Dimensionamento de Sarjetas e Galerias Pluviais

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<p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 76</p><p>8. ESGOTOS PLUVIAIS</p><p>Neste capítulo são abordados os métodos para dimensionamento de sarjetas e de</p><p>galerias pluviais. O dimensionamento destes elementos depende do coeficiente de</p><p>runoff, que é função do período de retorno T adotado pelo projetista. Para T = 5 a 10</p><p>anos, podem ser usadas as tabelas abaixo.</p><p>Tabela 8.1: Coeficientes de runoff para distintos tipos de áreas.</p><p>Descrição da área Coeficiente de runoff</p><p>Área comercial central 0,70 a 0,95</p><p>Área comercial em bairros 0,50 a 0,70</p><p>Área Residencial</p><p>Residências isoladas 0,35 a 0,50</p><p>Unidades múltiplas (separadas) 0,40 a 0,60</p><p>Unidades Múltiplas (conjugadas) 0,60 a 0,75</p><p>Lotes com 2.000 m2 ou mais 0,30 a 0,45</p><p>Área com prédios de apartamentos 0,50 a 0,70</p><p>Área industrial leve 0,50 a 0,80</p><p>Área industrial pesada 0,60 a 0,90</p><p>Parques, cemitérios 0,10 a 0,25</p><p>Playgrounds 0,20 a 0,35</p><p>Pátios de estradas de ferro 0,20 a 0,40</p><p>Áreas sem melhoramentos 0,00 a 0,30</p><p>Tabela 8.2: Coeficientes de runoff para distintos tipos de superfície.</p><p>Característica da superfície Coeficiente de runoff</p><p>Ruas com pavimento asfáltico 0,70 a 0,95</p><p>Ruas com pavimento de concreto 0,80 a 0,95</p><p>Passeios 0,75 a 0,85</p><p>Telhados 0,75 a 0,95</p><p>Terrenos relvados (solos arenosos)</p><p>Pequena declividade (2%) 0,05 a 0,10</p><p>Média declividade (2% a 7%) 0,10 a 0,15</p><p>Forte declividade (7%) 0,15 a 0,20</p><p>Terrenos relvados (solos pesados)</p><p>Pequena declividade (2%) 0,15 a 0,20</p><p>Média declividade (2% a 7%) 0,20 a 0,25</p><p>Forte declividade (7%) 0,25 a 0,30</p><p>8.1 CAPACIDADE DE CONDUÇÃO HIDRÁULICA DE RUAS E SARJETAS</p><p>A capacidade de condução da rua ou da sarjeta pode ser realizada de duas formas</p><p>diferentes:</p><p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 77</p><p>a) a água escoando por toda a calha da rua;</p><p>Figura 8.1: escoamento por toda a calha da rua.</p><p>b) a água escoando só pelas sarjetas.</p><p>Figura 8.2: escoamento só pela sarjeta.</p><p>Para a primeira hipótese (figura 8.1), admite-se:</p><p>- declividade do leito carroçável da rua (seção transversal): IT = 3 %</p><p>- altura d’água na sarjeta...................................................: y0= 0,15 m</p><p>Para a segunda hipótese (figura 8.2), admite-se: IT = 3 %</p><p>y = 0,10 m</p><p>O dimensionamento hidráulico pode ser realizado pela expressão de Strickler-Manning:</p><p>3/22/1</p><p>HL RIKV ⋅⋅=</p><p>Onde:</p><p>V = velocidade da água na sarjeta, em m/s;</p><p>IL = declividade longitudinal da rua, em m/m;</p><p>K = adotado igual a 60, para os pavimentos comuns das vias públicas.</p><p>RH = em m ⇒ (RH = Am )</p><p>Pm</p><p>Exemplo: Para uma determinada rua, cuja declividade longitudinal (IL) da rua é 0,5% e</p><p>a declividade transversal do leito carroçável é de IT = 3 %, definir:</p><p>a) a capacidade máxima de transporte pela calha;</p><p>b) a capacidade máxima de transporte pelas sarjetas.</p><p>Admitir:</p><p>- altura global da guia (y0) = 0,15 m</p><p>- altura de água na sarjeta (y) = 0,10 m</p><p>- declividade longitudinal da rua (IL) = 0,005 m/m</p><p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 78</p><p>Solução:</p><p>a) Primeiro caso (capacidade global da calha da rua):</p><p>Obs: h1= y0 (da fig. 8.1)</p><p>VAQ ⋅= e, 3/22/1</p><p>HL RIKV ⋅⋅=</p><p>3/22/1</p><p>HL RIKAQ ⋅⋅⋅=</p><p>y0 = 0,15 m b = 0,15 = 5,0 m</p><p>IT = 0,03 m/m 0,03</p><p>Am = y0 x b = 0,15 x 5,0 = 0,375 m2</p><p>2 2</p><p>Pm = 0,15 + [ ( 0,15 )2 + ( 5,0 )2 ]1/2 ≅ 5,15 m</p><p>RH = Am = 0,375 = 0,0728 m</p><p>Pm 5,15</p><p>Q = 0,375 . 60 . (0,005)1/2 . (0,0728)2/3 = 0,277 m3/s = 277 l/s</p><p>Para toda a rua, ou seja, para os dois lados da rua, tem-se:</p><p>Q = 0,277 . 2 = 0,554 m3/s = 554 l/s</p><p>b) Segundo caso (capacidade das sarjetas para y = 0,10 m):</p><p>y = 0,10 m b = 0,10 = 3,33 m</p><p>IT = 0,03 m/m 0,03</p><p>Am = yx b = 0,10 x 3,33 = 0,167 m2</p><p>2 2</p><p>Pm = 0,10 + [ ( 0,10 )2 + ( 3,33)2 ]1/2 ≅ 3,43 m</p><p>RH = Am = 0,167 = 0,0485 m</p><p>Pm 3,43</p><p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 79</p><p>Q = 0,167 . 60 . (0,005)1/2 . (0,0485)2/3 = 0,094 m3/s</p><p>Para duas sarjetas (ambos os lados da rua):</p><p>Q = 0,094 . 2 = 0,188 m3/s = 188 l/s</p><p>8.2 BOCAS DE LOBO</p><p>As bocas de lobo são os pontos de admissão das águas de chuva à rede pluvial.</p><p>Localizam-se junto ao meio-fio. Em caso de topografia acidentada sua localização deve</p><p>ser procedida com cuidados. As caixas existentes junto a cada boca de lobo devem ter a</p><p>geratriz inferior do tubo de saída elevada em relação ao fundo das caixas, a fim de</p><p>possibilitar a retenção de areia, que deve ser periodicamente removida pelas equipes de</p><p>manutenção do sistema.</p><p>Figura 8.3: Locação de Caixas de Ligação</p><p>A locação das bocas de lobo atende as recomendações que seguem:</p><p>a) serão locadas em ambos os lados da rua quando a saturação da sarjeta o</p><p>requerer, ou quando forem ultrapassadas as suas capacidades de engolimento;</p><p>b) serão locadas nos pontos baixos das quadras:</p><p>c) recomenda-se adotar um espaçamento máximo de 60m entre as bocas de lobo,</p><p>caso não seja analisada a capacidade de escoamento da sarjeta;</p><p>d) a melhor solução para a instalação de bocas de lobo é em pontos pouco a</p><p>montante de cada faixa de cruzamento usada pelos pedestres, junto as esquinas;</p><p>e) não é conveniente a sua localização junto ao vértice de ângulo de interseção das</p><p>sarjetas de duas ruas convergentes pelos seguintes motivos; os pedestres para</p><p>cruzarem uma rua, teriam que saltear a torrente num trecho de máxima vazão</p><p>superficial; as torrentes convergentes pelas diferentes sarjetas teriam como</p><p>resultante um caudal de velocidade em sentido contrário ao da afluência para o</p><p>interior da boca de lobo.</p><p>BL......... Boca de Lobo</p><p>CL......... Caixa de Ligação</p><p>PV......... Poço de Visita</p><p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 80</p><p>8.2.1 Tipos de bocas de lobo</p><p>As bocas de lobo podem ser classificadas em três grupos principais:</p><p>- bocas de meio-fio, ou ralos de guias: é a solução mais frequentemente</p><p>observada em Porto Alegre, ainda que em muitos casos não sejam dotadas do</p><p>indispensável ralo, que evita o ingresso de corpos estranhos para o sistema, como</p><p>garrafas PET. A figura abaixo representa uma boca de meio-fio, ou ralo de guia.</p><p>Figura 8.4: boca de meio-fio ou ralo de guia.</p><p>- ralos de sarjetas (grelhas): a figura que segue representa o que vem a ser o</p><p>ralo de sarjeta:</p><p>Figura 8.5: ralo de sarjeta.</p><p>- ralos combinados: este tipo de boca de lobo seria uma combinação dos dois</p><p>casos anteriores, tendo-se um ralo na sarjeta e outro, de mesma largura, no meio-fio.</p><p>Este tipo de boca de lobo caracteriza-se por uma grande capacidade de admissão de</p><p>água.</p><p>Figura 8.6:</p><p>ralo combinado.</p><p>Ralo</p><p>L</p><p>Ralo</p><p>a</p><p>b</p><p>Ralo</p><p>a</p><p>b</p><p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 81</p><p>8.2.2 Capacidade de engolimento em pontos baixos de sarjetas</p><p>Com relação à capacidade de engolimento, deve-se atentar que em terrenos planos a</p><p>água pode se aproximar pelos dois lados da sarjeta, como se vê na figura seguinte, que</p><p>apresenta uma vista frontal de uma boca de lobo (BL) de meio-fio.</p><p>‘</p><p>Figura 8.7: aproximação da água pelos dois lados da sarjeta.</p><p>a) Boca de lobo de entrada pela guia (ou meio-fio):</p><p>Se a água que se acumula sobre a boca de lobo gerar uma altura menor que a abertura na</p><p>guia, este tipo de boca (figura 8.4) pode ser considerada um vertedor e sua capacidade</p><p>de engolimento será:</p><p>2/37,1 YLQ ⋅⋅=</p><p>onde:</p><p>Q = vazão de engolimento, em m3/s;</p><p>1,7 = coeficiente de descarga, adimensional;</p><p>Y = altura d’água, próximo a abertura na guia, em m;</p><p>L = comprimento da soleira, em m.</p><p>Deve-se executar uma depressão de alguns centímetros nas imediações da boca. A</p><p>solução expedita (gráfica) do problema pode ser obtida mediante o uso da figura 8.8.</p><p>Quando a altura d’água (Y) sobre o local for maior do que o dobro da abertura na guia,</p><p>a vazão é calculada por (no espaço abaixo será feita uma figura explicativa em aula):</p><p>Q = 3,101 . L . h1/2 (Y’/h)1/2</p><p>onde :</p><p>L = comprimento da abertura, em m;</p><p>h = altura da boca de lobo na guia, em m;</p><p>Y’= carga no meio da abertura da guia, em m (Y’ = Y - h/2)</p><p>BL</p><p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 82</p><p>b) Boca de lobo com grelha:</p><p>Um padrão adotado com freqüência para as bocas de lobo com grelha é 0,29m de altura</p><p>por 0,87m de comprimento (para FoFo). A grelha funciona como um vertedor de soleira</p><p>livre, para profundidade de lâmina até 12 cm. Se um dos lados for adjacente à guia, este</p><p>lado L deve ser excluído do perímetro da mesma. A vazão é:</p><p>2/37,1 YPQ ⋅⋅=</p><p>onde:</p><p>Y = altura d’água na sarjeta, sobre a grelha, em m;</p><p>P = perímetro do orifício, em m.</p><p>Para profundidades de lâminas maiores que 12 cm, a vazão será:</p><p>2/191,2 YAQ ⋅⋅=</p><p>onde:</p><p>A = área da grade, excluídas as áreas ocupadas pelas barras, em m2;</p><p>Y = altura d’água na sarjeta, sobre a grelha, em m.</p><p>Obs: Para h < y < 2h, a boca de lobo funciona em condição de transição, instável e</p><p>indefinido, entre vertedor (Q = 1,7.P.Y3/2) e orifício (Q = 2,91.A .Y1/2).</p><p>c) Bocas de lobo combinadas (entrada pela guia e pela grelha):</p><p>A capacidade teórica de esgotamento das bocas de lobo combinadas, é</p><p>aproximadamente igual ao somatório das vazões pela grelha e pela abertura na guia,</p><p>consideradas isoladamente.</p><p>Exemplo: Seja dimensionar a boca de lobo, para uma vazão de 94 l/s na sarjeta e uma</p><p>lâmina de água de 0,10 m. A depressão no local da boca de lobo é de 5 cm. A altura da</p><p>abertura na guia é a abertura padrão de 15cm.</p><p>Solução “a”: Como boca de lobo de guia (caso a, pág. 81):</p><p>a.1) Da equação Q = 1,7 . L . Y3/2 (vide ítem 8.2.2, sub-ítem a) resulta:</p><p>L = Q = 0,94 = 1,75 m</p><p>1,7 (Y)3/2 1,7 (0,10)3/2</p><p>Logo, haverá a necessidade de um comprimento de 1,75 m de soleira. Pode-se optar por</p><p>duas bocas de lobo padrão, com 1,0 m cada, e guia com h = 0,15 m.</p><p>Passeio</p><p>Grelha adjacente</p><p>à guia</p><p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 83</p><p>a.2) Graficamente (atentar para simbologia da figura 8.8, onde h é altura da abertura</p><p>na guia):</p><p>Da figura 8.8, retira-se (válida só para depressão a = 5 cm):</p><p>Y0/h = 0,10 ≅ 0,67</p><p>0,15</p><p>- Q/L = 55 l/s.m</p><p>Como Q = 94 l/s, L = 94 = 1,71 m; Resultado praticamente igual ao anterior.</p><p>55</p><p>Figura 8.8: Capacidade de esgotamento das BL simples com depressão 5cm em pontos</p><p>baixos das sarjetas.</p><p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 84</p><p>Solução “b”: Como boca de lobo de grelha (caso b, pág. 82)</p><p>b.1) Da equação Q = 1,7 . P . Y3/2 (vide ítem 8.2.2, sub-ítem b) resulta:</p><p>P = Q = 0,094 = 1,75 m</p><p>1,7(Y)3/2 1,7(0,10)3/2</p><p>P = 2b +a (conforme figura 8.5)</p><p>Admitindo uma face “a” adjacente à guia, vem, para b = 0,29 m (padrão):</p><p>P = a + 2b ∴1,75 = a + 2 . 0,29</p><p>a = 1,75 - 0,58 = 1,17 m</p><p>Utiliza-se duas grelhas padrão (0,29m de largura e 0,87m de comprimento)</p><p>c) Como boca de lobo combinada:</p><p>Admitindo-se boca de lobo de guia padrão:</p><p>Y = 0,15 m</p><p>L = 1,0 m</p><p>E admitindo boca de lobo de grelha padrão:</p><p>a = 0,87 m</p><p>b = 0,29 m</p><p>Obtém-se para B.L. guia (caso a, pág. 81):</p><p>Q = 1,7 . L . Y3/2 = 1,7 . 1,0 . (0,10)3/2 = 0,054 = 54 l/s</p><p>Resultando para B.L.grelha:</p><p>Q = 1,7 . P . Y3/2 = 1,7 . ( 0,87 + 0,58 ) . ( 0,10 )3/2 = 0,078 = 78 l/s</p><p>como:</p><p>Qglobal = 54 + 78 = 132 l/s > 94 l/s (ok)</p><p>8.2.3. Capacidade de engolimento em pontos intermediários das sarjetas</p><p>Engolimento pelas BL em pontos intermediários das sarjetas, é o caso em que as</p><p>sarjetas estão em ruas em declive, e toda a vazão aflui à sarjeta por um único lado.</p><p>Neste caso as BL são dimensionadas para engolir de 90 a 100 % da vazão afluente. A</p><p>vazão não captada escoará pela sarjeta em direção à BL seguinte. Cabe ressaltar que,</p><p>por segurança, todas as BL devem ser dimensionadas considerando uma redução no</p><p>valor teórico de esgotamento, como sugerido na tabela abaixo.</p><p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 85</p><p>Tabela 8.3: Percentual de esgotamento (coeficientes de redução) nas BL devido a</p><p>obstruções por detritos, irregularidades nos pavimentos e hipóteses de cálculo não</p><p>correspondendo à realidade.</p><p>Local da BL</p><p>nas sarjetas</p><p>Tipo de BL % de esgotamento sobre o</p><p>valor teórico</p><p>Ponto baixo Simples</p><p>Com grelha</p><p>Combinada</p><p>80</p><p>50</p><p>65</p><p>Ponto</p><p>intermediário</p><p>Simples</p><p>Grelha longitudinal</p><p>Grelha transversal, ou longitudinal</p><p>com barras transversais</p><p>Combinada</p><p>80</p><p>60</p><p>50</p><p>110% dos valores indicados para a</p><p>grelha correspondente</p><p>8.2.3.1. Engolimento por boca de lobo simples com depressão (a)</p><p>A Figura 8.9 (vide pág. seguinte – Fonte Drenagem Urbana, Manual de Projeto –</p><p>CETESB, 1986) apresenta as grandezas características de uma BL simples, com a sarjeta</p><p>em depressão (a), instalada em trechos intermediários. A vazão esgotada é dada por:</p><p>gyyCK</p><p>L</p><p>Q</p><p>••+= )( , onde K e C são adimensionais</p><p>Para L1 = 10a, L2 = 4a, W = 8a, o valor de K será 0,23, o valor de C é dado por:</p><p>2</p><p>12,1</p><p>45,0</p><p>XF</p><p>C = , onde:</p><p>θtga</p><p>L</p><p>X</p><p>•</p><p>= e F é o número de Froude, dado por:</p><p>gy</p><p>V</p><p>F = , ou </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>−= 122</p><p>y</p><p>E</p><p>F</p><p>Onde y</p><p>gA</p><p>Q</p><p>y</p><p>g</p><p>V</p><p>E +=+=</p><p>2</p><p>2</p><p>0</p><p>2</p><p>2</p><p>)(</p><p>2</p><p>Obs: se L2 = 4a e a = b, a primeira equação apresentada no item 8.2.3.1. terá uma outra</p><p>forma, como apresentado em Drenagem Urbana, Manual de Projeto – CETESB, 1986,</p><p>pág. 287.</p><p>8.2.3.2. Engolimento</p><p>por boca de lobo simples sem depressão (a = 0)</p><p>Neste caso, C = 0, y = y0 e tgθ = tg 0θ . Os valores de K são função de tg 0θ , como</p><p>segue:</p><p>Tabela 8.4: Valores de K em função de tg 0θ</p><p>tg 0θ . K</p><p>12 0,23</p><p>24 0,20</p><p>48 0,20</p><p>Obs: θ e 0θ são apresentados na Figura 8.9. A vazão admitida pela BL, será dada por:</p><p>00 ygyK</p><p>L</p><p>Q</p><p>•••=</p><p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 86</p><p>Onde: θtan=Z e, 2/13/8375,0 iy</p><p>n</p><p>Z</p><p>Q ••••=</p><p>Exercício: Dimensione uma BL simples sem depressão, em ponto intermediário de</p><p>sarjeta, para: Q0 = 28 L/s; n = 0,016; i = 0,03m/m; it = 0,02m/m; tg 0θ = 24; W= 30cm.</p><p>Calcule o comprimento da BL para 90% e 100% de esgotamento do valor teórico (sem</p><p>detritos...)</p><p>Solução: As vazões para 90% e 100% de esgotamento do valor teórico, serão:</p><p>Q90 = 28/0,9= 31 L/s</p><p>Q100 = 28/1,0 = 28 L/s</p><p>Figura 8.9: Bocas de lobo simples, em pontos intermediários das sarjetas.</p><p>L</p><p>L2</p><p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 87</p><p>Com o emprego das equações apresentadas no item 8.2.3.2, tem-se:</p><p>θtan=Z = 30/1,25 = 24</p><p>Arbitram-se valores para y (como é sem depressão, y = y0)</p><p>a) Dimensionamento para Q = 31L/s (admissão de 90% da vazão teórica)</p><p>Para y = 4 cm, tem-se: (na fórmula abaixo entra a decliv. longitudinal “ï”da sarjeta,</p><p>bem como a decliv. perpendicular, esta na forma da variável Z)</p><p>2/13/8375,0 iy</p><p>n</p><p>Z</p><p>Q •••= = 2/13/8 03,004,0</p><p>016,0</p><p>24</p><p>375,0 ••• = 0,018m3/s = 18 L/s</p><p>Para y = 4,9 cm, tem-se:</p><p>2/13/8 03,0049,0</p><p>016,0</p><p>24</p><p>375,0 •••=Q = 31 L/s</p><p>Então: 00 ygyK</p><p>L</p><p>Q</p><p>•••= , onde K = 0,20, em função de tan 0θ = 24 (tabela 8.4)</p><p>049,081,9049,020,0 •••=</p><p>L</p><p>Q</p><p>= 0,0068 m3/s.m = 6,8 L/s.m</p><p>Para Q/Q0 = 90%, tem-se L = (31L/s)/(6,8 l/s.m) = 4,56 = 4,6m (largura BL, com y =</p><p>4,9cm). Adota-se uma altura para a abertura de 14cm, que é um valor usual.</p><p>b) Dimensionamento para Q = 28L/s (admissão de 100% da vazão teórica)</p><p>Para y = 4,7 cm, tem-se:</p><p>2/13/8 03,0047,0</p><p>016,0</p><p>24</p><p>375,0 ••••=Q = 28 L/s</p><p>Então: 00 ygyK</p><p>L</p><p>Q</p><p>•••= , onde K = 0,20, em função de tan 0θ = 24 (tabela 8.4)</p><p>047,081,9047,020,0 •••=</p><p>L</p><p>Q</p><p>= 0,0064 m3/s.m = 6,4 L/s.m</p><p>Para Q/Q0 = 100%, tem-se L = (31L/s)/(6,4 l/s.m) = 4,38m (largura BL, com y =</p><p>4,9cm). Adota-se uma altura para a abertura de 14cm, que é um valor usual.</p><p>8.3 GALERIAS CIRCULARES</p><p>Há duas hipóteses para locação de coletores de águas pluviais: ou sob o passeio, ou sob</p><p>o eixo da via pública. O recobrimento mínimo sugerido é de 1,00m sobre a geratriz</p><p>superior externa do tubo, devendo permitir a ligação dos tubos de escoamento das bocas</p><p>de lobo, cujo recobrimento mínimo é de 0,60m.</p><p>8.3.1 Aspectos gerais</p><p>Da hidráulica sabemos que:</p><p>Q = A . V e V = RH</p><p>2/3 . I1/2 ou V = K . RH</p><p>2/3 . I1/2</p><p>n</p><p>Sabe-se também que, em um tubo funcionando à seção plena, tem-se:</p><p>RH = D</p><p>4</p><p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 88</p><p>Deduz-se assim uma equação para “D”:</p><p>Q = A.V ;</p><p>n</p><p>IR</p><p>V H</p><p>2/13/2</p><p>⋅</p><p>= ; 2</p><p>13</p><p>2</p><p>4</p><p>1</p><p>I</p><p>D</p><p>n</p><p>V ⋅</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>=</p><p>3/5</p><p>3/82/1</p><p>2</p><p>1</p><p>3/22</p><p>44</p><p>1</p><p>4</p><p>DI</p><p>n</p><p>I</p><p>D</p><p>n</p><p>D</p><p>Q</p><p>⋅</p><p>⋅=⋅</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>⋅⋅</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> ⋅</p><p>=</p><p>ππ</p><p>8/3</p><p>2/1</p><p>8/3</p><p>2/1</p><p>8/3</p><p>2/1</p><p>3/5</p><p>5483,1,,5483,1</p><p>4</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>⋅</p><p>=</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> ⋅</p><p>⋅=</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>⋅</p><p>⋅⋅</p><p>=</p><p>IK</p><p>Q</p><p>Dou</p><p>I</p><p>nQ</p><p>I</p><p>nQ</p><p>D</p><p>π</p><p>Seja calcular a galeria circular necessária para a condução da vazão de 94 l/s, sendo I=</p><p>0,001 m/m. Adotar “n” de Manning igual a 0,013 (equivaleria a “K” de Strickler-</p><p>Manning igual a 76,9).</p><p>Solução:</p><p>457,0</p><p>001,0</p><p>013,0094,0</p><p>5483,15483,1</p><p>8/3</p><p>2/1</p><p>8/3</p><p>2/1</p><p>=</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> ⋅</p><p>⋅=</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> ⋅</p><p>⋅=</p><p>I</p><p>nQ</p><p>D</p><p>Como DN 500 > DN 457, a lâmina não será 100 %. Há que se obter os elementos para</p><p>o tubo parcialmente cheio.</p><p>FH = Q . n = 0,094 . 0,013 = 0,2453</p><p>D8/3.I1/2 (0,500)8/3. (0,001)1/2</p><p>Para FH = 0,2453 , RH = 0,2917 e h = 0,67</p><p>D D</p><p>RH = 0,2917 . 0,500 = 0,146 m; sm</p><p>n</p><p>IR</p><p>V H /67,0</p><p>013,0</p><p>)001,0()146,0( 2/13/22/13/2</p><p>=</p><p>⋅</p><p>=</p><p>⋅</p><p>=</p><p>8.3.2. Modelo de cálculo para determinação de vazões de galerias pluviais em áreas</p><p>urbanas</p><p>O modelo adotado é o chamado Método Racional, dado pela expressão:</p><p>Q = 2,78 . C . I . A</p><p>onde:</p><p>Q = vazão, em l/s;</p><p>C = coeficiente de escoamento superficial (adimensional), coeficiente de Runoff;</p><p>I = intensidade de chuva, mm/h;</p><p>A = área da bacia, em ha.</p><p>A intensidade de chuva I (equação anterior) é particular para cada localidade. A figura</p><p>seguinte apresenta as curvas de intensidade (I) e duração, para diversos períodos de</p><p>recorrência em Porto Alegre.</p><p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 89</p><p>Figura 8.10: Curvas intensidade x duração x freqüência para Porto Alegre-RS (fonte:</p><p>DMAE)</p><p>Cada par de bocas de lobo é ligado a um PV, conforme observa-se na figura 8.3. O</p><p>espaçamento entre pares de bocas de lobo deve ser ≤ 50 m.</p><p>As caixas de ligação, observadas na figura 8.3, são usadas quando são necessárias</p><p>bocas de lobo intermediárias em uma quadra, para evitar chegar a um PV com mais de</p><p>quatro tubos. As caixas de ligação diferem de um PV por não serem visitáveis.</p><p>IPH 212 - Sistemas de Água e Esgotos Professores: Dieter Wartchow e Gino Gehling</p><p>Módulo 3 90</p><p>A distância máxima entre PVs é referida na tabela 8.5, que vale para São Paulo. Cada</p><p>município costuma ter distâncias limite próprias, geralmente inferiores as da tabela 8.5.</p><p>Em Porto Alegre, por exemplo, o caderno de encargos do DMAE, estabelece a distância</p><p>entre PVs no item 5.16, anexos 5.12 a 5.18. O referido caderno pode ser baixado pela</p><p>Internet do site do DEP ou do site da ABTC.</p><p>http://lproweb.procempa.com.br/pmpa/prefpoa/dep/default.php?p_secao=47</p><p>www.abtc.com.br/publicacoes/1.pdf</p><p>Tabela 8.5: Distância máxima entre PVs (fonte: DAEE/CETESB, 1980).</p><p>D(m) Distância máxima (m)</p><p>0,30 120</p><p>0,50 150</p><p>≥1,00 180</p><p>A chuva de projeto deve ser adotada para um período de retorno ou de recorrência de 5</p><p>anos; a sua duração, que se confundirá com o tempo de concentração, deve ser fixado</p><p>para as cabeceiras de rede em 10 minutos.</p><p>O tempo de percurso em cada trecho é dado pela expressão:</p><p>tp = L__</p><p>V . 60</p><p>onde:</p><p>tp = tempo de percurso, em minutos;</p><p>L = comprimento do trecho, em m;</p><p>V = velocidade no trecho, em m/s.</p><p>De uma curva Intensidade/Duração/Frequência, retira-se para 10 minutos e período de</p><p>retorno de 5 anos, a intensidade da chuva de projeto, e com a definição do coeficiente de</p><p>Runoff e da área de drenagem, calcula-se a vazão a ser drenada. A medida que se</p><p>avança nos trechos, o tempo vem sendo acumulado (tempo de duração = tempo de</p><p>concentração), de forma que a intensidade da</p><p>chuva diminui (é uma exponencial</p><p>inversa). Quando se encontra um PV que recebe concomitantemente vazões de vários</p><p>trechos, não se somam esses tempos, mas adota-se àquele de maior valor; isso leva a</p><p>uma chuva de menor intensidade, mas como as áreas drenadas vêm sendo acumuladas, a</p><p>vazão cresce.</p><p>Para bacias externas grandes, pode-se adotar como tc = td inicial a: (Fórmula de Kirpich)</p><p>385,03</p><p>57 </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>⋅=</p><p>H</p><p>L</p><p>tc</p><p>onde: tc = tempo de concentração (min)</p><p>L = comprimento do talvegue, em km;</p><p>H = máximo desnível ao longo de L, em km</p><p>O coeficiente de Runoff varia de 0,10 a 0,95, sendo comum a adoção de valores como</p><p>0,60 e 0,70. As chuvas de projeto podem ser obtidas das curvas constantes do Manual</p><p>de Drenagem Urbana da CETESB, onde as mesmas constam em mm/min (basta</p><p>transformá-las em mm/h).</p>