AVALIAÇÃO HIDRÁULICA DO SISTEMA DE COLETA DE ESGOTO SANITÁRIO DO UNASP-EC

AVALIAÇÃO HIDRÁULICA DO SISTEMA DE COLETA DE ESGOTO SANITÁRIO DO UNASP-EC

Humberto Hermann do Nascimento

Resumo: O presente trabalho abordou um estudo sobre a rede coletora de esgoto sanitário do UNASP na cidade de Engenheiro Coelho, que até o momento, não dispunha do traçado da rede ou do projeto como construído. Com o rápido crescimento populacional do campus nos últimos anos, o adequado funcionamento da rede e sua vida útil não podem estar assegurados. Inicialmente foi desenvolvido o traçado compatível com a topografia da região, e descobertas as inclinações dos trechos para dimensionamento dos diâmetros dos tubos. Verificou-se por meio da equação de Manning, que as vazões máximas dos tubos eram muito superiores às vazões atuais. Pôde-se deduzir a partir das vazões máximas e do consumo diário per capita de água, o número máximo de habitantes que a rede suporta. Para todos os seguimentos foi constatada uma boa margem de crescimento em relação ao número atual de habitantes, podendo assim garantir ao UNASP um limite para o crescimento populacional sem que haja a necessidade de ampliação da rede.

Palavras-chave: Saneamento; Rede coletora de esgoto urbano; Equação de Manning.

EVALUATION OF THE HYDRAULIC SYSTEM OF SANITARY SEWER COLLECTION UNASP-EC

Abstract: This paper discusses a study about sanitary sewer collection system in UNASP, city of Engenheiro Coelho, who until now, had not the design of the network, or the project as constructed. With the rapid population growth of the campus in recent years, the proper functioning of the network and its life time, cannot be guaranteed. Initially, the route was developed according to the surface topography, and were discovered the inclinations and the diameters of the tubes. It was found through the Manning equation, the maximum flow tubes were much higher than the actual flow. It could be inferred from the maximum flows and per capita daily consumption of water, the maximum number of people that the network supports. For all segments was verified a good margin growth over the current number of inhabitants, and thus can ensure the UNASP a limit to population growth without the need for network expansion.

Keywords: Sanitation, Urban sewage collection; Manning equation.

O Centro Universitário Adventista de São Paulo – Campus Engenheiro Coelho (UNASP-EC), é uma das poucas instituições do país com internato em regime fechado, contando com aproximadamente 1456 alunos internos.  Atualmente o UNASP-EC está em franco crescimento, muitas ampliações nos conjuntos habitacionais foram feitas visando o conforto e tranquilidade dos seus habitantes, mas juntamente com essas ampliações surgiu a preocupação com a capacidade dos sistemas de serviço públicos como rede de esgotos, abastecimento de água, energia elétrica e coleta de águas pluviais.

De acordo com os arquivos de projetos do campus e entrevista com os responsáveis pelo setor de construção e manutenção, pôde-se perceber que a rede construída difere em alguns pontos do especificado em projeto, sendo assim os requisitos de desempenho prescritos por norma não podem ser assegurados.

Para que sejam atestadas as condições da mesma quanto à fidelidade de seu funcionamento, é preciso analisar a rede de esgoto sanitário do campus segundo as exigências normativas, e delimitar a população máxima que a rede suporta.

Para analisar a rede é necessário o mapeamento e locação da mesma no mapa do campus. Com o uso do aparelho topográfico Estação Total, é possível conhecer a localização exata dos coletores, interceptores e emissários da rede, medir os diâmetros nominais dos tubos e seu material e caracterizar as inclinações dos trechos.

Com base na equação de Manning, modificada à uma lâmina d’água de 75% do diâmetro do coletor encontra-se a vazão máxima de cada tubo. Por fim é possível deduzir a população máxima que a rede suporta e avaliar o seu estado atual de funcionamento.

A NBR 9649 (ABNT, 1986) prescreve alguns critérios para a elaboração do projeto e operação do sistema de esgoto sanitário:

Seção Molhada dos Condutos

Segundo Azevedo Netto, (2011), os coletores, interceptores e emissários devem ser projetados para funcionar como condutos livres.

De acordo com a NBR 9649 (ABNT, 1986), não é permitido projetar um coletor trabalhando à vazão plena e neste caso a lâmina d’água deve ser de no máximo 75% do diâmetro do coletor, destinando-se a parte superior dos condutos à ventilação do sistema e às imprevisões e flutuações excepcionais de nível.

A NBR 9649 (ABNT, 1986) admite o diâmetro mínimo do tubo DN 100.

Tensão trativa

Segundo Tsutiya e Sobrinho (1999) a deposição de materiais sólidos nos tubos deve ser impedida pela autolimpeza dos coletores de esgoto sanitário. Essa autolimpeza é obtida pela manutenção de uma velocidade mínima independente do diâmetro da tubulação.

A disposição normativa é que cada trecho deve ser verificado para que a tensão trativa média seja igual ou superior a 1 Pa, para o coeficiente de Manning (n) = 0,013. A declividade mínima que satisfaz essa condição é expressa por;

Io mín = 0,0055 Qi -0,47

Sendo:

Qi = Vazão de jusante do trecho no início do plano

Iomín = inclinação mínima (m/m) para obter pelo menos 1Pa de tensão trativa.

Vazão mínima

A NBR 9649 (ABNT, 1986) recomenda a adoção de 1,5 l/s como vazão mínima a ser considerada em qualquer trecho, esse valor corresponde ao pico instantâneo decorrente de descarga de vaso sanitário.

Equação de Manning

Os cálculos de canais estão baseados em equações que ligam a perda de carga em um trecho à vazão, através da geometria do canal e da rugosidade do perímetro molhado (PORTO, 2006).

Em função de Di (diâmetro), a fórmula tem a seguinte expressão para condutos funcionando à 75% de Di, conforme Azevedo Netto (2011), modificado por Ríspoli (2009), para unidades de projetos:

Qd =  [pic 1]

Da qual:

Qd = Vazão de projeto; (m³/s)

Di = Diâmetro interno teórico mínimo, calculado com lâmina d’água à 75%; (m)

n = coeficiente de Manning, variando de 0,012 para tubos de PVC e 0,013 para tubos cerâmicos.

ESTUDO DE CASO: UNASP-EC

Uma vez localizados, os PV’s foram abertos, e observado o seguinte:  Tubulações que chegam e saem do PV com suas respectivas cotas, materiais, diâmetros e sentido de escoamento do efluente.