 351
Nos casos em que duas bombas operam alternadamente, o cálculo do volume do
poço deve ser efetuado pela expressão (10.10).
Sistema com várias bombas: o cálculo do volume útil mínimo do poço de
sucção para elevatórias com várias bombas é baseado nas premissas mencionadas
anteriormente. Para um sistema constituído de diversas bombas operando em para-
lelo, há várias seqüências possíveis de operação. A seguir, serão apresentadas as
duas principais.
• Seqüência de operação I: considera-se um sistema com três bombas (duas
bombas + uma reserva).
Se a vazão afluente for menor que a capacidade da bomba 81. o funcionamento
será análogo ao sistema descrito anteriormente (sistema com duas bombas).
Quando a vazão afluente for maior que a capacidade da bomba BI, a bomba 82
será acionada no nível 3, próximo ao nível de partida da 8, (figura 10.20).
Q, °2
J"ÍÕ rO
I-- I--
-Ir- Q
0
v, 'lz
~9 ~Q (Q.
93 92 9,
NIVEL3-LlGA 8
2
NIVEL 1 -LIGA 8
1
HIVEL 2 - OESLlGA 8
2
NIVEL o - DESLIGA 81
Figura 10.20 - Sistema com três bombas (duas bombas +uma reserva), desligando em N.A. diferentes.
Um determinado volume será recalcado pelas duas bombas até que atinja o
nível 2, quando a bomba 82 será desligada.
Se a vazão afluente for menor do que a capacidade da bomba 8" o líquido
atingirá o nível O, que é o nível de parada da 81, Caso contrário, o nível poderá
subir até atingir o nível 3) acionando novamente a bomba 82, Neste caso, a bomba
81 ficará ligada continuamente, quando Q.,>QI' e a bomba B2 ficará ligando e
desligando normalmente.

•
Para sistema com três bombas (duas bombas + uma reserva) também poderá
ser utilizado o revezamento automático entre as bombas, conforme esquema a
seguir:
o, ZZVZZ71 r7 7 7 7 ( l/I ( I I I ~!--+r.L-I,-IIL-.</y,1,--,-1-,-1_
I I I I I
t...__.!.L_..!._~~~._-+_T_I_~2 --r'_--'TI_.,.....-_!~
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I I I I
I I I I
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r- --' . + ..-...-'---.----1
r-- ..- --------J
aOMBA
o sistema de comando das bombas será:
NIVEL 3
NIVEL 1.
HIVEL~Z ~ ~L- 7- _
o " o o
1 'lz--SE
Q < Q 2 1
~.~'V~'~L~O ~~O_2 _. _

Nessas condições, o sistema atua como se uma bomba ficasse permanentemen-
te ligada (pois a vazão afluente é superior à capacidade de uma bomba), enquanto a
outra continua ligando e desligando normalmente.
Como se pode veri ficar, os dois sistemas são análogos e sua diferença reside no
fato de que no último há um revezarnento entre as bombas. Observa-se que, neste
caso, o projeto elétrico será mais complicado. A bomba reserva também poderá
operar, havendo um revezarnento automático entre todas as bombas. Quanto ao
cálculo do volume útil, o mesmo poderá ser determinado através da equação (10.10).
Para o sistema com quatro ou mais bombas, valem as mesmas considerações já
feitas.
• Seqüência de operação 11: considera-se um sistema com três bombas (duas
bombas + uma reserva)
°3 °z. 0,
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-h-- -{o
v2
'"-e
o
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V, ":}
IIlN
.",-
<Iç, ~ P
93 92 8,
HIVEL 2-L1GA 8
2
NIVEL 1 - LIGA 8,
NIVElO-OESLIGA BeB
, Z
Figura 10.21 - Sistema com três bombas (duas bombas+ uma rcscrva),dcsligando em um único N.A.
. .
Nesta seqüência, se a vazão afluente for menor do que a capacidade da bomba
8, o sistema se comporta como se tivesse duas bombas (uma de reserva). Caso
contrário, o esgoto atingirá o nível 2, ligando portanto a bomba B2·
As duas bombas recalcarão uma determinada vazão, atingindo o nível O, que é
o nível de parada das bombas. Neste caso, também se poderá prever um revezamen-
to automático entre as bombas.
Para o cálculo do volume útil do poço de sucção para esta seqüência operacional,
também poderá ser utilizada a equação ( 0.1O). Observa-se que Pincince (1970)
desenvolveu outra metodologia de cálculo, cujos detalhes encontram-se no trabalho
desenvolvido por Tsutiya (1983).
Nota: Considerando tempo de ciclo de 10 minutos (6 partidas/hora) para os con-
juntos elevatórios e alternância das bombas, geralmente o volume do poço
de sucção calculado é inferior ao volume exigido pela configuração do poço
para sistemas com duas ou mais bombas e seqüência operacional I ou lI.
Determinação do Volume Útil - Outros Métodos de Cálculo
Para a maioria dos autores, destacando-se WrCF (1984) , Metcalf & Eddy
(1981), Prosser (1977), Pincince (1970) e ABNT ~ NB 56911989, o volume útil
mínimo do poço de sucção é determinado por:
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(10.20)
sendo: T = tempo de ciclo;
Q = capacidade máxima da bomba.
<,
'- CURVA CARACTERI3TICA
DO SISTEMA
0' Q VAZÃo
Finura 10.22 - Associação da curva característica do sistema com a da bomba
'"
Goldschmidt (1978) apresenta uma metodologia mais complexa para o cálculo
do volume útil mínimo do poço, pois admite um decréscimo na ca~acldade de
bornbeamento com a diminuição de nível no poço. Segundo Goldschrnidt o volume
será determinado pela expressão:
)
-1
F+ I 2 I " ,
V = (-- + -- rn - Q1 = C2Q r
F 1- F F
(10.21)
F=~
Q
onde Q' é a vazão mínima de bombeamento.
Wheeler (1979) propõe a seguinte expressão para o cálculo desse volume:
(10.22)
(10.23)
• Á
PROJETO DE ESTAÇ()ES ELEVATORIAS 355
A comparação realizada por Tsutiya (1983) entre os diversos métodos conclui
que:
• Quando a diferença entre a vazão máxima e a mínima de bombeamento é
menor do que 10%, pode-se considerar que os três métodos praticamente
levam ao mesmo resultado;
• Se a diferença entre a vazão máxima e a minima de bornbeamento varia de
10 a 50'%. a diferença entre C I e C2 varia de 5,5 a 44,3% e C I e C3 de 5, I
a 29,3'%:
• Pode-se considerar que C2 e C3 levam a um mesmo resultado pois suas
diferenças são pequenas:
• O volume calculado pela equação (10.20) será sempre maior do que o calcu-
lado pelas equações (10.21) e (10.23).
h) Determinação do Volume Efetivo
O tempo de detenção do esgoto no poço de sucção é o critério básico para a
determinação do volume efetivo.
É recomendávelque' o tempo de detenção médio seja o menor possível não
ultrapassando 30 minutos para a vazão média de inicio de plano ou de etapa, de
modo que eventuais folgas nas dimensões do poço ele sucção devem ser evitadas.
Entretanto, dependendo das condições hidráulicas de esgotamento da bacia ou sub-
bacia que contribui para a elevatória, pode ser difícil concil iar este tempo máximo
de detenção com o volume do poço de sucção. Em realidade, a máxima detenção
ocorrerá para vazão mínima afluente no inicio de operação da elevatória.
O tempo de detenção é um parâmetro importante, uma vez que a permanência
excessiva do esgoto bruto no poço acarretará a emanação de gases. o que danifica a
estrutura e o equipamento, além de criar sérios problemas para o operador.
Sendo: V,. = volume efetivo do poço de sucção, ru';
Q",= vazão média de projeto, afluente á elevatória no início de opera-
ção, m1/min;
Td = tempo de detenção no poço, min;
resulta:
(10.24)
sendo desejável v; :::;Qm x 30 . (10.25)

356 COLEM E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
10.7.1.2. Dimensionamento do poço de sucção para bombas de rotação
variável
Determinação do volume útil
. A.final~dade do uso de bombas de rotação variável émanter a vazão da bomba
I~ual a va~ao afluente à elevatória ',Com isso, o volume do poço será mínimo, pois
ha necessidade de atender as seguintes condições para o bom funcionamento das
bombas:
• disposição adequada das tubulações de sucção;
• submergência mínima para evitar a entrada de ar na bomba;
• controle das bombas.
oní:,el I~áximo do líquido no poço tem sido, em geral, definido na cota da
geratnz inferior do coletor afluente e o nível mínimo, acima do topo da voluta da
bomba, a fim de manter a bomba afogada e prevenir a entrada de ar.
poço DE sucçAo
-==T-~BO'm
FIgura 10.23 - Poço de sucção para bombas de rotação variável.
D~vido às grandes flutuações das vazões afluentes à elevatória e visando a
proteção das bombas, deve-se evitar que elas trabalhem a baixas vazões. Por isso é
re~OI~endá~el que o volume do poço de sucção para bombas de rotação variável
seja dllnenslOnado para a vazão mínima da bomba.
Uma boa regra prática é limitar a vazão mínima a valores não inferiores a 25 _
30% da vazão correspondente no ponto de melhor rendimento na rotação l~áxima.
) ."
PROJETO DE ESTAÇ6ES ELEVATÓRIAS 357
No entanto, por questões de segurança, é recomendável obter do fabricante a va-
zão mínima para a bomba escolhida.
Para o cálculo do volume do poço de sucção, tanto para bombas de rotação
constante como para bombas de rotação variável, pode ser utilizada a seguinte
expressão:
(10.26)
onde: V = volume mínimo do poço de sucção, m'';
Qv = capacidade da bomba, mJ/min, ou incremento na capacidade de
bornbeamento. quando uma bomba se encontra em operação e a
segunda bomba é ligada, ou quando a rotação da bomba é aumenta-
da;
T = tempo mínimo, em minutos, de um ciclo dc bombeamento (tempo
entre partidas sucessivas ou variação na rotação de uma bomba
operando entre os limites de uma faixa de controle).
Operação com bombas de rotação variável
As bombas de rotação variável (VIS) podem ser consideradas como um somatório
de infinitas bombas de rotação constante (C/S). As análises econômicas não reco-
mendam o uso de uma única bomba de rotação variável nas elevatórias, porém,
muitos bombeamentos podem ser mais econômicos se for utilizada a combinação
de bombas VIS e C/S. Tais sistemas podem minimizar o número e o tamanho das
bombas, reduzir o volume do poço de sucção e possibilitar um fluxo mais uniforme
dos esgotos. De um modo geral, as bombas VIS podem ser mais eficientes do que
as bombas CIS, quando a altura geométrica de recaI que é menor do que o somatório
das perdas de carga ao longo da tubulação.
O sistema ideal para o bombeamento de esgoto é aquele em que a vazão afluen-
te é igual à vazão bombeada. Neste caso, a curva de pressão requerida, sobre a qual
a bomba deverá operar para manter o nível do poço de sucção constante, coincidirá
com a própria curva característica do sistema.
As bombas VIS e eIs podem ser associadas de diversas maneiras, sendo que as
principais serão apresentadas a seguir, observando-se que as demais associações
serão extensões dos casos citados.
• Sistema com uma bomba de rotação variável
Para um sistema com uma bomba de rotação variável, são determinados três
níveis: LI, L, e L>, sendo:
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358 COLETA ETRiNSI'ORTE Dlc ESGOTO S:.:.I.:..;N--,'I'-'.T.:..."ccRccIO,,-. _
LI - nível de operação à rotação mínima:
L, - nível de operação à rotação máxima;
L, - nível em que a bomba liga.
Nos pontos intermediários. a bomba irá operar com rotação variando de acordo
com as variações dos níveis entre LI e L,. Essas variações serão transmitidas à
bomba através de dispositivos que fornecem o sinal para o controle da rotação.
poço DE
SUCç ÃO
.--- ..-.------ ------. -- L
3
o
.<t
0-
u
~
'"UJ L -
o 2
o<..>
oa.
o
z
QO,Y't:ÓX
VAZÃO A·FLUEN1E
Figura 10.24 - Operação COl11l1l11a bomba de rotação variável
Como a bomba irá desligar se a vazão afluente for menor do que sua vazão
mínima, é importante que o poço de sucção seja dimensionado para o tempo de
ciclo adequado, assim evitando um número excessivo de partidas.
• Sistema COII/ IIII/a bomba de rotação variável e IIl1/a bomba de rotação COIIS-
ta 11te
o sistema de bombeamento mais utilizado consiste em uma bomba de rotação
variável e uma bomba de rotação constante operando em paralelo. Recomenda-se
que a bomba de rotação constante tenha capacidade menor do que a bomba de
rotação variável (esta operando com a máxima rotação), pois, caso contrário, have-
rá a necessidade de um volume maior para o poço de sucção.
Assumindo-se que a bomba VIS é 50% maior do que a bomba CIS, isto é, a
capacidade de VIS é 60%) da vazão máxima afluente e a da CIS é de 40'1'0,a bomba
VIS é operada como unidade "base" e a bomba CIS é operada como unidade "de
retardamento". Quando as duas bombas estão operando, a bomba de rotação vari-
ável recalca a diferença entre a vazão afluente e a vazão de bombeamento de C/S.
A figura 10.25 ilustra a operação citada.
PROJETO DE l'STAÇÕES l'LEV ATÓRIAS 359
100
RECALQUE
DA BOMBA 'VIs
90
80
~ 70
..
'"
'"o 6 o
'"-c
o '0
o
..•N
_~ 4 o
LI GA eIS
_OCSLlG;C~ ~------I
30
~ RECALOUE DA
~ BONHA c r s
RECALQUE DAS
BOMBAS 'VIS e e r e
20
10
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
VAZÃO AFLUENTE f%l
Figu"a 10.25 - Operação das bombas VIS e C/S. FOI/ri!: Barlis (/973).
Quando as bombas VIS e CIS funcionam em paralelo, recomenda-se a seqüên-
cia operacional conforme figura 10.26.
l5- CE:SlIGA CI:
L - DESLIGA vIS
1
11 11 L.- LIGA eIs
L3-mox. VIS
POCO DE succão
__________ IIL2-LlGA vIS
Figura 10.26 - Níveis opcracionais das bombas ViS e C/S. FOI/Ie': Barlis (/973).
Nesta seqüência, considera-se inicialmente que todas as bombas estão deslig~-
das. Quando o nível do poço alcançar L2.ligará a bomba VIS e, desde que ,avaza.o
afluente seja maior do que a vazão mínima de bombearuento, a bomba VIS estabi-
lizará a uma certa rotação, de modo que a vazão de recalque será igual à vazão
afluente.

360 COLETA E TR/NSPORTE DE ESGOTO S/NITARIO
Se a vazão afluente aumentar, o nível do poço subirá e, em conseqüência, haverá
um aumento de rotação na bomba até sua estabilização com a vazão afluente maior.
A ação oposta será análoga e, nesse caso, haverá um decréscimo na vazão recalcada.
Quando o nível do poço atingir Lh a bomba VIS é operada com rotação máxi-
ma. Para vazão afluente maior, o nível do poço alcançará L4, ligando a bomba C/S.
A rotação da bomba VIS diminuirá com o abaixamento de nível até o ponto em que
a vazão da bomba VIS é igual à diferença entre a vazão afluente e a vazão da
bomba C/S.
Se a vazão afluente for menor do que a máxima capacidade de VIS, o nível do
poço decresce para Ls e a bomba CIS é desligada. Continuando a diminuir a vazão,
o líquido atingirá o nível L" desligando a bomba V/S.
• Sistema com duas ou mais bombas de rotação variável
Para grandes vazões, podem ser utilizadas duas ou mais bombas VIS operando
em paralelo. Esta associação pode ser feita basicamente de duas maneiras:
- Associação I: neste método, a bomba denominada "base" (B,) opera até que
sua capacidade máxima seja atingida à rotação máxima. Se a vazão afluente ultra-
passar esta capacidade, entrará em operação a segunda bomba.xíenorninada "de
retardamento" (B~), e as duas passam então a operar nas mesmas condições de
rotação e vazão (figuras 10.27e 10.28).
-" Ls- LIGA "z
4 - "'AX. ROTAÇÃo
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1
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POCO DE succãc
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L-DESLIGA B
1 I
Figura 10.27 - Níveis opcracionais das bombas 8, c B, - Associação I. FOI/te: Barlis (/973).
PROJETO DE ESTAÇÕES ELE' /TÓRIAS 361
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eOMeAS 8, e 8
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10 20 30 40 50 60 70 150
VAZÃO .FLUENTE t%l
Figura 10.28 - Operação ela bombas B, e B, - Associação 1. Fonte: Barlis (/973).
_ Associação 11: neste método, a bomba denominada "base" (B1) opera até
que sua capacidade à rotação máxima seja atingida. Se a vazão a~uent~,ultrapassar
esta capacidade, entrará em operação a segunda bomba, denomm~da _de retard~-
mente" (B
2
). Neste caso a bomba de retardamento irá variar em funçao da vazao
afluente, enquanto a rotação da bomba base permanecerá constante (figuras 10.29
e 10.30).
poço DE succão
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Figura 10.29 _ Niveis opcracionais das bombas B, c B, - Associação 11.FOI/te: Barlis (/973).
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362 COU:'!'A ETRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
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'VAZAO AFLUENTE I 'Yol
Figura 10.30 - Operação das bombas B, c B,- Associação 11.FIIIIIl': Barlis (/973).
10.7.2. Formas e dimensões do poço de sucção
Definidos os conjuntos motor-bomba e estabelecido o sistema operacional das
bombas, determina-se as dimensões elo poço de sucção.
As dimensões podem ser estabelecidas da seguinte maneira:
• Comprimento - é aquele requerido para a instalação adequada dos conjun-
tos motor-bomba selecionados, respeitando-se as folgas necessárias para a
montagem, instalações complementares c interferências nas sucções das bom-
bas;
• Largura - é determinada através de vários critérios que, em cada projeto,
podem inlluenciar diferentemente:
- o espaço físico para a instalação de bombas, mantendo-se entre as bom-
bas e a parede uma distância recomendada pelo fabricante;.
- as condições hidráulicas adequadas na sucção;
- a disposição física do poço de sucção em relação às outras unidades da
estação.
A largura simplesmente pode ser decorrente da definição de altura, comprimen-
to e volume útil necessário.
PROJETO DE ESTt('OES I:LEVATÓRIAS 363
• Altura - para a definição da altura, deve-se considerar os seguintes aspectos:
- cota da soleira do coletor afluente;
- nivel máximo-maximorum de esgoto do poço de sucção (geralmente nível
máximo de alarme). É o nível correspondente à soleira do extravasar,
menos as perdas de carga entre a estrutura de controle e o poço, para a
vazão máxima de projeto;
- nível máximo de operação normal das bombas: 0, 10m a 0,15 m abaixo do
nível de alarme;
faixa de operação superior a 0,60 m, dependendo do volume útil calcula-
do, da natureza da elevatória, das características das bombas selecionadas,
do sistema operacional adotado e também das dimensões já definidas. O
limite inferior corresponde ao nível mínimo de operação normal das bom-
bas;
- altura requerida para a instalação elas bombas e peças especiais mantendo-
se o nível mínimo, de forma a proporcionar condições para que a bomba
opere sempre afogada (nível de esgoto igualou superior ao plano que
passa pelo eixo do rotor). Em casos especiais, desde que justificados,
.pode-se admitir que a bomba esteja afogada apenas durante a partida.
A forma e as dimensões do poço de sucção não deverão prejudicar o desempe-
nho das bombas e as condições de operação, nem permitir a formação de vórtices.
10.7.3. Vórtices em poço de sucção
O poço de sucção, embora seja apenas parte de uma estação elevatória, é um
dos componentes de maior importância, pois pode influir diretamente no desempe-
nho da bomba, com reflexos diretos no aumento dos custos operacionais.
O custo de uma estação elevatória é influenciada pelos projetos eletromecânicos
e de engenharia civil, setores considerados interdependentes. Levantamento reali-
zado por Tsutiya (1989), em várias elevatórias construidas pela SABESP, concluiu
que, a parte elétrica composta do motor e dos demais equipamentos, representa
40'10 do custo total da elevatória, a parte mecânica, envolvendo bombas, válvulas e
tubos, 29%, e as obras civis, que envolvem o poço de sucção, a casa' de bombas, e
demais obras civis, apenas 31 %. Portanto, os custos dos equipamentos
eletromecânicos somam 69% das despesas de construção de uma estação elevatória.
Para o projeto do poço de sucção, o engenheiro hidráulico deve se preocupar
com a prevenção da formação de vórtices, pois a presença de escoamento com
vorticidade pode trazer conseqüências prejudiciais às bombas. Num poço de suc-
ção bem projetado, uma possível formação de vórtice é controlada de modo que a
entrada de ar na bomba seja evitada ou minimizada a níveis toleráveis.

Para Farell (1981), os principais efeitos prejudiciais de escoamentos com vórti-
ces em poços de sucção de uma estação elevatória são os seguintes:
• a rotação no escoamento modifica a distribuição de velocidade na entrada do
rotor da bomba, resultando num desempenho insatisfatório das pás, o que
reduz a vazão recalcada;
• quando ocorre o arraste de ar no poço, o rendimento da bomba é reduzido e
sabe-se que tal redução é tão intensa que a presença de I% de ar (em volu-
me) no escoamento reduz a eficiência da bomba em 15%;
• a natureza intermitente de alguns vórtices pode provocar vibrações estrutu-
rais importantes, acelerando desgastes e provocando até rupturas em com-
ponentes das bombas;
• a variação rápida da pressão no rotor da bomba, provocada pelo centro do
vórtice, pode ocasionar vibração e cavitação. As bombas de fluxo axial são,
em geral, as mais atingidas.
Apesar de inúmeras pesquisas a respeito de vórtices em poços de sucção, o
assunto ainda não está completamente esclarecido, dada a natureza complexa do
fenômeno. Cabe salientar que as recomendações apresentadas neste item têm ori-
gem em estudos experimentais ou em observação em campo, podendo ser utiliza-
das dentro dos limites da pesquisa. Para instalações de grande porte recomenda-se
o estudo em modelo reduzido, que constitui apoio imprescindível para a elaboração
de um projeto adequado do poço de sucção.
10.7.3.1 Geração de Vórtices
o primeiro estudo que proporcionou um método prático para a verificação de
vórtice numa tomada de água foi publicado por Denny e Young (1957). Segundo
esses autores, a formação do vórtice se deve à presença de escoamento rotacional
na massa líquida. Existem várias causas que influem no aparecimento do movimen-
to de rotação no escoamento, destacando-se entre elas a assirnetria ou pré-rotação
do fluxo (figura 10.31 a) e a mudança do escoamento imediatamente a montante da
sucção (figura 10.31b).
Durgin e Hecker (1978) definem três tipos fundamentais de fontes de vorticidade,
conforme apresentado na figura 10.32.
Os pilares e as tubulações de sucção são as obstruções mais comuns em um
poço de sucção. Segundo Chang (1949), o vórtice gerado pela obstrução é mais
significativo do que o produzido nas paredes do poço. A figura 10.33 apresenta a
turbulência gerada pela passagem do fluxo na tubulação de sucção da bomba.
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Figura 10.31 - Movimento de rotação do fluxo devido à assimctria (a) e mudança de direção (b).
Fonte: Denny e Youllg (/957).
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Figura 10.32 - Fontes de vorticidade: desvio do fluxo (a); gradiente de velocidade (b); obstrução (c).
Fonte: Durgin e Hecker (1978).
A SEGU NOA ao••DA ca..ETA ÁGUÂ H4
REGIAO TJR8ULENn
CORTE A-A
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Figura 10.33 _Turbulência ocasionada pela passagem do fluxo na tubulação de sucção. Fonte: Chang
(/949).
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366 COLETA E TRANSPORTI.; DE ESGOTO SANiTARIO
Em grandes áreas com pequena movimentação de água poderá haver instabili-
dade no fluxo para a sucção e aumento na possibilidade de entrada de ar pela
formação de vórtice (figura 10.34).
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Figura 10.34 - Formação dc vórtice em área morta. FrJIIle: Knttuss (/983).
Na literatura internacional se encontra lima série de outros esquemas ilustrativos
mostrando exemplos de formação de vórtices. Os principais são apresentados nas
figuras 10.35 e 10.36.
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Figura 10.35 - Condições no poço que possibilitam a Iorrnação de vórtices. Fonte: ;//1"'''1" (/968).
10.7.3.2. Tipos de Vórtices
No poço de sucção das elevatórias podem ser gerados o vórtice superficial e o
vórtice subsuperficial, conforme apresentado na figura 10.37.
Vórtice superficial
As causas principais para a geração do vórtice superficial no poço de sucção
são as seguintes:
• aproximação não uniforme do fluxo devido à geometria do poço;
• turbulência ocasionada por obstruções, tais como pilares e tubulações de
sucção das bombas.
No início da formação do vórtice superficial aparece uma pequena depressão
na superfície da água, a qual afunda gradualmente formando um núcleo no seu
centro e permitindo a penetração do ar. Se o vórtice aumenta em intensidade, o
PRO.lU-ODE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS 367
Lip~_1-++ J,11
I . lU
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VÓRTICE ~EVIDO .-@i--AO DESVIO
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CIRCULAÇÃO ORIGINÁRIA
~ ,. "0.''•••••"."••~
CONTORNO
SIMÉTRICO
VO'RTICE E CJRCULAÇÃO ESTIMULADO
PELA DISTRIBUIÇÃO ASSIMÉTRICA DE
VELOCIDADE NA APROXIMAÇÃO 00 FLUXO,
OEv.!DO A SEPARAÇÃO DA CAMADA LIMITE,
ACAO 00 VENTO OU ENTRADA EXCENTRICAVO'RTICE FRACO
OERADO NA
INTERFACE DA
CONTRA- CORIUNTE
Figura 10.36 - Vários exemplos de formação de vórtices nas condições de aproximação assimétrica
do !luxo. Fonte: Knauss (/972).
G) VORTlCE SUPERFICIAL
o VÓRTICE SUBSUPERFICIAL
Figura 10,37 - Vórtices superficial c subsupcrficial. Fonte: Knauss (1987).
núcleo de ar aumenta em comprimento até atingir a sucção das bombas e, assim,
um fluxo contínuo de ar entra através da parte central do líquido, em movimento
rotacional.
A forma do vórtice assume configuração de um funiIhiperbólico (figura 10,38).
Entretanto, em casos menos graves, o ar pode penetrar intermitentemente com um
vórtice instável e menos desenvolvido.

INICIO DA SUPERFICIE
ONDULADA
-r.:.SU~E~~'~E ONDULADA
BEM DEFINIDA
---=: <~V:' ARRAS TE DE AR INTERMI TENTE
':1,'.1 DA SUPERFICIE INFERIOij..
. 00 VOR T I CE PAR A A SUCÇAO
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ENTRADA DE AR NA s uc ç Zo
PELO VDRTICE
Vórtice subsuperficial
Figura 10,38 - Vórtice supcrlicial. Fonte: Denny e Young (1956).
o vórtice subsuperficial é gerado na laje inferior, nas paredes e cantos do poço
de sucção (figura 10,39). Às vezes, esse tipo de vórtice pode ser detectado através
de pequenas bolhas de ar que são centrifugadas para a parte central do vórtice. Há
também possibilidade do ar se desprender para a atmosfera, através de uma pres-
são muito baixa que se forma no centro de rotação do vórtice,
Figura 10.39 - Vórtice subsuperficial. Fonte: Prosser (/980).
o vórtice subsuperficial é constatado através da observação de vários fluxos
formando redemoinhos no poço de sucção.
10.7.3.3 Métodos para o Controle dos Vórtices
a) Vórtice superficial
ocontrole do vórtice superficial é feito basicamente através de três métodos:
• submergência adequada;
• eliminação de escoamento não uniforme;
• instalação de aparelhos supressores de vórtices.
Submergência lia entrada da bomba
i escolha da submergência mínima (figura 10.40) no poço de sucção das bom-
bas é de fundamental importância, pois influi nos custos de construção da elevatória.
Às vezes, o nível mínimo é definido por outras condições, tais como cota de chega-
da do coletor afluente à elevatória ou o NPSH requerido da bomba.
N.A. mio.
N.A.mlo.
s
- s
5 = SubmerO:nclo mínima
figura 10.40 - Submergência mínima. Fonte: Prosser (/980).
Como a submergência mínima também depende das condições de aproximação
do fluxo e de outras fontes de vorticidade existentes no poço, deve-se estudar bem
o valor a ser adotado no projeto, Algumas recomendações de submergências míni-
mas são apresentadas na tabela 10.6.
Na tabela 10.7 estão apresentadas as comparações das submergências mínimas
calculadas através das recomendações dos autores listados na tabela 10.6. Para
isso, adotou-se para diâmetro de sucção o valor de 500 mm e de 1.000 mm.
Pelo que se observa na tabela 10,7, os valores da subrrrergência mínima são
bastante variáveis. De um modo geral, as recomendações de Azevedo Netto, Hitachi,
PNB - 590/l977, Prosser, Paterson, Noble e Hecker resultam em valores acima
dos recomendados por Gordon e Metcalf & Eddy.
A adoção de valores maiores resulta em segurança quanto à formação de vórti-
ce, porém encarece o custo das obras civis da elevatória.
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Autor
Tabela 10.6 - Recomendações para a submcrgêncía mínima
Submergência mínima (S)
Azevedo Netto (1973)
Hirachi (1968), ABNT - PNB - 590 (1977)
ABNT - NB - 590 (1990)
Gordon (1970)
Metcalf & Eddy (1981)
Prosser (1980)
Paterson e Noble (1982) Hecker (19R7)
S > 2 D com S 2: 0,50 m
S > 1,5 d com S 2: 0,50 111
S > 2,5 d com S 2: 0.50 m
S 2: C" V d"~ com C" = 0,543 a 0.724
V = 0.6 S = 0,3
V = 1,0 S = 0,6
V ,~ 1.5 S = 1,0
V = LX S = 1,4
V=2,1 S=I,7
V = 2,4 S = 2,2
V = 2,7 S = 2,6
S 2: 1,5 D
S/D;::: a+b.F
a = I a 1,5
b = 2 a 2.5
d = diâmetro da tubulação de sucção. m:
D = diâmetro da entrada em forma de sino, m/s:
V" velocidade na tubulação de sucção, 111/5:
VI)
F = número de Froudc = JgD :
V" ~ velocidade na entrada em Iorma de sino. m/s;
g = aceleração da gravidade. m/s'.
Tabela 10.7 - Comparações das submcrgências mínimas propostas pordiferentes autores. para diâmetro
da tubulação de sucção de 500 mm c de I.()()O rum
Submcrgéncia mínima (rn)
Velocidade Azevedo Hitachi, NB- Gordon t+) Mctcalf - Prosscr Paicrson
na tubulação Netto PNB - 590/90 Eddy c Noblc,
de sucção 590/77 Hcckcr C**)
(m/s)
0.6 1,50 - 3.00 0.75 - 1.50 1,25 - 2,50 CUI-O.43 OJO 1.13 -2.25 0.92-1.74
1.0 [,50 - 3,00 0,75 - 1.50 1,25 - 2.50 0.51 - 0.72 0.60 1.13 - 2.25 1,03" 1,90
1.5 [50- 3.0U 0,75 - 1.50 [,25 -2,50 0.77 - I.()<J 1.00 1.13 - 2,25 1.17 - 2,10
1.8 1,50- 3.00 0,75 - 1.50 1,25 - 2.~0 0.92-1,30 1.40 1.13 - 2.25 1.26 - 2,22
2,1 1,50 - 3,00 0,75 - 1,50 1.25 - 2,50 I,OR - 1,52 1.70 1.13 - 2,25 1,34 - 2,34
2,4 1,50 - 3.00 0,75 - 1,50 1,25 - 2,50 1.23 - 1.74 2,20 J,13 - 2,25 1,43 - 2,46
t*) Constante C, =0,724
('*) Equação utilizada: S/D = J ,O+ 2.3 F
Admitiu-se para a elaboração da tabela 10.7. D = J,5 d.
II
PRO.lETO DE ESTAÇÕE~ ELEVATÓRIAS 371
Eliminação de escoamento mio uniforme
o escoamento não uniforme no poço de sucção poderá ser corrigido, de um
modo geral, através de vários meios, tais como modi ficação nas condições de apro-
ximação do fluxo, uso de distribuidores de fluxo ou métodos para diminuição de
velocidade através do aumento da perda de carga (grade, anteparo ou parede perfu-
rada). Entretanto, para esgoto sanitário, deve ser tomado precauções especiais de-
vido aos materiais nele contido.
Na figura 10.41 são apresentados alguns meios para a correção das condições
de aproximação do fluxo no poço,
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INOtCADO POR LINHAS TRACEJAOAS
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} ..... ~ RELOC ADO i:
~..,~ ·4.--"·.' ..•...·, •.• 4; ~~,,"~'A: ~"',N
(d)
Fi~llra 10.4) - Correção das condições de aproximação do íluxo: (a) aumento do poço, (b) enchimento
dos cantos, (e) uso da cortina. (d) rclocação da posição da bomba, Fonte: Hydraulic
lnstitutc Standards (1983). .
A distribuição do fluxo poderá ser feita através de aleras defletoras, conforme
apresentado na figura 10.42.

I
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L
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é-
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Figura 10.42 - Distribuição do fluxo através de aletas dcfletoras. FOI/te: Sulzer (1986)
Supressores de Vórtices
A grade horizontal instalada cerca de 10 a 15 em abaixo do nível de água é o
aparelho com maior eficiência na eliminação do vórtice superficial. Padmanabhan
(1987) recomenda barras de grades com espessura de 4 a 6 cm e espaçamento de
2,5 cm. Uma gaiola de grade é também eficiente se for suficientemente grande e
localizada abaixo do nível mínimo do poço de sucção. Para esgoto tal solução pode
ser problemática.
Placas flutuantes também podem ser utilizadas para a supressão de vórtices.
Nos casos em que o fluxo de aproximação nãounifonne contribui para a formação
do vórtice, uma cortina colocada em sentido transversal em relação ao sentido de
escoamento pode ser um supressor eficiente de vórtice. As dimensões dessa cortina
geralmente são definidas, por tentativa, em um estudo de modelo hidráulico.
Na figura 10.43 são apresentados os aparelhos típicos de supressores de vórtice
superficial.
(o)
USO DE PLACAS FLUTUANTES EM
~~~~ApO~~~~~1~g~~g~~~ESUPERfiCIAL
(b)
(c)
Figura 10.43 - Aparelhos típicos para supressão de vórtices: (a) grade horizontal, (b) placas flutuantes,
(c) cortina. Fonte: Knauss (1983), Padmanabhan (1982), Pennino e Larsen (1982).
Denny e Young (1956) apresentam outros exemplos de eliminação do vórtice
(figura 10.44). A obstrução da rotação livre do líquido com a colocação de placa
flutuante ou parede diminui consideravelmente a velocidade do vórtice e, mesmo
que seja formado, a peça evita a entrada de ar no núcleo do vórtice e na tubulação
. de sucção. Recomenda-se ancorar a placa flutuante para evitar rotação.
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Figura 10.44 - Utilização de placas e paredes para prevenir o vórtice superficial. FOI//e: Denny e
YOllIIg (1956).
b) Vórtice Subsuperficial
O vórtice subsuperficial depende essencialmente das condições do fluxo n.a
entrada da bomba e seu controle envolve principalmente a eliminação do alto gradi-
ente de velocidade no escoamento, de modo a evitar a separação do fluxo no
interior da bomba. Para isso é necessário que a geometria do poço seja adequada,
de modo que não haja transições bruscas no escoamento e que as paredes e a laje
de fundo do poço sejam bem projetadas. . _
Os métodos para o controle do vórtice subsuperficial são baseados na reduçao
rotacional do fluxo, de modo a prevenir a separação e seu direcionamento para a
sucção das bombas. Na figura 10.45 são apresentados alguns métodos para a su-
pressão do vórtice subsuperficial.
Dentre os supressores de vórtices utilizados em elevatórias de esgoto, dest~ca~
se o dispositivo apresentado na figura 1O.45c que é um cone, cu~a conc,ep.çao e
simples e com resultado bastante eficiente, reduzindo a ocorrência de vornces .a
valores desprezíveis. Observou-se nos ensaios realizados na FCTH (199.8), C~I~SI-
derando as elevatórias submersíveis (figura 10.14 e 10.15), que esse dísposmvo
não interfere nas condições de deposição de material sólido no poço de sucção.
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374 COLETA ETRJI"SI'ORTE DE ESGOTOS; ~T~ri~I~{I~O,--- _
IIIt:LHORIA HAVELOCIO,t.OE PARA A
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DI: VORTlCE
Df.FLETOR VERTIC.LI LINHA. TRACEJADA)
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Figura 10.45 - Métodos para a supressão do vórtice subsupcrticial: (a) alteração do espaço livrejunlo
á parcele. (b) parede scparaiória. (e) cone. Fonte: Ilydrtutlic Instuute Standards (/983).
10.7.4. Projeto do poço de sucção
Principais pesquisas realizadas
,' forma e as dimensões do poço de sucção não deverão prejudicar o desempe-
, nho das bombas, as condições de operação, nem permitir a formação de vórtices.
Cuidados especiais devem ser tomados quando as bombas são vert icais. submersas,
de fluxo axial ou de fluxo -misto. pois o rotor da bomba está próximo à sucção,
sendo extremamente a fctado pelas condições do fluxo na entrada da bomba.
V árias pesquisas têm sido feitas com o objetivo de elaborar um bom projeto do
poço de sucção, destacando-se as realizadas por institutos de pesquisas, co.m? o
Hvclraulic lnstitute Standards (1983) e British Hydromcchanics Rcsearch ASSOCtatlOn
(1'9S0). assim como por fabricantes de bombas, como a Hitachi Pumps (1968),
Sulzcr Pumps (1986) c bombas Flygt (1981). Outros pesquisadores, com destaque
para Tullis (1979), Swcency (1982). Odgaard e Dlubac (1984). Natan (1981) e
Hattersley (1965), efetuaram lima abordagem localizada sobre o projeto do POÇ?
de sucção. com estudo de casos específicos. Todas essas pesquisas. exceto a real~-
zada pelas bombas Flygt. foram feitas para o projeto de elevatórias dc águ~. EVI-
dentcmente. as recomendações dessas pesquisas também valem para o projeto de
elevatórias de esgotos, mas recomenda-se cuidados especiais nessa utilização, ten-
do em vista as características do esgoto afluente.
As dimensões cio poço c casa de bombas devem ser compatíveis com a instala-
ção dos conjuntos motor-bomba selecionados, bem como da tubulação de sucção e
respectivos' órgãos acessórios, respeitando-se as folgas necessárias para a monta-
gem. instalações complementares e circulação de pessoal; deve haver também cor~-
pleta independência das tomadas de sucção, de modo que não haja interferênct.a
alguma entre elas. observando-se sempre as recomendações estipuladas pelo fabri-
cante das bombas.
______________ .__ '.:.:I'I~(o=::.I:.;:l'"_T~O...'::::DEESTtÇ<")LS ELE'! rÓRIAS 375
A seguir são apresentadas algumas recomendações para o projeto do poço de
sucção dos institutos de pesquisas. dos fabricantes de bombas e das norma da AI3NT
Hydraulic lustitute Standards
As dimensões e posição das bombas recomendadas pelo Hydraulic lnstitutc
Standards (H IS) baseiam-se em experiências realizadas com bombas de porte mé-
dio, nas quais as condições de formação de vórtices, especialmente do vórtice
subsuperficial, não são tão criticas quanto nas bombas de grande porte.
O Hydraulic lnstitute Standards recomenda as dimensões do poço para uma
bomba e para várias bombas indicadas nas figuras 10.46 e 10.47. Para as instala-
ções com várias bombas, além das dimensões sugeridas pelas figuras citadas, algu-
mas informações adicionais constam da figura 10.48. Os critérios que levaram a
essas recomendações não são claros, mas presumivelmente são baseados emexpe-
riências. Pelo que se observa nas figuras citadas. conclui-se que as recomendações
foram feitas para poços com sucção vertical.
British Hydromeclumics Researcli Association
, ,
As pesquisas feitas pela F3ritish Hydrorncchanics Rescarch Associarion (BHRA)
foram publicadas por Prosser (19XO). Tanto as pesquisas da HIS CO!1l0 da BHRA
consideram as condições de aproximação do fluxo no poço razoavelmente unifor-
mes, Para situações complexas, tais como aproximação não uniforme. várias entra-
das do fluxo no poço e para bombas de grande capacidade, recomenda-se o estudo
em modelo hidráulico para a definição das formas e dimensões do poço de sucção.
Secundo Swecney (I 9R2). embora as recomendações do Hydraulic Institute
Stand;~'ds sejam tradicionalmente utilizadas para O projeto do poço de sucção, as
pesquisas efetuadas por Prosser (1980) para a British Hydromechanics ~esearch
Association constituem a melhor orientação para esse fim.
Na figura 10.49 são apresentadas as dimensões do poço de sucção para uma
bomba de sucção vertical. de modo que a relação O/d deverá ficar compreendida
entre 1,5 a 1,8. admitindo-se uma variação de aproximadamente 20'%, para mais ou
para menos. ,
Para uma bomba de poço seco com tubulação de sucção horizontal, a BHRA
apresenta as dimensões constantes da figura 10.50. Neste mesmo caso, pesquisas
efetuadas por Amphelet (1978) considerando C == 0.50 e W = 20. levaram à
conclusão de que essas dimensões são adequadas para minimizar a formação de
vórtice superficial,
Para poço com várias bombas. a I3HRA indica as alternativas na figura 10.51.
Poço aberto (a), quando ocorre escoamento uniforme a montante da entrada e,
caso contrário, poço com divisórias (b).

376 COLETÂ E TRANSPORTE DE ESGOTO SÂNITÁRIO
A
poÇO: I
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I DE POÇO
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Figura 10.46 - Dimensões do poço de sucção (planta c corte ). Fonte: Hydraulic Institute Standards
(1983).
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DIMENSÕES RECOMENDADAS DO POço (111,)
Figura 10.47 - Dimensões do poço de sucção em /'''''',';'111 da va"'·III. /o'''fllr--
Standards (/983). . 1[;.1>:,:, i-:!.".:._
Na figura I0.52 encontra-se o projeto de 11//1 poço par;1 várias }-.'.__'-.~. _,
do o canal de aproximação. Poço sem divisóri'I<; (;1) e ]')()('(C( .: =:> ',0_._::-_
() Jm C'.'<.'.-,,· _
Devido à importância das condições de cnlr'lda na ~,ll(;('~() da- ;.'. ~~~:-:-'. .: _"-
recomenda que a entrada seja feita através de 11/11,1rei;;1 ~rn li)r~;~;'~~"~~,:::,~~,_
10.53). A finalidade dessa peça é prevenir a '/,par;lçfíi) d() lJur _-; -:~~.~_:- c
OCOITequando a entrada possui ca~tos vivos e 1;lrr,h6rndiminuir a,';;.:-;, ~;":'.;~~:
sucção. O diâmetro da boca de SIllO(D) recofrJcnl];u]o r(;J;] BHP~.c._.-:.-'~,~~ "':.~
I,8d, onde d é o diâmetro da tubulação de SlIcc,iirJ. As (km~ís dir__J~",o:;_=~~rz
obtidas considerando um quarto da elipse, scnd., h r) ti!.() rr,~i(Jf:: ~·~·~~:c~_~ -:
Hitachi Pumps
A antiga norm~ da ABNT, PNB - 590 - EJ~J,()r~f;i.ir)d'; f'r()í'::,-,': :::,-:: ';-0-,, __~
Bombearnento de Agua para Abastecimento l'<lrJl!v), (]r; j'Jr:h;) ::': : ~_~ ~:~~
da as formas e dimensões do poço (figura 10.':1), (;(jrn b<:'/; err ::r:-:,::.:.:.:~.:':
das pela Hitachi PUiTIpS, '. -- --~
A submergência mínima (S) é fixada acirre, rk 1,5 d '; r,;"fJ :;:-- -= '~ _~. _
0,5 m. A folga (f), compreendida entre o fun-í-, rh fi''>'!,) '; "- ,'À:":~' ~;:~-.::_, .~
canalização de sucção, é fixada entre 0,5 d e J,~ d, </;o(h ri ()ê:~---== ~.-'~:
ção de sucção, "~-', -- ..~.-
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378 COLLTA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANrrARIO
RECOMENDADA
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.-,-- S:. 1,5a 20
A
B
-- AS DIVISÓRIAS:
DEVEM TERMINAR
----- A UMA DISTÂNCIA
APROXIMADA DE,I
__ !V3 DA PAREDE
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Á. MÁX.= 1.50
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r-rnANTEPAROS EGRADES SERIAM
INTRODUZIDOS NA ENTRADA DO CANAL
NO INíCIO DA SECCÃO DE MÁXIMA LARGUR.t.
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v 30 50 eo ,,}D l!:õD
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NÃO RECOMENDADA
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i tJij-.B
NÃO RECOMENDADA, y--l
A MENOS QUE: W'5 O OU MAIOR.
"',s 0,06 m/I OU MENOR E.
O ;: ~~,~~SM~ g~:~~RA AE9:.lUERDA
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O DIÂMETRO O É GERALMENTE O DIÀMtTRO DO TUBO DE SUCçÃO MEDIDO NA ENTRADA. COMO ESSE
DIÂMETRO PODE VARIAR COM A BOMBA, CONSULTAR O FABRICANTE DA BOMBA PARA ESPECIFICAR
ESSE DIÃMETRO.
Figura 10.48 - Poço com várias bombas: recomendações adicionais. FOI//e: tlydraulic lnstitute
Standards (/983).
PRO.lI'TO DE ESTAÇOES ELEYATORIAS 379
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N.A.ESCOAMENTO IUNIFORME
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Figura 10.49 - Dimensões do poço para lima bomba com sucção vertical. F011le: Prosser (/980).
Nos poços com defletores a distância entre o eixo da tubulação e as paredes
adjacentes laterais é de 1,5 d. Quando não há defletores nos poços, a distância
entre o eixo da tubulação e as paredes adjacentes laterais é de 1,5 d, e a distância
entre o eixo da tubulação e a parede posterior é de I, I d a 1,2 d.
Quando as bombas estão dispostas ortogonalmente á direção da corrente líqui-
da, os cantos das paredes que delimitam cada bomba formam ângulos de 45 graus
em relação ás paredes. Os catetos são fixados em 0,5 d para os poços com defletores
e em 0,75 d para os sem detletores.
Num conjunto de bombas dispostas ortogonalmenteà corrente líquida, as corti-
nas que separam uma bomba da outra devem medir acima de 3 d na direção da
corrente. a partir do eixo da tubulação. A forma dos bordos de ataque das cortinas
e dos detletorcs será arredondada, permitindo-se a forma circular para as cortinas e
a ovoidal para os defletores.
A Hitachi Pumps também apresenta, como opções para o poço de sucção, as
formas e dimensões constantes da figura 10.55, desde que reconhecidamente acei-
tas pelo fabricante das bombas e de comum acordo com o órgão contratante.

N.A.min
poço SECO
PARA A
BOMBA
(a) ENTRADA HORIZONTAL
" 11..02.
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Figura 10.50 - Dimensões do poço para uma bomba de poço seco. Fonte: Prosser (/980).
(b) ENTRADA EM TUBO COM
FORMA DE SINO
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ESCClMENTOUNIFORME
(a)POço ABERTO
A PARTE SUPERIOR OA::-1
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ESTAR ACIMA DO N.A.mox,
,
(b) poço COM OIVIScfllAS
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Figura 10.51 - Dimensões do poço para várias bombas. Fonte: Prosser (1980).
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DOS CANTOS
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Figura 10.52 - Poço com várias bombas, incluindo o canal de aproximação do poço de sucção. Fonte:
Prosser (1980).
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Figura 10.53 - Dimensões da entrada em forma de sino. Fonte: Prosser (1980).
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PRO.lLTO DE ESTiÇÓES L::LEViTORIiS 383
SI/heI' Pumps
As pesquisas da Sulzer foram elaboradas para as bombas verticais com tluxo
afluente às bombas o mais uniforme possível. pois. caso contrário. haverá diminui-
ção na capacidade e no rendimento das bombas e possíveis danos ao rotor, devido
à vibração e cavitação.
As recomendações para a instalação individual de bombas são apresentadas na
figura 10.56. Pelo que se observa nessa figura, a Sulzer admite uma variação da
submergência mínima, em função dos detalhes na câmara de entrada das bombas.
Recomenda-se, também, a entrada em forma de sino para a sucção das bombas.
Para várias bombas em paralelo, recomenda-se as instalações apresentadas na
figura 10.57. Os detalhes de instalação para cada bomba são os mesmos apresenta-
dos na figura lO.56.
Quando se utiliza tubulação de sucção horizontal. a Sulzer recomenda as confi-
gurações apresentadas nas figuras lO.58, lO.59 e lO.60, sendo sua escolha em
função da capacidade das bombas. Para sua utilização são feitas as seguintes reco-
mendações adicionais:
• velocidade na entradado poço de sucçâo s 0,3 m/s (*);
• velocidade na entrada do tubo em forma de sino s; 1,3 m/s:
• velocidade na tubulação de sucção (d)::; 4,0 m/s.
(*) para esgoto, a velocidade mínima recomendada é de 0,60 m/s,
Bombas F/ygt
A Flygt apresenta recomendações para o projeto do poço ele sucção com utili-
zação de bombas submersíveis, com base em pesquisas realizadas em laboratórios
da Flygt. na Suécia, e também em modelos hidráulicos feitos pelo Departamento de
Engenharia Mecânica da Universidade de Nottingham, na Inglaterra. Com essas
experiências foram estabelecielas as dimensões ideais do poço. visando atender os
seguintes requisitos:
• Fluxo suave e uniforme do líquido às bombas:
• Ausência de formação de vórtices;
• Separação das bolhas de ar antes que cheguem à sucção;
• Ausência de sedimentação;
• Construção simples de módulos padronizados;
• Uniformização dos equipamentos.

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Figura 10.57 - Instalação com várias oombas em paralelo. Fontc.Sulzcr (1986)
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Figura IO.58 - Poço com tubulação de sucção horizontal, para Q < 0,5 1l1"/s. FOI/te: SII!?er (/986).
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386 COLETt ETRtNSPORTE DE ESGOTO StNITÁRIO
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Figura 10.59 - Poço com tubulação de sucção horizontal. para Q < 1.0 111'/5. Fonte: Sulzcr (1986).
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Figura 10.60 - Poço com tubulação de sucção horizontal, para Q < 5,0 m'/s. Fonte: Sulzer (1986).
PROJETO DE ESTtÇÕES ELEV tTÓRItS 387
Nas figuras 10.61 e 10.62 são apresentadas as recomendações da Flygt para o
projeto do poço de sucção. A padronização da SABESP de estações elevatórias de
esgotos com bombas submersíveis teve como base as pesquisas realizadas pela
Flygt.
Norma da ABNT N B-590/1990
A partir de março ele 1990. a Norma N8-590/1990 substitui a PN8-S90/1977,
relativa a água de abastecimento. Quanto às recomendações para o projeto do poço
de sucção, a nova norma propôs algumas alterações em relação à antiga que era
baseada nas pesquisas realizadas pela Hitachi Pumps, A figura 10.63 apresenta as
recomendações da NB-S90/1990 para o projeto do poço de sucção.
Sendo d o diâmetro interno da tubulação de sucção, as dimensões do poço de
sucção devem obedecer as seguintes especificações:
• a submergência mínima da seção de entrada da tubulação deve ser maior do
que 2,5 d e nunca inferior a 0,50 m;
• a folga entre o fundo do poço e a palie inferior da seção de entrada, deve ser
fixada de 1,0 d a 1,5 d e nunca inferior a 0,20 111;
o a distância mínima entre a parede da tubulação de sucção e qualquer parede
lateral do poço de sucção deve ser de 1,0 d e nunca inferior a 0,30 111;
• devem ser evitadas zonas mortas do escoamento e formação de vórtices
mediante configuração geométrica apropriada do poço de sucção e, se ne-
cessário, utilizando também dispositivos antivórtices:
• nas cortinas que separam compartimentos de sucção, um conjunto de bom-
bas dispostas ortogonalmente à corrente líquida deve medir mais de 3 d na
direção da corrente, a partir do eixo da tubulação;
• os perfis das bordas de ataque das cortinas e dos detletores devem ser arre-
dondados;
• o escoamento na entrada do poço deve ser regular, sem deslocamento e
zonas de velocidades elevadas;
• quando o fundo do canal de chegada e o do poço de sucção se acham em
cotas diferentes, a concordância entre ambos deve ser feita por plano inclina-
do de no máximo 45" em relação à horizontal.

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Figura 10.61- Planta e corte do poço de sucção. Fonte: Flygt (1981).
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Figura 10.62 - Diagrama para determinação das dimensões A-E relativa a figura 10.61. FOII/e: Flygt
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390 COLETA E TRANSPORTE [)E ESGOTO SANITÁRIO
Comparação entre as principais pesquisas
Tsutiya e Machado Neto (1993) apresentam a comparação das dimensões e
velocidades no poço de sucção com uma e várias bombas, recomendadas pela
Hydraulic Intitute Standards, British Hydromechanics Research Association, Hitachi
Pumps, PNB-590/ 1977, Sulzer Pumps e NB-590/] 990. Conforme se observa na
tabela 10.8, as dimensões e velocidades recomendadas pelas cinco entidades são
praticamente equivalentes, não havendo diferenças significativas de valores. No
entanto, para a NB-590/1990 recomenda-se a utilização da entrada em forma de
sino, com diâmetro O variando de 1,5 a 1,8 d. sendo d o diâmetro da tubulação de
sucção.
Para Tsutiya e Machado Neto (1993) qualquer uma das pesquisas para o proje-
to do poço de sucção poderá ser utilizada, devendo escolher aquela que mais se
adapta a uma determinada situação específica. Para grandes instalações, recomen-
da-se o estudo em modelo hidráulico reduzido.
Tabela I O.H- Comparação das dimensões e velocidades 110 poço de sucção
poço COM UMA BOMBA
poço COM VÁRIAS BOMBAS
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PROJETO [)E ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS 391
Dimensões e
Velocidades
Poço com
várias bombas
Entidade Poço com uma
bomba
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BHRA
I-IITACI-II
SUL.ZER
ABNT
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HITACHI
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< 15 graus
::; 10 graus
::;45 graus
~ 45 graus
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< 15 graus
<: 20 graus
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< 15 graus
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::; 45 graus
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::; 0,6
::; 1,2

(continuação- Tabela 10.8)
Dimensões e
Velocidades
Entidade Poço com uma
bomba
Poço com
várias bombas
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HIS
BHRA
HITACHI
SULZER
ABNT
HIS - Hydraulic lnstitutc Standards
BHRA - Brirish Hydrorncchanics Researeh Association
HITACHI - Hitachi Pumps
SULZER - Sulzer Pumps
ABNT - Norma NI3-590/1990
(*) Todas as pesquisas foram realizadas utilizando-se água, cxccto às das bombas Flygt que foi para
esgoto. As conclusões dessas pesquisas, podem ser utilizadas para o dimcnsionarncnto do poço de
sucção em clcvatórias de água e esgoto, entretanto, no caso do esgoto, devido às características do
líquido que contêm materiais orgânicos e inorgânicos, recomenda-se cuidados especiais nessa
utilização. A principal relere-se a velocidade na entrada da câmara de sucção que não deverá ser
menor que 0,60 m/s, para evitar a sedimentação de paniculas contidas no esgoto.
10.8. TUBULAÇÕES
As tubulações das instalações de bombeamento são assim classificadas: tubula-
ção de sucção; barrilete; e tubulação de recai que. A figura 10.64 apresenta as
tubulações da elevatória.
10.8.1. Tubulação de sucção
A tubulação de sucção deve ser a mais curta possível e sempre ascendente até
atingir a bomba, podendo-se admitir trechos horizontais. Peças especiais devem ser
evitadas ao máximo.
O diâmetro mínimo deve ser, de preferência, de uma bitola comercial imedia-
tamente superior à da tubulação de recalque e é recomendável que a velocidade na
tubulação de sucção esteja compreendida entre 0,6 a 1,5 m/s, conforme a norma da
A8NT N8-569 ( 1989).
As tubulações de sucção podem ser dispostas das seguintes maneiras: horizon-
tal, vertical e inclinada. Para tubulação de sucção horizontal são apresentados na
figura 10.65 alguns esquemas recomendáveis para as elevatórias de poço seco.
Maiores detalhes das tubulações de sucção já foram vistos no item 10.7.3.
NA
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TUBULACÁO[
DE sucçÃo
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I poço DE SUC(:AO I
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Figura J 0.64 - Tubulações da clcvatória
10.8.2. Barrilete
A velocidade na tubulação do barrilete geralmente é maior do que-na tubulação
de sucção e de recalque, devendo estar compreendida entre certos limites:
• Metcalf&Eddy(1981)
• Flomatcher (1972)
• PNB-590 (1977)
• WPCF (1970)
1,8 a 2,4 m/s
1,8 a 3,0 rnls
0,6 a 2,6 m/s
< 2,4 m/s
Admite-se velocidade maior no barrilete, de modo a diminuir o diâmetro das
tubulações e conseqüentemente, o diâmetro das peças especiais. Observa-se que,
como as peças do barrilete são flangeadas, a diminuição do diâmetro irá diminuir
consideravelmente os custos da elevatória.
A figura 10.66 apresenta os detalhes da tubulação de sucção e do barrilete em
uma elevatória de poço seco e sucção horizontal para o recaI que de esgotos. Para
os casos em que, a elevatória é utilizada apenas para a elevação dos esgotos ~o
local da elevatória, e a altura de elevação é pequena, geralmente adota-se o cnteno
de que cada conjunto elevatório tem sua própria tubulação de recalque. Neste ~aso,
não haverá a necessidade da válvula de retenção e da válvula de gaveta no baml~te.
As principais disposições das tubulações do barrilete para as bombas centnfu-
gas são apresentadas na figura 10.67.
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S = ALTURA DE SUBMERGENCI A
PODE SER uTILIZADO ONDE EXISTA SU8MERGENCIA
ADEQUADA E NiVEL DE ÁGUA MINIMO PARA
PREVENIR VORTlCE
Figura 10.65 - Disposições da tubulação de sucção horizontal.
_____________ ---'-I'~R(êé):c.lL=_';-I~'ODE ESTAÇÕES ELEVATá.RIAS 395
rnJ BOMBA
MOTOR
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A~DUÇÃO
CONCENTRICÂ
O,,'
Figura 10.66 - Detalhes da tubulação de sucção c do barrilctc.
As tubulacões de sucção e do barrilete deverão ser dispostas de maneira que
haja espaço para inspeção, conserto, manutenção de válvulas c outras peças, além
de permitir a montagem e desrnontagem com um mínimo de perturbação no siste-
ma.
lO.S.3 Tubulação de rccalque
Determlnação do diâmetro da tubulação de recalqll~,
o diâmetro da linha de recaI que é hidraulicamente indeterrninado, sendo que
para a mesma vazão, diminuindo-se o diâmetro, alimenta-se a potência do equipa-
mento de recalque e vice-versa. Existem, portanto, vários pares diâmetro-potência
que atendem a elevação de uma dada vazão, a lima dada altura manométrica.'
Tecnicamente, entretanto, as velocidades de escoamento nas tubulações de
recalque devem ser tais que não permitam a deposição de materiais sólidos na linha
e também não causem problemas de erosão. Para atender estes aspectos, tem sido
comum limitar a velocidade de recalque entre 0,6 e 3,0 m/s.

• Bombas centrífugas de eixo horizontal
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• Bombas do tipo misto
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• Bombas verticais
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Figura 10.67 - Disposições das tubulações do barrilcte para bombas centrífugas. Fonte: Hitachi
Pumps (1972).
T PROJETO DE ESTAÇÕES ELEV ATÓRJAS 397
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A determinação do diâmetro da tubulação de recalque normalmente é feita
levando-se em consideração aspectos econômico-financeiros, por isso sendo esco-
lhido o diâmetro que conduz ao mínimo custo de implantação, de operação e ma-
nutenção do sistema elevatório. Portanto, a escolha final do diâmetro de recalque é
feita após cotejo técnico-econômico, para diferentes valores do diâmetro da tubula-
ção, considerando-se os custos de:
• Aquisição e assentamento dos tubos. peças e aparelhos;
• Aquisição do conjunto motor-bomba adequado a cada valor do diâmetro;
• Operação, manutenção e consumo de energia;
• Amortização ejuros.
o diâmetro mínimo da tubulação de recalque é de 100 mm.
A figura 10.68 apresenta as relações entre o custo de investimento e o custo de
operação em função do diâmetro, de modo que, quando passam por 'um custo
mínimo, tais relações correspondem ao diâmetro econômico de recalque.
CUSTO
CUSTO
MINIMO
CUSTO DO CONJUNTO
ELEVATÓRIO E DE
ENERGIA ELETRICA
'-------'------_ DIÃMETRO
Deconômícc
Figura 10.68 - Dctcnninação do diâmetro econômico.
Fórmula de Bresse para escolha do diâmetro de recalque
Em pequenas instalações, a fórmula de Bresse pode levar a um diâmetro aceitá-
vel e, no caso de grandes instalações, dará uma primeira aproximação, sendo con-
veniente uma pesquisa econômica para investigar os diâmetros mais próximos,
inferiores e superiores, determinando-se para estes diâmetros os custos relativos à
instalação considerada. O diâmetro que corresponde ao mínimo custo deverá ser
escolhido para a linha de recalque. A fórmula de Bresse é apresentada a seguir:

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398 COLETA E TRANSPo.RTE DE ESGo.TO SANITÁRIO.
D= KJO (10.27)
onde: D = diâmetro, m;
Q = vazão, 111
1
/5;
K = coeficiente de Bresse.
o valor do coeficiente de Bresse é função da velocidade econômica (V) de
escoamento na linha de recalque e pode ser detern~inado pela expressão:
K= (4
v-;V (l0.28)
Para o recalque de esgotos, a velocidade econômica tem se situado, de um
modo geral, entre 1,0 m/s (K=I, 12) a 1,5 m/s (K=O,85). Para tubulações longas, no
entanto, têm sido utilizadas velocidades de recal que de cerca de 0,8 m/s (K=l ,6) e
para tubulações curtas, as velocidades chegam a atingir 3,0 rn/s (K=0,65). Estes
valores têm sido usados com pleno sucesso.
Recomendações para o estudo do diâmetro econômico da linhu de reculque
Para a escolha do diâmetro econômico, recomenda-se:
• Pré-dimensionarnento do diâmetro através da fórmula de Bresse, utilizando-
se, no mínimo, os valores de K de 0,9, 1,0, 1,1 e 1.2;
• Análise econômica através do critério do custo marginal ou valor presente,
com taxa de desconto de 12% ao ano, ou indicada pelo órgão financiador do
empreendimento;
• Consideração de todos os custos não comuns, tais como:
- custo de aquisição e implantação da linha de recalque:
- custo dos equipamentos;
.- despesas de energia elétrica.
• As obras comuns, como tubulações da elevatória, blocos de ancoragem e
descargas, não necessitam ser consideradas.
• Definição das etapas de implantação da linha de recaIque e dos conjuntos
motor-bomba;
• Alternativas a serem estudadas com o mesmo tipo de bomba e também com
a mesma modulação.
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-"'J
PRo.JETo. DE ESTAÇÕES ELEV iTÓRIiS 399
Peças especiais das tubulações de recalque
Nas linhas de recalque deverão ser instaladas peças para remoção e entrada de
ar nos pontos altos, bem como descargas em determinados pontos baixos .
• Descarga
Colocada nos pontos baixos da linha de recalque para permitir a saída de eszo-
to, sempre que for necessário. Isto geralmente ocorre quando se quer esvaziar a
tubulação de recalque para fins de reparo ou outras razões de natureza operacional,
A descarga deverá permitir a eliminação de todo o esgoto contido no conduto.
Quando inviável, é necessário prever meios para completar o esvaziamento medi-
ante sucção por bomba.
O esgoto descarregado deverá ser encaminhado, por meio de condutos devida-
mente projetados, até o local onde não cause problemas de erosão, inundação e,
principalmente, de origem estética.
O diâmetro da derivação de descarga não deverá ser inferior a 100 mrn e,
preferivelmente, recomenda-se valores acima de 150 mrn.
• Peças pararemoção e entrada.de ar
Como as tubulações de recalque são normalmente assentadas a pequena pro-
fundidade, com recobrirnento em torno de 1,0 m, ao longo da linha de recalque
tem-se, frcqüenternente, pontos altos e pontos baixos. Em tais casos, ás vezes se
torna necessário instalar dispositivos nos pontos altos da tubulação, a fim de penni-
tir a expulsão de ar durante o enchimento da linha e a penetração do ar quando essa
linha está sendo descarregada.
Se possível. as tubulações de recalque devem ser projetadas evitando-se os
pontos altos. De acordo com a experiência norte-americana, as ventosas de esgotos
estão sujeitas a problemas freqüentes de manutenção e, se possível, devem ser
substituídas por dispositivos especiais para a expulsão do ar das tubulações. As
ventosas utilizadas para abastecimento de água rião têm condições para um funcio-
namento adequado, face à obstrução causada por sólidos em suspensão do esgoto .
. Algumas.alternativas estudadas para a remoção e entrada de ar nas tubulações
de recalque de esgotos são apresentadas a seguir.
Remoção de ar por meios hidraúlicos
O acúmulo de ar nas tubulações de conduto forçado restringe a secção de
escoamento, causando maior perda de carga e redução de sua capacidade, poden-
do, em determinados casos, até mesmo paralisar o escoamento. Outros problemas,

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como emulsionamento do ar na água, diminuição da eficiência das bombas e corro-
são das tubulações, poderão ser ocasionados pelo aprisionamento de ar.
O ar entra de várias maneiras em uma tubulação, como, por exemplo, no início,
através do poço de sucção de uma estação elevatória. A penetração pode ser causa-
da pela liberação de ar existente na água, em razão de variação da temperatura e
pressão, e também pelo enchimento ou drenagem das linhas. Válvulas e bombas
constituem, igualmente, pontos onde poderá haver liberação do ar.
A figura 10.69a mostra uma bolsa de ar aprisionada no ponto alto de uma
tubulação com água em repouso; as superficies do líquido que limitam a bolsa são,
portanto, horizontais. Quando há movimentação da água, o escoamento a jusante
do ponto alto se processa com superficie livre e, dependendo da declividade do
trecho de jusante, a passagem para o escoamento sob pressão se realiza através do
aumento gradual da altura da água ou, bruscamente, por meio de ressalto (figuras
10.69b e I0.69c). Nessas condições verifica-se uma perda de carga adicional t.H.r
provocada pela bolsa de ar que, no caso de não haver ressalto, é igual à diferença
de cotas, t.Z dos pontos que limitam a superficie da bolsa de ar (figura I0.69b). Em
instalações de recaI que, essa perda adicional ocasiona acréscimo na altura
mano métrica, diminuição da vazão e aumento do consumo de energia elétrica.
.Vários pesquisadores examinaram a possibilidade da tubulação transportar pe-
quenas bolhas e bolsões de ar sem que ocorra ressalto. Também estudaram as
características hidráulicas a jusante do ressalto para que haja carreamento de ar.
Pelas pesquisas, concluiu-se que a remoção de ar em tubulações é obtida quando a
velocidade média do escoamento (Y) é igualou maior do que um certo valor míni-
mo, denominado velocidade crítica de arraste de ar (V'), conforme mostra a figura
10.70. Se a velocidade na tubulação for menor do que y' .deve-se promover a
remoção de ar através de algum dispositivo.
A determinação do valor da velocidade crítica tem sido objeto de estudos de
diversos autores, como Kalinske e Bliss (1943), Kent (1952), Gandenberger (1966)
e de Wisner et ai (1975), cujos resultados das pesquisas estão reunidos na figura
10.7!.
A fórmula de Kent (1952) tem sido utilizada para determinar a velocidade de
arraste de ar acumulado na tubulação. Sua equação é a seguinte:
y* = I,36J gD sen 8 (10.29)
onde: y' = velocidade crítica de arraste de ar, m/s;
g = aceleração da gravidade, m/S2;
D = diâmetro da tubulação, m;
9 = ângulo que o conduto forma com a horizontal a jusante do ponto
alto, conforme mostra a figura 10.70, graus.
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Figura 10.69 -Tubulaçâo com bolsa de ar. Em repouso (a) c em movimento, sem c com ressalto (b)
e (e). Fonte: Quintela (/98/),
Figura lO.70 - Condições de acumulo de ar na tubulação
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Figura 10.71 - Velocidade critica de arraste de ar (V*) vcrsus dcclividadc da tubulação. FOI/te:
Edniunds (/979).
Devido às divergências existentes entre as várias pesquisas, conforme mostra a
figura 10.64 e já que elas foram realizadas em diâmetros pequenos, Tsutiya( 1989)
propõe a utilização dos valores mais conservadores: para 0::;23" a pesquisa.de Wisner
et ar; e para 8.>23" a de Kalinske e Bliss,
Instaíação de dispositivos para a remoção de ar
Metcalf & Eddy (1981) recomendam a utilização do dispositivo da figura 10,72
para a remoção de ar. As tubulações desses dispositivos devem variar de 20 a 50
111me quanto maior o diâmetro da tubulação dc recalque, maior deverá ser o diâme-
tro do dispositivo, Pela eficiência e baixo custo de implantação, recomenda-se a
utilização desse dispositivo para substituir as ventosas,
Outro dispositivo igualmente utilizado com sucesso é o ferrule, que é instalado
de forma semelhante ás ligações domiciliares de água, Essa alternativa, entretanto,
requer que o operador abra o registro para a remoção do ar contido na tubulação.
10.8.4; Materiais das tubulações
• Tipos de materiais
Os materiais utilizados dependem do diâmetro da tubulação, da pressão de
serviço, das características do esgoto, da dec1ividade do terreno, da altura de aterro,
do tipo de solo, do método de assentamento e de seu custo econômico.
PARA poço DE VISITA DE ESGOTO OU OUTRO
V PONTO ADEQuADO DE LANÇAMENTO
B
L
"" LINHA DE RECAlQUE
PLANTA
TAMPÃO
F=~~==d:1==#~===t--VEDAÇÃO DAS PAREDESCO'"
MA rERIAL ELASTI CO'
llli1m~§tt~~ft§~i;:::CAMAOA DE MATERIAL GRANULAR
CORTE B-B
Figura 10.72 -. Dispositivo para remoção de ar. Fonte: Me/cair & Eddy (/98/).
Nas elevarórias, é comum o uso de ferro fundido dúctil com revestimento de
cimento para diâmetro menores do que 600 mm e, no caso de diâmetros maiores,
utiliza-se tubulações de aço, devido às facilidades de montagem,
Para as linhas de recalque podem ser utilizados os materiais apresentados na
tabela 10,9. A prática, porém, indica a utilização de tubulações de ferro fundido
dúctil com diâmetros variando de 100 a 1.200 rnme tubulações de aço para os
diâmetros acima de 600 rum. A escolha das tubulações a serem utilizadas depende
essencialmente dos problemas técnicos e econômicos de cada projeto,

Tabela 10.9 - Materiais utilizados nas linhas de recalque.
Material da tubulação Diâmetros Tipo de junta Observações usuais (mm)
Ferro fundido dúctil 100cl200 junta elástica
Ferro fundido cinzento 100- 600 junta elástica
100-500 junta elástica
100 - 300 junta elástica
acima de 600 soldada
Fibrocimento
PVC
Poliéster reforçado com
fibra de vidro
Concreto pretendido
• Coeficientes de rugosidade dos materiais
Para o cálculo das perdas de carga utilizando-se a equação de Hazen- Wi lliams,
podem ser adotados os coeficientes de rugosidade indicados na tabela 10.10.
Recomenda-se, em geral, a utilização de C= I00 para tubos de ferro fundido
sem revestimento, e C= 120 para tubos de ferro fundido revestidos, tubos de con-
creto, tubos de aço com diâmetro maior ou igual a 5.00 mm e tubos de plástico
(PVC).
Quando se utiliza a fórmula Universal para o cálculo das perdas de carga,
podem ser utilizados os coeficientes de rugosidade indicados na tabela 10.11.
Segundo Azevedo Netto et ai. (1998), a experiência francesa recomenda a
adoção dc K=0,1 mm para tubos não sujeitos à corrosão e incrustação, e K=2 mm
para tubos sujeitos a esses fenômenos de deterioração.
10.9. VÁLVULAS
As válvulas selecionadas devem ter pressões de serviço compatíveis com as
máximas pressões previstas; possuir indicação clara de posição aberta ou fechada; e
seus componentes sujeitos a desgaste devem ser de bronze ou aço inoxidável. Além
disso, sempre que o diâmetro for superior a 500 mm, as válvulas devem ter
Tabela 10.10 - Valor do coeficiente C de Hazen-Williams.
Material da tubulação
Condições das tubulações
novo 25 anos de uso 50 anos de uso mau estado
PVC 150 140 140 130
Concreto com superficie interna lisa 150 130 120 100
Aço galvanizado com revestimento
betu 111inoso 150 130 100 60
Ferro fundido 130 110 90 50
Aço revestido, vitrificado 120 80 45
Fome: H0ter Pollution Control Federation (/984).
Tabela 10.11 . Coeficiente de rugosidade (K) em 111m para a fórmula Universal.
Material
Coeficiente de
rugosidade (mm)
Tubos de aço com revestimento especial ou esmalte
Tubos de concreto
sem revestimento especial
Tubo de ferro fundido e ferro dúctil
com revestimento especial
Tubos de cimento amianto
FeiTO galvanizado
Tubos lisos, chumbo, cobre, latao, etc.
PVC
Tubos cerâmicos
0,025 - 0,125
0,125 (*)
0,04 - 3,0
0,30 (*)
0,06-2,1
0,25 (*)
0,1 - 0,20
0,125 (*)
0,03 - 0,20
0,05 (*)
0,06 - 0,24
0,15 (*)
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0,02 (*)
0,02 - 0,12
0,10(*)
1,0-3,0
1,5 (*)
FOI/te: Azevedo Netto ct aI. (/998).
(*) Valor sugerido por Azevedo Netto, para tubulações em serviço.
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acionamento motorizado. No caso de acionarnento manual, o esforço tangencial a
ser aplicado ao volante ou acionador deve ser inferior ou igual a 200 N; caso esta
condição não possa ser atendida, deve ser previsto acionamento motorizado,
hidropneumático ou redutor mecânico.
Deverão estar localizadas em pontos acessíveis ao operador. Caso isso seja
inviável, deverão ser previstos acessos através de piso, escadas ou acionados por
corrente, ou ainda mecanizados, qualquer que seja seu diâmetro.
Válvula gaveta
As válvulas gaveta são utilizadas para isolar as linhas de sucção e de recalque,
nas ocasiões de manutenção das tubulações e equipamentos eletro-rnecânicos da
elevatória. Permitem boa vedação mesmo em altas pressões e, quando completa-
mente abertas, oferecem pouca resistência ú passagem do líquido. A vedação é
obtida em parte pela pressão da água sobre a gaveta, forçando-a contra a guia/sede.
Válvulas de grandes dimensões e grandes pressões requerem um dispositivo deno-
minado "by-pass", de forma a estabelecer um enchimento e uma compressão pelo
outro lado da face da gaveta. sem o que sua abertura será bastante di ficultada.
Também são utilizados nas tubulações de sucção.
Para elevatórias de esgoto são recomendadas válvulas gaveta flangeadas de
haste ascendente, com volante (figura 10.73).
PORCA 00 VOlANTE
VOlANTE
PORCA DA BUCfiA
BUCHA. DA fiASTE
fiASTE
CASTELO
P~EME GAXET i
PARAFUSO 00 PREME GAXETA
GAXETA
BUCHA CONl RA VEDAÇÃO
TAMPA
PARAFUSO E PORTA 00 CORPO
JUNTA 00 CORPO
ANEL 00 CORPO
CUNfiA CXJ GAVETA
ANEL OA CUNHA
COAPO
Figura 10.73 - Válvula gaveta com haste ascendente. FOII/e: Catálogo da Ferro Brasileiro
I!
.; PROJETO DE ESTACàES ELEV ATÓIÚAS 407
Válvula de retenção
As válvulas de retenção permitem apenas o escoamento do fluxo em uma dire-
ção e destinam-se à proteção elas instalações de recalque contra o refluxo ela água.
Existem vários tipos de válvulas de retenção, mas para as elevatórias de esgoto
recomenda-se o tipo portinhola. Sob condições normais de operação, as portinholas
da válvula se abrem no sentido elo fluxo, enquanto que, havendo uma paralisação
elo fluxo, automaticamente a portinhola se fecha por gravidade ou com a ajuda ele
um contrapeso, impedindo o retorno da água. Podem ser utilizadas válvulas de
retenção tipo portinhola única (figura 10.74), com ou sem by-pass. A norma da
ABNTNB-569 de 1989 não recomenda a utilização ele válvula de retenção do tipo
"dupla portinhola" no fluxo de esgoto.
~------L----~~I
Figura 10.74 - Válvula de retenção tipo portinhola única. Fonte: Caiúlogo da Barbnra
Em instalações com problemas de transientes hidráulicos, às vezes é de funda-
mental importância que a válvula de retenção tenha um fechamento rápido. Nesses
casos, tem-se utilizado freqüenternente a válvula de retenção Clasar, cujos detalhes
se encontram na figura 10.75.
Válvula borboleta
Para grandes diâmetros, as válvulas borboletas geralmente são mais econômi-
cas do que as válvulas gaveta e requerem espaço menor para instalação. Às vezes,
sua vedação não é tão eficaz quanto a da válvula gaveta, especialmente a altas
pressões. Oferecem maior resistência ao escoamento do que a válvula gaveta, devi-
do à espessura do disco que obstrui a passagem do fluxo. Tanto a válvula gaveta
como a válvula borboleta normalmente não são projetadas para operar em posições
parcialmente abertas.

Aberta
-- +-
-- '-
Fechada
Figura 10.75 - Válvula de retenção de fechamento rápido. Fonte: Azevedo Netto ('I ai (/998).
Em instalações de esgoto não é usual a utilização da válvula borboleta. A norma
da ABNTNB-S69 de 1989 não recomenda o uso da válvula borboleta no fluxo de
esgoto.
Figura 10.76 - Válvula borboleta. Fonte: Catálogo da Barburá,
Válvula Flap
Ut.ilizada em extravasores por gravidade das elevatórias, a fim de evitar o reflu-
xo da auua nas ocasiõ d ' I ,.",' , c ,Ioes o ruve maxrmo do corpo receptor. Seu funcionamento é
semelhant: ao da válvula de retenção. Na figura 10.77 são apresentados os detalhes
de instalação da válvula Flap.
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Figura 10.77 - Extravasão por gravidade - Detalhes da instalação da válvula Flap.
10.10. REMOÇÃO DE SÓLIDOS GROSSEIROS
A remoção de sólidos grosseiros do esgoto afluente àselevatórias é efetuada
basicamente com o intuito de proteger os conjuntos clevatórios. No Brasil, a solu-
ção normal para tal fim é o uso de gradeamento logo a montante, na entrada do
poço de sucção.
A seleção e dimensionamento dos dispositivos ou equipamentos dependem das
características das bombas ou equipamentos que devem ser protegidos, das carac-
terísticas e quantidade prevista do material a ser retido, bem como das dificuldades
e necessidades operacionais da instalação. A norma da ABNT NB-S69 de 1989
admite os seguintes dispositivos para a remoção de sólidos grosseiros:
• Grades de barras, de limpeza manual ou mecânica;
• Cesto;
• Triturador;
• Peneira.
A trituração dos sólidos grosseiros do esgoto não é usual em nosso meio, sendo
que detalhes sobre trituradores são encontrados nas referências Metcalf & Eddy
(1971) e Water Pollution Contrai Federation (1970).
Instalações de gradeamellto
Em elevatórias de pequeno porte, a solução mais comum é o uso de cestas
removíveis por içamento, colocadas à altura da boca de descarga do coletar. Tam-
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410 COLET! E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
bém são utilizadas grades de limpeza manual, desde que sejam instaladas a baixas
profundidades.
Nas elevatórias de porte médio e mais profundas. utilizam-se normalmente
grades com limpeza mecânica, com o próprio equipamento de limpeza das grades
depositando os sólidos retidos em caçambas ou carrinhos previamente colocados
em locais adequados.
Nas instalações de grande porte, quando é comum a chegada de sólidos grossei-
ros maiores que podem prejudicar a limpeza de grade mecanizada, costuma-se
utilizar uma grade grosseira a montante daquela.
Para elevatórias até 250 fi/s, de vazão máxima, recomenda-se o uso de cestos
removíveis (figura 10.78), porém, quando o volume de material a ser retido ou as
dificuldades de operação relativas à localização da elevatória ou à profundidade do
canal afluente justificarem, devem ser utilizadas as grades mecanizadas ( figuras
10.79 e 10.80). Para vazões máximas superiores a 250 Us, deve-se utilizar sempre
grades mecanizadas. Nas situações em que a vazão de projeto é superior a 250 fls,
porém, a vazão inicial é menor que este valor, executa as obras para a instalação
futura das grades mecanizadas, embora, de início, possam ser utilizados cestos para
a remoção dos sólidos grosseiros dos esgotos.
Quando a limpeza for mecanizada, recomenda-se a instalação de pelo menos
duas unidades; caso não haja essa possibilidade, deve ser construído canal de des-
vio protegido por grade de limpeza manual, com igual espaçamento entre barras .
.Quando houver risco de danos ao equipamento de remoção, uma grade grossa, de
limpeza manual, deve ser instalada a montante,
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LP~ANTA
CESTO RETENTOR DE MATERIAL
CORTE
Figura 10.78 - Cesto rctcntor de material para vazões menores do que 250 Us. Fonte: SABESP-
Padronização de elevatorias.
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I
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Classificação de grades de barras
De acordo com o espaçamento entre barras, as grades podem ser classificadas em:
-Grade grossa: 40 a 100 mm;
_ Grade média: 20 a 40 111m;
_ Grade fina: 10 a 20 mm.
Critérios de projetos para grades de barras
A seguir, serão apresentados alguns critérios usuais para o projeto de grades de
barras.
_ Abertura ou espaçamento das barras da grade
oespaçamento útil das barras de grade deverá ser igualou ligeiramente inferior
às dimensões de passagem de sólidos pela bomba. Dependendo do grau de prote-
ção necessário ao equipamento de bombeamento, o espaçamento varia de 25 a 150
111m.
A escolha adequada do espaçamento é de fundamental importância para os
aspectos operacionais da elevatória. Os espaçamentos pequenos oneram os custos
de operação. devido à necessidade de limpeza periódica constante, ao passo que
espaçamentos maiores permitem a passagem de grande quantidade de materiais
que poderão prejudicar o funcionamento dos conjuntos elevatórios.
A análise dos aspectos operacionais das várias eJevatórias existentes e dos pro-
jetos desenvolvidos, a consulta aos fabricantes de bombas e a literatura técnica
sobre o assunto possibilitam concluir que é recomendável que o espaçamento fique
compreendido entre 50 a 100 mm para cestos utilizados em eJevatórias com con-
junto motor bomba subrnerso. Grades de barras não mecanizados, utilizadas em
pequenas elevatórias apresentam, normalmente, abertura de 25 111m.A utilização
de grades mecanizadas normalmente implica no uso de grades finas, com abertura
entre 10 a 20 mm,
_ Velocidade através das grades
Recomenda-se que, para a vazão inicial, a velocidade mínima através das gra-
des seja maior ou igual a 0,60 m/s, Para a vazão final, recomenda-se velocidade
máxima menor ou igual a 1,2 m/s.
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• Perdas de cargas a serem consideradas nas grades
Após calcular as perdas de cargas nas grades, devem ser considerados no proje-
to os seguintes valores mínimos para estudos de condições de N.A. de montante:
•• grades com limpeza manual: 0,15 m
e grades com limpeza mecânica: 0,10 m
A perda de carga nas grades pode ser estimada pela expressão:
1 (V2
V2
]llH -- -º--~G - 0,7 2g 2g (10.30)
onde: llHG = perda de carga, m;
VG = velocidade através da grade, mls;
VM = velocidade imediatamente a montante da grade, mls;
g = aceleração da gravidade, mls2
• .
Para o cálculo da lâmina de montante de' uma singularidade, no caso a grade,
sugere-se a equação de conservação de energia.
,NA GRADE
~~---':"----"""f ,NA
~lY"-r=-7E
Figura 10.81 - Esquema do escoamento através de uma grade.
Utilizando-se o esquema da figura 10.81, tem-se:
(10.31)
onde: YM
YJ
= Lâmina líquida a montante da grade, m; valor a se determinar;
= Lâmina líquida a jusante da grade, m; (este valor é conhecido,
sabendo-se as condições do escoamento ajusante);
= Velocidade a montante da grade, mls;
Q
B x Y = velocidade ajusante da grade, m/s;
M
Q = vazão, m
3
/s; (conhecido)
B = Largura do canal da grade, m; (conhecido)
Q
VJ = B x Y = velocidade ajusante da grade, mls;
J
ll~ = perda de carga na grade, m; pela equação
VG
=--"Q-
BuxYM
= largura útil da grade (número de espaços x abertura da grade).
10.30, onde
No caso de grades com limpeza manual, deve-se determinar a perda de carga
para a grade 50% obstruída, para fins de desenvolvimento do projeto, de modo que
esta perda de carga não cause remanso na tubulação de chegada do esgoto. Confor-
me já mencionado, o valor mínimo da perda de carga a ser considerado nestas
grades é de 0,15 m.
• Inclinação das grades de barras
A inclinação das grades de barras em relação à horizontal está normalmente
compreendida entre os seguintes limites:
• grades com limpeza manual: de 45° a 60°;
• grades com limpeza mecânica: de 60° a 90° (mais usual de 75° a 85°).
Quantidade e natureza do material retido
A quantidade de material gradeado é influenciada pelas condições locais, hábi-
tos da população, época do ano etc., e depende muito da abertura especificada. Na
tabela 10.12 são apresentados valores comuns na literatura de material gradeado,
em função da abertura da grade.
Na tabela 10.13 são apresentadas as quantidades de material retido nas grades,
em algumas cidades do Estado de São Paulo.

Tabela 10.12 - Quantidade de material gradeado em função da abertura da grade
Abertura da grade
(111m)
Quantidade de material gradeado (eI1 OOJ esgoto)
Média Máximo
10
20
25
30
40
50
60
58
29 51
20 37
15 28
9 16
6 10
5 8
Tabela 10.13· Quantidade de material retido em grades.
Localidade Espaçamento (111m) Quantidade de material retido (kg/ru')
Pinhal
São José dos Campos
Águas da Prata
20
25
50
0,008 a 0,012
0,0060 a 0,0084
0,002 a 0,0042
Fonte: Tsutiya (I 983}.
o material gradeado contém cerca de 80% de umidade e 960 kg/m', é mal
cheiroso e atrai moscas.
Quanto à natureza do material retido, na tabela 10.14 são apresentados os
dados obtidos nas elevatórias operadas pela SABESP em São José dos Campos. O
levantamento foi realizado em oito elevatórias, no período de janeiro a dezembro
de 1980. As barras das grades são de aço com espessura 1/8" e espaçamento entre
si de 2,5 em.
Tabela 10.14·· Natureza do material retido nas grades.
Elevatórias Dejetos Plásticos Tecidos Latas Pedras
humanos(%) (%) ('lia) ('lia) (%)
Tatetuta 68 10 16 I 51
Santa Clara 70 9 II 4 6
Melvin Jones 63 9 16 2 10
Jardim São José 72 8 10 2 8
Pç. Geraldo de Oliveira 67 10 12 3 8
Passarela 65 9 13 4 9
Vila Cristina 70 10 II 2 7
Rhodia 64 10 12 4 to
FOI/te: T.'lIt(V{/ et aI. (/98 l ).
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEV ATÓRIAS 417
10.11. UNIDADES COMPLEMENTARES
As seguintes unidades complementares são usuais nas elevatórias:
• sistema de medição de vazão;
• canais afluentes;
• sistema de extravasão.
Sistema de medição de vau/o
Os medidores de vazão afluente mais comumente utilizados, têm sido as calhas
Parshall e o Palmer Bowlous, cujos detalhes são encontrados no capítulo 8. Esses
medidores podem ser usados para controle do escoamento no sistema de gradeamento.
Medidores da vazão de recalquc também podem ser utilizados. Recomenda-se a
previsão de facilidades para a instalação de medidor da vazão afluente, localizando-se
o ponto de medição a jusante da grade de barras, quando esta for empregada.
Cal/ais afluentes
. Os canais atluentes são normalmente utilizados, com uma ou algumas das se- .
guintcs finalidades: reunião de contribuições: regularização de fluxo; instalação de
extravasor ou canal de desvio ("by-pass"); instalação de comportas ou "stop-logs ";
gradeamenro: medição de vazão; inspeção e manutenção.
Os canais afluentes são dimensionados de modo a se conseguir velocidade
mínima igualou superior a 0,4 m/s para a vazão afluente inicial.
Quando for prevista mais de uma etapa de construção, deverão ser projetados
no mínimo dois canais a serem construidos inicialmente. Na primeira etapa será
utilizado apenas um, ficando o outro de reserva. Esses canais deverão ter compor-
tas para isolamento nas extremidades.
10.12. SOLUÇÕES DE EMERGÊNCIA NA FALTA DE ENERGIA
ELÉTRICA
A necessidade de garantir a continuidade de escoamento do esgoto, durante as
interrupções de energia elétrica ou quando a interrupção for devida à manutenção
dos conjuntos elevatórios, tem conduzido a diversas soluções, das quais nenhuma
se mostra inteiramente satisfatória.
Duas soluções são uti Iizadas com maior freqüência:
• gerador de emergência;
• extravasão por gravidade.
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Gerador de emergência
Embora seja a melhor solução do ponto de vista técnico, é a mais onerosa em
termos econômicos. Em países de infra-estrutura sanitária mais desenvolvida, esta
solução tem sido a mais adotada, mas deve ser considerada com reservas em países
em desenvolvimento, como o nosso, onde a limitação econômica é fundamental.
Os geradores de emergência, de acionamento manual ou automatizado, devem
ser instalados em locais onde haja interrupção freqüente de energia elétrica.
Nos locais em que as interrupções de energia elétrica são pequenas, o gerador
de emergência não tem sido comumente utilizado, pois considera-se que nesse
período o esgoto possa ser armazenado nas redes coletoras, coletores-tronco e
interceptores, até o retorno da energia elétrica.
Extravasão por gravidade
Tem sido a solução mais utilizada em nosso país, por apresentar baixo custo de
implantação, particularmente se comparado com o do gerador de emergência. O
principal problema do uso do extravaso r é a poluição do corpo receptor, durante o
período de sua utilização. '
O extravaso r deverá ser localizado num poço de visita situado a montante da
elevatória ou no canal afluente. O poço escolhido não precisa ser aquele imediata-
mente anterior à unidade de recalque, mas o mais próximo do corpo receptor.
Existindo galerias de águas pluviais próximas à elevatória, é usual fazer uso delas,
quando possível, para a extravasão do esgoto. ,
O sistema de extravasão deve ter capacidade para a máxima vazão afluente a
elevatória inclusive considerando o acréscimo devido à contribuição pluvial parasi-
tária, quando for o caso, e encaminhando os esgotos para uma disposição conveni-
ente. A cota da soleira do extravaso r deve estar pelo menos 0,15 m acima do nível
máximo de operação das bombas. O nível máximo de extravasão não deve causar
remanso na tubulação de esgoto afluente, nem causar problemas de inundação no
local da elevatória. Entretanto, se o nível máximo de extravasão não evitar remanso
no conduto afluente, deve ser verificada sua influência a montante.
É imprescindível que se verifique o nível máximo a ser alcançado na extravasã?,
com relação à cota dos poços de visita e soleiras das casas situadas em locais
desfavoráveis (mais baixos), pois, se o nível do extravaso r for mais alto, o esgoto
irá extravasar antes, através dos tampões dos poços de visita ou pelas casas. Dev~-
se ainda estudar o comportamento do sistema de extravasão perante o nível máxi-
mo de água do corpo receptor, para evitar que a água reflua através do extravasor.
Para evitar o refluxo, na maioria dos casos se utiliza comporta de retenção (flap
valve).
10.13 EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO DE UMA ESTAÇÃO
ELEVATÓRIA
Descrição geral do sistema
Os esgotos provenientes dos coletores serão reunidos em uma caixa de distri-
buição, para em seguida ser encaminhada às instalações de gradeamento que cons-
tará de uma grade fina de limpeza mecanizada e uma grade reserva de limpeza
manual.
Para medição dos esgotos afluentes e para controle do escoamento no sistema
de gradeamento, será utilizada a calha Parshalllocalizada ajusante das instalações
de gradeamento. Em seguida, os esgotos serão encaminhados para o poço de suc-
ção da elevatória.
Na elevatória serão instalados quatro conjuntos motor-bomba sendo que três
deles serão instalados na IA etapa e o 42
conjunto na 2' etapa;
Para as ocasiões da falta de energia elétrica foi previsto o extravasador por
gravidade e também a drenagem da linha de recalque, '
A concepção do sistema a ser projetado é apresentado na figura El.
Vazões afluentes
Ano Vazão total de esgotos
~édia ~áxima
Início do plano 96,18
(1998)
IA etapa 163,85
(2008)
2ª etapa 215,68
(2018)
136,44
243,16
316,76
Solução
A) Controle do Escoamento nas Instalações de Gradeamento
Com o objetivo de se manter uma velocidade, razoavelmente, "constante" para
a vazão afluente variável, será utilizada a calha Parshall precedida de um rebaixo. O
cálculo do rebaixo será para atender a:
Qm3X= 317 eis e Qmim= 55 eis

Figura LI - Concepção do sistema
Determinação do rebaixo Z:
V - t Qmin
• =ce.=---"-'-""'--
HA.min -Z
o.,
• Largura nominal da calha Parshall: LN= 30, W = 30,5 em (obtido através da
tabela 8.5 do capítulo 8)
• Valores de H" para diversas vazões:
Q=55 tis
Q=136 (l/s
Q=243 tls
0=317 n«
H,=0,196m
H,,==0,349m
H~=0,505m
H"=0,600m
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEV JTÓRIAS 421
Para o cálculo H" foi utilizado a equação 0=2,397 WI
•
016
HI.5~H apresentado na
tabela 8.6 do capítulo 8.
• Cálculo de Z
0,055 0,317 '
0,196-Z 0,599-Z
0,055 (0,599 - Z) = 0,317 (0,196 - Z)
0,033 - 0,055Z = 0,062 - 0,317 Z
0,262 Z = 0,029
Z = 0.110 rn
Será utilizado o rebaixo de Z = O,IOrn
• Lâminas de água na calha de Parshall
0=55 Us
Q=136Us
Q=234 fís
Q=317Us
Y=0,096m
Y=(),,249m
Y=0,405m
Y=0,500m
B. Gradeamento
B.I. Grades
Serão utilizadas 02 grades sendo:
• Para operação normal, O1grade fina, com abertura de 19 mm, retangular de
limpeza mecanizada.
• Como reserva, para ser utilizada em parada da grade mecan izada, ()1 grade
média, com abertura de 25111111,inclinada, de limpeza manual.
B.2. Condições a serem atendidas pelas grades
A grade de limpeza mecanizada e a de limpeza manual deverão atender as
seguintes condições:
• Velocidade através da grade: VG::;: 1,2 m/s;
• Velocidade no canal à montante da grade:
VM2: 0,4 m/s (pelo menos uma vez ao dia);
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• Perda de carga na grade Ó.HG: para fins de estudo de remanso de montante,
ó.HG ~ 0,10 m, para grades mecanizadas e Ó.HG ~ 0,15 m, para grades de
limpeza manual.
B.3 Grade de limpeza mecanizada
Características da grade de limpeza mecanizada:
• tipo: grade de barras inclinada;
• abertura livre das barras: 19 mm;
• espessura das barras: 9,5 mm;
• ângulo com a horizontal: 80°.
A figura E2 apresenta o canal com a grade, onde tem-se, a largura do canal (B),
abertura livre entre duas barras (a) e a espessura das barras (e).
BARRAS
I~ B
Figura E2 - Canal com grade
~I
A seguir são detalhados os cálculos para a determinação da largura útil da
grade, número de espaços da grade, número de barras e a largura do canal da grade.
• Largura útil aproximado da grade (B' u)
Para uma velocidade através da grade limpa de aproximadamente 0,9 m/s,
desconsiderando-se, em primeira aproximação, a perda de carga na grade limpa,
tem-se a largura útil aproximado da grade:
B' = Qmax = 0,317 =0704m
u Y.Y 0,500xO,9 '
• Número de espaços da grade (Nc)
B' 0,704
Ne
= _u = __ = 37 espaços
a 0,019
• Número de barras (Nb)
N, = Nc+ 1 = 37+ 1 = 38 barras
• Largura do canal da grade (B)
B = Nc.a + Nb.e = Bu+Nb.e
B= 0,704 + 38. 0,0095 = 1,07 m
B = 1,07 fi (valor adotado)
• Largura útil do canal (Bu)
B, = Nc.a = 37xO,0 19 = 0,703 fi
A figura E3 apresenta as condições hidráulicas a montante e ajusante da grade.
GRADE
,NA
,NA
-
Figu ra E.3 - Características hidráulicas da grade de limpeza mecanizada.
- Cálculo da velocidade no canal ajusante da grade
YJ=~
Y.B
• Q = 317 C/s YJ
= 0,317 = 0,593 m/s
0;500xl,07
0243 .
YJ =' = 0,561 m/s
0,405xl,07
YJ
= 0,136 =0,510m/s
0,249xl,07
• Q = 243C/s
• Q=136C/s

I (y2
y2
)
Perda de carga na zrade: 61-1G = - -.SL. - ~
b' 0,7 2g 2g
? J
. _ V~1 VJ-
- Determinação de Y ~1: Y M +-' - = YJ + - + 61-1(i
2g 2g
- Para grade limpa, com Q=317 eis.
V~ _ 0,3172
0,00447
2g - 1,072
xY~, x19,62 =Y~
y' 0-9";'
~ = -2:~ = 0.0179
2g 19.62
y(~= 0,3172 ._ 0,0 I04
2g 0,7032xY~1xI9,62- Y~
, 0,00447 I,,'
YM +--, -=0,500+0,0179+, , (0,0104~0,00447)
Y~I' 0,7 X Y~,
Y 0,00447 = O -179 0,00847
M + , ,) + ,
YM Y~1
Y~, - 0,5179 Y~1- 0,004 = O
Y 11.1 = 0,532 m
0,317
YG = = 0,848 m/s
0.532 x 0,703
0,317
YM = = 0,557 m/s
0,532 x 1,07
0,00847
6H(j = ---,- = 0,030 111/S
0,532 ~
- Determinação de YM para 6HG_ O,I0111--+ somente para NA crítico de mon-
tante da grade:
V
2
V
2
Y +~= Y +_J +010
M 2g J 2g ,
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓIUAS 425
0,00447 ,
YM + ? = 0,500+0,0179+0,10
YM
YM + 0.00;47 = 0,6179
Y;1
Y~, - 0,6179 Y~, + 0.00447 = O
Y M= 0,606 m
0,317
YM
= = 0.49 m/s
0,606 x 1.07
61-1 =O,IO=_I_(Y;' - Y~).
0,7 2g 2g
0,10=: I (Vl,-0,492
)
0,7xI9,62
V~=1,6135
Y(;=1,27m/s
Para se manter ylis, 1,2 m/s, a limpeza da grade deverá ser feita de modo a não
permitir .6.1-1(;;:::: 0,08 m.
- Verificação para as demais vazões de interesse.
Para as demais vazões de interesse seguiu-se o mesmo procedimento utilizados
para as verificações na grade mecanizada com a vazão máxima de final de plano e
os resultados são apresentados na tabela Resumo das Condições Operacionais das
grades.
Observa-se que a grade mecanizada operará adeq uadamente desde o início até
o final do plano.
B.4. Grade de limpeza manual:
Em um canal paralelo ao da grade mecanizada será instalada uma grade de
limpeza manual, para operação em casos de emergência. Embora a NB 569il989
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indique que a grade manual deve ser de mesma abertura que a grade mecanizada,
decidiu-se pela utilização de uma grade média, com abertura de 2,5 em que requer
menor freqüência de remoção do material retido do que para a= 19 mm, sendo,
consequentemente, mais adequada à operação de limpeza manual.
- Características da grade de limpeza manual:
• Tipo: grade de barras inclinadas;
o Abertura livre entre as barras: 25 mm;
• Espessura das barras: 9,5 mm;
• Ângulo com a horizontal: 45°.
A figura E4 apresenta as condições hidráulicas a montante e ajusante da grade.
,NA
-
Figura E.4 - Características hidrálicas da grade de limpeza manual.
Para o controle do escoamento com calha Parshall LN= 30, W = 30,5 em, tem-
se:
Q = 317 fls
Q = 243 R.ls
Q = 136 fls
YJ = 0,500 m
YJ =0,405 m
YJ = 0,249 m
Para uma velocidade através da grade limpa deV == 0,8 m/s, desconsiderando-
se, em princípio, a perda de carga na grade, a largura útil aproximada da grade será:
B' = 0,317 = °7925 m
u 0,500xO,8 '
Número de espaços da grade:
N = 0,7925 =317
e 0,025 ' ----7 serão usados 31 espaços.
Número de barras: N, = 32
Largura do canal da grade:
B = 31 x 0,025 + 32 x 0,0095 = 1,079 m
B = 1,07 m (adotado a mesma largura do canal com grade mecanizada)
Largura útil da grade: Bu= 31 x 0,025 = 0,775m
- Cálculo da velocidade no canal ajusante da grade
Q (eIs)
317
243
136
0,593
0,561
0,510
- Para grade limpa, com Q = 3 I7 R.ls.
y2 y2
yM+---,--M..=y
J
+_J +6H
G
2g .. 2g
y2 03172---,--M..= '
2g 1,072
xY~ x19,62
y} = 0,593
2
= °0179
2g 19,62 '
0,00447
y2
M
0,00853
y2
M
0,00447 1
YM+--2 - =0,500+0,0179+ 2 (0,00853-0,00447)
YM 0,7xYM
YM+ 0,00447 = 05179 + 0,0058
y2 ' y2
M M
Y~ -0,5179 Y~ -0,00133 = °

YM = 0,523 m
0,317
VM = = 0.566m/s
, 1;07x 0,523
0.317
Ve; = ' = 0,782 m/s
. 0,775xO,523
0.0058
L'lHc = -' -- = 0,021111/s
, 0,5322
- Verificação para vazão máxima com 50% da grade obstruí da
_V_(~ = 0.3 17
2
2g 0.3882
X Y~1 x 19,62
0,0340
y2
M
V;1
2g
0.00447
y2
M1,072
x Y~ x 19,62
y} = 0,593
2
= 0,0179
2g 19,62
0,00447 1
Y1'.1 + 1 = 0,500 +0,0 179 + ? (0,0340 - 0,00447)
y~ ~7xY~
Y 0,00447 = 0-179 0,04219
M + J ,) + 2
Y~1 YM
Y~t - 0,5179 y~ - 0,03772 = °
YM = 0,617 m
V
0,317
1'.1 = = 0,480 m/s
0,617 x 1,07
0,317
VG = = 1,324 m/s
0,388 x 0,617
0,04219
L'lHG = ---J- = O.l l l m/s
0,617-
A NB-56911989 recomenda VG~ 1,2 m/s, porém, pode ser uma grade reserva,
o valor de VG= 1,32m/s, para a condição crítica da grade 50% obstruída, é um valor
aceitável. As limpezas deverão ser feitas antes que se chegue a 50% de obstrução
da grade.
- Determinação de YM para L'lHG = 0,15m ~ somente para NA crítico de
montante da grade.
YM
+ 0,00;47 =0,5179+0,15
YM
Y~ -0,6679 Y~ +0,00447 =0
YM = 0,658 m ~ este valor é para verificar o máximo NA a montante a
grade
- Verificação para as demais vazões de interesse:
Para as demais vazões de interesse seguiu-se o mesmo procedimento utilizado
para as verificações relativas à vazão máxima de fim de plano, Os resultados são
apresentados na tabela Resumo das Condições Operacionais das Grades. '
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- Verificação para as demais vazões de interesse:
Para as demais vazões de interesse seguiu-se o mesmo procedimento utilizado
para as verificações relativas à vazão máxima de fim de plano. Os resultados são
apresentados na tabela Resumo das Condições Operacionais das Grades.
Resumo das Condições Operacionais das Grades
Vazão de Grade mecanizada
operação a = 19 mm B = 1,07 m
Grade reserva manual
a = 25 mm B = 1,07 m
317 R.Is V(;=0,848 m/s (grade limpa)
ilHG= 0,ü30 m (grade limpa)
YM=0,532 m (grade limpa)
VM=0,557 rnls(grade limpa)
YM.max=0,606 m (para ilHG= 0,10 m)
Y)=O,500m
243 eis VG=0,800 InlS(grade limpa)
ilH(j=0,026 m (grade limpa)
YM=0,432m(gradelimpa)
VM=0,526 mls (grade limpa)
136 eis Vc;=O,717mls(gradelimpa)
ilHc;=0,0214 m (grade limpa)
VM=0,47 mls (grade limpa)
VG=0,782 m/s (grade limpa)
LlH(;=0,021 m(gradelimpa)
VM=0,566 m/s (grade limpa)
VG=1,324mls (grade 50% obstruida)
ilH(;=O,lll m (grade 50% obstruida)
YM=0,617m (grade50"1oobstruida)
VM=0,480 mls (grade 50% obstruida)
YM"m,=0,658 m (parailHG=0,15 m)
Y)=0,500m
V(;=O,74Imls(grade limpa)
ilH(j= 0,019m (grade limpa)
VM=0,537mls(grade limpa)
VG=1,228m/s (grade 50% obstruida)
ilH(;= 0,095 m (grade 50% obstruida)
YM=0,510m(grade50%obstruida)
VG=O,662mls(grade limpa)
ilH(õ=0,022 m (grade limpa)
YM=0,265m(gradelimpa)
VM=0,480mls (grade limpa)
VG=1,072mls (grade 50"/0obstruida)
______ -'--'-'PIc:..:W:::J.:::.E·~rO::...D~E"_'=':E.STIÇÕES ELEV 1'('ORlAS 431
C. Estação Elevatória de Esgoto
Ci l , Vazão de Dimensionamcnto
Ano Vazões (Os)
Média Máxima
Início do plano 96,18 136,44
(1998)
I" etapa 163,85 243,16
(2008)
2" etapa 215,68 316,76
(2018)
C.2. Etapas de implantação da elevatória
A construção civil da elevatória para atender todo o horizonte de projeto, será
executada no início do plano.
Os conjuntos motor-bomba serão etapalizados, sendo que inicialmente serão
instalados 3 conjuntos motor-bomba para atender até a I" etapa, sendo 2 conjuntos
funcionando normalmente e I conjunto de reserva. A partir de 2008 será instalado
o 4" conjunto motor-bomba. Também, neste caso, I conjunto será de reserva.
C.3. Desnível geométrico
• Cota do NA""" = 764,07m
• Cota do NAlllill = 763,07m
• Cota de lançamento = 773,49m
• Altura geométrica: máxima = 1O,42m
mínima = 9,42 m

•
C.4. Esquema do sistema de bombeamento
poço DE sucçxo
BARRILETE
0~QQ<f'<f'
rri=l'-J><~=:Ó--'e-'<:.G~,-oj'<:.
ESTAÇÃO ELEVATÚRIA
Figura E.S - Esquema do sistema de bombeamento.
C.S. Linha de recalque
C.5.1. Etapa de implantação
A linha de recalque da estação elevatória será implantada no início do plano.
C.S.2 Escolha do diâmetro
Para a escolha do diâmetro da linha de recalque, a NB 569 de 1989 recomenda
os seguintes limites de velocidades:
I PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS 433
• Mínima: 0,60m/s
• Máxima: 3,Omls
Entretanto, deve ser elaborado um estudo do diâmetro econômico, conforme
diretrizes indicadas no item 10.8.3, deste capítulo.
Admitindo-se que, pelo estudo do diâmetro econômico resulta o diâmetro de
<j> 500 mm, este será adotado neste dimensionamento. A linha de recalque será de
ferro fundido dúctil, classe K-7, ponta e bolsa, junta elástica e revestido interna-
mente com argamassa de cimento.
C.6. Seleção do conjunto motor-bomba
C.6.1. Curva característica do sistema
C.6.1.1 Cálculo das perdas de carga
- Perdas de cargas localizadas
As peças relacionadas, à seguir, foram retiradas dos desenhos, apresentado ao
final deste exemplo.
Peça K
2 curvas 90° - <j> 300 mm (*)
1 válvula gaveta - <j> 300 mm (*)
1 válvula de retenção - <j> 300 mm (*)
1 tê, saída de lado - <j> 300 x 500mm (*)
1 tê, passagem direta - <j> 500 mm (*)
2 tê, passagem direta - <j> 500 mm (*)
1 curva de 45° - <j> 500 mm (**)
2 curvas de 90°- <j> 500 mm (**)
1 saída de canalização - <j> 500 mm (**)
0,80 (1)
0,20 (1)
2,50 (1)
1,30 (1)
0,60 (2)
1,20 (3)
0,20 (3)
0,80 (3)
1,00 (3)
(*) peças no barrilete
(**) peças na linha de recalque
(1) L K=4,80, para vazão Q/3
(2) L K= 0,60, para vazão 2Q/3
(3) L K= 3,20, para vazão Q
As velocidades nas tubulações de <j> 300 mm e <j> 500 mm para as situações de 1,
2 e 3 bombas operando são apresentadas a seguir
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Vazão IJ/s Perda de carga (rn)
Vazão Altura geométrica (rn) Perda de carga Altura manométrica total (m)
<p 300 mrn . <p 500 mm
Us mínimo máximo (m) mínimo máximo
I bomba 2 bombas' 3 bombas Total
(I bomba) 2 bombas 3 bombas
° 9,42 10,42 0,00 9,42 10,42
20 40 60 0,02 0,00 0,02 0,04
60 9,42 10,42 _ 0,05 9,47 10,47
40 80 120 0,08 0,01 0,06 0,15
120 9,42 10,42 0,17 9,59 10,59
60 120 180 0,18 . 0,01 0,14 0,33
180 9,42 10,42 0,38 9,80 10,80
80 16O 240 0,31 0,02 0,24 0,57
240 9,42 10,42 0,66 10,08 11,08
10O 200 300 0,49 0,03 0,38 0,90
300 9,42 10,42 1,04 10,46 11,46
120 240 360 0,71 0,05 0,55 1,31 360 9,42 10,42 1,51 10,93 11,93
140 280 420 0,96 0,06 0,75 1,77
420 9,42 10,42 2,04 11,46 12,46
I
. I
Vazão I'/s Velocidade (m/s)
I bomba 2 bombas 3 bombas
<p 300 mm <p 500 mm
I bomba 2 bombas 3 bombas
20 40 60 0,28 0,20 0,31
40 80 120 0,57 0,41 0,61
60 120 180 0,85 0,61 0,92
80 16O 240 1,13 0,81 1,22
100 200 300 1,41 1,02 1,53
120 240 360 1,70 1,22 1,83
140 280 420 1,98 1,43 2,14
Para o cálculo da perda de carga localizada será utilizada a seguinte expressão:
Onde: hL == perda de carga localizada, m;
(l:K) = coeficiente de perda de carga para o conjunto de peças;
V = velocidade na tubulação, m/s;
g = aceleração da gravidade= 9,81 rn/s"
Na tabela adiante são apresentados as perdas de carga localizadas em função da
vazão e do número de bombas em operação.
PROJETO DE ESTAÇÓES ELEVATÓRIAS 435
- Perda de carga distribuída
As perdas de carga distribuída serão calculadas pela fórmula Universal com
K=0,2 mm.
Características da linha de recalque (*):
• Diâmetro: 500111111
• Extensão: 35m
• Material: ferro fundido dúctil
As perdas de carga distribuída e localizada são apresentadas na tabela abaixo
Vazão Perda de carga (m)
tis Distribuída Localizada Total
° 0,00 0,00 0,00
60 0,01 0,04 0,05
120 0,02 0,15 0,17
. 180 0,05 0,33 . 0,38
240 0,09 0,57 0,66
300 0,14 0,90 1,04
360 0,20 1,31 1,51
420 0,27 1,77 2,04
C.S.I.2 Determinação da curva característica do sistema
(*) Qua~do se ulili~a conjunto motor-bomba subrnerso, não há tubulação de sucção, uma vez que o
conjunto opera rmerso no líquido a ser bombeado.

C.6.2. Escolha do conjunto motor-bomba
C.6.2.1. Características do conjunto selecionado
Para atender aos pontos exigidos pelo sistema foi selecionado o seguinte con-
junto motor-bomba:
• Conjumto motor-bomba submersível-FLYGT
• Modelo: CP 3201. 180-MT
• Rotor: 304 mm
• Rotação: 1.170 rpm
• Número de conjuntos: 1a etapa- 2+ 1 reseva
2" etapa- 3+ 1 reserva
• Potência do motor: 30 kW
• CUrva da bomba (do catálogo do fabricante)
Vazão (eis) Altura manométrica (m)
o
20
40
60
80
100
120
140
160
180
19,8
17,4
16,0
14,7
13,6
12,2
10,6
9,0
7,2
5,5
C.6.2.2. Determinação dos pontos operacionais da bomba
Pela análise dos pontos de encontro entre as curvas características do sistema
com as curvas das bombas tem-se:
IA Etapa 2ã
Etapa
Parâmetros 1bomba 2 bombas 3 bombas
Hgmáx Hg~io Hgmáx Hgmin Hgmáx Hgmin
Vazão (eIs) 120 132 230 252 322 . 350
AMT(m) 10,60 9,65 11,05 10,20 11,65 10,90
11 (%) 72 71,5 71,5 71,5 71,0 71,5
P (kW) (*) 20,6 20,8 20,5 20,6 20,6 20,7
(*) IkW=I,3410HP
I PROJETO DE i::STACÓES ELEVATÓRIAS 437
PROO
IlYPE
FL~ PERFORMANCECURVE CP 3201.160 MT
CURVE NO
DATE ~t.C3JS HHM IETA tMX IETA GA MAX 63-638...{)O-68301995--04-<J2 . 0.1216 10.7 72 010 61 010
'D NO VOLT w.x AMP
rGR w.x WATT CCJdMENTS
05052313064 460 35.9 20700
'$SUE
ITES~S IMPElLER PART NO
I~UMPHOUSING PA.RT NO IMP. DIAM. 304 MM
3 398 88 08 384 24 00
ACCEPTANCE-TEST IN ACC. WlTH ISO 25<8 (FlYGT(404) A 3204.1))
H(TOTAL HEAO)
IMP. THROUGHLET 2 - 102 • 84 (RECT ANGULAR)
NPSHRE PuRIMP. BALL THROUGHLET 84 MM
ML
M I KW
36
16 36
34
17 34
32
16 32
o
30
IS 30
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II_o
PROJETO DllSTAÇÕES ELEVATáRIAS 439
C.7. Dimensionamento do poço de sucção
C.7.1. Volume útil
Conforme visto no item 10.7.11 "Dimensionameuto do poço de sucção para
bombas de rotação constante", o volume útil mínimo do poço de sucção é calcula-
do através da seguinte expressão:
QT
V=-
4
Onde: V = volume mínimo, C;
Q = capacidade da bomba, ({/s);
T = tempo de ciclo, s.
Para tempo de ciclo de 10 minutos, portanto, 6 partidas por hora e capacidade
máxima da bomba de 132 Os, tem-se o seguinte volume útil mínimo para o poço
de sucção:
v = QT = 132 x 1Ox 60 = 19800 t
4 4
V=19,8m'
C.7.2. Volume projetado
Como no poço de sucção, tem-se um volume ocupado pelas bombas, pelos
tubos e também pela parede de dissipação; o volume total projetado deve ser supe-
rior ao volume útil calculado.
Características do poço de sucção:
• .poço retangular: 4,20x5,75m
• faixa operacional das bombas: 1,0m
Para os desenhos apresentado no final deste exercício tem-se:
• Volume total projetado
VT= 4,20 x 5,75 x 1,0 = 24,15 m'

• Volume ocupado pelos tubos
n(O 30)2
Vt=4xl,Ox ' =028m3
4 '
• Volume ocupado pela parede de dissipação
Vp= 0,10 x 5,75 x 1,25 = 0,72 m3
• Volume ocupado pelas bombas
Vb
= 4xO,50x n(0,45)2 = 032 m '
4 '
• Volume útil projetado
Vup = VT - Vt - Vp - Vb = 24,15 -0,28-0,72 -0,32
Vup=22,83m3
C,7.3. Verificação do tempo de detenção do esgoto
O tc:mpo de detenção do esgoto no poço de sucção será calculado pela seguinte
expressao:
Onde: Td = tempo de detenção, min;
Vc = volume efetivo do poço, m';
Qm= vazão média afluente à elevatória no início de operação, m3/min.
.Para vazão média de 96,18 eis, no início do plano, e sendo Ve
= 32,85 m3 (valor
obtido pelo projeto) tem-se: .
32,85
Td = = 341,55 s = 5 69 min
~09618 '
Portanto, T, < 30 min, como recomendado pela NB-569 de 1989 da ABNT.
c.s. Sequência operacíonal das bombas
As bombas serão acionadas conforme sequência de operação apresentada a
seguir.
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LlGAB1
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DESLlGAB2 -+__ ----L --;t
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DESlIGAB1 ------'---------------- ~
Figura E.8- Sequência operacional das bombas
Quando são utilizados sensores tipo bóia para o controle das bombas, recomen-
da-se a diferença de cotas entre os níveis de partida e de parada seja de, no míni-
mo, 200 mm.
C.9. Cálculo da submergência mínima das bombas
o valor da submergência mínima (s) deve ser determinado de modo a não
permitir o vórtice, e também, manter a bomba sempre afogada .
Como já visto no item 10.7.3 há vários métodos para a determinação da
submergência mínima.
Considerando-se a vazão máxima de 132 eis, para cada bomba, sendo
D=d=0,3m, atendendo o fabricante da bomba que recomenda a submergência mí-
nima de 0,585 m e pelas análises dos valores recomendados por vários autores,
pode-se concluir que o valor recomendado pelo fabricante pode ser aceito. Entre-
tanto será adotado no projeto o valor de 0,785 m, para submergência mínima, de
modo que a altura do nível mínimo de água e o fundo da laje do poço de sucção
seja de 1,20 m, conforme detalhes apresentados nos desenhos deste exercício.
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442 COLETA E TRANSPORTE DE ESGO'I:..::·O:...:S:::..A::..N~r:..:.rA.:.::Rc:.:IO=-- ~ _
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VALVULA GAVETA
CONJUNTO MOTOR-BOMBA
SUBMERSO
Figura E-9 - Submcrgência mínima das bombas
C10. Verificação do NPSH
o cálculo de NPSH disponível é feito através da seguinte expressão:
NPSH<t= ± Z + Pa - Pv - hf (NPSHd = NPSH disponível, em m H20)
Onde: Z = altura estática de sucção: positiva quando a bomba está afogada e
negativa em caso contrário, rn;
Pa = pressão atmosférica local, m;
Pv = pressão de vapor da água à temperatura ambiente. 111;
hf = perdas de carga na tubulação de sucção.
Como a bomba situa-se abaixo do nível de água tem-se:
• Cálculo de Z
Para a condição de: NA",,,, Z= + 1,00m
NA"'in Z= 0,0
• Cálculo da pressão atmosférica (Pa)
Pa = (760 - 0,081 h) x 0,0 136
h = 763,07
Pa = (760 - 0,08 I x 763,07) x 0.0136 = 9,49 m
PROJETO DE ESTAÇÜES ELEVATÓRIAS 443
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ULA GAVETA
CONJUNTO MOTOR-BOMBA
SUBMERSO
Figura E.tO - sucção de bomba
• Cálculo da pressão de vapor (Pv)
Para temperatura 20"C: Pv = 0,24 m
• Cálculo de hf
Como se trata de bombas submersíveis não há tubulação de sucção, portan-
10.hf=0
• Cálculo do NPSHd
Para NA"'in NPSHd= O + 9,49 - 0,24 - O = 9,25 m
Para NA""" NPSHd = + 1,00 + 9,49 - 0,24 = 10,25
• NPSH,
Para a faixa operacional o NPSH, da bomba situa-se entre 4,2 a 4,4 m
(Catálogo da bomba)
Portanto, como NPSHd> NPSH, não haverá problemas de cavitação da
bomba.

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MEDIDOR PARSHALL
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VAI PARA O RIO COMPORTA PARA MANUTENÇAO
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PLANTA-1
Figura E.II - Planta da elevatória do exercício.
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CORTE-2
Figura E.12 - Corte da elevatória do exercício.
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COM LIMPEZA MANUAL
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1070 1070
CORTE - 3
Figura E.I3 - Corte mostrando as grades do exercício.
PROJETO DE ESTAÇOES ELEVATÓRIAS ·447
AMPHELET, M.B. - Air Entraining Vortices at a Vertically lnverted lntake. Report OD/
17 - Hydraulic Research Station. England, September, 1978.
ANWAR, H.O. - Prevention ofVortices at lntakes. Water Power. October, 1968.
AZEVEDO NETO, J.M.; ALVAREZ, G.A. - Manual de Hidráulica. Editora Edgard Blucher,
6'. edição. São Paulo, 1973.
BARTLETT, R.E. - Pumping Stations for Water and Sewage. Applied Science Publishers
Ltd. London, 1974.
CHANG, E. - Experimental Data on the Hydraulic Design of lntakes and Rectangular
Pump Sumps. BHRA Fluid Engineering. Report 1518. British Hydromechanics
Research Association. England, January, 1949, 42p.
DENNY, D.F.; YOUNG, G.A.J. - An Experimental Study of Air-Entraining Vortices in
Pumps Sumps. Journal of the lnstitution of Mechanical Engineers 170(2). London,
1956.
DURGIN, w.w.; HECKER, G.E. - The Modelling ofVortices at Intake Structures. Proc.
IAHR. Joint Symposium on Design and Operation of Fluid Machinery. CSV Fort
Collins, June, 1978.
FARELL, C. .:..Vortices-Scale Effects in the Formation at lntake. CTH, 1981.
FERREIRA, R, - Elevatória de Esgoto com Bombas Auto Escoreante. Departamento
Técnico. Unidade de Negócio Baixada Santista. Vice Presidência Litoral. SABESP.
1998.FLYGT - Boletim Técnico - 3' edição, Outubro, 1981.
FLOMATCHER HANDBOOK - Variable Speed Pumping, May, 1972.
GORDON, J.L. - Vortices at lntake. London. Water Power 22(4):137-138, April, 1970.
GOTTLlEBSON, M,P.E. - Leam more about variable speed pumping. New York. Water
& Engineering 14 (9): 77-84, sep. 1977.
GRUYTER, P, - Pumping Stations. lntemational Courses in Hydraulic and Sanitary
Engineering. Delft, Netherlands, 1974.
HATTERSLEY, 1.- Hydraulic Design ofPump lntakes. Joumal ofthe Hydraulic Division,
ASCE, 91 (HY2): 223-249, March, 1965.
HECKER, G.E. - Conclusions. In: Swirling Flow Problems at Intakes. Capo 8. lAHR,
AlRH. Hydraulic Structures Design Manual. Vol. 1. Rotterdam, 1987. .
HITACHl - Hitachi Pumps. Hitachi Ltd. Tokyo Japan.
HYDRAULlC INSTITUTE STANpARDS for Centrifugal, Rotary & Reciprocating Pumps,
14
th
Edition, Ohio, 1983.
KNAUSS, J. - Vórtices and Swirling Flow at Low Head lntakes in Pumped Storage.
Schenes, Athens, 1972.
KNAUSS, J. - Introduction. ln: Swirling Flow Problems at lntakes. Capo I-IAHR. AIRH.
Hydraulic Structures Design Manual. Vol. 1 Rotterdam, 1987,

KUBOTA, H.; TSUTIYA, M.T. - "Economia de Energia Elétrica; Estudo Comparativo de
Consumo de Energia Elétrica em Diversos Métodos de Controle de Vazão".15° Con-
gresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Belém -PA.1989.
METCALF & EDDY, lNe. - Wastewater Engineering: Collection Treatment, Disposa!.
New York. McGraw-Hill, 1971.
METCÀLF & EDDY - Wastewater Engineering: Collection and Pumping ofWastewater.
McGraw-Hill; New York, 1981.
MOTTA. A.e.S. - Estações Elevatórias de Esgotos. São Paulo. CETESB, 1970.
NATAN, G.K. - Flow lnvestigations in Two Pumping. Journal of the Hydraulic Division,
ASCE, 107 (HY1): 127-132, January, 1981.
NOGAMJ, P.S. - Estações Elevatórias de Esgoto. 111: Sistemas de Esgotos Sanitários.
Capítulo 12. CETESB. São Paulo. 1977.
ODGAARD, A..I.; DLUBAC, 1.1.- Hydraulic Model Study ofPump Sump Design, Journal
of Hydraulic Engineering, 10(9): 1267-1272, Septernber, 1984.
PADMANABHAM, M. - A Pararnetric Study 01' the Hydraulic Performance of
Containment Emergcncy Sumps with Vertical Double - Outletes. Alden Research
Laboratory Worcester, Polytechnic lnstitute Holden, Mass, Report n. 50-82, 1982.
PADMANABHAN, M. - Pumps Sumps - 11/: Swirling Flow Problerns at Intakes. Capo
6.2. IAHR, AIRH. Hydraulic Structures Design Manual Vo!. I Rotterclan. 1987.
PATERSON, I.S.; NOBLE, R.M. The Right Approach. Proceeding of the lAHR -
Symposium on Operation Problems of Pump Station and Power Plants, Amsterdam,
1982.
PENNINO, B.1.; LARSEN, J. - Experimental Evoluation of a Pump Station Expansion.
Alden Research Laboratory Worcester Polytechnicallnstitute. Holden, Mass. Report
n. 98-82.
PROSSER, M ..J. - The Hyraulic Design of Pump Sumps and Intakes. British
Hydrornechanics Research Association, november, 1980.
SABESP - Estação Elevatória Final-Sistema ABe. Hidroservice, Projeto Tietê. Direto-
ria de Engenharia 1994.
SABESP - Elevatória Final de Esgoto Bruto - ETE Parque Novo Mundo Consórcio Sulzer-
ABS. Programa de Despoluição do Tietê. Diretoria de Engenharia 1995.
SABESP - Estudos e Projetos para a Estação de Tratamento de Esgotos Localizadas no
Jardim Humaitá e Parque Continental do Município de São Vicente. Projeto Hidráu-
lico. PSI Engenharia. Novembro 1997.
SANTORO, R.R. _. Elevatórias Padronizadas com Bombas Submersíveis. SABESP. De-
partamento Eletro-Mecânico, 1979.
SAR-SABESP - Utilização da Bomba PNEU PUMP, 1980.
SULZER - Centrifugal Pump Haudbook. Sulzer Broters Limited. Switzerland, 1986.
SWEENEY, C.E. - Purnp Sump Design Experience: Summary. Journal of the Hydraulic
Division, ASCE, 108 (HY3): 361-377, march, 1982.
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓR1AS 449
TSUTIYA, M.T. - Projeto de Elevatória de Esgoto para atender o Conjunto Habitacional
Jardim do Trevo - Espírito Santo do Pinhal, SABESP, 1983.
TSUTIYA, M.T. - Estações Elevatórias de Esgotos: Principais Aspectos de Projeto. Dis-
sertação de mestrado. Escola Politécnica, USP. 1983.
TSUTIYA, M.T. - "Bomba Acionada por ArComprimiclo:Uma Alternativa para Elevatórias
de Esgotos de Pequeno Porte". 15" Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e
Ambienta!. Belém-PA 1989.
TSUTIYA, M.T. - Redução do Custo de Energia Elétrica em Estações Elevatórias de
Sistemas de Abastecimento de Água de Pequeno e Médio Portes. Tese de Doutora-
do. Escola Politécnica da USP, São Paulo, 1989.
TSUTIYA, M.T. - Redução nos Custos de Energia Elétrica em Obras Sanitárias Sem a
Diminuição do Consumo de Energia". 16" Congresso Brasileiro de Engenharia Sa-
nitária e Ambiental. Goiânia - GO. 1991.
TSUTIYA, M.T.; MACHADO NETO, J.G.O. - "O Poço de Sucção das Estações Elevatórias:
Principais Aspectos Hidráulicos". 17" Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitá-
ria e Ambienta!. Natal - RN. 1993.
TSUTIYA. M.T. et aI. - Utilização de Bombas de Rotação Variável em Obras Sanitárias.
São Paulo. Revista DAE 126: 266-274. Ser. 1981.
TSUTIYA, M.T. - "Redução do Custo de Energia Elétrica em Estações Elevatórias de
Água e Esgoto". 190
Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambienta!. Foz
do lguaçu-Pk. Setembro 1997 .
TSUTIY~. M.T.; ALEM SOBRINHO, P. - Projeto de Estações Elevatórias de Esgotos.
Apostila da Disciplina PHD 411 - Saneamento I da Escola Politécnica da Universi-
dade de São Paulo, 1987.
TSUTIYA, M.T.; HIRATA, A.Y. - "CFOR- Condutos Forçados: Um software para cálculo
e simulação de redes em regime permanente e Transitório". Revista SANEAS, na 9,
Se!. 1996.
TSUTIYA, M.T.; HIRATA, A.Y. - Simulação de Redes em Regime Permanente e Transitó-
rio. Apostila de Curso. 208p. Superintendencia de Pesquisa e Desenvolvimento
Tecnológico. Diretoria Técnica e Meio Ambiente. SABESP. São Paulo. 1997.
TULLlS. J.P. - Modeling in Design of Pumping Pits. Journal of the Hydraulic Division,
ASCE, 105 (HY9): 1053-1063, Septernber, 1979.
WARRING, R. H. - Selección de Bombas. Sistemas y Aplicaciones. Editorial Labor,
S.A. Barcelona, 1977.
WPCF. - Design and Construction of Sanitary and Storm Sewer. Washington, D.e. Ma-
nual of Practice n° 9. 1970.
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CAPÍTULO 11
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EM ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
Eng" Winston Hisasi Kanashiro (MSc., Dr.)
11.1 Introdução
Os regimes transitórios ocorrem com freqüência nas operações dos sistemas de
bombeamento e são caracterizados por apresentarem variações temporais das va-
zões e cargas e podem ser provocadas por manobras que são de rotina, tais como
manobras programadas de válvulas, ou não, como desligamento acidental de bom-
bas por queda de energia elétrica. Essas variações afetam o funcionamento do
sistema, causando, desde perturbação no funcionamento até, em casos extremos,
rupturas nas instalações.
Na Engenharia Hidráulica os fenômenos transitórios são também chamados de
"golpe de aríete", devido ao ruído semelhante ao choque de um aríete num obstá-
culo, quando ocorre desligamento acidental de uma bomba e fechamento de sua
válvula de retenção.
Para proteger o sistema contra os efeitos do transitório, instalam-se equipamen-
tos destinados especialmente a essa finalidade.
Entretanto, tanto' a sua escolha como o seu dimensionamento deverá ser feita
de maneira criteriosa, sob o risco desse equipamento não funcionar adequadamente
e tampouco proteger a instalação.
11.2 Descrição do fenômeno
Com o golpe de aríete tem-se a criação e propagação de ondas de choque
dentro de um sistema composto de tubulações e seus acessórios. A velocidade da
onda de choque é característica da tubulação e do meio fuido, e durante o seu
caminhamento ao longo do sistema é acompanhada de variação de pressão e vazão.
(*) Consultor em sistemas hidráulicos.

Considere-se um sistema composto por um reservatório, de onde sai um tubo
de comprimento L, ao qual é conectada uma válvula na sua outra extremidade,
conforme esquematizado na figura 11.1.
Inicialmente, a válvula encontra-se aberta e a água está em regime permanente
e uniforme, com vazão "Q,";« velocidade "V(I", e a velocidade de propagação da
onda de choque é "a". Pode-se imaginar que a água escoa em pacotes separados
entre si por várias seções transversais ao tubo, formando camadas.
11.2.1 Fechamento instantâneo da válvula
Com o fechamento instantâneo da válvula, a camada do líquido que se encon-
trajunto da válvula irá parar. Entretanto, devido à inércia, a camada que vem atrás
estará em movimento nesse instante e irá parar apoiando-se na camada que se
encontra parada junto à válvula. Como o tubo e o fluido são elásticos, a energia
cinética das camadas da água em escoamento é transformada em energia potencial
e é armazenada sob a forma de expansão do tubo e compressão da camada de água
que se encontra parada. Essa ação se propaga até o reservatório com a velocidade
(ou celeridade) "a", conforme se observa nas figuras 11.1b a 11.1J.
O tempo que a frente de onda leva para chegar ao reservatório é Lia segundos.
Nos trechos afetados pela onda de choque, a carga é H, + .6.H.
Quando a onda de pressão chega ao reservatório, toda a tubulação encontra-se
expandida e a água contida no seu interior é comprimida (figura 11.1e). Evidente-
mente, essa não é uma situação de equilíbrio e a tendência é que, tanto a água como
o tubo volte ao seu estado normal. Para isso, a água que se encontra comprimida
deverá se expandir e o tubo que se encontra expandido, deverá voltar ao seu estado
normal. Isso só ocorrerá se a água sair do tubo para o reservatório.
Isso, de fato ocorre; a primeira camada junto ao reservatório irá sair do tubo,
ocasionando a volta ao diâmetro original, onde o fluido estará com a velocidade
inicial, mas em sentido contrário (figura 11.1f). A seguir, sairá a segunda camada e
assim sucessivamente até a última camada junto da válvula, formando uma frente
de onda que se propaga, também, com a celeridade "a". Ao longo desta etapa, o
aspecto do tubo tomará as formas indicadas nas figuras 11.1g e 11.1h. O tempo que
a frente de onda leva para chegar até a válvula é de 2Ua segundos.
Quando a frente de onda chega à válvula (figura 11.l i), todas as camadas
estarão animadas de velocidade inicial, mas de sentido contrário (-Vo). Como a
válvula se encontra fechada, a camada junto a ela irá se expandir e a fatia do tubo
irá encolher para um diâmetro menor que o original, até encontrar uma posição de
equilíbrio (figura ll.lj). Quando a primeira camada parar, o mesmo acontecerá
com a segunda e assim sucessivamente, progredindo com a celeridade "a" até o
reservatório (figuras ll.l k e 11.11). Ao chegar ao reservatório (figura l Ll 111), o
tubo estará encolhido e a água dentro do tubo dilatada, com a velocidade nula e
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EM ESTAÇOES ELEVATÓRIAS 453
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TODA A TUBULAÇÃO SE ENCONTRA. COM
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ESTADO DE REGIME PER/..AtlErlTE INICIAL
Figura 11.1 - Diversas fases do golpe de aríete provocado por fechamento instantâneo de uma válvula
em um sistema formado por um reservatório, tubo e válvula, a partir de um regime
permanente inicial.
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carga H, - ~H. O tempo total que a frente de onda gasta para retomar ao reservató-
rio desde o início do processo é de 3L1a segundos.
Entretanto, esta também não é uma situação de equilíbrio e o sistema partirá
então para uma nova situação. A água expandida tenderá a encolher e o tubo que
estava encolhido tenderá a voltar ao estado normal. Este processo começa com a
primeira camada junto ao reservatório (figura 11.1n). Como está se supondo que
não há perda de energia, o tubo voltará ao seu estado inicial, assim como o fluido
retomará à sua massa específica original. O mesmo processo ocorre de camada em
camada, sendo que essa progressão se faz com a celeridade "a". Assim, as camadas
passarão a ter as condições iniciais de escoamento (antes de fechar a válvula), até
que a frente de onda chegue à válvula, onde irá ser novamente refletida e o proces-
so se repete. Esta etapa do processo é mostrada nas figuras 11.10 a 11.1q. O tempo
total que a onda leva para fechar o ciclo é de 4L1a segundos.
No caso real, devidos às perdas de energia, as amplitudes das ondas de pressão
irão se amortecendo até chegar a um estado final de repouso.
11.2.2 Fechamento não instantâneo da válvula
Para o fechamento não instantâneo da válvula, a forma da frente de onda é
inclinada (figura 11.2), diferentemente do fechamento instantâneo onde a frente de ,
onda é vertical, conforme já visto no item anterior. O restante do fenômeno para
fechamento instantâneo e não instantâneo de válvula, é semelhante.
~--- válvula
Figura 11.2 - Frente de onda para fechamento não instantâneo da válvula.
A inclinação da frente de onda é tanto menor, quanto maior é o tempo de
fechamento, conforme se observa na figura 11.3.
Observa-se que, para os três tempos de fechamento, Tfcch'< Tfcch2 < Tfcch), a
inclinação muda, mas o valor da sobrepressão ~H não. Entretanto pode ocorrer
caso em que a manobra seja lenta o suficiente para que a sobrecarga não atinja o
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EM ESTAÇÓES ELEV ATÓRIAS 455
NA
FECHAMENTO
INSTANTÂNEO
, -!~(----- válvula
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Figura 11.3 - Inclinação de frente de onda para diversos tempos de fechamento.
valor ~H da figura 11.3. Este fato ocorre quando o tempo de fechamento é ma'
2L1 . IOr
q~e a, que e o tempo que leva para a onda ir até o reservatório e retomar à
valvula.
.Portanto, qualquer manobra de válvula cujo tempo de fechamento seja menor
,ou Igual a 2L1a, a sobrepressão é igual li do fechamento instantâneo. Para tempos
de fechamento maiores, as sobrepressões serão menores. Os primeiros são chama-
dos de manobras rápidas e os últimos, de manobras lentas.
1l.2.3. Parada de uma bomba
yma bomba centrífuga pode ser representada através de uma relação carga H x
vazao Q, conforme apresentado na figura IIA. '
H
ROTAçAONl
ROTAçAON3
Q
Figura lIA - Curvas características de uma bomba centrífuga de diversas rotações.

A variação de rotação da bomba, quando a mesma é desligada, pode ser repre-
sentada por:
1 900yQH
.6.N = ---;-- L'lt.
IICllN (11.1 )
onde: L'lN = variação de rotação;
y = peso específico da água;
Q
H
M
r
11
N
= vazão;
= carga manornétrica no início do intervalo de tempo;
intervalo de tempo;
momento de inércia do conjunto girante;
rendimento da bomba;
rotação da bomba no início do intervalo de tempo.
Quando há uma parada dos conjuntos elevatórios, o motor deixa de fornecer
energia à bomba para que a sua rotação permaneça em NI.
Conseqüentemente, a rotação irá diminuir segundo a expressão (11.1), atingin-
do a rotação N:!. Na tubulação irá originar, então, uma onda de pressão negativa,
conforme esquema apresentado na figura 11.5.
A frente de onda irá parajusantecom celeridade "a" e a rotação irá cair com
"velocidade" V"' de acordo com o esquema da figura 11.5.
Quando a frente da onda chega ao reservatório, esta irá refletir, COnf0l111emos-
tra a figura 11.6.
A onda refletida atingirá a bomba e irá sofrer reflexão na válvula de retenção,
conforme mostra a figura 11.7.
A onda irá atingir o reservatório, onde sofrerá nova reflexão e atingirá a válvula
de retenção, fechando o ciclo, de modo análogo ao fechamento da válvula, já visto
anteriormente.
11.2.4 Separação de coluna líquida
Quando há subpressão e esta atinge a pressão de vapor, irá ocorrer formação de
cavidade de vapor na tubulação e dependendo da sua intensidade, a cavidade pode-
rá atingir dimensões tais que podem ocupar toda a secção da tubulação, ocorrendo
então a chamada "separação de colunas", mostrada esquernaticamenre na figura
11.8.
A separação de colunas ocorre em pontos de cotas elevadas ou convexas no
perfil da tubulação, durante a passagem de ondas de pressão negativa causadas, por·
exemplo, por desligamento de bomba ou abertura de válvulas nas extremidades
(figuras 11.9 e 11.10).
I TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EM ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS 457
I
<l
i_
r_
MONTANTE
VÁLVULA DE RETENÇÃO
JUSANTE
Figu ra 11.5 - Representação da onda de pressão negativa resultante do desligamento da bomba.
NlvEL ESTÁTICO +--------!~--+---+--__r'---=""t~==-I
MONTANTE
JUSANTE
Figura 11.6 - Frente de onda refletida no reservatório jusante, após o desligamento da bomba.
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{ FRENTES DE ONDA· ONDA REFLETIDA NA VÁLVULA DE RETENÇÃO
a
NA
JUSANTE
MONTANTE
Figura 11.7' - Onda de pressão refletida na válvula de retenção.
P=Pva or
·Figura 11.8 - Separação de colunas.
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EM ESTAÇOES ELEVA TÓRIAS 459
FRENTES DE ONDA DE PRESSÃO NEGATIVA
CAUSADO PELO DESLIGAMENTO DA BOMBA
NlvEL ESTÁTICO 1-/f-JI--t-:f--t-+/L+--:I--t:::::::'p:4...s2~ __1
REGIÃO SWEITA A PRESSÃO
NEGATIVA E SEPARAÇÃO
DE COLUNA
MONTANTE
Figuras 11.9 - Separação de colunas causadas por desligamento de bomba.
FRENTES DE ONDA DE PRESSÃO NEGATIVA
CAUSADO PELA ABERTURA DA VÁLVULA
MONTANTE
REGIÃO SUJEITA A PRESSOES NEGATIVAS
E SEPARAÇÃO DE COLUNAS
VÁLVULA
Figura 11.10 - Separação de colunas causadas por abertura de uma válvula na extremidade.
,'

Quando a pressão negativa reflete no reservatório e volta sob a forma de onda
positi va, a pressão irá aumentar e as colunas de água que estavam separadas irão se
juntar novamente. Quando as colunas se juntam (figura (11.11), ocorrerá choque
frontal entre duas colunas e a sobrepressão poderá ser calculada através da expres-
são (I 1.2).
( 11.2)
P=Pva or
Figura 11.11-· Rcjuntamcnto de colunas.
Admitindo-se a~ 1.000 m/s, g=10 m/s, VI=V 2~5m/s. a sobrepressão poderá
atingir valores da ordem de 1.000 ml-l.O suficiente para romper a tubulação, caso
não esteja diniensionada para suportar esta carga. Uma outra forma de colapso
poderá ocorrer durante a separação das colunas, com a implosão da tubulação,
caso a parede dos tubos seja muito fina.
Portanto, a separação de colunas é um fenômeno que pode causar rupturas na
tubulação e, via de regra, é mais econômico evitar a sua ocorrência do que dimensionar
a tubulação e seus acessórios para suportar as sub e sobrepressões resultantes da
sua formação.
11.3. Equações básicas
As equações básicas que governam o escoamento transitório são as ele quanti-
dade de movimento e de conservação de massa.
• Equação da quantidade de movimento.
àH av av ViVi
g--+V-+-+f--=O
- àx ex ct 2D
(11.3)
TRANSITÓRIOS HIDR~ULlCOS EM ESTAÇÜES ELEVATÓRIAS 461
• Conservação de massa.
( 11.4)
onde: H = carga piezornétrica;
V = velocidade de escoamento;
f = fator de atrito da Fórmula Universal da Perda de Carga ou da equa-
ção de Darcy- Weissbach;
t = tempo;
D == diâmetro do conduto;
x = distância;
g = aceleração da gravidade;
a ,= celeridade de propagação das ondas de pressão, calculada pela ex-
pressão (11.5)
() 1.5)
onde: K = modulo de elasticidade do fluido:
p = massa específica do fluido;
O = diâmetro do conduto;
e = espessura do conduto;
E = módulo de elasticidade do conduto:
C = coeficiente que depende do engastamento do conduto.
Para coeficiente (C), Parrnakian (1963) apresenta os valores para três casos,
válidos para tubos de pequena espessura (e <' D/20) conforme mostra a figura
11.12.
Na figura 11.12, v é o coeficiente de Poisson do material do qual é feito o tubo.
O numerador da equação (I 1.5) representa a velocidade de propagação do som
no meio fluido infinito e o denominador é o efeito do confinamento do fluido dentro
de uma tubulação elástica.
Para água, p=998,2 kg/m
3
e K=2,224x 109N/nl,a celeridade de propagação do
(2,24 x 10
9
som na água vale v- 998,2 = 1498,0 m/s
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y
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)
a) TUBO PRESO RIGIDAMENTE EM UMA EXTREMIDADE
~
?;/ V
~ C=1-T
~/~
b) TUBO ANCORADO, AXIALMENTE RíGIDO
~ ~
~ ~ C=1-;'
;;a ~
~
c) TUBO COM JUNTA DE EXPANSÃO
Figura 11.12 - Definição do coeficiente (C) para diferentes tipos de ancoragem do tubo.
Para o tubo de aço, E=207xI09
N/m
2
, v ~ 0,30. Admitindo-se D=0,75 me
e= IOmm e tubo enterrado e bem compactado tem-se:
HD 2,24xl09xO,75xO,91 -132
1+- = 1+ 9 -,
cE 0,010x207x10
_ 1498,0 -11361 /a----- , ms
1,32
Os valores típicos das propriedades dos materiais são apresentados na tabela
11.1.
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EM ESTAÇOES ELEVATÓRIAS 463
Tabela 11.1 - Propriedades dos materiais
Material Módulo de elasticidade (E)
(GPa)
Coeficiente de Poisson (v)
Alumínio
Cimento amianto
Ferro fundido
Concreto
Concreto armado
Aço
PVC
68,9
23,4
152,0
20,0 - 30,00
30,0 - 60,0
207,0
2,41-3,45
0,30
0,46
0,35
0,27
0,15
i
I
I
I
I.1
j
!
I
!
Desprezando-se o atrito e os termos convectivos, as equações (11.3) e (l1.4)
podem ser resolvidas analiticamente, cujas soluções são:
H(x, t) = Ho + F(t -;) + f(t +;) (11.6)
(11.7)
Demonstra-se que, F (r-x/a) é a frente de onda positiva que caminha na tubula-
ção e f(t-x/a) a frente de onda negativa, ou seja, num sistema composto por um
reservatório, um tubo e uma válvula na extremidade, F (t-x/a) é a onda que cami-
nha da válvula para o reservatório e f(t+x/a) a onda que caminha do reservatório à
válvula.
Na prática resolve-se as equações (11.6) e (11.7) graficamente. Embora o ter-
mo relativo às perdas de carga seja importante na evolução dos transitórios, a sua
inclusão, embora possível graficamente, é trabalhosa. Desta forma, usa-se o méto-
do das características para resolver numericamente nas equações (11.3) e (11.4)
pois, este método permite considerar todas as parcelas sem nenhuma dificuldade e
hoje O seu uso está universalmente difundido pela disponibilidade dos computado-
res.
O método das características consiste na transformação do sistema de equa-
ções diferenciais parciais em um sistema de equações diferenciais totais que podem
ser tratadas como ordinárias. Será apresentado a seguir o método das característi-
cas desprezando-se os termos convectivos, por serem pequenos face aos outros. As
equações (11.3) e (11.4) podem ser combinadas linearmente aplicando um
multiplicador À à equação (11.4) e somando-se à equação (11.3).

464 COLET: E TRANSPORTE DE ESGOTO SANrr.Á.RIO
~~----------------
aH c-:V . ViVi ~lDH a
2
ev J!!--+--+t--+I. -+--- =0
~ (}x Dt 2 D . at g ax ( 11.8)
Rearranjando os termos, tem-se:
[
DH . g ali 11 [ôv Àa2l vivif. -T-- + -+- +f--=O
_ (/( ')", cJx ..J 8t (~x J 2 D (11. 9)
As parcelas I e 1I transformam-se em di ferenciais totais de H e V. de acordo
com as equações (11.10) e ( 11.11 ).
DH (:tI aH dx
1= --- = ---+--
Dt ar c:x dt
g dx
À dI
(11.10)se
11= D~ = iN + av dx.
Dt (::t cJx dt
')",1 elx
g dt
( 11.11 )se
Resolvendo Â. para as equações (11.10) e (11.11), resulta:
II
Ic= ±~
a
(11.12)
Substituindo-se os valores de ')",dadospor (11.12) na equação (11.9) resultam
os dois pares de sistemas eleequações diferenciais ordinárias, denominadas caracte-
rísticas positivas e negativas.
Característica positiva (C'')
g dl-l dV ViVi
---+--·+f-- =0
a dt dx 20
(l I. 13)
dx
-==-1-<1
dt
(11.14)
Característica negativa (e)
TRANSITÓRIOS HIDRÁlJLlCOS EM ESTAÇÜES ELEV ATÓRIAS 465
g dH dV vivi---+-+f--=O
a dt dt 20
dx .
,.-- =--a
dt
(11.15)
( 11.16)
Fisicamente. o significado dos sistemas de equações caracreristicas pode ser
visualizado, através do gráfico da figura I! _13.
Os valores de Q e H no ponto P (figura 11.13) no instante II podem ser deter-
minados através de seus valores conhecidos em x.,e XI' no instante tr" através da
equação (I J .13). a partir de x" e "caminhando" sobre (11.14) que é representada
P
t1 ----------
c' c-
t Of------'-----4-----,--
xo x,
L- ----.
X
Figura 11.1:1. - Método das características
pela linha C+ na figura 11.13 e pela equação (J 1.15), partindo de XI e "caminhan-
do" sobre a equação (J 1.1ó). representada na figura 11.13 pela linha C-o até "che-
gar" em P. Observa-se que, de modo geral. as linhas C+ e C- são curvas, pois a
celeridade "a" não é sempre constante.
lIA. Métodos de controle de transitórios hidráulicos
Os transitórios hidráulicos podem ser controlados, seja por meio de dispositivos
de proteção ou de arranjos gerais adequados que limitem os seus efeitos. como é o
caso de separação de colunas líquidas em pontos altos.
Para se fazer o controle de transitórios é necessário, em primeiro lugar, fazer
lima análise para diagnosticar os efeitos de transitórios. com lodos os equipamentos
projetados e analisá-los para diversos tipos de eventos, inclusive acidentais. como é
o caso de parada não programadas de bombas, por queda de energia elétrica ou por
manobras acidentais nas válvulas.
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Para a seleção dos equipamentos de proteção deverão ser estudadas várias
alternativas, sendo que a escolhida deverá dar a proteção adequada e ser a mais
econômica. A possibilidade da utilização de dois ou mais dispositivos não deve ser
ignorada nos estudos, pois muitas vezes os arranjos mais econômicos envolvem
associações de mais de um dispositivo de proteção.
Na figura 11.14 é apresentada uma estação de bornbearnento com as localiza-
ções de vários equipamentos de proteção contra o golpe de aríete.
RESERVATÓRIO
DE JUSANTE
II
II
II
I MOTOR
mr--':1:::
RHO
NAmin.
r=
Figura 11.14. - Dispositivos de proteção contra o golpe de aríete em uma estação de bombeamento.
Serão apresentadas, a seguir, os principais equipamentos e métodos de controle
de transitórios utilizados.
11.4.1. Válvula de retenção junto à bomba
A válvula de retenção tem por finalidade impedir o fluxo contrário da água, na
bomba, por ocasião de queda de energia, pois em algumas situações, o fluxo rever-
so faz com que a bomba gire no sentido contrário, podendo provocar danos.
A válvula de retenção serve, ainda, para isolar uma bomba de um circuito em
paralelo quando ocorre falha isolada em uma das bombas.
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EM ESTAÇÕES ELEVA TÓRIAS 467
Existem diversos tipos de válvula de retenção e a sua escolha deverá ser feita de
acordo com a sua finalidade específica. Por exemplo, em uma instalação com re-
serv~tório hidropneuméticc (RHO), o seu fechamento deverá ser o mais rápido
P?sslvel para ev~tar perda de água do reservatório, bem como evitar o choque mais
VIOlentoda portmhola contra o seu anteparo. Esses tipos de válvulas são providas
~e molas para o seu fechamento e o conjunto móvel possui baixa inércia. Os outros
npos são os de portinhola articulada, dupla portinhola etc.
Na figura 11.15 são apresentados os principais tipos de válvulas de retenção.
a) Portinhola simples
b) Dupla portinhola c) Baixa inércia
Figura 11.15. - Tipos d~válvula de retenção
11.4.2. Válvula reguladora de pressão
São válvulas que são operadas automaticamente quando a pressão atinge certos
v~lores. O cont:o~e pode ~er mecânico ou eletrônico. Fazem parte desse tipo de
valvula, as de alívio ou antt-golpe, que são mantidas fechadas através de uma mola
e abrem quando a pressão interna excede a pressão exercida pela mola. Idealmente
as válvulas de alívio deverão abrir rapidamente e fechar lentamente. '
As válvulas reguladoras podem, também, ser operadas eletronicamente, através
d~ sensores que comandam a abertura da válvula assim que a pressão atinge deter-
minado valor e podem, inclusive, ser programadas para obedecer a determinadas
leis de abertura e fechamento. São utilizadas em grandes instalações por serem de
custos elevados.
11.4.3. Válvulas de admissão e saída de ar
Válvulas _deadmissã~ de ar são válvulas que permitem a entrada de ar quando
ocorr~ reduçao de pressao em pontos altos da tubulação, bem como, durante o
esvazlame~to d.a~bulação po: ocasião da manutenção. Essas válvulas impedem
que a pressao atmja valores muito baixos por ocasião da passagem de ondas nezati-
- . . b
vas e nao permitem o rejuntarnento das colunas, pois impedem a saída de ar.

468 COLET, E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
As válvulas de saída de ar são destinadas a expulsar bolsões de ar que se
formam em pontos altos da tubulação.
Para a proteção contra os efeitos das baixas pressões, recomenda-se a instala-
ção de uma válvula de admissão de ar, para que o ar seja admitido por ocasião de
pressões baixas e uma válvula de saída de ar, convenientemente dimensionada,
para permitir a saída controlada de ar , de tal modo que a velocidade das colunas
durante o rejunramento não provoque sobrepressão excessiva.
Existe, também, uma válvula mista, que é a combinação dessas duas espécies
de válvulas. Os dois primeiros tipos são apresentados na figura 11.16.
AR AR
1
BÓiA
IC--I-~ VÁLVULA FECHADA
1*--+-1-- VÁLVULA ABERTA
ENTRADA ENTRADA
a) Válvula de admissão de ar b) Válvula de saída de ar
Figura 11.16. - Tipos de válvulas de ar
11.4.4. Volante de inércia
A variação da rotação de uma bomba, quando ocorre a sua parada, por falta de
energia elétrica, é dada pela equação (11.1) conforme já visto 110 item 11.2.3.
A variação da rotação num dado intervalo de tempo é inversamente proporcio-
nal ao seu momento de inércia, ou seja, quanto maior for o momento de inércia,
menor será a queda de rotação num determinado intervalo de tempo. A figura lIA
mostra que a carga fornecida pela bomba é tanto maior, quanto maior for a rotação.
O volante ele inércia é utilizado para aumentar o momento de inércia do conjun-
to girante. <1 fim de aumentar o tempo de parada da bomba, para suavizar os efeitos
do golpe ele ariete.
Os efeitos do volante de inércia são apresentados na figura 11.17
Na figura 11.18 são apresentados os detalhes da instalação do volante de inércia
em um conjunto motor-bomba de eixo horizontal.
TRANSITÓRIOS HIl)RÁUl.JCOS EM ESTAÇÕES ELEVATÓI'-'.:~I"-,A",,s_4..:.6~9
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Fi:,:ura 11.17 -- Efeitos do volante de inércia 11( sistema clcvatório.
GOMBA
ACOPLAMENTO
ElÁSTICO VOLANTE
DE
ACOPlJMENTO
ElÁSTICO
Figura 11.18··- Detalhes da instalação de um volante de inércia.

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470 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SÃNITÁRIO
11.4.5 Tanque alimentador unidirecional (TAU)
oTAU é um dispositivo composto por um reservatório conectado à tubulação,
conforme ilustrado na figura 11.19.
Vr.t.VUAUMTIIIXRA
CENVEI.
lU30 PAAAENCHll.ENTO
[X) RESERVATéRJO
RESERVATrno
. TlBUAÇÃOCE RECAlOE
TU30 CE uGt-Ç}O
Figura 11.19 - Esquema do tanque alimentador unidirecional (TAU).
o dispositivo atua injetando água na tubulação quando a carga piezométrica no
ponto cai abaixo do seu nível de água, durante a passagem de onda de pressão
negativa pela tubulação, durante a ocorrência de um transitório. A válvula de reten-
ção impede o escoamento no sentido do reservatório, impedindo, portanto, o seu
transbordamento quando a carga piegométrica é maior que o seu nível máximo.
Assim, a carga piezométrica no ponto não fica abaixo do nível de água no TAU,
descontando-se as perdas de carga no tubo de ligação, ou seja, o TAU "puxa" para
. cima a envoltória das pressões mínimas e, consequentemente, o TAU serve para
limitar as pressões mínimas e não as máximas.
O TAU é instalado em pontos altos da tubulação, principalmente em regiões
convexas e são usados quando, pela posição da linha piezométrica de regime per-
manente, for impraticável o uso de chaminé de equilíbrio, devido a uma altura
exagerada.
. Na figura 11.20 é apresentado o esquema de um TAU e as envoltórias de
pressões máximas e mínimas, com e sem o TAU.
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EM .EST AÇÓES ELEVA TÓRIAS 471
PRESSOES-
MÁX] •.w;
PREssOES
MIN!MA5
L
NIvELESTÁTICO -t----------,,------=:::::::~f=:=_l
Figura 11.20. - Envoltórias de pressões máximas e mínimas, com c seu o uso do TAU.
A figura 11.21 apresenta os detalhes de instalação de um TAU utilizando-se a
válvula de altitude para o controle do enchimento do TAU.

472 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SAN tTÁRtO
B
~
-. L
NA
-.C
CORTE BB
poço DE
ESGOTAMENTO
B
~
PLANTA
11.4.6.
Figura 11.21. - Detalhes da instalação do tanque alimcntador unidirccionaL
Chaminé de equilíbrio
A chaminé de equilíbrio é um reservatório de pequenas dimensões, colocado
em pontos intermediários de uma tubulação, e tem como finalidade absorver as
oscilações de pressão na tubulação.
Em uma tubulação de recalque, a chaminé atua quando as bombas são ligadas,
absorvendo a onda de pressão proveniente do aumento rápido das cargas, intercep-
tando a frente de onda, não permitindo que esta se propague para jusante, A chami-
né absorve parte da água, aliviando a pressão na tubulação e a sua jusante, e o
escoamento passa a ser como se fosse entre dois reservatórios.
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Figura 11.22. - Chaminé de cquilibrio.
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Quando as bombas são desligadas, há uma queda rápida de pressão ajusante e
a onda de pressão caminha para jusante e quando chega à chaminé, esta continua a
alimentar a tubulação ajusante, impedindo que a onda de pressão se propague para
jusante. Além disso, como a chaminé funciona como reservatório, há uma reflexão
da onda de pressão no local e, consequentemente, a frente da onda retoma às
bombas num tempo menor do que se tivesse de percorrer toda a tubulação e esta
irá sentir como se a queda de pressão fosse mais gradual.
Uma instalação com chaminé de equilíbrio pode ser vista na figura 11.22.
Na figura 11.23 são apresentadas as envoltórias de pressão máximas e mínimas
com e sem chaminé de equilíbrio, em uma instalação de bombeamento.
11.4.7. Reservatório hidropneumático (RHO)
o Reservatório Hidropneumático é um dispositivo que contém água e ar sob
pressão, e conectado à adutora, sendo normalmente instalado junto às bombas.
Conseqüentemente, a pressão é igual ao de regime permanente da bomba.
_ Por ocasião de desligamento da bomba por queda de energia (ou quebra de seu
eixo), a pressão na linha de recai que irá cair, devido à interrupção de fornecimento
de energia ao escoamento. Entretanto, como a pressão dentro do reservatório é
igual à do regime permanente, o ar comprimido irá expulsar a água nele contido,
continuando assim a alimentar a tubulação, até que a pressão do ar seja insuficiente
para tal. Devido à inércia da água contida na tubulação, esta se movimenta um
pouco além do que seria a sua posição estática, o que faz com que haja reversão no
escoamento, que se toma num escoamento de vai-e-vem, até que a energia seja
dissipada por atrito e calor, característico de oscilação de massa. Desse modo, este
dispositivo serve tanto para limitar as pressões baixas como as altas.
Portanto, o efeito do RHO na tubulação é tomar mais gradual, em relação ao
sistema sem proteção, a passagem da vazão de regime permanente à vazão nula e
transformar o fenômeno de alta freqüência, do golpe de aríete, num fenômeno de
baixa freqüência, o de oscilação de massa.
Uma instalação típica com a utilização do reservatório hidropneumático é apre-
sentado na figura 11.24, onde se observa as envoltórias de pressões máximas e
mínimas, com ou sem RHO.
Na figura 11.25 são apresentado detalhes de um RHO.
TRANS1TÓRIOS HIDRÁULICOS EM ESTAÇàES ELEV ATÓR1AS 475
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Figura 11.23. -Envoltórias de pressões máximas e mínímas em uma instalação de bombcamento com
ou sem chaminé dc equilíbrio. •
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Figura 11.24. -Envoltórias de pressões máximas e mínimas em uma instalação de bombeamento com
ou sem reservatório hidropneumático. '

476 COLETA ETRiNSPORTE DE ESGOTO SANITA RIO
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Figura 11.25. - Reservatório hidropncumático.
TRANSITÓRIOS HIDRAuLlCOS l:M l:STAÇÕES ELEVATÓRIAS 477
REFERÍtNCIAS BlBLlOGRAFICAS
AUv1E!DA, A.H.·- Curso de transicntes hidráulicos em condutos forçados, in Congresso
Internacional sobre Casos e Acidentes em Sistemas Fluidos, São Paulo, SP, 6-10 de
março, 1989.
AUvIEIDA, A.B.; KOELLE, E. - Fluid Transients in Pipe Networks, Cornputational
Mechanics Publications. Southampton, 1992.
CI-IAUDHRY, M.H. - Applied Hydraulic Trunsients, Van Nostrand, 1979.
EVA~S, V.E.; CRAVFORD, c.c. - Design charts for air chumtas in pump lines,
uunsachions, ASCE, vol. 119, n. 2710, 1954, par 1025-1045.
HIRATA, A.Y.: TEIXEIRA FILHO, A.S.; TSUTIYA, M.T- "Evolução do Comportamento da
Linha Piezométrica Durante a Parada Acidental do Bombeamento em Linhas de Recalque
Munidas de Dispositivo de Proteção contra o Fenômeno de Golpe de Ariete". 19'
Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária c Ambicntal. Foz do lguaçu - PR.
JACOBSON, R.S .. _-Chards for analysis of surge tanks in turbine or pump installations,
speciaí repor! 104, bureau 01' neclamatious, Dencver, colocado, Fevereiro, 1952.
JAEGER. c.- Fluid transients in hydro-electric cngineergin practice, Glasgow, Blackie,
1977.
KOFLLE, E. - Curso de trausientes hidráulicos em condutos forçados, in Congresso
lnternacional sobre Casos e Acidentes em Sistemas Fluidos, São Paulo, SP, 6- IO de
março, 19X9.·
MARTINS, R.M. - Reservatório Hidropneurnático em Tubulação de Rccalque, disserta-
çào apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para a obtenção
do título de Mestre em Engenharia, São Paulo, SP, 1980 .
MARTINS, RM. _.Curso Prático de Transientes Hidráulicos, FATEC, São Paulo, SP, Agos-
to de 19R9.
PARMAKIAN, J. -- Waterhammer Analysis, Dever Publicatious, Nova lorque, 1963.
SOUZA, P.A.; MARTINS, J.R.S.: FADIGAS. F.M. - Métodos Cornpuracionais aplicados
ü Engenharia Hidráulica, Centro Tecnológico de Hidráulica e Recursos J-Iídricos,
convênio DAEE-EPUSP, São Paulo, 1991.
TEIXEIRA FILHO. A.S.; TSUTIYA, M.T. - "Aplicação do Método das Características
para <l Estudo dos Transientes Hidráulicos em Estações Elevatórias c Linhas de
Rccalque de Água de Pequeno e Médio Portes". Ii Congresso Brasileiro de Enge-
nharia Sanitária e Arnbiental. Natal=- RN .
TSUTIYA, M.T.; HIRATA, A.Y.; SOUZA, P.S. - "Elevatória Santa Inês - ESI - Análise
Preliminar. i Fase Relatório Técnico. Diretoria Técnica c Meio Ambiente. Superin-
tendência de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico. 273 p. Nov. 1996. SABESP.
São Paulo, SP.
TSUTIYA, M.T.; HIRATA, A.Y. - "Software C for: Simulação de Redes em Regime Per-
manente e Transitório. Material de Curso". Diretoria Técnica e Meio Ambiente. Su-
pcrintendência de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico. 208 p. 1997. SABESP.
Sào Paulo, SI'.
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478 COLETA E TI~ANSPORTE DE ESGOTO ~ANlTÁI~IO
TSUTIYA, MT; KANASHIRO, V.H.- "CFOR: Critérios para Escolha de Equ~pament~~
de Proteção contra os Efeitos de Transitórios Hidráulicos em Condutos Forçados' .
Revista SANEAS. N. 10, Set. 1997,
WILKER, P.S. - Golpe de Ariete. Teoria e exposição de métodos de Cálculo, Departa-
mento de Engenharia Hidráulica da Escola Politécnica da Universidade de São Pau-
lo, São Paulo, SP, 1979.
WYLlE, E.8.; STREETER, V,L - Fluid Transients, FEB Press, Ann Arbor, 1983,
WYLlE, E.8,; STREETER, V.L - Fluid Transients in Systems, Prentice Hill , Engewood
Cliffs, Nova Jérsei, 1993,
CAPiTULO 12
G IS E MODELAGEM HIDRÁULICA - GERENCIANDO O
SISTEMA DE COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTOS
Eng". Carla Tereza De Chiara (*)
12.1. MODELAGEM HrDRÁULlCA
A modelagem hidráulica de sistemas de coleta e transporte de esgotos sanitários
tem sido amplamente utilizada, principalmente devido às facilidades e rapidez no
cálculo propiciadas pelo desenvolvimento tecnológico da informática, tanto no que
diz respeito ao hardware como também ao software.
Essas ferramentas, comumente utilizadas tanto na fase de planejamento e pro-
jeto, bem como, nas etapas de operação e manutenção de sistemas de esgotos,
permitem a otimização de seu gerenciamento. '
Atualmente, existe no mercado urna série de softwares de modelagem hidráuli-
ca, C0111 ampla capacidade de processarnento, de custo acessível e utilização extre-
mamente amigável. Esses softwares são capazes de trabalhar com grande número
de dados, permitindo a simulação do comportamento hidráulico de redes com mi-
lhares de nós ou trechos, e além disso, permitem a modelagem de condições de
contorno bastante específicas, tais como, comportas móveis, elevatórias etc. Tam-
bém é possível simular um sistema misto, com trechos em escoamento livre e
escoamento forçado, ou alternadamente, podendo estes apresentarem seções varia-
das como circular, oval, trapezoidal etc.
Os softwares de modelagem hidráulica também fazem a associação entre os
períodos de chuva e o escoamento, ()u seja, levam em conta a vazão de águas
pluviais no sistema de esgotos.
Outra característica bastante importante presente nesses softwares é a possibili-
dade de se considerar o comportamento do sistema hidráulico no que diz respeito à
sedimentação e à qualidade da água (modelo de depuração ocorrida dentro da
própria tubulação, durante o escoamento, até chegar à ETE). Outras modelagens
também podem ser utilizadas através da aquisição dos módulos pertinentes, como a
(*) Coordenadora do Projeto GIS da SABESP.

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modelagem de escoamento superficial (drenagem urbana). modelagem de qualida-
de da água em rios, recursos hídricos, estruturas costeiras etc.
As principais vantagens no uso.de softwares de modelagem hidráulica são:
• Operação simples e intuitiva:
• Consolidação de dados de fontes e formatos variados:
• Habilidade para trabalhar eficazmente com grandes volumes de informação;
• Arquivamento e backup de todas as versões, de maneira a permitir altera-
ções, preservando a integridade dos dados originais;
• Capacidade de análise e 'queries' (consultas) complexas;
• Gerenciamento do projeto por múltiplos usuários (utilização em rede, com
preservação dos dados originais);
• Transferência de dados para aplicativos terceiros:
• Arquitetura de sistema aberta. ou seja, possibilidade de modificação no mo-
delo de dados do mesmo, com adição ou supressão de dados a serem pro-
cessados e o relacionamento entre esses dados. A arquitetura de sistema
aberta também permite o intercâmbio de informações entre sistemas diferen-
tes;
• Simplificação dos sistemas de rede de esgotos (as decisões no processo de
simplificação são baseadas nos critérios especificados pelo usuário, tais como:
variação máxima do diâmetro do tubo, variação máxima da declividade do
tubo. capacidade de vazão, níveis de entrada e saída e sentido do fluxo);
• Edição dos dados referentes a nós, tubos, bombas, vertedores e bacias de
esgotamento;
• Exportação dos dados editados e simplificação do sistema de rede de esgoto
para a simulação.
Os resultados da simulação são apresentados em tabelas customizáveis onde os
dados a serem visualizados podem ser definidos pelo usuário e graficamente (em
alguns casos até em 3D), onde pode-se acompanhar dinamicamente. em tela, a
variação do nível d'água e outras características hidráulicas, durante o período da
simulação.
Dados como nível máximo de esgoto em cada nó. lâmina máxima nos tubos, ou
a variação do nível de esgoto dentro dos poços de visita, podem ser rapidamente
visualizados durante o período da simulação,
A modelagem requer uma alta qualidade de dados para produzir resultados
acurados, Neste sentido, a utilização de um Sistema de Informações Geográficas
(GIS) torna o trabalho extremamente mais rápido e eficiente, viabilizando até a
modelagem de redes com grande número de trechos.
GIS E MODELAGEM HIDRÁULICA 481
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12.2. SISTEMA DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS - GIS
12.2.1. Conceito
Um Sistema de Informações Geográficas pode ser definido como um sistema
de gerenciamento de bases de dados, com funções de captura, armazenamento,
recuperação, análise e visualização desses dados, que têm por característica sua
localização espacial, ou seja, dados posicionalmente definidos.
Inicialmente, convém distinguir dois significados para GIS: primeiro, o mais
restrito, que se refere ao software que tàz determinadas operações espaciais, sendo
utilizado quando se diz "fulano comprou um GIS". O segundo, mais amplo, que se
refere ao conjunto de Base de Dados, Software, Hardware e Organização, sendo
utilizado quando se diz "a empresa de saneamento está implantando um G1S".
Uma visão simplista de um GIS refere-se à associação de mapas a tabelas, em
que cada ente com representação geométrica e georeferenciada, isto é, posicionado
no espaço através de uma projeção cartógráfica definida, está associado a um regis-
tro de um Banco de Dados que armazena suas características alfa-numéricas. No
entanto, há uma estruturação mais complexa c abrangente dos dados, que deve ser
respeitada a fim de que um GIS possa desempenhar outros papéis dentro de uma
empresa, tendo sua utilização disseminada e incluída nos processos de negócios da
empresa.
Os softwares GIS, além de terem a capacidade de associação entre informa-
ções gráficas e alfa-numéricas, são desenvolvidos para desempenhar funções espe-
cíficas, relacionadas a operações espaciais. Para tanto, todo e qualquer elemento
deve ser representado por um ponto, uma linha (polígono aberto) ou um polígono
fechado; no entanto, é importante salientar que esta forma de armazenamento da
informação não é necessariamente apresente na visualização, em tela ou impressão,
ou seja, um poço de visita deve ser armazenado como um ponto, podendo ser
visua'lizado (representação gráfica) por um pequeno círculo ou quadrado. Esta re-
presentação pode ser definida de acordo COI11 qualquer um dos atributos associados
à entidade. Observa-se, entretanto, que atualmente alguns Bancos de Dados, como
o ORACLE, já possuem a capacidade de armazenar os dados geométricos, não
sendo necessário que essa associação seja gerenciada pelo software GIS.
Desse modo, um Sistema de Informações Geográficas deve ter seus dados
enfocados sob vários aspectos, tais como:
• forma: representação gráfica do objeto;
• localização: arrnazenamento da posição do objeto no espaço, com base em
um sistema de projeção e de coordenadas único;
• atributos: dados, informações e descrição do objeto em tabelas relacionais;
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GIS E MODELAGEM HlDR:ULlCA 483
• topologia: propriedade do objeto que define seu relacionamento com os
demais em seu entorno (conectividade, pertinência, adjacência etc).
A escala de representação da fonte de dados a ser convertida para o meio digital
também tem importante papel na definição e no custo do sistema, sendo que, quanto
maior a escala de representação da fonte de dados, maior será a precisão na represen-
tação da posição espacial, com o aumento exponencial do custo do projeto.
Dependendo da escala adotada, um GIS pode desempenhar funções diferentes,
tais como:
• escala I: 1.000.000 a I: I00.000 - aplicação em gerenciamento ambiental;
• escala I: I00.000 a 1:50.000 - aplicação e planejamento regional;
• escala I:50.000 ai: I0.000 - aplicação em planejamento urbano;
• escala 1:2.000 - representação da infra-estrutura urbana (água/esgoto);
• escala I: 1.000 a 1:500 - cadastro urbano (lotes);
• esca 1a 1 :500 a 1 :200 - projeto de engenharia da infra-estrutura urbana.
A figura 12.2 é um exemplo de utilização de GIS para o gerenciamento da
implantação do Projeto Tietê.
Os sistemas CAD têm sido amplamente utilizados na digitalização dos dados
para carregamento do Banco de Dados GIS, produzindo um formato intermediário
de conversão de dados, de modo que, quando adequadamente especificado, é intei-
ramente aproveitado pelo G[S. A utilização de aplicativos CAD para a produção de
um formato intermediário de conversão deve-se à sua frequente utilização pelas
empresas de engenharia, para a elaboração de projetos e cadastros nesse formato,
12.2.2. Aplicações do GIS na Engenharia
A aplicação da tecnologia de informação no gerenciamento de infra-estrutura é
uma ferramenta efetiva para otimização, operação e manutenção do gerenciamento
de sistemas de engenharia. Atualmente, existe uma série de exemplos bem sucedi-
dos em países mais desenvolvidos.
A principal razão para se procurar adotar as melhores ferramentas de
gerenciamento de infra-estrutura é devido ao fato de que as organizações públicas
têm a responsabilidade de prover, com sua prestação de serviços, os seus usuários
de maneira eficiente, atendendo às demandas de consumo. Para cumprir tal mis-
são, as organizações necessitam utilizar toda a informação disponível em mapas,
tabelas, relatórios e outros meios de armazenamento.
Mais de 75% dos dados de sistemas de abastecimento de água e de esgoto
sanitário possuem características espaciais (localização). Os dados de interesse são
referentes à infra-estrutura implantada (tubulações, reservatórios, válvulas, elevatórias
etc.), uso e ocupação do solo e caracterização dos consumidores.

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de satélite LANDSAT ao fundo. Fonte: SABES? (1998).
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Figura 12.3 ..Janelas apresentadas em uma mesma tela, possibilitando a visualização de um 'zoom' da rede em planta, bem como, dos dados tabulares dos
elementos da rede e de um trecho em perfil escolhido pelo usuário.
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Os mapas contêm, basicamente, informações sobre objetos ou elementos, tais
como, rodovias, edificações, redes de água e esgoto etc. Além disso, também con-
têm informações quanto a sua localização e topografia do terreno. A representação
digital de tais mapas permite a manipulação de dados sobre os elementos, com base
em suas características espaciais.
A tecnologia GIS tem sido aplicada com sucesso em diversas áreas. Na área de
infra-estrutura (saneamento, eletricidade, telefonia ctc) o GIS tem sido utilizado
com os seguintes objetivos principais:
• em planejamento - o GIS oferece uma base para modelagem e análise hi-
dráulica de redes de água e esgoto, planejamento de uso e ocupação do solo
etc.
• em projetos - os mapas digitais têm sido usados como "pano de fundo"
(background) em novos projetos de infra-estrutura desenvolvidos em CAD;
o no gerenciarnento de informações - o GIS auxilia na localização e agrupa-
mento de informações sobre a organização.
Os avanços na tecnologia de gerenciamento de informação fornecem as ferra-
mentaspara as organizações que lidam com água e/ou esgotos integrarem os siste-
mas e aplicações tradicionalmente isolados.
As aplicações típicas de engenharia baseadas em informações georeferenciadas
são a seguir apresentadas:
• Controle de perdas de água em sistemas de abastecimento de água: o
controle e gerenciamento de perdas tem se tornado cada vez mais importan-
te. se não crítico, para incrementar a eficiência das empresas de água e, ao
mesmo tempo, reduzir a necessidade de novos investimentos em sistemas de
abastecimento de água. Com o auxílio do.GIS, são possíveis medidas que
possam auxiliar no controle de perdas de água, tais como, estimativa de
demandas noturnas por distrito pitométrico, definição de demandas padrão
por tipo de consumidor, análise hidráulica integrada, correlação de pressão,
características físicas da rede, entre outras,
• Controle da contribuição de águas pluviais em sistemas de esgotos sani-
tários: durante os eventos de chuva, as vazões nos sistemas de esgotos cres-
cem consideravelmente, podendo ocasionar problemas nos sistemas de coleta
e afastamento, nas elevatórias e nas estações de tratamento de esgotos. Um
inventário GIS do sistema de esgoto, associado à informação de contribuição
de esgoto em tempo seco na bacia de esgotamento, integrado com a modela-
gem hidráulica, contendo dados históricos e inspeções de campo georeferen-
ciadas, pode ser utilizado para identificar áreas prioritárias que necessitam
_______ --,- . ---.:GIS E MODELAGEM HIDRrULlCA 487
ser controladas, para diminuir as contribuições pluviais em sistemas de esgo-
tos, pois o nosso sistema é o separador absoluto.
• Situações emergenciais: durante a ocorrência de situações emergenciais, o
tempo para a tomada de decisão para a solução do problema é fundamental.
Para diminuir esse tempo, há necessidade de imediata disponibilidade de
informações sobre essas situações. Atualmente, as empresas têm informa-
ções armazenadas em bancos de dados relacionais com interfaces de uso
comum, o que permite o uso de GIS, SCADA (Supervisory Control And
Data Acquisition), informações do usuário (Sistema Comercial) e modelos
hidráulicos. Essas empresas apresentam-se preparadas para lidar com os ce-
nários emergenciais, inclusive, com a notificação dos usuários afetados
por tal situação.
• Modelagem Hidráulica: a modelagem hidráulica dos sistemas de abasteci-
mento de água e de esgoto sanitário é utilizada como ferramentas de planeja-
mento. projeto, operação, controle e otimização. O desenvolvimento de um
GIS contendo informações atualizadas dos sistemas de água e esgotos, asso-
ciados aos seus parâmetros geocodificados, tem auxiliado na eficiência e
rapidez na criação de modelos hidráulicos, os quais tornam-se mais realistas
devido à possibilidade de inclusão de mais informações atualizadas. A figura
12.3 é um exemplo dessa aplicação.
• Produção de mapas: a produção de mapas customizados de alta qualidade
para diferentes usos tem se desenvolvido nas empresas, utilizando-se a
tecnologia GIS. A disseminação de plantas e mapas acurados vem facilitar o
trabalho de equipes de campo, leituristas, engenheiros e gerentes na melhoria
de desempenho de suas funções.
• Sistema de Gerenciamento de Manutenção: o gerenciamento de manuten-
ção inclui a manutenção preventiva e o gerenciamento de ordens de serviço.
Nessa atividade, são necessários o estabelecimento de planos de trabalho, o
gerenciamento de recursos e serviços e o acompanhamento das execuções.
Todas essas atividades podem ser amplamente auxiliadas com a utilização
dos dados baseado em um GIS.
12.2.3 Utilização de Modelagem Hidráulica Associada a um Sistema de
Informações Geográficas (GIS)
Uma das grandes dificuldades na utilização de softwares de modelagem hidráu-
lica diz respeito à compilação dos dados de entrada, principalmente nas empresas

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GIS E MODELAGEM HIDRÁULICA 489
de saneamento básico, onde as informações geralmente estão distribuídas em ar-
quivos diferentes e/ou meios de armazenamento distintos. Outra dificuldade refere-
se à calibração do modelo. Normalmente, roda-se o modelo para pelo menos três
cenários de dados. Se os resultados espelharern os dados reais, admite-se que o
modelo está calibrado para essa faixa de vazões.
A própria natureza da infra-cstrutura física de saneamento básico, com vida
útil de vários anos. já justifica a utilização de um Banco de Dados único, que
contenha a caracterização física de tal infra-estrutura, bem como o histórico de
ocorrências c manutenções executadas, de maneira georeferenciada, a fim de que
tais informações possam ser analisadas juntamente com outras de interesse e de
caracteristica espacial.
A associação do GIS ao modelo hidráulico permite rapidez na obtenção dos
dados necessários ao cálculo hidráulico, bem como garante que tais dados sejam os
mais recentes e que possam ser utilizados pela empresa. Neste contexto, o GIS
pode ser visto como um banco de dados espacial, em que são representados geo-
metricamente os elementos da infra-estrutura, com as informações alfa-numéricas
associadas como atributos de sua representação gráfica.
A principal característica da modelagem hidráulica associada ao ambiente GIS é
a facilidade dé análise do comportamento de lima rede, seja de água ou ele esgoto.
Para uma dada situação específica. como por exemplo o entupimento de lima tubu-
lação de esgoto ou o rompimento de uma tubulação de água, podem ser rapidamen-
te analisadas as conseqüências no atendimento ao cliente, importando-se os dados
do Banco de Dados do GlS para o software de modelagem, Tal funcionalidade
permite ao técnico uma análise mais apurada e real do comportamento da rede em
lima destas situações especiais, detectando conseqüências e priorizando ações para
a resolução dos problemas.
A definição da forma de representação de cada elemento (tubulação, poço de
visita, tubo de inspeção e limpeza, terminal de limpeza, estação elevatória etc), bem
como. dos atributos associados (comprimento, diâmetro, profundidade, material
etc.) e do relacionamento entre estes elementos, é denominada Modelagem de
Dados, Tal modelagem deve ser definida somente depois de exaustivamente estu-
dados os dados a serem armazenados pelo sistema, bem como, definidas as' fun-
ções a que o GlS sé destina,
Para que a integração entre os modelos de água e esgoto e o Banco de Dados
GIS seja possível. é necessário o planejamento cuidadoso de uma série de etapas.
Através de um banco de dados adequadamente projetado, aplicações e sistemas de
informação distintos podem compartilhar dados de maneira eficiente.
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12.2.4. Facilidades Alcançadas com o Uso dos Softwares de Modelagem
Associados a um GlS
Por se tratar de um banco de dados único, a utilização de um sistema GIS como
base para as in formações que alimentam o software de modelagem hidráulica per-
mite as seguintes vantagens:
• Rapidez na compilação dos dados necessários à simulação, inclusive com a
indexação espacial dos mesmos;
• Rapidez e confiabilidade do nível de atualização dos dados (última versão);
• Veracidade das informações pela integração do banco de dados com o siste-
ma de manutenção e serviços executados em campo;
• Utilização dos dados do sistema de cadastro dos consumidores de maneira a
permitir a espacialização dos mesmos e sua associação aos respectivos tre-
chos de tubulação da rede e o cálculo das vazões utilizados no modelo, com
base nos consumos medidos nos hidrômetros;
• Disponibilização dos resultados da simulação hidráulica para outras áreas da
empresa em tempo real, por exemplo, atendimento ao consumidor, que po-
derá ser informadosobre a manutenção de determinado trecho da rede e a
consequente influência à montante desse ponto;
• Rápida análise para determinar o impacto que uma situação cmergencial
pode causar ao sistema, como por exemplo, isolamento de uma adutora para
manutenção, ou entupimento de uma tubulação de esgoto.
o software de cálculo hidráulico pode ser utilizado como um depurador e
verificador dos dados convertidos e armazenados no Banco de Dados GIS. Exis-
tem funções de validação da rede que apontam os problemas encontrados, inclusi-
ve com sua localização em planta, classificando-os como erro ou advertência.
Dependendo de sua natureza, os erros impossibilitarão de alguma forma a simula-
ção do modelo, devendo ser editados para que a simulação hidráulica seja executa-
da. As advertências referem-se a possíveis erros que, no entanto, não impedem o
cálculo hidráulico. Para que seja possível o cálculo hidráulico, os dados não podem
apresentar incoerências ou inconsistências, frequentemente presentes na fonte ori-
ginal (cadastro). O software de cálculo hidráulico pode, então; ser utilizado para
apontar esses problemas na base de dados, de maneira automática, tais como tubu-
lação com cota superior à do terreno. declividade invertida, cota de saída da tubula-
ção menor que a cota de fundo do PV, nós ou trechos desconectados etc. A figura
12.4 é um exemplo dessa aplicação.
Alguns dados referentes a uso e ocupação do solo, crescimento populacional,
consumo per capita etc, são dados tipicamente associados a regiões de ocorrência.
A distribuição dos mesmos, espacialmente, por zonas homogêneas, não necessaria-
-- ---'G~IS E MODELAGEM HIDRÁULICA 491
I
!. ,
I
I.
J
mente coincide com a distribuição das bacias de esgotamento. Os softwares GIS
têm a capacidade de redefinir tais parâmetros, levando-se em consideração a área
das bacias de esgotamento.
Outra capacidade relacionada às características espaciais é a definição da vazão
em cada trecho através da espacialização dos consumidores de água ou produtores
de esgoto. No caso cio gerenciamento de uma rede existente, é possível estimar a
vazão de cada trecho associando-se a contribuição de cada ligação.
Com a espacialização dos contribuintes, é também possível, através de função
específica do software GIS, denominada trace, determinar os possíveis geradores
de cargas poluidoras em um determinado ponto da rede (trace upstreamy.
A possibil idade de anal isar dados de diferentes procedências e enfoques espaci-
almente é a grande característica de um GIS. Em empresas de saneamento, é
comum encontrar-se sistemas que gerenciam diferentes aspectos da rede, tais como
sistema de cadastro de consumidores, sistemas de ocorrências de campo (manuten-
ção) etc. A espacialização desses dados permite uma análise conjunta, de modo a
poder priorizar as obras de expansão de rede, de acordo com a tendência de cresci-
mento populacional de cada região; permitem a oiimização na troca de equipamen-
tos eletro-mecânicas considerando-se, por exemplo, a idade do equipamento, as
manutenções sofridas durante o período defuncionamento etc .
Através do acesso direto à base de dados, os resultados da simulação podem
também ser visualizados em combinação com parârnetros descrevendo a condição
atual do sistema de esgotos ou qualquer outra informação relevante, inclusive pro-
venientes de manutenção em campo.
O GIS pode produzir, entre outros, os seguintes documentos:
Relatórios São produzidos dois tipos de relatórios diferentes. quando se carre-
ga a simulação: um relatório contendo a informação dos dados de
entrada para a simulação e a performance da mesma; o outro, con-
tendo o resumo dos resultados máximos para tubos e nós. É possí-
vel criar relatórios Iistando problemas de sobrecarga ou afogamento
na rede.
Tabelas Apresentação para cada nó, trecho etc. dos resultados para cada
intervalo de tempo. É possível compor uma tabela, selecionando
para cada elemento da rede apenas os dados de interesse.
Gráficos Podem ser gerados gráficos para nós ou trechos que podem ser
visualizados em planta, perfil, ou em 3D. Para cada elemento da
rede podem ser selecionados os parâmetros a serem visualizados,
Os parâmetros são:

492 COLETÁ E TRANSPORTE DE ESGOTO SÁNITÁRIO=-'-"-----_.
Nó Nível
Vazão (vazão total no nó)
Volume acumulado
Tubo Vazão
Profundidade
Velocidade
Suo-bacia Vazão de chuva
Altura de chuva acumulada (quando considerada)
o GIS vem suprir a necessidade de uma ferramenta que atenda às novas pers-
pe~tlvas das empresas de saneamento, ou seja. a otirnização do gerenciamento da
infra-estruturajá implantada e a priorização ao atendimento ao usuário final.
Os vários exemplos de utilização em países da Europa c nos EUA, bem como
em algumas cidades brasileiras, têm demonstrado a alta capacidade de um G IS em
incrementar a eficiência no gcrenciameuto de serviços de utilidade pública, geran-
do, consequentemente, uma grande demanda de profissionais que venham suprir as
necessidades do setor (cartógrafos, geógrafos, técnicos de informática, analistas de
sistemas, engenheiros civis etc.).
RI<~FERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
COUNTY, L.: COUNTY, JEFFERSON·- Lojic GIS Project. Seminário Internacional GIS.
São Paulo. 1997.
FEINBERG, D. - lnregrating GIS With Vater and Wastcwater Hydraulic Models. ESRI.
1997.
FEINBERG, D., et ai. - lntegrating GIS with Water and Wastewater Hydralic Models-
Case Study Broward County, FL. 1994.
MACALISTER, 3.R. - Modeling a Hydraulic Network With a GIS. South Carolina
Environmental Conrerence. Nyrtle Beach. March, 1996.
MCKlBBEN W., ct ai. - Wastewater CoIlection System Planning With GIS in a Large
~~.Urim.lm .
MOTHERWELI.. .L; PROCTOR; REDFERN INTERNATIONAL - lnfraestructure
Managemenr: A Canadian Perspective, October, 1993.
URISA WORSHOP - Managing GIS Implementation. Julho, 1997.
ANEXO I
VELOCIDADE DE AUTOLlMPEZA PARA O
DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAÇÕES DE ESGOTO
1. DEPOSIÇÃO DE MATERIAIS SÓLIDOS EM TUBULAÇÕES DE
ESGOTO
" Os materiais sólidos encontrados em esgotos consistem de partículas orgânicas
e inorgânicas. Devido ao efeito da gravidade qualquer dessas partículas com densi-
dade maior do que o da água tenderá a depositar-se nas tubulações de esgoto.
O estudo da deposição dessas partículas é bastante complexo, uma vez que a
vazão de esgoto varia ao longo do tempo. Nessas condições o movimento do liqui-
dó é na realidade variado, embora se admita para o dímensionamento das tubula-
ções de esgoto o movimento permanente e uniforme.
As partículas sólidas são normalmente depositadas nas tubulações de esgoto
nas horas de menor contribuição, quando a velocidade é pequena Dependendo da
velocidade do esgoto (V) na tubulação e da velocidade de sedimentação (V,) da
partícula, poderá ocorrer a deposição, conforme indicado na figura I.
A deposição de partículas encontradas 110 esgoto (partículas discretas), pode
ser analisada através da seguinte equação:
Figura 1 - Deposição de materiais sólidos em tubulações de esgoto.
(*) Adaptado do trabalho publicado na Revista DAE. n'' 140, Volume 45, março de 1985 - "Tensão
trativa: um critério econômico para o dimcnsionamcnto das tubulações de esgoto", elaborado por
Joaquim Gabricl Oliveira Machado Neto c Milton Tomoyuki Tsutiya
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494 COL.ETA E TRANSPORTE DE I,SGOTO SMITARIO
(I)
onde: I, = velocidade sedimentação da partícula;
g = aceleração da gravidade:
d = diâmetro da partícula:
C" = coeficiente de atrito entre a partícula c o líquido;
p, = massa especifica da partícula:
Pc = massa especifica do líquido.
A equação (I) que é conhecida como equação Newtoniana da sedimentação.
mostra que a sedimentação de partículas discretas é função de seu diâmetro, do
atrito e da massa específica da partícula e do líquido.
A experiência tem demonstrado que velocidades na tubulação (V) abaixo de 0,3
m/s e em torno ele 0,15 rn/s ocasionaram a deposição de partículas orgânicas.
Quanto à deposição e transporte de partículas inorgánicas, devido à sua importân-
cia. será discutido detalhadarnente neste anexo.
A região de deposição de materiais sólidos em tubulações de esgoto foi determi-
nada através de estudos realizados por Lynse (1969). Paintal (1977) e Yao (1976)
Segundo esses estudos a deposição de materiais sólidos seria na região Y10 $; 0,15.
Portanto, os estudos de autolimpcza em tubulações de esgoto devem ser realizados,
considerando que a deposição de sólidos encontrados em esgotos se dará na região
Y/O s 0,15.
2. VELOCIDADE DE AUTOLlMPEZA
2.1. Considerações Gerais
Como a vazão de esgoto é variável com o tempo, a lâmina e a velocidade na
tubulação também variam. Se o esgoto escoar com velocidade baixa durante as
horas de menor contribuição. materiais sólidos podem ser depositados na tubula-
ção. Entretanto, a tubulação deve ser projetada de modo a alcançar uma velocidade
mínima de escoamento. suficiente para assegurar a ação de autolimpeza nas horas
de maior contribuição.
Tradicionalmente, considera-se que a ação de autolimpeza nas tubulações de
esgoto é alcançada quando ocorram simultaneamente determinadas lâminas e velo-
cidades mínimas. Essas condições normalmente são críticas no início do funciona-
mento do sistema, quando as vazões de esgoto são menores.
___________ ..:..:.""EXO I 495
2.2. Velocidade mínima para autolirnpcza
A velocidade de autolimpeza é a velocidade mínima capaz de transportar mate-
riais sólidos encontrados nos esgotos, evitando-se, assim. a sua deposição nas tubu-
lações.
A velocidade mínima necessária para o transporte de sedimentos é calculado
pela seguinte expressão:
~
r8B. '. R~6 .
1= --g(s-I)d =-JB(s-l)d
f n
(2)
onde: V sz: velocidade mínima. rn/s:
f ~=coeficiente de atrito da fórmula Universal:
n = coeficiente de rugosidade de Manning:
g ~.aceleração da gravidade. rn/s'';
s = relação entre o peso especifico do sólido (yJ com o peso específico
do líquido (v);
d ~ diâmetro da partícula, m:
B = constante adimensional, com valor de 0,04 para inicio do movimen-
to de partículas granular e de 0.8 para a adequada autolimpeza dos
materiais cocsivos:
RHc- raio hidráulico, rn.
Segundo VJ>CF (1970), a equação 2 foi desenvolvida por Campo utilizando-se
os dados experimentais de Shields sobre o movimento de materiais unigranulares
depositados no leito do canal. Essa equação indica que a velocidade necessária para
o transporte de material sólido depende fundamentalmente do coeficiente de atrito
da tubulação, do diâmetro da partícula e de seu peso especifico. Convém ressaltar
que. essa equação recomendada pela WPCF (1970) para determinar a velocidade
de autolirnpeza nas tubulações de esgoto, rói deduzi da utilizando o conceito da·
tensão e a equação geral dos condutos livres para escoamento uniforme.
O gráfico da figura 2 resulta da equação (2) onde foram considerados: partícu-
las com diâmetros de 0.2 111me I 111m,peso especi fico de 2,65 g/cm', constante
adimcnsional B de 0,04 e 0.8, coeficiente de Manning de 0,013 e relação Y/O =
0.20 e Y/D = 0.75.

496 COLE"!:, E TI{ANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
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d~ 1m m
B=: 0,8
d~O.2mm
B: 0,8
Y/D~7L _
=-~ -=--=-=---y/oloTo - - - -- - -------
d; Imm
B: 0.04
d'o,Zmm
e- 0,04
O,, 0,2 0,3 0,4
~~ ~6 ~7 0,6 0.9
',2
,,O
','
DIAMETRQ (m )
Figura 2 - Velocidades mínimas necessárias para o transporto de sedímentos.
Pela analise da figura 2, pode-se concluir que:
• a.velocidade de autolil.npeza varia com o diâmetro da tubulação; para diâme-
tros menores as velocidades são menores'
• a velocidade _de.autolil11peza varia com aaltura da lâmina na tubulação au-
mentando a lâmina também aumenta a velocidade'
• as ve.lo,cidades n~ínima~_necessárias para a l11ovim~ntação de partículas gra-
nulares em funçao do diârnetn, são:
- partículas de areia com diâmetro de 0,2 111m
Velocidade mínima
(m/s)
Diâmetro da tubulação
(mrn)
0,2
0,3
100--400
400--1200
- partículas de areia com diâmetro de I mm
j<J
-_. __._--~ )
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ANUO J 497
Velocidade mínima
(m/s)
(mm)
0,40
0,50
0,60
100-200
200 - 800
800-1200
• as velocidades mínimas necessárias para a adequada autolimpeza dos mate-
riais cocsivos em função do diâmetro são:
- para partículas com diâmetro de 0,2 mrn
~'.l'),;
Velocidade mínima
(rn/s)
(mm)
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0,80
0,90
1,00
1,10
100-200
200-400
400- 800
800-1200
- para partículas com diâmetro de: I mm
Velocidade mínima
(m/s)
(rnm)
1,70
1.80
1,90
2,00
2,10
2,20
2,30
2,40
100
200
300
400
500
500-700
700-1000
1000 __o 1200
o critério convencional adotado em vários países para a ação de autolimpeza é
projetar as tubulações de esgoto com declividades suficientes para se ter velocidade
mínima de 0,60 m/s, com escoamento a meia ou a seção plena. Nessas condições,
para lâminas menores que meia seção, a velocidade será menor que 0,60 m/s e para
lâminas maiores a velocidade será maior.

498_~~)LLT: LTJAi'SPOJTL DI.: LSGOTO SANiTARJO
Camp justifica urna velocidade menor de autolimpeza para lâminas menores,
porque nessas condições haverá mais turbulência do líquido junto as paredes da
tubulação, devido ao aumento da rugosidade, e esse acréscimo da turbulência per-
mite igual limpeza mesmo com velocidades menores.
Para Metcalf & Eddy (1982) a velocidade média de 0,30 mls é geralmente
suficiente para prevenir a deposição de partículas orgânicas do esgoto, entretanto,
para que não haja a sedimentação de partículas inorgânicas, tais como a areia, a
velocidade média de 0,75 m/s é considerada adequada para o projeto das tubula-
ções de esgoto.
WPCF (1982) recomenda que as tubulações de esgoto sejam projeradas com
velocidades superiores a 0,9 i m/s, embora velocidades de 0,46 m/s a seção plena
tenha sido utilizada com sucesso nos Estados Unidos.
Segundo Leme (1977) partículas pesadas com diâmetro de 0,2 mm, depositam-
se em velocidades menores que 0,15 m/s e são deslocadas e transportadas em
velocidades iguais Ou maiores que 0,40 m/s. Portanto, obedecido o limite mínimo
de velocidade de 0,15 m/s, nas horas de menor contribuição, a autolimpeza será
garantida, se na hora de pico ocorrer a velocidade mínima de 0,60 m/s si-
mulraneamentc com a altura da lâmina de 20'Y.,do diâmetro.
2.3. Lâmina mínima
Detritos leves que flutuam no esgoto podem aderir às paredes das canalizações
nas situações em que a lâmina e a velocidade S~IO pequenas. Esses detritos podem
ser deslocados pela ação de flutuacão que aumenta com a altura da lâmina ou
através de velocidade adequada. A experiência tem demonstrado que, nos casos em
que a lâmina é pequena mas a velocidade é alta, são raros os casos de sedimentação
de material sólido nas tubulações.
A antiga norma do DOS fixava a lâmina mínima em 0,05 m e, para os casos em
que não fosse possível obtê-Ia, preconizava a instalação de tanques flexíveis. As
normas da antiga SAEC (ex DAE) permitiram a adoção de declividades inferiores
às recomendadas (ver item 2.4), desde que a altura da lâmina líquida fosse igualou
maior a 3/1 O do diâmetro para a vazão média de projeto. As normas do DNOS
estabeleciam que. nas regiões de fracas declividades, as alturas mínimas de lâmina
de água seriam de 20% do diâmetro, com velocidade mínima de escoamento de
0,60 m/spara a vazão inicial.
A PN B 567/1975 recomenda que, para velocidade inicial variando entre 0,50 a
0,60 m/s a relação Y/O deverá ser superior a 20'Y'o,sendo Y; a lâmina correspon-
dente à vazão inicial de dimensionamento. Para velocidades superiores a 0,60 m/s
podem ser tolerados enchimentos menores que 20°,~).
As Instruções Técnicas lnterministeriais da França sugerem como Iimites míni-
mos para lâmina nas tubulações de esgoto, os valores 0/4 ou 0/5.
,bco I 499-----------
2.4. Dcclividades mínimas
Os principais valores de declividades mínimas para projeto das tubulações de
esgoto, recomendados por diversas fontes, são apresentados a seguir:
• Norma da antiga SAEe (ex DA E)
Todas as canalizações devem ser projetadas e construídas com declividades
suficiente para que a velocidade média. quando metade da seção estiver sendo
utilizada, não seja inferior a 0,60 m/s, As declividades mínimas desejáveis para o
projeto das tubulações ele esgoto, utilizando a fórmula de Ganguillet-Kutter são
apresentadas na tabela I.
Tabela 1 - Dcclividadcs mínimas - Norma da SAEC (CX DAE)
Diâmetro
(mm)
Declividade mínima
(mim)
Declividade mínima
(mim)
Diâmetro
(rnm)
150
:W()
250
300
350
400
450
0,0070
0,0050
0,0035
0,0025
0.0023
0,0020
0,0018
500
600
700
800
900
1.000
1.200
0,0015
0,0010
0.0008
0,0006
0,00050
0,00045
0.00040
• PNB56711975
As declividades mínimas admissivéis para satisfazer a velocidade inicial de
dimensionamento, V; = 0,50 m/s nos condutos, serão sempre que necessário, calcu-
ladas em função da vazão inicial Q" pela expressão:
'"li'"
lomin =O,OlxQi"-' (4)
para Q; expresso em fls e I" em mim.
• NBR 964911986 (Redes coletoras)
-0,47
lmi( = 0,0055 x Qi (5)
Para Q; expresso em Os e Iem mim.

1
Jil
Al<rxo I 501
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)
)
)
)
)
)
. )
• NBR 568/1989 (Interceptores)
Imil1 = 0,00035 x 0;-°.47
Para Oi expresso em m'/s e Iem mim
(6)
• Metcalf & Eddy (1982)
As tubulações de esgoto devem ser projetadas com declividades suficientes
para se ter velocidade mínima de 0,60 m/s a meia seção ou a seção plena. As
declividades mínimas recomendadas são apresentadas na tabela 2.
Tabela 2 - Dcclividadcs mínimas - Mctcalf& Eddy
Diâmetro
(rum)
Declividade mínima (mim)
n = 0,013 n = 0,015
200
250
300
450
525
600
675
750
900
0,0033 0,0044
0,0025 0,0033
0,0014 0,0019
0,0011 0,00)5
0,0009 0,0012
0,0008 O,OOiO
0,0007 0,0009
0,0006 0,0008
0,0004 0,0006
As declividades da tabela 2 foram calculadas utilizando a equação de Manning
com velocidade mínima de 0,60 m/s, Para Metcalf & Eddy a declividade mínima
que permite uma adequada execução dos coletores é de 0.0008 mim.
• WPCF (1982)
A velocidade mínima recomendada pela WPCF é de 0.60 m/s para meia seção
ou seção plena Considerando essa velocidade e admitindo n = 0,0 I3, WrCF apre-
senta as declividades mínimas conforme tabela 3.
Tabela 3 - Dcc1ividndcs mínimas - WPCF
Diâmetro
(mm) .
Declividade mínima
(mIm)
150
200
250
300
375
0,0050
0,0040
0,0028
0,0022
0,005
Referências bibliográficas são apresentadas no capítulo 4.

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ANEXO 11
COMPARAÇÃO ENTRE O CRITÉRIO DA TENSÃO
TRATIVA E O DA VELOCIDADE DE AUTOLlMPEZA
1. Considerações sobre as normas utilizadas
No Brasil, até 1986, a maioria dos projetos das tubulações de esgoto sanitários
foi elaborada tendo como base:
•• Norma da antiga SAEC (ex OAE) de 1960:
• PNB-5ó7!1975 da ABNT
Essas normas foram elaboradas para assegurar a ação de autolimpeza nas tubu-
lações e aplicadas nas mais diversas situações, desde locais com topografia favorá-
vel até locais com topografia desfavorável, como. por exemplo, nas regiões litorâneas,
A experiência tem demonstrado que as tubulações de esgoto executadas, obedecen-
do as diretrizes lixadas por essas normas, tem funcionado satisfatoriamente. Po-
dendo-se concluir que essas normas atendem as condições de esgotamento sanitário
no Brasil. no que se refere à condição de autolirnpeza.
r norma da SAEC, a PNB-567/1975, WPCF e Metcalf & Eddy utilizam o
critério da velocidade de autolimpcza para o dimensionamento das tubulações de
esgoto e admitem que a ação de autolimpeza é obtida pela manutenção de uma
velocidade mínima independentemente do diâmetro da tubulação,
O gráfico da figura I mostra a variação ela velocidade em função do diâmetro da
tubulação e das 1âminas, e é obtido através das seguintes considerações:
• PNB 567/1975
Para a condição YID = 0,20 admitiu-se V = O, 50 m/s conforme recomendação
dessa norma, Para essa condição hidráulica foi calculou-se a velocidade para Y/0 =
0,75 através da fórmula de Manning com 11 = 0,013,
(.) Adaptado do trabalho publicado na Revista DAE. n' 140. Volume 45, março ele 1985 - "Tensão
trativa: um critério econômico para o dimcnsionarncnto das tubulnçõcs de esgoto", elaborado por
Joaquim Gabricl Oliveira Machado Neto c Milton Tomoyuki Tsutiya
I,

504 _COLl.:TA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANJTÁIUO
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A-
" ----
Y/O; D.ZO
,.
o
e
...
DIÂMETRO (m)
Figura I - Velocidade em função do diâmetro do coletor c das lâminas. para as condições lixadas pelas
normas c outros autores.
• Norma da SAEC (ex-OAE)
Com as declividades mínimas recomendadas na tabela 1 do Anexo I calculam-
se as velocidades para as condições de Y/O = 0,20 e Y/O = 0,50 através da fórmula
de Ganguillet-Kutter com J1 = 0,0 13.
• WPCF e Metcalf& Eddy
Considerando as declividades mínimas conforme visto no Anexo I e utilizando
a fórmula de Manning com J1 = 0,013, calculou-se as velocidades para as condições
de Y/0=0,20 e Y/O = 0,50. Para WPCF e para Metcalf & Eddy os coletores de
esgoto podem funcionar à seção plena.
A~EXO 11 505
Pela analise da figura I, pode-se concluir que:
• As velocidades para a condição de Y/0 = 0.20 serão:
Norma da SAEC: 0,35 - 0,42 m/s; PNB 567/1975: 0,50 111/S; Metcalf &
Eddy: 0,35 - 0,38 111/5; WPCF: 0,37 - 0,41 in/s,
• As velocidades para a condição de YID = 0,50 serão:
Norma da SAEC: 0,63 - 0,73 111/S; Metcalf& Eddy: 0,57 - 0,62 111/S; WPCF:
0,60 - 0,66 m/s,
• Para a condição Y10 = 0,75 a velocidade será de 0,92 m/s (PNB 56711975).
• As diretrizes ela WPCF e Metcalf & Eddy estão inserielas na norma da SAEe.
• As diretrizes fixadas pela PNB 567/1975 estão a favor da segurança em
relação a WPCF, Metcalf & Eddy e à norma da SAEe.
2. Tensão trativa x velocidade de autolimpcza
As pesquisas realizadas a respeito da tensão trativa crítica para o projeto das
tubulações de esgoto indicam valores variando entre 1,0 a 2,0 Pa, Esses valores
foram recomendados para o projeto das tubulações de esgoto, considerando con-
duto à seção plena. Entretanto, em nosso meio, as tubulações de esgoto são
dimeusionadas para funcionarem parcialmente cheias, portanto, dependendo da
relação Y/O a tensão trativa para as nossas condições, poderão ser menores, con-
forma mostra a equação que resulta do seguinte:
• Conduto à seção plena:
(1)
• Conduto parcialmente cheio:
(2)
Dividindo a equação (2) pela equação (I) tem-se:
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RELACÁO RH/RHfou UlU,
Figura 2 - Relação entre tensão trutiva para condutos parcialmcutc cheios.
onde: V = velocidade, m/s:
11 =- coeficiente de rugosidade de Manning (n = 0.0 13);
RH= raio hidráulico, m;
G = Tensão trativa, Pa:
y = peso específico do líquido. 10
4
N/I11' para o esgoto .
(3)
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(4)
Ol4METRQ I m I
A equação (3) indica que a relação entre a tensão trativa para conduto parcial-
mente cheio e conduto à seção plena é a mesma relação entre os seus raios hidráuli-
cos- Â figura 2 apresenta para os valores de YI)) os correspondentes valores de
RH IRII,.quc são os mesmos de cstct;
A tabela J resulta da equação (4) onde foram calculadas as diversas tensões
trativas, considerando conduto parcialmente cheio com YID variando de 0,20 a
0,75 e tensão trativa a seção plena de 0,6; 0,8; J,O; J.5 e 2.0 Pa.
Pelo que se observa na tabela I, as tensões trativas para YID < 0.50 são meno-
res do que os valores fixados para a seção plena e para YID > 0.50 os valores são
maiores.
Figura 3 - Dctcnuinuçâo da velocidade em função da tensão uutiva. do diâmetro do colcior c das
lâminas.
(5)
Tabela I - Tensões trativas para conduto parcialmente cheio. admitindo um determinado valor para a
seção plena.
II Y/D RH Valores de a (Pa)
j. --
a,.= 1,0 a,.=I,5 o, = 2,0I
RH,. a,.= 0,6 o, = 0,8
0.20 0,47 0,28 0,38 0,47 0,71 0,94
0.30 0,68 0041 0,54 0,68 1.02 1,36
0.40 0,86 0,52 0.69 0,86 J,29- 1,72
0.50 J,OO 0,60 0,80 1,00 1,50 2,00
0.60 1,J I 0,67 0,89 1,1 J 1,67 2,22
0,70 J,19 0,7J 0,95 J,J9 J,79 2,38
0,75 1,2J 0,73 0,97 J,21 1,82 2,42
o gráfico da figura 3 foi determinado através da seguinte equação:
V
_ J R1/6(a ')'/2-- H -
li Y _

As tensões trativas utilizadas foram de 0,6; 0,8; 1,0; 1,5 e 2,0 Pa. Observa-
se que a equação (5) resulta da combinação entre a equação de Manning
(v=; R~3II:2) e a equação (o = yRHI) referente à tensão trativa.
A figura 3 indica que, utilizando a tensão trativa, a velocidade nos coletores é
função do diâmetro do coletor, quanto maior o diâmetro maior será a velocidade.
A figura 4 mostra que as tensões trativas de 0,6; O,R e 1,0 Pa movimentam,
com folga, partículas de areia de diâmetro de 0,2 111m.Entretanto, considerando
partículas de areia de I 111111,a sua movimentação só é possível para tensão trativa
igualou maior que O,R Pa.
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c·--~~c.,~~o:,~c7 .•~c~.,~c~.•~c~.,--,.-.~oj~-'.~,~.,~,-.,----
DIÂMETRO (m)
Figura.j - Tensão trativa mínima necessária para a movimentação de partículas de areia.
A figura 5 resulta da associação da figura I com a figura 3 para a condição de
Y/D = 0,20. Pela análise da figura 5 pode-se concluir que:
• A PNB 567/1975 atende ao critério da tensão trativa para valores de 1,5 e
2,0 Pa, e parcialmente para o valor de 1,0 Pa.
• A norma da SAEC atende ao critério da tensão trativa para os valores de 0,8;
1,0; 1,5 e 2,0 Pa e parcialmente para o valor de 0,6 Pa.
A:<EXO li 509
'p
__ o
..-....-.-
0.1 0.2 c.s O," O,, c.s 0,7 C.I O,, 1,0 ,1 1,1
DtÂI.IETRO (m)
Figura 5 _Comparação entre o critério da tensão trativa com a da velocidade de autolimpeza, para as
. condições YID = 0,20 e 11 = 0,013.
Utilizando o ábaco desenvolvido por Pimentel (1977) para as condições hidráu-
licas recomendadas pela PNB 567/1975 e considerando para as condições críticas
de escoamento a tensão trativa de 1,0 Pa, tem-se as faixas de utilização conforme
indicado na figura 6. Foi escolhida a tensão trativa de 1,0 Pa devido ao fato de que
essa tensão atende as condições de autolimpeza e de controle de sulfetos. Pelo que
se observa na figura 6, o critério da tensão trativa se torna mais econômico para
pequenos diâmetros, no entanto, para grandes diâmetros haverá a necessidade de
declividades maiores do que as recomendadas pela PNB 567/1975 para se prevenir
quanto a geração de sulfetos.
Como as declividades mínimas para grandes diâmetros são bastante reduzidas,
deve ser também considerado o aspecto construtivo, pois não é recomendável
declividade menor que 0,0005 mim para o assentamento adequado das tubulações
de esgoto. Portanto, para grandes diâmetros a declividade mínima escolhida. deve
atender às condições de autolimpeza, controle de sul fetos e aspectos construtivos.
A escolha do critério da tensão trativa em substituição à velocidade de autolim-
peza para o dimensionamento das tubulações de esgoto, é devido aos seguintes
aspectos principais:
• conceito da tensão trativa já é bem estabelecido no campo de transporte de
sedimentos e para o projeto das tubulações de esgoto tem sido recomendado
internacionalmente conforme referências citadas, e no Brasil é adotado pelas
normas da ABNT;
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510 COLETA [TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO A"'EXO 11 511
• considerando uma determinada tensão trativa, a velocidade aumenta em fun-
ção do aumento do diâmetro do coletor. Essa variação é a mesma observada
pela equação (2) do Anexo Ique, segundo a WPCF, serve para determinar a
velocidade de autolimpeza nas tubulações de esgoto:
• a figura 7 indica que para uma determinada velocidade mínima a tensão
trativa decresce com o aumento do diâmetro do coletor, e esse decréscimo é
mais pronunciado quanto maior a velocidade mínima considerada, Isto signi-
fica que utilizando urna determinada velocidade independente do diâmetro
do coletor a ação de auto limpeza seria menos efetiva para grandes diâmetros
e, portanto, os pequenos coletores serão superdimensionados e os grandes
coletores subdimensionados, Esse fato não ocorre quando se utiliza o con-
ceito da tensão trativa para o projeto das tubulações de esgoto, pois confor-
me visto anteriormente, para uma dada tensão trativa a velocidade cresce
com o aumento do diâmetro do coletor. A figura 7 resulta da seguinte equa-
ção:
(6)
.que se originou da combinação da equação de Manning com a equação da
tensão rrativa;
•• o critério da tensão trativa tem sido recomendado para o controle de sul fetos
em tubulações de esgoto, devido ao rato de que o desenvolvimento da pelí-
cula de limo está relacionado com a tensão trativa, Essa película formada nas
partes submersas da tubulação constitui a principal fonte de geração de sul fetos
em tubulações de esgoto.
Figura 6 - Faixa de utilização recomendada pela PNB 56711975 e pelo critério da tensão trativa.

512 COLE"li E TRANSPtW:,'E DE ESGOTO SANiTÁRIO
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o 0,1 o.z o,J 0,4 0,5 0,6 Q7 O,! O,, 1'.0 ',1 1,2
DIÂMETRO (m)
Figu ra 7 - Variação da tensão trativa em função do diâmetro e velocidade nos coletores. considerando
Y/O = 0.50 e 11 = 0,013.
Referências bibliográficas são apresentadas no capítulo 4,
ANEXO 111
VELOCIDADE CRÍTICA
APLICAÇÕES PARA O DIMENSIONAMENTO DAS
TUBULAÇÕES DE ESGOTO
1. INicIO DO ARRASTE DE AR
1.1. Inclinação mínima da tubulação para a qual se inicia o arraste de ar
A condição mínima para a qual se inicia o arraste de ar é a seguinte:
(I)
Para o cálculo da velocidade é válida a fórmula de Chézy, uma vez que o
regime é permanente e na condição critica ainda não há mistura água-ar:
- V = CJRH sena
C-~R 1/6
- - H
n
(2)
(3)
onde: a = ângulo de inclinação da tubulação
R( R-YJ2Ry-y2]R = raio hidráulico = - 1---1------
H 2 R- <p
(4)
(*) Adaptado do trabalho publicado na Revista DA E, n° 148, volume 47, março de 1987 - "Arraste de
ar em tubulaçôes com grande delividade: algumas considerações relacionadas ao dimcnsionamento
dos coletores de esgoto", elaborado por Milton Tornoyuki Tsutiya c Winston Hisasi Kanashiro.
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514 COLETA l' TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
ANEXO 111 515
(R - Y')<p = are cos ,-R- (radianos)
Y = altura da lâmina d'água
n = coeficiente de Manning = 0,013
(5)
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'OO~'O-O-----------2rOO------3~O-O---~~'-o--~r~~o~--~~
Oi~m,lto,mm I
Figura J - Definição cios símbolos utilizados
Figura 2 - Dcclividadcs mínimas das tubulações para o inicio do arraste de ar. para vários diâmetros c
profundidades,
Associando as equações ( I), (2), (3) e (4), resulta aseguinte expressão:
1.2 - Velocidade para a qual ocorre o inicio do arraste de ar
(6)
Através da equação (I) foram determinadas as velocidades criticas para o início
do arraste de ar, em função dos diâmetros das tubulações e das relações Y/D, Os
resultados desses cálculos estão representados na figura 3.
Pela figura 3 pode-se concluir que:
A equação (6) permite determinar a declividade mínima para que ocorra o
início do arraste de ar. A figura 2 mostra a declividade mínima em função do
diâmetro da tubulação e da relação Y ID.
• para um determinado diâmetro, quanto maior a relação YID maior deverá
ser a velocidade para que ocorra o início do arraste de ar;
• para uma dada relação Y/D, quanto maior o diâmetro, maior deverá ser a
velocidade crítica;
• o início do arraste de ar ocorre para grandes velocidades e também, para
velocidades pequenas (- 1,5 m/s).Pelo que se observa na figura 2 pode-se concluir que:
•• para uma determinada relação Y ID, quanto maior o diâmetro da tubulação,
menor será a declividade necessária para que ocorra o início do arraste de ar;
• para Lima mesma tubulação, aumentando a relação YID diminui a declividade
necessária para o início do arraste de ar, sendo que, acima da meia seção a
declividade é pouco afetada pela relação YID.
2. ESCOAMENTO AERADO
2.1. Capacidade de transporte de uma tubulação considerando a mistura
água-mo
A capacidade máxima da tubulação considerando a mistura água-ar foi fixado
para Y/D = 0,75 devido às seguintes razões:

5 I 6 COLE·I: ..••E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
~~~-----------------------
••100 200 300 400 '00
Didmflro(m ..•..)
Figura 3 - Velocidades críticas em função dos diâmetros c das relações YíD.
• segurança na operação: considerou-se que com essa relação Y/D não ocorre-
ria o fenômeno chamado "slug flow", ou seja, as irregularidades oscilantes
da superfície livre não atingiriam a geratriz superior do tubo, o que poderia
ocasionar permutações aleatórias entre escoamento livre ou forçado. Esse
fenômeno deve ser sempre evitado, uma vez que, pode até destruir a tubula-
ção.
• a norma NBR 9649 da ABNT de 1986 fixa para a lâmina máxima da água
sem mistura o valor de Y/0 = 0,75.
A capacidade de transporte da tubulação e a velocidade média da mistura foram
determinadas da seguinte forma:
- Pelas constatações experimentais de Volkart tem-se:
, .
1
C= 1-
0,02(B - 6,0)1,5 + 1' (7)
V
B=---->60
JgRl1 - ,
INEXO 111 5 17
----------------------------~~.
A -A I
fl=-I-=21n(--)
A l-C
(8)
onde: A = área da seção transversal para água pura
. [8rr-l-3.J3) 2
A,= área da mistura para Y! O = 0,75 = -~ O
- Conhecendo-se A, e C, calcula-se A através da seguinte expressão:
AI
A=
2fn( -~--)-I-I
d-C
(9)
- Pela figura 1 tem-se:
jm =sen ó= 8~
180 0-
(10)
Conhecendo-se A, através de tentativas determina-se <j>.
- O raio hidráulico é calculado através da seguinte expressão:
O sen ó
RH=-(I--,-~)
4.~'-
180
(11)
Da equação (7) calcula-se Y, sendo conhecido C e RH:
Y = {[ C ]2/3 -I-6,O}JgR;;0,02(I-C)
( 12)
Utilizando a equação de Chézy determina-se a declividade (I) da tubulação
através da seguinte expressão:
(13)1= tga
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518 COLETA E TRANSPORTE IJE ESGOTO SANITÁRIO _____ ---'-A,Nr~:..,111 519
- A capacidade de transporte da tubulação foi determinada utilizando a equa-
ção da continuidade (Q = VA) e, a velocidade média da mistura através da
equação (4.51), do capítulo 4, item 4.5.
• ocorrendo arraste de ar a capacidade de transporte da tubulação não sofre
aumentos significativos com o aumento da declividade;
• a capacidad~ máxima da tubulação ocorre para declividade de aproximada-
mente 0,5 m/rn, havendo um leve declineo para declividades maiores.
A figura 4 mostra a capacidade de transporte da tubulação em função da
declividade, para o escoamento aerado e não aerado. Por essa figura pode-se con-
cluir que:
A figura 5 mostra uma relação entre velocidade, dec1ividade e diâmetro da
tubulação. considerando Y/0 = 0,75. Pela figura pode-se concluir que:
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"' ...•
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• havendo a mistura água-ar a velocidade na tubulação sofre uma sensível
diminuição;
• para diâmetros acima de 250 mm a velocidade média da mistura pode supe-
rar os 10 m/s.
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0500
0450
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o
Li
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Ir. 10 10
DECLlVIDAOE (' o '1:/mJ
Figuru 5 - Velocidade em função da dcclividade, para o escoamento acrado c não acrado.
00
10 10
OECLlVIDADE (10 n~m)
LEc;ENDA 2.2 Aumento na árca da seção transversal devido a mistura água-ar
AGUA PURA
MISTURA ÁGUA ~ AR
INICIO DO ARRASTE DE AR . _ AI -A _
A figura 6 apresenta a vanaçao, Ó. = --t- ,em porcentagem, em funçao do
ânuu 10 de incl inação da tubulação, em graus, para diâmetros variando de 100 a 500
mm, Os gráficos foram traçados considerando: AI - área da mistura para YID =
0,75: i - área da seção transversal para água pura.
CÁLCULOEFETUADOPARA Y/O" 0.75
Figlll'a 4 - Capacidade de transporte da tubulação em função da dcclividadc, para o escoamento
acrado c não acrado,

520 COLE'li E TR/I'SPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
Pelo que se observa na figura 6 pode-se concluir que:
• para ângulos menores que 10° o acréscimo de área devido a mistura água-ar
não é significativo para diâmetros variando de 100 a 300 111m;para diâmetros
entre 300 a 500 mrn o aumento é inferior a 10%;
• para ângulos entre 10 a 15°, o acréscimo é menor que 10% para diâmetros
de 100 a 200 mm;
• com o aumento no angulo de inclinação da tubulação haverá um aumento
significativo na área da seção transversal.
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~o20 30
Flgura 6 - Variação de área na seção transversal crn Iunçâo do angulo de inclinação da tubulação,
É importante observar que, quando há uma diminuição de declividade e o esco-
amento passa a não ser aerado, as bolhas de ar aprisionadas no seio líquido são
liberadas para a atmosfera, portanto, tem-se a passagem da mistura água-ar para
água pura. No caso de transições bruscas é imprescindível a utilização de tubos de
ventilação. Observamos que, para o dimensionamento do trecho não aerado, não
deve ser considerado o aumento de área devido a mistura, porém, é importante que
seja feito um estudo minucioso para o ponto de transição.
ANexo 111 521
2.3. Exemplos de cálculo:
• Exemplo I
- Dados: Vazão: O = 60,0 eis;
Oeclividade da tubulação: 1= 0,3 m/m.
- Pede-se: Calcular o diâmetro.
- Solução: Com a vazão (O) e a declividade da tubulação (I), pela figura 4,
resulta o diâmetro de 150 111111.
• Exemplo 2
- Dados: Diâmetro: 0= 200 mm;
Declividade: [= 0,4 mim.
- Pede-se: Vazão a ser transportada pela tubulação,
- Solução: Pela figura { com a declividadee o diâmetro resulta a vazão de ,
, 142,0 eis para a condição de Y/D = 0,75.
• Exemplo 3
- Dados: Diâmetro: 0= 200 111m;
Ângulo de inclinação da tubulação: a=500;
Capacidade do tubo: meia seção, sem arraste elear.
- Pede-se: Calcular Y/0 da mistura.
- Solução: • Cálculo da velocidade para água pura (meia seção).
V = ~ R 2IJ .Jsen a = _1_(0'20 1
W
.Jsen 50~ = 9,14 m/s
n 11 0,013 4)
• Vazão a meia seção
Q=VA=9,14x 15,71 x 10"=0,1436m>/5= 143,6f1s
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C= 1- 1_
0,02(8 - 6,0).) + I
• manilha cerâmica, PVC: 5,0 m/s
• concreto: 4,0 m/s
• ferro fundido: 6,0 m/s
• fibrocimento: 3,0 m/s
• Concentração de ar:
V 9,14
B = r:;:;- == -~' ~ = 13,05
.."gRH 0,2
9.?ij x---
. , 4
o fator lirnitante da velocidade máxima é a prevenção da erosão por abrasão
das paredes internas da tubulação e portanto, o valor limite de velocidade é função
do material da tubulação e das características do material sólido transportado pelo
esgoto e, em especial. as partículas de areia.
As concentrações de sólidos sedimcntáveis em esgoto sanitário apresentado por
lmhoff em cidades européias é de 20 mg/ P e para a cidade de New York, Estados
Unidos, 30 mg/r. portanto, 0,02 a 0,03 g/t. Os dados apresentados significam que
as concentrações de partículas sólidas abrasivas são muito pequenas. Como a ero-
são é ocasionado pela abrasão, ou seja, com o contato de partículas sólidas com a
parede da tubulação, isto acontece quando esse material é transportado por
carrearnento de fundo,
Lysne ('I al. (1975), pesquisaram a erosão em coletores de esgoto utilizando
tubos de I'VC e concreto, com concentração média de areia variando de 0.8 a 1,0%
e velocidades ele 2,5 m/s,4;5 m/s e 5,5 m/s, e chegaram aconclusão que, a erosão
diminui com o aumento da velocidade, independentemente do material da tubula-
ção. Isto se deve ao fato de que, o aumento da turbulência devido o aumento da
velocidade, tende a reduzir o contato entre a superfície do tubo e o material erosivo.
lnvestigaçôcs realizadas em campo por Garcia et al. ( 1983), ern tubulações de
concreto transportando águas pluviais e em algumas delas. com lançamento contí-
nuo de águas residuárias indevidas, obtiveram os seguintes resultados:
Substituindo, tem-se: C=0,27
• Cálculo do acréscimo da lâmina líquida devido ao arrastamento
de ar
AI --A . 1
!1 = -- = 2(n(--)
A l-C
AI = 25,69 X 10,3 m2
• Através da expressão:
~rr 8A .
-- - sen <l> - - = °calcula-se <l> por tentativas,
180 01
Então: 4> = 243,25°
• Portanto, tem-se: YiO ~-,0,77
/
).
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.~~:
)
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)
i·
)

)
)
)
J
- Conclusão: limitar a altura da lâmina d'água em 50'% do diâmetro do coletar
(meia seção), considerando a água pura, não é necessariamente uma condi-
ção segura de operação, pois neste caso, a relação Y!O da mistura é maior
que 0,75 .
• no coletar Cianorte, transportando águas pluviais e despejo de laticínio, fun-
cionando há mais de 14 anos, com velocidade de escoamento entre 7,0 a 8,0
m/s apresentou uma erosão praticamente insignificante;
• o mesmo ocorreu para o coletor Paranavai, cuja velocidade situa-se em
torno de 12,0 m/s;
o também, os coletores de Nova Esperança. que funcionam sob pressão há
mais de 20 anos, não apresentaram efeitos signi Iicativos de erosão. por abrasão;
• em nenhum coletar foi constatada a ruptura dos tubos e' a falência das obras.
2.4. Considerações sobre as velocidades máximas em tubulações de esgoto
A Norma NBR 9649 da ABNT, recomenda para velocidade máxima tubula-
ções de esgoto o valor de 5 m/s. Para Metcalf e Eddy (19X I). a velocidade máxima
deverá situar-se entre 2,5 a 3,0 rn/s e para WPCF (1970) o limite máximo deverá
ser de 3,0 m/s,
Tradicionalmente são recomendados os seguintes valores de velocidades máxi-
mas:
Tendo em vista as pesquisas citadas e também devido ao fato de que em coleto-
res de esgoto. o transporte de material abrasivo é insigni ficante em relação á galeria
de águas pluviais, sugere-se para o limite máximo de velocidade o valor de 7 m/s
para o dimensionamento das tubulações de esgoto. Valores superiores aos 7 mls
necessitam de uma pesquisa mais detalhada no que se refere à abrasão. ao mecanis-
mo de entrada de ar e também na possibilidade de ocorrência da cavitação devido

524 COLETA E TR.'I'SPORTE DE ESGOTO SANITARIO
às irregularidade na superfície do conduto, e em especial, nas juntas das tubula-
ções.
Importante ressaltar que. quando a tubulação é projetada para grandes veloci-
dades são necessários que sejam utilizados tubos resistentes, com número reduzido
de juntas eque as tubulações sejam devidamente assentadas e ancoradas. Outro
aspecto de fundamental importância é o estudo adequado das transições, principal-
mente nas transições bruscas, tal como, a passagem do escoamento aerado para
não aerado.
Para o projeto dos coletores de esgoto com grande declividade, o aumento do
limite da velocidade máxima resulta em redução do investimento, com a diminuição
do diâmetro dos coletores, do número de poços de visita, dos degraus, dos tubos de
queda e dos dissipadores de energia.
Re(erências bibl iográficas são apresentadas no capítulo 4.
ANEXO IV
PROGRAMA PARA DIMENSIONAMENTO DA REDE
COLETORA DE ESGOTO EM VISUAL BASIC
Eng." Paulo Sérgio Simões de Souza
O cálculo de redes de esgotos é um processo algumas vezes demorado e traba-
lhoso, visando auxilia-lo nessa atividade, será mostrado, a seguir, um roteiro para a
montagem do programa em linguagem Visual Basic para executar essa tarefa. A
figura I mostra um esquema da tela de apresentação do programa, sendo detalhado
em seguida as rotinas de programação.
t
!
IIF olm1 ~EI II
Ver;ão1.°1Programa para cálculo de Rede de Eggotog
Trecho Comp. Taxa de Contr, Vazão Vazão Diêrn. Decliv. Cola Cola PIO!. lâmina P,O!. Vi Tens. Vc.
(m) contr.lin. lrecho Mont. Jus. (mm) (mIm) Terreno Coletor ColeI. Líquida Sing. (m/s) TraI. (m/s)
(1/s km) (l/s) (1/s) (l/s) (m) (m) (m) ll'/D) ius.
~
(Pa)
Inicial Inicial Inicial Inicial Mont. Mont. Mont. Inicial (m)
Final Final Final Final Jus. Jus. Jus. Final (m/s)
I--
n de Manning· ) 10.0131 Tranderirdàilos 'pl fistál -G'iãTar .Ixl I .limpá. Pla"ilha I Fihãlizar Programa I
Figura 1 - Tela de apresentação do Programa para cálculo de Rede de Esgotos
Apresenta-se a seguir uma lista com os nomes e as propriedades de cada ele-
mento empregado para a confecção do programa, a figura 2 ilustra esses elementos
graficamente para melhor visualização.
j--
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)
)
)

-,
Y: j~-
,I
526 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO ANEXOIV 527
Nome Tipo
Texto Largura Altura (continuação)
j
)~
(CaptionIText) (width) (height) Texto Largura Altura
Nome Tipo
Labell Label Programa para cálculo 495 9255 (CaptionIText) (width) (height)
) 1 de Rede de Esgotos V 1.0 Cter_inicial (17) Textbox 735 285
;, Labe12 Label Trecho 615 1110 Cter_final (18) Textbox 735 285/:;1
),.] Labe13 Label Comp. (m) 495 1110 Ccoljnicial (19) Textbox 615 285
Label4 Label Taxa de contr. lin. (l/s km) 735 630 Ccol_final (20) Textbox 615 285, .
Label5 Label Contr, trecho (l/s) 615 630 Pcoljnicial (21) Textbox 495 285/.
Label6 Label Vazão Mont. (1/s) 615 630 Pcol, final (22) Textbox 495 285
Label7 Label Vazão Jus. (l/s) 615 630 Lamjnicial (23) Textbox 615 285
Label8 Label Diâm.(mm) 615 1110 Lam_final (24) Textbox 615 285
Label9 Label Dec1iv. (mim) 735 1110 Psingular (25) Textbox 495 570
LabellO Label Cota Terreno (m) 735 630 Vinicial (26) Textbox 495 285
Labell1 Label Cota Coletor (m) 615 630 Vfinal(27) Textbox 495 285
Labell2 Label Prof. Colet. (m) 495 630 Tensao (28) Textbox 495 570
Labell3 Label Lâmina Líquida (Y/D) 615 630 Vcritica(29) Textbox 495 570
Labe114 Label Prof. Sing. jus. (m) 495 1110 nmanning Textbox 615 285
Labell5 Label Vi (mls) 495 630 command 1(1) Command Transferir dados pl lista 2175 .255
),-
Labell6 Label Vf(mls) 495 630 Button
Labell7 . Label Tens. Trat. (Pa) 495 1110 commandã (2) Command Gravartxt 1095 255
) Labe118 Label VC. (m/s) 495 1110 Button
): Label19 a22 Label Inicial 735,615 255 command3 (3) Command Limpar Planilha 1575 255
Label23 a26 Label Final 735,615 255 Button
) Label27 a29 Label Mont. 735,615,495 255 command4 (4) Command Finalizar Programa 1695 255
Labe130 a 32 Label Jus. 735,615,495 255 Button
)
Labe133 Label Inicial 615 255 Listl ListBox 9255 1980
., Labe134 Label Final 615 255 Forro Forro 9615 5580
Labe135 Label n de Manning-> 255 1575
Trecho (5) Textbox 615 570 (*) Para esse textbox deve-se atribuir a condição "false" para a propriedade enabled, uma vez que não
)
Extensao (6) Textbox é possível, facilmente, programa-lá para realizar a alteração automatica em "cota do coletor"
495 570
Taxajnicial (7) Textbox 735 285
quando alguma alteração em seu valor é promovida.
) Taxa_final (8) Textbox 735 285
Contr jnicial (9) Textbox 615 285
) Contr_final (10) Textbox 615 285
) Vzmontjnicial (11) Textbox 615 285
-j
Vzmont_final (12) Textbox 615 285
Vzjus_inicial (13) Textbox 615 285
Vzjus_final (14) Textbox 615 285
Diametro (15) Textbox 615 570
Dec1ividade(16) * Textbox 735 570

ãi.o
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o
CQ)
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<1)
"O
<1)
"O
ee
E<1)
'"O"
W,
N
.~
~
!r .
Mostra-se a seguir a programação das rotinas dos elementos:
ANEXO IV 529
Definição das constantes utilizadas no sistema (general)
DIM AUXILIAR AS DOUBLE
CONST CYMAX = .85
CONST EPSON = .00001
CONST PI = 3.141592
DIMNUM-TRECHOS AS INTEGER
(1) comando "Transferir dados p/lista"
Sub Command2 _Click O
num trechos = num trechos + 1- -
listl.FontName = "Courier New"
listl.FontBold = False
'inicio da linha dos valores de inicio de plano
aux_texto = ,m
auxtexto? = trecho.Text
If Len(aux _texto2) < 5 Then
aux_texto2 = aux_texto2 + String(5 - Len(aux_texto2), " ")
EndIf
aux texto = aux_texto +aux_texto2 +""
aux texto2 = extensao.Text
IfLen(aux_texto2) < 4 Then
Endlf
aux_texto = aux_texto + aux_texto2 +""
aux_texto2 = taxa_inicial.Text
If Len(aux_texto2) < 4 Then
EndIf
aux_texto2 = contrjnicial.Text
aux_texto2 '" aux_texto2 + String(5 - Len(aux_texto2), " ")
EndIf
aux texto = aux texto + aux texto2 + " "- - -
.,
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),
)
).
)
';
;t
53 O COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO
aux_texto2 = vzrnont jnicial.Text
EndIf
aux_texto2 = vzjus_iniciaLText
EndIf
aux_texto2 = diametro.Text
aux_texto2 = aux_texto2 + String(4 - Len(aux_texto2), "")
EndIf
aux_texto2 = declividade.Text
End If .
aux_texto2 = cter_iniciaLText
EndIf
aux_texto2 = ccol jnicial.Text
EndIf
aux_texto2 = pcol jnicial.Text
aux_texto2 = aux_texto2 + String(4 - Len(aux texto2) "")
EndIf - ,
aux_texto2 = lam_iniciaLText
-~
ANEXO IV 531
EndIf
aux_texto = aux_texto + aux texto2 +""
aux_texto2 = psingular.Text
EndIf
aux_texto2 = viniciaLText
EndIf
aux texto2 = tensao.Text
Erid If
auxjexto = aux_texto +aux_texto2 +""
list l.Addltern aux texto
, fim da linha dos valores de inicio de plano
, inicio da linha dos valores de final de plano
aux texto = String(ll, "")
aux texto2 = taxa finaLText- -
EndIf
aux texto = aux texto + aux texto2 + " "- - - '
aux texto2 = contr finaLText- -
aux_texto2 = aux_texto2 +String(5 " Len(aux_texto2), " ")
EndIf
aux_texto = aux_texto + aux jextoz +" "
I
aux texto2 = vzmont finaLText- -
If aux texto2 = "" Then
aux_texto2 = String(5, "")
EndIf

-
EndIf
auxjexto = aux_texto +aux_texto2 +""
aux_texto2 = vzjus_final.Text
EndIf
auxjexto = aux_texto + aux_texto2 +""
aux_texto = aux_texto + String(ll, "")
aux_texto2 = cter_final.Text
EndIf
aux_texto2 = ccol_final.Text
aUx_texto2 = aux_texto2 + String(6 - Len(aux_texto2), " ")
EndIf
aux_texto2 = pcol_final.Text
EndIf
aux_texto2 = lam_final.Text
EndIf
aux_texto = aux_texto +aux_texto2 +""
aux_texto = aux_texto + String(S, " ")
aux_texto2 = vfinal.Text
End If •
aux_texto = aux_texto +aux_texto2 +""
aux_texto2 = vcritica.Text
t
I
I
II
li
')
ANEXO IV 533
EndIf
aux_texto = aux_texto + "Vc" + aux_texto2
listl.AddItem aux_texto
, fim da linha dos valores de final de plano
aux_texto = String(87, H_")
listl.AddItem aux_texto
vzmont inicial.Text = vzjus_inicial.Text
vzmontfinal.Text = vzjus_final.Text
cter inicial.Text = cter_final.Text
pcoljinicial.Text = pcol_final.Text
trecho.Text = ""
extensao.Text = ""
contr_inicial.Text = ""
contr _final. Text = ""
vzjus_inicial.Text = ,m
vzjus _finaL Text = ""
declividade.Text = ""
cter_final.Text = ""
ccol_final.Text = ""
pcol_final.Text = H"
Iam inicial.Text = H"
lam_final.Text = ""
psingular. Text = ""
vinicial. Text = ""
vfinal.Text = ""
tensao.Text = ""
vcritica.Text = ""
EndSub
(2) comando "Gravar .txt" (grava em disco a lista
Sub Command4_CliekO
. d - 111")MsgBox ("Coloque um disquete na unidade <A> e aguar e a gravaçao ...
Open "a.rede.txt" For Output As #1
Print #1, "Trec. Ext. Taxa Contr Qmont Qjus. Diam. Decl. Cter. Ccol.
)-
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)
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I.,
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)
)
I )
Peol )
()

),
)
I"~/"
) :,
)

./.
)
)
)
)
)
)
534 COLETA E TRANSPORTE DE ESGOTO SANITÁRIO ANEXO IV 535
Lam Psin V TTr"
Print #1, "n° (m) C.Li Trec. (1Is) (1Is) (mm) (mim) (m) (m) (m) Y/D (m)
mls Pa"
Print #1, " inic inic inic inic mont mont mont ini ini ---"
Print #1, " fim fim fim fim jus jus jus fim fim Vc"
Print # 1, "----------------------------------------------- _
For n = 1 To num trechos * 3
list 1.Listlndex = n - 1
aux texto = list 1.Text
Print # 1, aux_texto
Nextn
Close#1
End Sub
vinicial. Text = ""
vfinal. Text = ""
tensao.Text = ""
vcritica.Text = ,'"
End Sub
(4) comando "Finalizar Programa"
Sub Command3 _Click O
End
EndSub
(3) comando "Limpar Planilha" (5) não há nenhuma programação para esse elemento
Sub Commandl_ClickO
trecho.Text = ""
extensao. Text = ""
taxa inicial. Text = ""
taxa final.Text = ,'"
contr inicial. Text = ""
contr final. Text = ""
vzmont inicial. Text = ""
vzmont final.Text = ""
vzjus jnicial. Text = ""
vzjus _final. Text = ""
diametro.Text = ,,,,
declividade.Text = ""
cter inicial.Text = ""
cter_final. Text = ""
. ccol_inicial. Text = ""
ccol final.Text = "" .
pcoljnicial.Text =''''
pcol_ final. Text = ""
lamjnicial. Text = ""
Iam_final. Text = ""
psingular. Text = ""
(6) textBox para extensão
Sub extensao _Change O .
auxiliar = Int(Val( extensao.Text) * Val(taxajniciaLText) * 100) / 100
auxiliar = lnt(-(auxiliar / 1000) * 100) /100
aux_texto = Str$(-auxiliar)
aux_texto = Right$(aux_texto, Lentaux texto) -1)
contrjnicial.Text = aux_texto
auxiliar = Int(Val( extensao.Text) * Val(taxa_final.Text) * 100) /100
auxiliar = lnt( (auxiliar / 1000) * 100) / 100
aux_texto = Str$(auxiliar)
aux_texto = Right$( aux_texto, Len( aux_texto) - 1)
contr_final. Text = aux_texto
lf extensao.Text <> "" Then
auxiliar = lnt( -(Valecterjnicial.Text) - Valecter_finaI.Text» / (Val(extensao.Text)
* 10000) / 10000
declividade. Text = Str$(-auxiliar)
Endlf
End Sub

-
(7) textBox para taxa de contrib. linear inicial
Sub taxa_inicial_ Change O
auxiliar = lrit(Val(extensao, Tex.t)* Vai(taxa_inicial. Text) * 100) 1100
auxiliar = Int«auxiliar 1 1000) * 100) 1 100
aux_texto = StrS(auxiliar)
aux_ texto = Right$( aux_texto, Len( aux_texto) - 1)
contr_inicial. Text = aux_texto
End Sub
(8) textBox para taxa de contrib.linear final
Sub taxa_finat Change O
auxiliar = Int(Val(extensao. Text) * Val(taxa_final.Text) * 100) 1100
auxiliar = Int«auxiliarl 1000) * 100)/100
aux_texto = StrS(auxiliar)
aux texto = RightS(aux _texto, Len(aux texto) - J)
contr_final. Text = auxjexto -
End Sub
(9) textBox para contrib. trecho inicial
Sub Contrjnicial_ Change O
auxiliar = Val(vzmont_ inicial.Text) + Val(contr_inicial. Text)
aux_texto = Right$(aux_texto, Len(aux_texto) _ I)
vzjus_inicial. Text = aux_texto
End Sub
(10) textBox para contrib. trecho final
Sub Contr _final_Change O
auxiliar = Val(vzmont_ final.Text) + VaI(contr_ final.Text)
ANEXO IV 537
aux texto = Str$(auxiliar)
auxtexto= Right$(aux_texto, Len(aux_texto) -1)
vzjus _final. Text = aux_texto
End Sub
(11) textBox para vazão montante inicial
Sub Vzmontjnicial_ Change O
auxiliar = Int(-(Val(vzmontjniciaI.Text) +Valfcontr jnicial.Text) * 100) 1 100
aux texto = Str$(-auxiliar)
aux.,texto = Right$( aux_texto, Len(aux.,texto) - 1)
vzjus jnicial. Text = aux_texto
End Sub
(12) textBox para vazão montante final
Sub Vzrnontfinal , Change O
auxiliar = Int(-(Val(vzmont_finaL Text) +Valfcontrfinal.Text) * 100) 1 100
aux texto = Str$(-auxiliar)
aux=texto = Right$(aux_texto, Len(aux_texto) - 1)
vzjus _final. Text = aux_texto
End Sub
(13) textBox para vazão jusante inicial! (14) textBox para vazão jusante
final
Sub Vzjus_final_ Change O - para (14)
Sub Vzjusjnicial , Change O
IfVal(declividade.Text) > OAnd Val(declividade.Text) < 1And Val(diametro.Text)
<> OAnd Val(vzjus_iniciaI.Text) <> OThen
i = Valedeclividade. Text)
q = Val(vzjusjniciaI.Text)
d = Val(diametro. Text)
)
)
)
)
)
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)
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i;.
) ...
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
.)
)
)
)
)
.J
ANExoIV 539
n = Val(nmanning.Text) a2 = 2 * pi
epi = aI - a2
If q < 1.5 Then
q = 1.5
End If
Do While Abs( epi) > epson
d = d /1000
q = q /1000
ab = (al + a2) / 2
ac=ab
If al < (Pi) Then
areaI = (aI - Sinía l) * d / 2 / 8
rhI = areaI / (aI * d/ 2)
EIse
aI = 2 * pi - ai
areaI = (pi * d/ 2) /4- «aI - Sinfal ) * d / 2 / 8)
rhI = areaI / «Pi * d) - aI * d/ 2)
EndIf
'cálculo de arnax
xaux = 1 - (2 * cyrnax)
acos I = -Atn( xaux / (Sqr( -xaux * xaux + I))) + pi / 2
arnax = 2 * acosI
a=arnax
aI = .0001
a2=arnax If ab < (Pi) Then
area2 = (ab - Sinfab) * d / 2 / 8
rh2 = area2 / (ab * d/ 2)
EIse
ab = 2 * pi - ab
area2 = (pi * d / 2) / 4 - «ab - Sin/ab) * d / 2/8)
rh2 = area2 / «Pi * d) - ab * d/ 2)
EndIf
If al < (pi) Then
areal = (al - Sin(aI» * d / 2/8
rhl = areal / (a l * d/ 2)
EIse
a l = 2 * pi - a l
areal = (pi * d / 2) /4 - «aI - Sinfa l) * d / 2 / 8)
rhl = areal / «Pi * d) - al * d/ 2)
EndIf
If a2 < (Pi) Then
area2 = (a2 - Sin(a2» * d / 2 / 8
rh2 = area2 / (a2 * d/ 2)
EIse
a2 = 2 * pi - a2
area2 = (pi * d / 2) / 4 - «a2 - Sin(a2» * d / 2/8)
rh2 = area2 / «Pi * d) - a2 * d / 2)
EndIf .
frnax = q - I / n * areaI * rhI / (2 / 3) * Sqr(i)
frnin= q - 1 /n * area2 * rh2 / (2/ 3) * Sqr(i)
fa = q - 1 / n * areaI * rhI / (2 / 3) * Sqr(i)
fab = q - I / n * area2 * rh2 / (2 / 3) * Sqr(i)
aI = ac
EIse
a2 =ac
End If
epi = (aI - a2)
Loop
sinal = Sgn(frnax) larnina = (1 - Cos(ac / 2» / 2
larnina = Int( -lamina * 100) / 100
aux_texto = Str$( -lamina)
If -larnina < .85 Then
a l = .0001

Iam jniciaI. Text = Right$( aux _texto, Len( aux _texto) - I)
Else
MsgBox ("O tubo trabalhará como conduto forçado, mudar diâmetro e
refazer o cálculo !!!")
Endlf
tensao = rh2 * 100000# * i I 10
tensao = Int(tensao * 100) I 100
aux_texto = Str$(tensao)
tensao. Text = Right$( aux _texto, Len( aux _texto) - I)
auxiliar = Int( q I area2 * 100) I 100
aux _texto = Right$( aux_ texto, Len( aux _texto) - I)
viniciaI. Text = aux _texto
Endlf
IfVal( decIividade.Text) > OAnd Vale decIividade.Text) O And Val(vzjus_finaI.Text) <> O Then
i = Val( decIividade. Text)
q = Val(vzjus _final. Text)
d = Valediametro. Text)
n = Val(nrnanning.Text)
If q < 1.5 Then
q = l.5
Endlf
d = di 1000
q = ql 1000
'cálculo de amax
xaux = I-(2 * cymax)
acos l = -Atn(xaux I (Sqr(-xaux * xaux + I») + pi 12
amax = 2 * acos l
a=amax
aI = .0001
a2=amax
If a I < (pi) Then
ANEXO IV 541
area l = (ai - Siníal) * d ? 2 I 8
rh I = are a II (a I * d I 2)
Else
al=2*pi-al .'
. area l = (Pi * d? 2) I 4 - «ai - Sirual ) * d" 2 I 8)
rhl= areal / «Pi * d) - aI * d/ 2)
EndIf
If a2 < (pi) Then
area2 = (a2 - Sin(a2» * d" 2 I 8
rh2 = area2 / (a2 * d/ 2)
Else
a2 = 2 * pi - a2
area2 = (pi * d ? 2) I 4 - «a2 - Sin(a2» * d " 2 I 8)
I'h2 = area2 / «Pi * d) - a2 * d /2)
End If
fmax = q - I I n * area l * rh I " (2 I 3) * Sqr(i)
fmin = q - I / n * area2 * rh2 " (2 I 3) * Sqr(i) .
sinal = Sgn(fmax)
ai = .0001
a2 = 2 * pi
epi = ai - a2
Do While Abs( epi) > epson
ab=(al +a2)/2
ac = ab
If a I < (Pi) Then
areal = (ai - Sin(al)) * d ? 2 / 8
rhl = areal I (ai * d/ 2)
EIse
ai = 2 * pi - a l
areal = (pi * d" 2) 14- «aI - Sirual j) * d " 2 I 8)
rh l = areal I «Pi * d) - aI * di 2)
EndIf
If ab < (pi) Then
area2 = (ab - Sintabj) * d ? 2 I 8
-;
)
)
)
)
)
)
)
)
r
)
)
)
"
)
/
)
)
./
)
.J
)
./
·1
~
)
)
)
.,
/
)
,
-'

')
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
rh2 = area2 / (ab * d/ 2)
Else
ab = 2 * pi - ab
area2 = (pi * d 1 2) /4- ((ab - Sintab) * d 1 2 / 8)
rh2 = area2 / ((Pi * d) - ab * d/ 2)
(15) textBox para diâmetro
fa = q - 1 / n * areal * rhl 1 (2/3) * Sqr(i)
fab = q - 1/ n * area2 * rh2 1 (2 / 3) * Sqr(i)
Sub diametro _Change O
declividade. text=""
If extensao.Text <> "" Then
auxiliar = Int( (Val(cter jnicial. Text) - Valecter _final. Text) / (Val(extensao. Text)
* 10000) / 10000
declividade.Text = Str$(auxiliar)
End If
End If
End Sub
) al = ac
) Else
a2 = ac
) End If
./ epi = (a l - a2)
(16) textBox para declividade
Igual ao (13) textbox para vazão jusante inicial - muda apenas o nome: Sub
Declividade _Change O
) Loop
)
Sub Declividade _Click O
) lamina = (1 - Cos(ac / 2» /2
) lamina = Int(-lamina * 100) / 100
aux texto = Str$(-lamina)
) If -larnina < .85 Then
lamfinal.Text = Right$(aux_texto, Len(aux_texto) - 1)
Else
MsgBox ("O tubo trabalhará como conduto forçado, mudar diâmetro e refa-
zer o cálculo! !l")
End If
MsgBox ("Haverá necessidade de correção manual na cota do coletor a jusante e
profundidade da rede, uma vez que não houve possibilidade de se fazer essa pro-
gramação, caso contrário haverá erro de apresentação na planilha !l!")
end sub
)
)
)
) veloc = 6 * Sqr(9.81 * rh2)
) veloc = Int(veloc * 100) /100
) aux_texto == Str$(veloc)
vcritica.Text = Right$(aux_texto, Len(aux_texto) - 1)
) auxiliar = Int( q / area2 * 100) / 100
) aux_texto = Str$(auxiliar)
) aux_texto = Right$(aux_texto, Len(aux_texto) - 1)
vfinal.Text = aux_texto
) End If
) EndSub
(17) textBox para cota do terreno a montante
Sub cterjniciat Change O
auxiliar = Valecter_inicial. Text) - Valtpcol jnicial. Text)
auxtexto = Str$(auxiliar)
aux_texto = Right$(aux_texto, Len(aux_texto) - 1)
ccoljnicial = aux_texto
If extensao. Text <> '''' Then
auxiliar = Int( -(Valecter _inicial. Text) - ValecterJmal. Text) / (Val(extensao. Text)
* 10000) / 10000
aux_texto = Str$( -auxiliar)
aux_texto = Right$( aux_texto, Len( aux_texto) - 1)
..J __ 1: __: _1 1 '"T'"
)

End If psingular.Text = aux_texto
Else
auxiliar = Val(pcoUinal. Text)
aux_texto = Right$( aux_texto, Len(aux _texto) - 1)
psingular, Text = aux_texto
End If
End Sub
(18) textBox para cota do terreno a jusante
Subcter_final_ Change O
End Subauxiliar = Valeeter_final. Text) - Val(pcol_ final.Text)
aux_texto = Right$( aux_ texto, Len( aux_texto) - 1)
eco1 final.Text = aux texto
(22) textBox para Profundidade do Coletor a jusante
Ifextensao.Text <> "" Then
auxiliar = Int(-(Valecterjnicial.Text) - Valecter_final.Text) / (Val(extensao.Text)
* 10000) / 10000
aux_texto = Str$( -auxiliar)
aux_texto = Right$( aux_texto, Len( aux_texto) -1)
declividade. Text =aux texto
Endlf
auxiliar = Valecter_final. Text) - Val(pcol_ final.Text)
ecoI final. Text = aux texto- -
If Valtpcol jnicial.Text) >Valtpcólfinal.Text) Then
auxiliar = Val(pcoljnieial.Text)
aux_texto = Right$(aux_texto, Len(aux_texto) -1)
psingular. Text = aux_texto
Else
auxiliar = Val(peol_final.Text)
psingular. Text =aux_texto
End If
End Sub
(19) não há nenhuma programação para esse elemento
(21) textBox para Profundidade do Coleto r a montante
Sub pcoljnicial , Change O
EndSub
auxiliar = Valecterjnieial.Text) - Val(pcoljnieial.Text)
ecol inicial = aux texto- -
l
IfVal(pcoljnicial. Text) > Val(pcol_ final.Text) Then
auxiliar = Val(pcoljniciaI.Text)
aux_texto = Str$(auxi liar)
aux_texto = Right$(aux _texto, Len(aux _texto) - 1)
T
)
)
.(
)
)
)
)
)
)
)
)
)

)
)
)
)
-,
)
)
)
)
)
)
)
)
)

)
)
)
)~C~O~L~E~T~A~E~T~RA~N~S~PO~R~T~E~D~E~E~S~G~O~T~O~S~AN~I~T~Á~R~IO~__ ~ _
) não há nenhuma programação para esse elemento
)
não há nenhuma programação para esse elemento
)
)
)l1ostramos abaixo um exemplo do resultado (arquivo rede.txt) do sistema.
) Ext. Taxa Contr QmontQju5. Diam. Deel. Cter. Ceol. Peo1 Larn Psi.n V TTr
)
(m) C.Li Trec. (1/5) (1/5) (mm) (mim) (m) (m) (m) Y/D (m) m/5 Pa
inic inic inic inic rnont mont rnont ini 1.n1. -
) -------~~--=~---~~~--~:~--------------~~~--_:~~---~~~--~:~-------_!!~---~~----J 89 1.64 .15 .15 150 .0456 502.05500.851.2 .15 1.2 .93 6.21
3.34 .3.3 498 496.81.2 .15 .93 Vc2.2
) ----------------------------------------------------------------------,.-----.----
38 1.64 .06 .15 .21 150 .OE03498. 496.8 1.2 .14 1.2 1.03 7.71
) 3.34 .13 .3 .43 495.71 494.51 1.2 .14 1.03 Vc2.13
) 96 1.64 .16 .21 .37 150 .0479 495.71494.511.2 .15 1.2 .95 6.45
3.34 .32 .43 .75 491.12 489.92 1.20 .15 .95 Vc2.19
)--------------------------------------------------------------------------------
) is dados de entrada são facilmente identificados:
)
) recho: 1-1
.xtensão: 89 m
) 'axa de Contribuição Linear inicial (início de plano): 1.64 R1s*km
) axa de Contribuição Linear final (fim de plano): 3.34 R1s*km
) iiâmetro: 150 mm
):ota do Terreno a montante: 502.05 m
.ota do Terreno a jusante: 498.00 m
) ieclividade: 0.0456 mim
) rof. do Coletor a montante: 1.20 m
. )rof. do Coletor a jusante: 1.20 m
) 'recho: 1-2
) .xtensão: 38 m
~ axa de Contribuição Linear inicial (início de plano): 1.64 R1s*km
axa de Contribuição Linear final (fim de plano): 3.34 f./s*km
) riâmetro: 150 mm
.J
ANEXOIV
Cota do Terreno ajusante: 495.71 m
Declividade: 0.0603 mim
Prof. do Coletar a montante: 1.20 m
Prof. do Coletor a jusante: 1.20 m
Trecho: 1-3
Extensão: 96 m
Taxa de Contribuição Linear inicial (início de plano): 1.64 f./s*km
Taxa de Contribuição Linear final (fim de plano): 3.34 f.ls*km
Diâmetro: 150 mm
Cota do Terreno a montante: 495.71 m
Cota do Terreno ajusante: 491.12 m
Declividade: 0.0479 mim
Prof. do Coletor a montante: 1.20 m
Prof. do Coletor ajusante: 1.20 m
547

13Z026335
l.
--- = .---=
10'3
-2.
)
)
)
)
)
)
)
)
)
J
)
)
)
)
)
)
I

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